Integriertes Zulieferanten-EngineeringEin schneller Weg zu ausgereiften Produkten

Dipl.-Ing. Hellmut Adler und Dr.-Ing. Christoph Löffel

INA-SonderdruckVortrag zur „International Conference on Engineering Design“ICED 99 München24. bis 26. August 1999

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Integriertes Zulieferanten-EngineeringEin schneller Weg zu ausgereiften ProduktenDeutsche Übersetzung des Vortrages:„Rapid Product Development for Robust and Sophisticated Design by Integrated Supplier Engineering“,International Conference on Engineering Design ICED 99 Munich,Plenary Session, August 24-26, 1999Dipl.-Ing. Hellmut Adler und Dr.-Ing. Christoph Löffel

1. EinleitungGlobales Engagement der Autoindustrie,der Trend zu immer kürzeren Entwick-lungszeiten und die Forderung nachinnovativen Produkten von höchsterQualität verlangen eine engereZusammenarbeit zwischen dem Auto-mobilhersteller und seinen Zulieferern.Neben der globalen Präsenz der Produk-tion sowie der Entwicklung modernsterInformationstechnologien sieht INA alsErfolgsfaktor Nummer Eins denMenschen. In der „INA-Denkfabrik“herrscht eine Arbeitsatmosphäre, die dieKreativität fördert, hier ist „Querdenken“gefragt. Mit viel Engagement treiben dieMitarbeiter innerhalb der Firmengruppedie Produktentwicklung voran. Weiterhinerfolgsbestimmend und somit vonwesentlicher Bedeutung ist der Einsatzmodernster CA-Technologien in derPhase der Produktentwicklung.

2. Das Unternehmen INA Wälzlager Schaeffler oHG

INA wird schon seit vielen Jahren imBereich der Wälzlagertechnik mitNadellagern in Verbindung gebracht.Heute reicht das umfangreiche Produkt-spektrum von Wälzlagern bis zu hoch-präzisen Motorkomponenten (Bild 1). Die von INA im Bereich der Ventiltrieb-technik und der Riemenspannsystemeentwickelten Produkte sind exakt auf diehohen Anforderungen der Automobil-industrie zugeschnitten. Darüber hinausbietet der Unternehmensbereich Linear-technik das weltweit umfangreichsteProgramm an Linearführungen an – bishin zu kompletten Lineareinheiten.Diese vielseitige Produktpalette wirdkontinuierlich erweitert. Damit ist man inder Lage, den ständig wachsendenKundenanforderungen in hohem Maßegerecht zu werden.

Bild 1 Exemplarische INA-Komponenten für die Automobilindustrie

Generator-riemenscheibemit Freilauf

AggregatetriebSpanneinheit

Tassenstößel,schaltbar

gekapselte Axial-Nadellager

Kupplungs-ausrück-system

Synchron-zwischenring

Nadellager

Impulsringfür ABSSchalteinheit

Schaltarretier-schraube

FederbeinlagerSchaltkulisse

Wasser-pumpenlager

variabler Phasen-versteller derNockenwelle,kontinuierlich

Schlepphebel mithydr. Abstützelement

Mechanischer Tassenstößelohne Ausgleichselement

Die weltweit operierende INA-Unter-nehmensgruppe beschäftigt mehr als24.000 Mitarbeiter, rund 6.500 davon amStammsitz in Herzogenaurach. WeitereInformationen dazu lassen sich der INA-Homepage unter www.ina.comentnehmen.Als Zulieferer der Automobilindustrie undwegen seines umfangreichen Produkt-spektrums ist der Wälzlagerhersteller instarkem Maße von aktuellen Trends in derIndustrie abhängig. Der heutige Produkt-entwicklungsprozeß ist dabei durchfolgende Schwerpunkte gekennzeichnet:– Globalisierung und Flexibilisierung der

Produktentstehungsprozesse– zunehmende Verkürzung der Entwick-

lungszeiten– Projektorganisation mit interdisziplinären

Entwicklungsteams sowie Kooperationund Qualitätsmanagement mit demKunden

Das Prinzip der „Denk-Fabrik“:

• ständige Weiterentwicklung der INA Standardprodukteund neuer Systemkomponenten

• Entwicklung von neuen Produkten in Zusammenarbeitmit dem Kunden

Die Strategie: CAE Integration:• Implementierung, • kontinuierliche Weiterentwicklung und • Unterstützung der CAE-Integration bei INA und als

Serviceleistung für unsere Kunden

Entwicklungsprozeßdes Kunden

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Integriertes Zulieferanten-Engineering

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– Wissenstransfer zwischen Kunden undZulieferer

– ständig steigende Anforderungen andie Lebensdauer der Produkte

– verstärkte Integration der Informations-und Kommunikationstechnologie in denProduktentwicklungsprozeß.

