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maschine+werkzeug 09/2015

Verzahnung optimiert

EXTRA Präzisionswerkzeuge

Fräsen - Bei der Fertigung von Steckverzahnungen für die Getriebe von elektromotorisch unterstützten Mountainbikes verlässt sich König ausschließlich auf Verzahnungsfräser von Horn.

Zeitreduktion um 80 Prozent

Diese Fräsplatte hat normalerweise zwölf Zähne, doch bei einem Schneidkreisdurchmesser von lediglich 21,7 Millimeter waren schleiftechnisch nur neun Zähne mit Evolventenprofil möglich. Insgesamt erreichte man dadurch eine Zeitreduktion von insgesamt 80 Prozent. Durch die Optimierung von Schneidenzahl, Schnittdaten und Verfahrwegen wurde die eigentliche Zerspanzeit mit ihrem Zeitanteil zur Nebenzeit.

Die Optimierung von Einlauf, Fräsvorgang, Auslauf, Abheben, Rücklauf und Zustellung erfolgte an den dynamischen Grenzen der Maschine und liegt über dem Eilgang. Gefräst wird im Gleichlauf mit Kühlschmiermittel und mit hoher stabiler Prozesssicherheit durch den kurzen Fräserschaft vom Typ M313 mit der verschraubten Horn-Schnittstelle.

Die Verzahnungslänge von neun Millimeter inklusive Auslauf addiert sich pro Teil auf rund 300 Millimeter. Bei einer prozesssicheren Standmenge von 1400 Teilen sind das 400 Meter Fräsweg. Das Standzeitende des Fräsers wird mittels einer Lehre überprüft. Der präzisionsgeschliffene Fräser Typ 713 der Sorte TA45 fräst das Profil im Vollschnitt auf volle Schnitttiefe. Im ersten Jahr wurden lediglich 700 dieser Wellen gefertigt, inzwischen sind die Stückzahlen auf eine sechsstellige Ziffer im Jahr gestiegen.

Die Pedalwelle aus Einsatzstahl ist mit drei Verzahnungen versehen. An den beiden Enden je eine Kerbverzahnung und im mittleren Bereich eine Evolventenverzahnung. Die zwei Kerbverzahnungen am Ende dienen der Aufnahme der Pedale und sind in ihrer speziellen Geometrie um 180 Grad versetzt. Die Evolvente mit Modul 0,8 als Steckverzahnung ist die Verbindung zum Elektroantrieb. Der Optimierungsprozess der beiden nötigen Fräser lief parallel zur Optimierung der schon beschriebenen Verzahnung.

Vom Werkstoff her gesehen war die Problemstellung zwar einfacher, aber wegen des Durchmesser-Längen-Verhältnisses und der instabileren Aufspannung der Welle doch nicht ganz einfach. Bedingt durch die größere Werkzeugauskragung verwendete man jedoch einen biegesteiferen, dämpfenden Hartmetallschaft.


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Unternehmensinformation

Paul Horn GmbH Hartmetall Werkzeugfabrik

Unter dem Holz 33-35
DE 72072 Tübingen
Tel.: 07071-7004-0
Fax: -72893

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