Ingersoll Octo Plus: Weniger ist oft mehr

Die Octo Plus Serie von Ingersoll: Der Werkzeugkörper mit optimal abgestimmter Zahnteilung und 16–schneidigen Wendeplatten sorgt für beste Ergebnisse beim Planfräsen in der Schwerzerspanung.

Hermann Forstinger
Leiter mechanische Fertigung bei Weingärtner

„Insgesamt konnte mit der neuen HIPos Trio und Octo Plus Serie von Ingersoll sowohl bei der Verarbeitungsgeschwindigkeit als auch bei der Standzeit eine Steigerung um jeweils zirka 30 % erzielt werden. Das ist schon eine beeindruckende Verbesserung und das bei einer deutlichen Verringerung der Werkzeugvielfalt.“

Seit nunmehr über 40 Jahren fertigt Weingärtner Maschinenbau im ländlichen Kirchham (OÖ) Werkzeugmaschinen der besonderen Art. Als Lohnfertigungsbetrieb mit dem Anspruch termingerechter Lieferung präziser Maschinenbauteile hat sich Weingärtner im Markt etabliert und stufenweise sein Leistungsspektrum um die Herstellung von Gesamtanlagen erweitert. Als einer der Vorreiter im Bereich der Wirbeltechnologie ist Weingärtner mittlerweile renommierter Lieferant für die Energie- und die Kunststoffindustrie. Mittlerweile repräsentiert der Bereich Sondermaschinenbau 75 Prozent des Gesamtumsatzes des Unternehmens. Die Entwicklung von Dreh-/Fräszentren (mpmc-Baureihe) zur Komplettbearbeitung schwerer, komplexer Teile für die metallverarbeitende Schwerindustrie im Jahr 2002 kann als weiterer Meilenstein bezeichnet werden. Aber auch im Bereich der Lohnfertigung ist man als Zulieferer beispielsweise im Kraftwerksbau oder für Stahlverarbeitungsanlagen ein Garant für höchste Qualität.

Die HiPos Trio Serie von Ingersoll: Eckfräsen von exakten 90°-Schultern über sämtliche Werkzeugdurchmesser. Bei Weingärtner sind Durchmesser von 20 mm bis 160 mm im Einsatz.

Werner Gramelt
Vertriebstechniker SWT Schlager Werkzeugtechnik GmbH

„Mit Ingersoll als Werkzeughersteller haben wir die Möglichkeit Werkzeugkonzepte zu liefern, die genau auf die Bedürfnisse der Fertigung zugeschnitten sind – wenn es erforderlich ist sogar mit völlig neu entwickelten Werkzeugen.“

Groß und dennoch genau

Im Laufe der Jahre hat sich Weingärtner auf die Fertigung von Komponenten mit großen Dimensionen spezialisiert. „Nur wenige Fertigungsbetriebe sind in der Lage Aufspannmaße von 26 m Länge und 5,5 m Höhe (Anm.: eine UniForce 7 der SHW Werkzeugmaschinen) zu bieten und dabei Toleranzen von  0,02 mm einzuhalten“, beschreibt Hermann Forstinger, Leiter mechanische Fertigung bei Weingärtner, einen Mehrwert. Um den besonderen Anforderungen bei derartigen Dimensionen gerecht zu werden, mussten spezielle Messvorrichtungen entwickelt werden. So verfügt Weingärtner zum Beispiel über eine eigens im Hause entworfene Lasermesseinrichtung zum Parallelmessen mit Hilfe einer Vakuummessstrecke. Vor jedem Schlichtvorgang wird anhand der gewonnenen Daten ein Kompensationsvorgang durchgeführt. „Das nimmt viel Zeit in Anspruch, so dass wir die Messungen ausschließlich außerhalb der regulären Betriebszeiten vornehmen und auch damit möglichst wenige Störeinflüsse auftreten, denn bei unseren Teilegrößen muss alles auf Anhieb passen. Nacharbeiten beim Kunden vor Ort ist in der Regel unmöglich“, erläutert der Fertigungsleiter weiter.

Durch die immer höheren Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, aber auch Arbeitsgeschwindigkeit wurde im Laufe der Zeit das Werkzeugsortiment bei Weingärtner immer breiter. Durch eine große Werkzeugvielfalt entstehen aber auch immer besondere Anforderungen an die Werkzeuglogistik. Darum wurde bei Weingärtner schon seit geraumer Zeit eine Überarbeitung des Werkzeugkonzeptes ins Auge gefasst. Grundlegendes Ziel war es, mit weniger Werkzeugtypen einen Großteil der Bearbeitungsschritte zu bewerkstelligen und gleichzeitig die Produktivität in den einzelnen Bearbeitungsvorgängen zu erhöhen. Dabei wurden zwei wesentliche, begrenzende Kriterien definiert: Erstens musste die Prozesssicherheit gewährleistet bleiben, und zweitens sollten Werkzeuge zum Einsatz kommen, bei denen sich ein Verschleiß so frühzeitig ankündigt, dass das Werkzeug rechtzeitig ersetzt werden kann.