Um diese Ziele zu erreichen, sind ver-schiedenste Änderungen in der Organisa-tion und der Strategie des Unternehmensnotwendig. Die CA-Technologie erhältdabei einen neuen Stellenwert.Bei INA wird die Produktentwicklung inhohem Maße durch die Kundenanforde-rungen gesteuert und konzentriert sich imwesentlichen auf die Funktion und dieAnwendung des Produktes (Bild 2). Diese „anwendungsorientierte Produkt-entwicklung“ ist ein bedeutender Faktorfür den Erfolg des neuen Produktes. Die Arbeit in Projektgruppen mit Kunden-beteiligung sowie abteilungsübergreifen-de Entwicklungsteams sorgen für eineeffiziente Produktentwicklung, bis hinzum Beginn der Fertigung. Die ZentraleTechnische Berechnung spielt hierbeieine entscheidende Rolle.Seit 1981 setzt INA CAD-Systeme ein,um den Konstruktionsprozeß zu unter-stützen. Heute wird der gesamteEntwicklungsprozeß – beginnend bei dergeometrischen Modellierung desProduktes, bis hin zur NC-Prozeß-simulation – mit Hilfe von CAD-, CAE-und CAM-Werkzeugen unterstützt. In Zukunft wird der verstärkte Einsatz vonPDM-Systemen im Mittelpunkt stehen.Dadurch wird eine engere Kooperationund ein effizienter Datenaustausch im

Entwicklungsprozeß gewährleistet, wasbei einer weltweit verteilten Entwicklungs-gruppe absolut notwendig ist.Seit über 25 Jahren werden Computerzur Auslegung von Wälzlagern heran-gezogen. Heute stehen den INA-Entwick-lungs- und Anwendungsingenieurenweltweit umfassende analytischeProgramme zur Verfügung, die sowohlzur Auslegung von neuen Produkten alsauch zur Kundenberatung genutztwerden. Ein Beispiel für diese Art derkomplexen Berechnungen ist dieErmittlung der Lebensdauer eines Lagersim Abtrieb eines Getriebes unter Berück-sichtigung wechselnder Betriebslasten.FE-Berechnungsprogramme werdenebenfalls seit 1981 erfolgreich bei INAeingesetzt. Zudem kommen dieVerfahren der dynamischen Simulationzum Einsatz, um die notwendigenAnalysen für die Wälzlagerauslegungdurchzuführen. Das CAE-Managementobliegt der Zentralen TechnischenBerechnung in Herzogenaurach.Die Kunden dieser Abteilung sind dieunterschiedlichen Entwicklungs- undAnwendungsabteilungen. Für diesewerden die FE-Berechnungen als eininterner Service durchgeführt.Desweiteren unterstützen die FE-Berech-nungsspezialisten die jeweiligenAbteilungen bei der Festlegung derRandbedingungen. Dabei hängt dieEntscheidung, ob die FE-Analysen zentraloder dezentral (z. B. in den lokalenEntwicklungsabteilungen von INAFrankreich, USA oder Brasilien) durch-geführt werden, von der Komplexität der jeweiligen Anwendung ab.

3. Für uns selbstverständlich:Integriertes Zulieferanten-Engineering

Voraussetzung für den Erfolg von Unter-nehmen im globalen Wettbewerb sind:– Kundenorientierung– hohe Innovationskraft– kurze Entwicklungszeiten– kostengünstige Produkte.Dies trifft besonders für die Automobil-zulieferfirmen zu, die die ständigsteigenden Forderungen der Automobil-industrie erfüllen wollen.Man könnte meinen, die Begriffe „kosten-günstig“ und „innovativ“ stünden imWiderspruch zueinander. Tatsächlichjedoch können beide Ziele gleichzeitigverwirklicht werden, und zwar durch denkonsequenten Einsatz moderner CAE-Werkzeuge im Entwicklungsprozeß undauf die Betonung der Erfolgskomponente„Mensch“. Voraussetzung dafür istallerdings eine intensivere elektronischeKommunikation zwischen dem Kundenund der Zulieferfirma. Die oben genannten strategischenZielsetzungen werden bei INA unter demBegriff des „Integrierten Zulieferanten-Engineering“ zusammengefaßt (Bild 3).Im folgenden werden die beidenThemenschwerpunkte einzeln diskutiert.Der Bereich der „Denkfabrik“ wird anhandeiner Freilaufanwendung präsentiert unddie CAE-Integration sowohl anhand einerkundenspezifischen Wälzlagerauslegungals auch einer In-House-Systemauslegung.

