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maschine+werkzeug 07/2019

Wirtschaftlich verzahnen

Verzahnung

Der EMO-Auftritt von Liebherr-Verzahntechnik konzentriert sich unter anderem auf die Chamfer-Cut-Technologie, für die es ein Update gibt, und auf das CBN-Wälzschleifen als wirtschaftliche Verzahnungslösung.

Bei Bauteilen wie Wellen oder Losrädern ist der Einsatz des Chamfer-Cut-Verfahrens zum Anfasen bislang oft nicht möglich gewesen. Bild: Liebherr

Bei Bauteilen wie Wellen oder Losrädern ist der Einsatz des Chamfer-Cut-Verfahrens zum Anfasen bislang oft nicht möglich gewesen. Bild: Liebherr

Bei Bauteilen wie Wellen oder Losrädern ist der Einsatz des Chamfer-Cut-Verfahrens zum Anfasen bislang oft nicht möglich gewesen. »Störkonturen sorgen hier für Kollisionsgefahren, die einen möglichen Einsatz des Werkzeugs einschränkten«, erläutert Dr. Oliver Winkel, Leiter der Technologieanwendung. »Durch ein Kippen des Werkzeugs können jetzt auch Verzahnungen bearbeitet werden, die früher nicht infrage kamen.«

Chamfer-Cut ist nach wie vor eine Technologie mit hohem Entwicklungspotenzial. Bild: Liebherr

Chamfer-Cut ist nach wie vor eine Technologie mit hohem Entwicklungspotenzial. Bild: Liebherr

Rechte und linke Zahnflanke werden getrennt voneinander mit unterschiedlichen Werkzeugen bearbeitet. »Ein Fräserdorn fasst bis zu vier Werkzeuge, daher ist das kein Problem. Bei kleinen Rädern und Wellen ist das Anwendungsfeld groß.« Dr. Oliver Winkel denkt an Serienfertiger, die Automotive-Branche und Zulieferer, Lkw-Hersteller und industrielle Anwendungen mit wiederkehrenden Serien, die alle von der Technologie profitieren können. »Wir halten das für ein extrem wichtiges Thema, schließlich weisen zum Beispiel in einem Schaltgetriebe etwa die Hälfte der Räder und Wellen Störkonturen auf. Damit handelt es sich um eine extrem hohe Teilezahl, bei der sich die Chamfer-Cut-CG-Technologie (Collision Gear) lohnt«, schätzt Dr. Oliver Winkel den Stellenwert der Entwicklung ein. Da die Tauglichkeit der klassischen Chamfer-Cut-Werkzeuge bei Störkonturen eingeschränkt ist, wird diese Art des Anfasens in der Regel bei scheibenförmigen oder einfachen Bauteilgeometrien eingesetzt. »Da wir jetzt eine dramatische Erhöhung der Einsatzmöglichkeiten sehen, wird Chamfer-Cut auch für einen neuen Kundenkreis interessant.«

Weitere Möglichkeiten

Nach dem Chamfer-Cut-Prinzip können nun auch Innenverzahnungen angefast werden, sofern deren Stirnflächen an den Bauteilkanten liegen. Für die Chamfer-Cut-IG-Werkzeuge (Internal Gear) wird das Werkzeugprofil auf die konkave Form der Innenverzahnung umgerechnet und entsprechend innerhalb des Werkstücks positioniert. Für Innenverzahnungen gibt es außer dem Einsatz von Frässtiften noch nicht sehr viele Anfaslösungen. Chamfer-Cut ist eine sehr schnelle und präzise Methode, die für Innenverzahnungen bislang jedoch noch gar nicht in Betracht kam. »In diesem Bereich können wir die Nachfrage noch gar nicht einschätzen«, berichtet Dr. Oliver Winkel. »Wir freuen uns daher auf Reaktionen und Kundengespräche zu diesem Thema, die die Entwicklung sicher auch weiter vorantreiben werden.«

CBN-Wälzschleifen

Der Bedarf für hochqualitative Verzahnungen in Bereichen wie zum Beispiel der E-Mobilität bringt große Herausforderungen mit sich. Liebherr befasst sich mit der Entwicklung von Lösungen für eine wirtschaftliche Fertigung. Wälzschleifen mit Korund ist für viele Applikationen eine gute Lösung, jedoch hat dieses Schleifmittel bei bestimmten Anwendungen auch gewisse Nachteile. Das Schleifen spezieller geometrischer Modifikationen kann sich beispielsweise nachteilig auswirken: Denn die Modifikationen müssen dann in der Maschine über den Abrichtprozess gänzlich oder teilweise in das Werkzeug eingearbeitet werden.

Das Profilieren einer Schleifschnecke benötigt jedoch zum einen Zeit, zum anderen verändert es auch die Geometrie des Werkzeugs. Es muss je nach Wahl des Schleifprozesses in sehr kurzen Intervallen wiederholt werden, um die Produktion in gleichbleibender Qualität zu gewährleisten. Genau hier setzt Liebherr an und bietet ein CBN-Werkzeug mit einer eingebrachten Modifikation und stellt an einem Beispielwerkstück dar, dass man auch mit diesen Werkzeugen äußerst wirtschaftlich produzieren kann.

CBN steht für künstlich hergestelltes kubisches Bornitrid (Englisch Cubic Boron Nitride). Es ist neben Diamant der zweithärteste Schneidstoff der Welt. Es besteht aus einer dreidimensionalen Matrix aus Bor- und Stickstoffatomen, die ein größeres Spektrum an Kristallformen ausbilden können als Diamant. Es verfügt über eine hohe thermische Leitfähigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Damit erwärmt sich das Werkstück weit weniger als zum Beispiel beim Schleifen mit Korunden. Mit CBN lassen sich auch sehr harte Werkstoffe prozesssicher bearbeiten. Auch können Schleifschnecken aus CBN kleiner sein, wodurch das Anwendungsspektrum größer ist als bei Korund.


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Unternehmensinformation

Liebherr-Verzahntechnik GmbH

Kaufbeurer Straße 141
DE 87437 Kempten
Tel.: 0831-786-0
Fax: 0831-786-360

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