In der Ausgabe 3/Juni 2011 haben wir bereits über die Ingersoll SF2E Planfräser berichtet, die von SWT Schlager Werkzeugtechnik an Weingärtner gelieferten wurden. Dies sollte den Beginn der Werkzeugbereinigung bei Weingärtner einläuten. „Zunächst ging es uns damals darum einen Egalisier-Schlichtfräser zu finden, mit dem wir in einem aktuellen Projekt Pressplatten für Fassadenteile bearbeiten wollten. Das hat die Zusammenarbeit mit Ingersoll und SWT als Lieferant begründet“, erinnert sich Hermann Forstinger.

Eine schnelle, maßgeschneiderte Lösung die es ermöglicht, die Werkzeugvarianz auf gut die Hälfte zu reduzieren bei gleichzeitiger, prozesssicherer Erhöhung der Zerspanungsleistung ist ein Ergebnis das sich sehen lassen kann.

Reinhard Schlager
Geschäftsführer SWT Schlager Werkzeugtechnik GmbH

„Wir als Werkzeuglieferant sind sehr froh, dass wir unseren Beitrag zur Produktivitätssteigerung bei Weingärtner Maschinenbau leisten können. Dies ist nur mit einer intensiven Zusammenarbeit, modernen Werkzeuglösungen und entsprechendem Know-how zu realisieren.“

Weniger Werkzeuge für mehr Leistung

Um nun in der Werkzeuglogistik eine spürbare Vereinfachung zu erzielen und das gesteckte Ziel, die Vielfalt an Fräswerkzeugen auf die Hälfte zu reduzieren, erreichen zu können, lud Weingärtner verschiedene Werkzeughersteller zu Vergleichstests ein.

Es wurde schnell klar, dass die recht spezifischen Anforderungen bei Weingärtner ein maßgeschneidertes Werkzeugkonzept erforderten. Dabei konnte sich Ingersoll, nicht zuletzt durch die Unterstützung von Werner Gramelt, Vertriebs- und Anwendungstechniker bei SWT Schlager Werkzeugtechnik GmbH, ganz klar durchsetzen. Im Vordergrund standen die Anwendungsfälle Eckfräsen und Planfräsen. Bei der Definition der Anforderungen zeigte sich, dass diese mit den bestehenden Standardfräsertypen hinsichtlich Zähnezahl und Teilung kaum zu erfüllen waren. Bereits etwa vier Wochen nach der Definition der Anforderung konnte Ingersoll bereits zwei neue Werkzeugkörper präsentieren.

Infos zum Anwender

Weingärtner Maschinenbau ist ein international operierendes Unternehmen und im Bereich der Fertigung von Werkzeugmaschinen für den Energiesektor tätig. Seit über 40 jahren fertigt man Bearbeitungsmaschinen für die Ölbohrindustrie, den Kunststoffsektor sowie kombinierte Dreh-/Fräszentren (mpmc) zur Komplettbearbeitung von schweren, komplexen teilen. Auf rund 18.000 m² Gesamtnutzfläche beschäftigt Weingärtner über 160 Mitarbeiter. Die Produktion der Maschinen und Anlagen aber auch von Komponenten in Sondergrößen bis 26.000 mm Aufspannlänge bei Genauigkeiten unter 0,02 mm erfolgt auf einem hochmodernen Maschinenpark.

Exakte 90 Grad Schulter

Für das Eckfräsen entwickelte Ingersoll die HiPos Trio Serie als Einschraub-, Schaft- und Aufsteckfräser. Diese Werkzeuge gibt es im Durchmesserbereich 20 mm bis 160 mm. Die verwendeten Wendeplattentypen haben jeweils drei Schneidkanten mit positivem Eintauchwinkel. Meistens bekommt man durch die geschwungene Geometrie der Platten nur bei bestimmten Durchmessern eine exakte 90°-Schulter. Ingersoll ist mit den neuen Fräsern in der Lage trotz der Helixanordnung und der positiven Geometrie der Wendeplatten den gesamten Durchmesserbereich mit 90° abzudecken.

Die verwendeten Wendeplatten unterscheiden sich in drei Größen: THLS060404R mit einer Schnitttiefe (ap) = 7,0 mm, THLS100508R mit ap = 11,0 mm und THLS130608R mit ap = 15,0 mm. Diese sind je nach Plattengröße mit Eckenradien von 0,4 bis 3,2 mm ausgestattet und sind in einem breiten Anwendungsgebiet zur Bearbeitung von Stahl, Guss, Edelstahl, Superlegierungen und NE Metallen.