Bild 3 Integriertes Zulieferanten-Engineering – bei INA selbstverständlich

Bild 2 Anwendungsorientierte Produktentwicklung

Markt

Kunden

neueProdukte

neue

Anwen-

dungen

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4. „Denkfabrik“:Freilaufanwendung

Ohne die Kreativität und die hoheMotivation der Ingenieure können wederneue, innovative Produkte entstehen,noch eine Verbesserung bestehenderProduktfelder und fortlaufendeProzeßoptimierung erreicht werden.Des weiteren ist ein Gegenpol zur moder-nen Informationstechnik notwendig, derden Menschen und seine Kreativität inden Vordergrund rückt. Die Erkenntnis,daß auch heutige Konstruktionswerk-zeuge nicht nur aus komplexen CA-Systemen und Simulationswerkzeugenbestehen, muß dabei besonders hervor-gehoben werden. Der Erfolgsgarant„Mensch“ muß innerhalb der Firmagefördert werden. Dafür stehen bei INA dieBegriffe „Denkfabrik“ und „Querdenken“.Gerade im Entwicklungsbereich, wobekanntlich 70% der Kostenverantwor-tung liegen, jedoch nur 10% der Gesamt-kosten anfallen, sind hochmotivierteMitarbeiter unersetzlich (siehe VDI-Richt-linie 2234). Wenn in die Entwicklungzusätzlich konstruktionsmethodischeGesichtspunkte einfließen, dann sind neueProduktanwendungen und Verbesse-

rungen unausweichlich. Im folgenden solldiese Problematik am Produkt „Freilauf“demonstriert werden.In der Konzipierungsphase stehen auskonstruktionsmethodischer Sicht dasAbstrahieren der Aufgabenstellung unddas lösungsneutrale Formulieren derGesamtfunktion im Vordergrund. DieseArbeitsschritte führen zu Wirkprinzipen, die variiert und bewertet werden können.Für den Freilauf haben sich dabei im Laufder Jahre zwei Prinzipen herauskristallisiert– der Klemmrollen- und der Klemmkörper-freilauf. In Bild 4 sind die unterschiedlichenKatalog-Freilaufprodukte (vom Hülsen-freilauf bis zum Klemmkörperfreilauf) derFirma INA dargestellt.Der Freilauf als Maschinenelement ist seitetwa 110 Jahren bekannt. Seine prakti-sche Verwendung hat sich über einhalbes Jahrhundert hinweg auf nurwenige Gebiete des Maschinen- undFahrzeugbaus beschränkt und dem-entsprechend hat sich die allgemeineEntwicklung auch nur verhältnismäßiglangsam und zögernd vollzogen [1].Freiläufe wurden jeweils nur für bestimmteBedarfsfelder entwickelt und gebaut.Heute werden die INA-Hülsenfreiläufe alsBauelemente mit vielseitigen System-

eigenschaften wie Rücklaufsperre,Schaltelement oder als Überholkupplungeingesetzt [2].Die Umsetzung in neue Produktfelder –auch als Vorausentwicklung für denKunden – macht jetzt das „Querdenken“und die „Denkfabrik“ aus. So wurde dasWirkprinzip des Freilaufs bei INA ständigweiterentwickelt (z. B. in Form desschaltbaren Freilaufs) und in neueProduktfelder integriert (siehe Sitzhöhen-verstellung). Des weiteren wurden ausdem klassischen Freilauf und seinemWirkprinzip Produkte entwickelt, die auskonstruktionsmethodischer Sicht zwardem gleichen Wirkprinzip folgen, jedochtrotzdem ein völlig neues Produktdarstellten. Als Beispiel seien hier dieLenkrad- und die Kopfstützen-Höhen-verstellung genannt (Bild 5).Gerade Vorausentwicklungen von neuenProduktideen, hier am Beispiel desAutomobil-Interieurs, stellen eine Stärkevon INA dar. Für den Kunden dieseVorausentwicklungen durchzuführen, der Konkurrenz einen Schritt voraus zusein und einen höheren Komfort durchintegrierte Lösungen anzubieten – dasversteht man bei INA unter „IntegriertemZulieferanten-Engineering“.

