Wälzschälen Wirtschaftliche Großserienfertigung von Kronenrädern

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Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Balance Drive hat zusammen mit Inspire ein Verfahren für die wirtschaftliche Fertigung von Kronenrädern in Großserie entwickelt. Es ermöglicht höheren Verzahnungsqualität, schnellere Fertigung sowie geringeren Stückkosten.

Kronenradgetriebe sind für viele Anwendungen eine gute Option: Sie zeichnen sich aus durch einen hohen Wirkungsgrad, einfache Lagerung und kostengünstige Montage. Im Vergleich zu anderen Winkelgetrieben kommen sie mit 30 Prozent weniger Bauraum aus und ermöglichen Effizienzsteigerungen von bis zu 40 Prozent. Jedoch ist eine wirtschaftliche Produktion von hohen Stückzahlen mit den üblichen Herstellungsverfahren Wälzstoßen und Wälzfräsen nicht möglich. Zusammen mit Inspire AG, einem Schweizer Kompetenzzentrum für den Technologietransfer aus der Wissenschaft zur Maschinen-, Elektro- und Metallindustrie und Unterstützung der Innosuisse hat der Schweizer Getriebe- und Verzahnungsexperte Balance Drive jetzt eine Simulationssoftware für das moderne Wälzschälen entwickelt. Dies ebnet der Kronenradtechnologie den Weg in neue Anwendungen und Märkte.

Neue Simulationssoftware unterstützt den Fertigungsprozess

Das Wälzschälen ist ein produktives Verfahren. Allerdings stellt es hohe Anforderungen an die Werkzeugmaschine aufgrund der komplexen Bewegungen: Die Drehachsen von Werkzeug und Werkstück müssen sich präzise synchron bewegen und die hohen Bearbeitungskräfte erfordern eine hohe Maschinensteifigkeit.

Bisher wurden die geeigneten Fertigungsparameter für Kronenräder mühsam mittels manueller Tests und Optimierungen iterativ gefunden. Diese Berechnung übernimmt bei Balance Drive jetzt das neuentwickelte Software-Tool: Die Simulationssoftware erzeugt automatisiert die geeignete Werkzeuggeometrie und berechnet die Flankenabweichungen, die sich aufgrund der Werkzeug-/Werkstück-Kinematik beim Wälzschälen ergeben. Mittels der Fertigungssimulation, die im Software-Tool integriert ist, werden Spanungsdicken und Zerspankräfte berechnet und darauf aufbauend geeignete Parameter wie Vorschübe und Drehzahlen für die Fertigung des Kronenrads ermittelt.

Kronenradgetriebe kostensparend produzieren

Das Verfahren kann auf gängigen Dreh-Fräszentren erfolgen; Sondermaschinen sind nicht notwendig. Es werden mehrere Bearbeitungsschritte in einer Aufspannung durchgeführt. Die Bauteile müssen also nicht erneut auf einer weiteren Maschine eingespannt und ausgerichtet werden. Das reduziert die Bearbeitungsdauer, senkt die Fertigungskosten und resultiert in einer höheren Verzahnungsqualität, was unter anderem Plan- und Rundlauf verbessert sowie Geräuschemissionen verringert. Eine Hartfeinbearbeitung mittels Schleifen kann entfallen.

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Kronenräder wettbewerbsfähig zu Kegelrädern

„Bei Stirn-, Hohl- und Kegelradverzahnungen ist das Wälzschälen längst etabliert. Mit unserer neuen Simulationssoftware machen wir die Vorteile des effizienten Verfahrens – höhere Verzahnungsqualität, reduzierte Fertigungszeiten und geringere Stückkosten – jetzt auch der Kronenradtechnologie zugänglich und schaffen echte Mehrwerte für unsere Kunden. Das Wälzschälen ist der Türöffner für die Fertigung von Großserien und macht das Kronenrad wettbewerbsfähig gegenüber Kegelrädern. Eine neue Ära beginnt“, kommentiert Jürg Fürst, Geschäftsführer bei Balance Drive AG.