Bei Weingärtner sind Durchmesser von 20 mm bis 160 mm in Verwendung. Die eingesetzten Wendeplatten kommen in IN2530 Qualität zum Einsatz, einer zähen Sorte mit einer verschleißfesten Beschichtung. Als Schlichtplatte wird die neue Cermet Sorte IN62C in geschliffener Ausführung verwendet.

Planfräsen mit weichem Schnitt

Für das Planfräsen entstand aus der definierten Anforderung die neue Octo Plus Serie von Ingersoll (Anm.: Durchmesserbereich von 40 mm bis 315 mm). Diese Serie verfügt über eine 16–schneidige Wendeplatte mit einem äußerst weichen Schnitt. Diese sind auch für leistungsschwächere Maschinen bei optimaler Spanbildung bestens geeignet. Durch den verbesserten Spänabtransport wird einem Spanstau, auch auf Großmaschinen, entsprechend vorgebeugt und dadurch die Prozesssicherheit erhöht. Die einsetzbaren Platten unterscheiden sich in zwei Größen: ONCU0505 mit einer Schnitttiefe von 3,0 mm und ONCU0909 mit ap = 5 mm in den Ingersoll-Qualitäten für Stahl, Guss, Edelstahl, Superlegierungen und NE-Metalle. (Anm.: Als zusätzliches Highlight sei noch die Sorte IN70N zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von GG Guss erwähnt.)

Bei Weingärtner werden beide Plattentypen auf Fräserkörpern von 50 mm bis 200 mm eingesetzt. Hinzu kommt als Hartmetallsorte die IN2030, ein zähes Substrat ähnlich wie beim Eckfräser. Mit diesen drei Sorten deckt Ingersoll das Anforderungsprofil von Weingärtner optimal ab.

Dabei entstanden neben der Bewältigung der gegebenen Anforderungen noch weitere positive Nebeneffekte. Die neuen Fräser zeichnen sich durch eine verbesserte Laufruhe aus. Ebenso konnte die Lärmentwicklung reduziert werden und auch die Rauchentwicklung nahm signifikant ab. Dies ist auf die verbesserten Schneideigenschaften zurückzuführen. Zusammen mit der geringeren Wärmeentwicklung führte dies zu einer Erhöhung der Verarbeitungsgenauigkeit.

Schrittweise zum Ziel

„Durch dieses optimal auf die Bedürfnisse von Weingärtner abgestimmte Konzept ist es uns unter anderem gelungen beim Planfräsen den Fräserbestand von früher fünf verschiedenen Fräsertypen auf einen einzigen zu reduzieren“, fasst Werner Gramelt zusammen Hermann Forstinger ergänzt: „Insgesamt konnte mit der neuen HIPos Trio und Octo Plus Serie von Ingersoll sowohl bei der Verarbeitungsgeschwindigkeit als auch bei der Standzeit eine Steigerung um jeweils zirka 30 % erzielt werden. Das ist schon eine beeindruckende Verbesserung und das bei einer deutlichen Verringerung der Werkzeugvielfalt.“

Die Umstellung des Werkzeugbestandes erfolgt seit Anfang dieses Jahres nunmehr in drei Phasen. SWT unterstützt Weingärtner in der Umstellungsphase mit ihrem Know-how speziell in der Feinabstimmung des Werkzeugkonzeptes. Dass diese Unterstützung ein wesentliches Entscheidungskriterium war und auch die enorm rasche Umsetzung der Kundenanforderungen durch Ingersoll die Entscheidung vorangetrieben hat, freut Werner Gramelt besonders. „Mit der Fräserumstellung wurde die zweite Phase der Werkzeugbereinigung erfolgreich umgesetzt. Die von uns angestrebte Produktivitätssteigerung konnte durch die gemeinsamen Bemühungen werkzeugseitig voll erreicht werden. Als nächster Schritt folgt noch die Optimierung der NC-Programme um die Leistungsfähigkeit der neuen Werkzeuge voll ausnutzen zu können“, so Hermann Forstinger abschließend.

Werkzeugvielfalt auf die Hälfte reduziert

Eine Bereinigung des Werkzeugkonzeptes stellt für ein Produktionsunternehmen immer eine besondere Herausforderung dar. Werkzeuge müssen getestet und auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden. Die individuellen Herausforderungen von Weingärtner konnten durch Ingersoll in Zusammenwirken mit SWT bestens erfüllt werden. Eine schnelle, maßgeschneiderte Lösung die es ermöglicht, die Werkzeugvarianz auf gut die Hälfte zu reduzieren bei gleichzeitiger, prozesssicherer Erhöhung der Zerspanungsleistung ist ein Ergebnis das sich sehen lassen kann. Die dadurch mögliche Vereinheitlichung der Bearbeitungsprogramme wird wohl weitere Vorteile hinsichtlich Produktivität und Wirtschaftlichkeit bringen.