Bild 4 INA-Produktpalette für Freilaufanwendungen a verschiedene Klemmkörper- und Rollenfreiläufe b Klemmkörper-Freilauf c Hülsenfreilauf d Hülsenfreilauf mit integrierter Lagerung

Bild 5 Unterschiedliche Freilaufanwendungena Kopfstützenhöhenverstellung b Lenkradhöhenverstellung c Sitzhöhenverstellung mit schaltbarem Freilauf

oder

Wirkprinzip desFreilaufes

km/h

a b

c d

a b c

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5. Der Einsatz moderner CA-Applikationen

Die heutigen Konstruktions- undEntwicklungsprozesse laufen auf derBasis von 3D-CAD-Daten. Um dieseProzesse effizienter zu gestalten, müssenalle am Prozeß beteiligten Bereichemöglichst frühzeitig eingebunden werden.Gerade die Automobilzulieferindustriemuß sich diesen Anforderungen in einemhohen Maße stellen, da der eigeneEntwicklungsprozeß stark von dem desKunden abhängig ist.Auf datentechnischer Ebene bedeutetdies, daß für den INA-Entwicklungs-prozeß elektronische Daten vom Kundenals Ausgangsbasis herangezogenwerden. Der Kunde selbst benötigt diebei INA entwickelten Systemkomponentenzur Weiterverarbeitung ebenso in elektro-nischer Form. Die viel beschworene„Virtuelle Produktentwicklung“ ergibt sichzwangsläufig dann, wenn zwischenKunden und Zulieferer eine digitaleKommunikation aufgebaut und einekonsequente CA-Prozeßkette in denjeweiligen Entwicklungsstufen realisiertwird (Bild 6).Um die CA-Prozeßkette zu realisieren,wurden bei INA mehrere Maßnahmeneingeleitet [3]. In einem sogenannten„Clearing Center“ werden alle ankom-menden elektronischen CAD-Daten desKunden aufgenommen und in dasDatenformat des strategischen 3D-CAD-Systems der Firma INA konvertiert (Bild 7). Im INA-Entwicklungsprozeß wirddabei durchgängig für alle Stufen der

Produktentstehung das 3D-CAD Systemeingesetzt.Unterstützt werden die Produktentwicklerdurch leistungsfähige, in denelektronischen Prozeß integrierte CAE-Simulationswerkzeuge. Das beginnt beider klassischen FE-Methode und reichtüber dynamische Simulation bis hin zuverfahrensspezifischen Analysen wie derTiefzieh-Simulation oder der 3D-Toleranz-analyse. Dabei spielen auch eigen-entwickelte, produktspezifischeSimulationsmethoden, die direkt in das CAD-System integriert werden, einegroße Rolle [4]. Insgesamt wird so derganze Entwicklungsprozeß sicherer undeffizienter. Als Serviceleistung werden dieErgebnisse der Simulationen auch demKunden für seinen eigenen Entwicklungs-prozeß zur Verfügung gestellt.Der Begriff des „Integrierten Zulieferanten-Engineering“ kommt bei der Umsetzungvoll zum Tragen.Im weiteren werden die oben ange-schnittenen Punkte an zwei Beispielen

kurz beleuchtet. Im ersten Fall geht esum die Wälzlageranalyse.Als „ausgereifte“ Maschinenelementemüssen Wälzlager mit ihrer hohenTragfähigkeit und Präzision einer genauenAnalyse der Lastverteilung im elastischenGesamtsystem unterzogen werden. BeiINA wurden die analytischen Grundlagenin ein leistungsfähiges Berechnungs-programm zur Wälzlagerauslegungumgesetzt – BEARINX® [5], [6].Mit diesem Programm können Analysenvorgenommen werden, die vom kleinstenElement eines Wälzlagers, dem Wälz-körper, über das komplette Wälzlager bishin zu vollständigen Getrieben reichen(Bild 8). Dabei werden die Wechsel-wirkungen zwischen den einzelnenKomponenten exakt berücksichtigt –inklusive des Gleichgewichts jedeseinzelnen Wälzkörpers. Der leistungs-fähige Solver liefert selbst bei komplexenSystemen wie einem Automatikgetriebeauf einem modernen PC bereits inwenigen Minuten Ergebnisse.

