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maschine+werkzeug 06/2011

Standfeste Beschichtung

EXTRA Verzahnung

Oberflächentechnik - Die Wälzfräser von ZF-Getriebe in Saarbrücken verrichten Schwerstarbeit bei der Zahnrad-Fertigung für das flinke 8-Gang-Automatgetriebe. Die Werkzeugbeschichtung Balinit Alcrona Pro sorgt für hohe Standzeiten.

Hohe Standzeiten

Oberste Priorität haben dabei sichere Prozesse und die Kontrolle, Steuerung und Eindämmung des Verschleißes über die gesamte Standzeit der Werkzeuge. Diese müssen auch nach zwölf- bis 15-maliger Aufbereitung noch eine vorgegebene Leistung reproduzieren können. Im Fräsprozess geht es um die Einhaltung eng gesetzter Temperaturtoleranzen und die Vermeidung von Oberflächendefekten wie etwa Aufschweißungen auf den Zahnradflanken.

Wegen dieser hohen Ansprüche und zur Vorbereitung auf steigende 8HP-Stückzahlen wurde in Saarbrücken ein umfangreiches Wälzfräsprojekt gestartet. Themen waren unter anderem Prüfung, Vergleich und Dokumentation sämtlicher Werkzeuge sowie deren Verschleißentwicklung, aber auch die differenzierte Erprobung der vier bei ZF eingesetzten Werkzeug-Beschichtungen. Eine davon musste in einem zweiten Projekt, das ZF gemeinsam mit Oerlikon Balzers durchführte, auch gegen einen Newcomer antreten: Balinit Alcrona Pro, von Oerlikon Balzers 2010 eingeführt als Nachfolger von Balinit Alcrona.

Die AlCrN-Schicht konnte ihre Vorteile wie hohe Warmhärte, Temperaturwechsel und Beständigkeit gegen Abrasivverschleiß in Vergleichstests mit vier Versuchswerkzeugen sofort ausspielen. Auf einem PM-Wälzfräser erhöhte sich die Standzeit um fast 60 Prozent. Beim Fräsen von Planetenrädern (Modul 1,3 mm) schaffte die neue Schicht eine Erhöhung der Serienstandmenge von 40 Prozent.

Bei den Resultaten handelt es sich um Mittelwerte aus Fräsversuchen mit sechs verschiedenen Bauteilen unterschiedlicher Modul-Größen. Eingesetzt wurde dabei auch ein System zur Schnittdrucküberwachung des Herstellers Artis. Dieses misst die Stromaufnahme an der Fräserspindel und erlaubt eine objektive Aussage über den Verschleiß und seinen Verlauf entlang eines definierten Bearbeitungsprozesses. Das System lässt sich auf einen Toleranz- und Sicherheitsbereich einstellen und kann einen nöti-gen Werkzeugwechsel automatisch signalisieren und steuern.

Die so ermittelten Standzeitergebnisse bilden also ein realistisches Einsatzszenario ab. »Wir waren deshalb positiv überrascht«, so Kevin Adam von der Werkzeugerprobung Verzahnung. ZF beschloss die Einführung von Balinit Alcrona Pro als bevorzugte Schicht für HM-Wälzfräser. Im PM-Bereich konnte sich neben ihr nur eine weitere Schicht halten, sodass statt zuvor vier Werkzeugbeschichtungen jetzt zwei eingesetzt werden.

Auch bei der Bewertung der (Nach-)Schleifqualität mit zweckmäßiger Entgratung und Auslegung der Schneidkantengeometrie konnte Oerlikon Balzers mit Beratung und Service unterstützen. So werden etwa für die Analyse der Schneidkanten Mikroskope mit 3D-Darstellung eingesetzt. »Wir verfügen hier über nahezu einzigartige technische Möglichkeiten«, versichert Sven Franke. Der Projektingenieur bei Oerlikon Balzers erstellt Analysen und gibt Empfehlungen über weitere Optimierungspotenziale.

www.oerlikon.com

  • Im 8HP sind 25 Zahnräder verbaut.

    Im 8HP sind 25 Zahnräder verbaut.

  • Das Getriebe spart 6 % Kraftstoff.

    Das Getriebe spart 6 % Kraftstoff.

  • Kevin Adam (ZF), Gerhard Peyerl (Oerlikon) und Michael Horf (ZF) mit einem beschichteten Fräser (v.l.).

    Kevin Adam (ZF), Gerhard Peyerl (Oerlikon) und Michael Horf (ZF) mit einem beschichteten Fräser (v.l.).

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Unternehmensinformation

Oerlikon Balzers Coating Germany GmbH

Am Ockenheimer Graben 41
DE 55411 Bingen
Tel.: 06721-793-0
Fax: -2374

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