Bild 6 Die ersten Wege zum Einsatz der „VirtuellenProduktentwicklung“

Bild 7 Front-End: das INA „Clearing Center“ als Ansprechpartner für den Kunden

Kfz-/Maschinenbauindustrie

partieller CAD-Einsatz

unternehmensweiterCAD-Einsatz

EDM/PDM-Einsatz

Integration von entwicklungs-begleitenden Analysen in CAD-Systeme

Internet-Applikationen(z. B. Java usw.)

Virtuelle Produktentwicklung

CAD/CAE-Einsatz

Zulieferindustrie

partieller CAD-Einsatz

unternehmensweiterCAD-Einsatz

EDM/PDM-Einsatz

Integration von entwicklungs-begleitenden Analysen in CAD-Systeme

Internet-Applikationen(z. B. Java usw.)

Virtuelle Produktentwicklung

CAD/CAE-Einsatz

1999

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Kommunikations-ebene

Spezifikationen

CAD-Neutralformat

CAD-Nativeformat

Internet-Appl.

gemeinsamedigitale

Kommunikation

Bild 8 Ergebnisansichten von BEARINX®

Ergebnisse deshöchstbelasteten Lagers

Kontaktpressung(Wälzkörperprofil)

Lager-Lastverteilung

Ist-HärteverlaufSollhärteverlauf

Verformung

Ergebnisse der Zwischenwelle

Kunde CATIA I-DEAS Pro/E UG

INA-CDX-Clearing Center

Pro/ENGINEER

Entwicklungs-prozeß

EntwicklungKonstruktion Versuch

Werkzeug-konstruktion

Qualitäts-prüfungPlanung

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Um einen möglichst effizienten Daten-austausch zwischen INA und demKunden zu ermöglichen, wurdeexemplarisch eine Schnittstelle zwischeneinem Kunden-3D-CAD-System und demINA-BEARINX®-Getriebemodul realisiert(Bild 9). Diese Schnittstelle kommt derPhilosophie der „Virtuellen Produkt-entwicklung“ insoweit entgegen, als daßder Kunde in einer sehr frühen Phase die für die Berechnung notwendigenInformationen direkt aus seinem CAD-System erzeugt.Dabei werden nicht nur die Geometrie-Informationen der Getriebestufe ermittelt,sondern auch alle für die Berechnungnotwendigen technologischen Daten.Vorteile wie das Wegfallen einer noch-maligen Eingabe der Geometrie für dieBerechnung und damit das Ausschließenvon Eingabefehlern liegen bei dieserVorgehensweise auf der Hand. Ein weiterer Effekt ist die erheblicheBeschleunigung der Antwortzeit innerhalbder INA-Anwendungstechnik durch denAufbau auf vorhandenen Kundendaten.Eine Serviceleistung von INA, die beidenEntwicklungspartnern – dem Kundenebenso wie auch INA – zugute kommt.Geplant ist, den Kunden diese Schnitt-stelle als Applikation zur Verfügung zustellen. Dabei erzeugt der INA-Anwen-dungsingenieur eine verschlüsselteBEARINX®-Datei, die er dem Kunden dannüber E-Mail oder FTP zur Verfügung stellt.Danach wird von INA in Absprache mitdem Kunden eine Optimierung auswälzlagertechnischer Sicht durchgeführt.Nach einer endgültigen Festlegungwerden dem Kunden die Ergebnisse inForm einer Dokumentation zur Verfügunggestellt.

Als Besonderheit ist es auch möglich,automatisch Daten aus der BEARINX®-Berechnung wieder in das CAD-Systemzurückzuschreiben. Realisiert wurde soz. B. die räumliche Änderung der Positionder Wälzlager im Getriebe, da diese einenBeitrag zur Lebensdauererhöhung leisten.Im zweiten Beispiel soll dargestelltwerden, wie mit Hilfe von entwicklungs-begleitenden Berechnungsmethoden einTeil des Entwicklungsprozesses für einehydraulische Riemenspanneinheit imAggregatetrieb eines Automobilmotorsbeschleunigt werden kann.Der Umlenkhebel hat die Aufgabe, dieSpannrolle, den hydraulischen Spannerund die Funktion der Drehpunktlagerungin einer Baugruppe zu vereinen. Die Riemenspanneinheit sorgt dabei füreine konstante Riemenvorspannung imAggregatetrieb eines Motors.In der frühen Entwurfsphase ist derEntwickler bestrebt, eine Grobgestalt deszu entwerfenden Bauteils zu finden, diedie funktional wichtigen Bereiche mit-einander verbindet und den bereits be-kannten Restriktionen, z. B. aus Fertigungund Einbau, genügt. Ein wesentlicherGesichtspunkt ist dabei die Bean-spruchungsgerechtigkeit eines Bauteils.Zur Bestimmung einer geeigneten Grobge-stalt kann die Topologieoptimierung einenwesentlichen Beitrag leisten, da hiermit aufeinfache Weise „steifigkeitsoptimierteStrukturen“ berechnet werden können. Auf Basis eines diskretisierten Bauraumes(inklusive unveränderlicher, funktionalwichtiger Bereiche) und den aufgebrachtenRandbedingungen erhält der EntwicklerAuskunft über Lage und Dimension vonDurchbrüchen und Rippen [7].

Für die Festlegung der Riemenspann-einheit stellt der Kunde in der Regel dieAußenflächen des Motorblocks, an demder Aggregatetrieb positioniert ist, alsCAD-Modell zur Verfügung (Bild 10).Probleme, die auf fehlerhaften Informa-tionen bezüglich der Anschlußkonstruk-tion des Kunden beruhen, sind damitausgeschlossen.Der Konstrukteur ermittelt im CAD-System für die gesamte Riemenspann-einheit die geeignete räumliche Position,den Arbeitsbereich, und erhält damitauch den maximalen Bauraum desUmlenkhebels.Nach Festlegung der funktional wichtigenBereiche des Hebels im CAD-Systemkann mit einer von INA entwickeltenSchnittstelle automatisch das Berech-nungsmodell für die Topologieoptimierungerzeugt werden. Hierfür wurde eingeometriebasierender Hexaedervernetzerentwickelt. Der Konstrukteur selektiert imCAD-System den Bauraum und die fürdie Optimierung eingefrorenen Bereicheund gibt die Feinheit des FE-Netzes an.Die Größe der Elemente beruht auf Erfah-rungswerten aus früheren Optimierungen. Das Berechnungsmodell wird in einemweiteren Schritt der Zentralen TechnischenBerechnung zur Verfügung gestellt, die ineinem Preprozessor die Randbedingungen(Lasten und Lager) für die Berechnungdefiniert. In einer weiteren Ausbaustufesoll dies ebenfalls im CAD-Systemdefinierbar sein.Das Ergebnis der Topologieoptimierungwird dem Konstrukteur in Form einerVRML-Animation zur Verfügung gestellt.Er hat damit die Möglichkeit, an seinemArbeitsplatz genau die Lage der Rippenund Durchbrüche zu erkennen und dieHerstellbarkeit z. B. eines Gußteiles zuüberprüfen.

Bild 9 Zukünftiger Datenaustausch auf Basis von 3D-CAD zu BEARINX®

verschlüsselte®-

Datei

Dokumen-tation

INA-3D-CAD-Schnittstelle zu ®

E-M

ail;

FTP

INT

ER

NE

T

Erweiterung mit INA-spezifischen Kenndaten

Optimierung in Absprache mit Kunden

INA-AnwendungstechnikKunde

endgültiges Ergebnis E-Mail; FTP

Ergebnis

7

Des weiteren kann das topologieoptimierteModell auch in das CAD-System übernom-men werden, um genau die geometrischeLage der Rippen usw. zu ermitteln. AufBasis dieser „Idee“ muß der Entwickler eingeeignetes Modell ableiten, das den vielenanderen Restriktionen, die der Entwick-lungsprozeß mit sich bringt, gerecht wird.Durch diesen Prozeß bedingt, gehenzwangsläufig einige „Designvorschläge“des Optimierers verloren. Eine anschließen-de FE-Analyse zeigt dem Entwicklerdeshalb, wo Bereiche hoher Spannungs-konzentrationen auftreten. Der dargestellte Ablauf hat entscheiden-de Vorteile für den Entwicklungsprozeßder Riemenspanneinheit. Durch diegeschlossene Nutzung der elektronischenDaten, beginnend bei der Umgebungs-konstruktion des Kunden sowie dieEntwicklung und den Einsatz vonintegrierten Berechnungsmethoden, läßtsich nicht nur die Produktentwicklungs-zeit verkürzen, sondern auch höchsteQualität des Ergebnisses erreichen.Die intensive Nutzung dieser Berech-nungsmethoden führt gleichzeitig auch zueiner schnelleren Kommunikationzwischen der Anwendungstechnik undder Technischen Berechnung bei INA.Diese Vorgehensweise ist auch fürandere Produktbereiche übertragbar undstellt die ersten Ansätze einer VirtuellenProduktentwicklung bei INA dar.

6. ZusammenfassungDer Begriff des Integrierten Zuliefereranten-Engineering umfaßt aus INA-Sicht eineVielzahl von Aktivitäten, die zum Zielhaben, dem Kunden ein optimiertes undinnovatives Produkt mit begleitendenService-Leistungen im Produktentwick-lungsprozeß zu bieten. Die Umsetzungsolcher strategischen Zielsetzungenerfordert von einem Unternehmen hoheInvestitionen. INA wird diesen Weg weiter beschreiten. Der Erfolg diesesVorgehens zeigt sich in der hohenKundenzufriedenheit.Der heutige Stand der CA-Prozeßkettebei INA ist weit fortgeschritten und wirdständig den neuesten Technologien ange-paßt. Die weiteren Zielsetzungen werdensich auf eine intensivere Anpassung derkommerziellen CA-Werkzeuge an dieINA-Produktpalette beziehen. Hierbeisteht auch die höhere Integration derfirmenspezifischen Simulationsprogrammein die CAD-Umgebung im Vordergrund.Die Motivation der Mitarbeiter hat weiter-hin bei INA höchsten Stellenwert. DasArbeiten in einer kreativen Umgebung beieinem hohem Maß von Verantwortungbeflügelt zu besonderen Leistungen undverschafft Erfolgserlebnisse. Sowohl dieKunden als auch die INA-Mitarbeiterhaben daran teil – weltweit.

Bild 10 Beispiel einer geschlossenen CAE-Anwendung auf Basis von CAD-Daten und Kundeninformationena Umgebungskonstruktion des Kunden (z.B. Flächenkopie) b Festlegung der räumlichen Lage und des max. Bauraumesc Festlegung der funktional wichtigen Bereiche und Randbedingungen d Definition des CAD-Modells Bauraum und FROZEN-Bereiche e automatische Erstellung des Berechnungsmodells f vrml-Modell

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Autorenhinweis:Dipl.-Ing. Hellmut Adler ist Leiter desUnternehmensbereiches Kraftfahrzeug-industrie bei der INA Wälzlager Schaeffler oHG in Herzogenaurach. E-mail: adlerhll@ina.comDr.-Ing. Christoph Löffel ist Mitarbeiter inder Zentralen Technischen Berechnungbei der INA Wälzlager Schaeffler oHG inHerzogenaurach. Er leitet das ReferatCAE-Integration. E-mail: loeffcri@ina.com

Literaturverzeichnis[1] Stölze, K; Hart, S.

„Freilaufkupplungen – Berechnungund Konstruktion“, Springer Verlag oHG, Heidelberg 1961

[2] Ritter, J. „The capabilities of drawn cup rollerclutches“, Verlag moderne industrieGmbH, Special edition – KE Spezial,July 1987

[3] Löffel, Ch.; Golbach, H. „Auf dem Weg zum virtuellen Produktdurch integrierte Berechnungsmetho-den“, VDI-Berichte1487, VDI VerlagGmbH, Düsseldorf 1999, S.123-138

[4] Löffel, Ch.; Göß, G. „Data exchange for concurrent FE analysis of a supplier to the auto-motive industry“, NAFEMS seminar:Experiences with FE-Analysis Basedon CAD-Geometry, Wiesbaden, Juni 1998

[5] Sarfert, J. „Berechnungsservice rund um dasWälzlager“, Antriebstechnik 38 (1999),Nr. 4, S.118-120

[6] Köhler, H.„Berechnungen von Wälzlagern leichtgemacht“, Antriebstechnik 26 (1997),Nr. 8, S. 33-35.

[7] Löffel, Ch. „Optimierungswerkzeuge bei INA“,CAD World – Digital Engineering 3(1999), IWT Magazin Verlag GmbH,München 1999, S. 18-19.

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INA Wälzlager Schaeffler oHG

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