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antriebstechnik 4/2017

antriebstechnik 4/2017

Bedarf an Zahnrädern

Bedarf an Zahnrädern wächst Welche Auswirkungen hat das auf die Zukunft der Verzahnungstechnik? Durch das zunehmende Mobilitätsbedürfnis insbesondere der asiatischen Regionen China und Indien wächst der Bedarf an PKW und damit auch das Volumen benötigter Getriebe stark an. Aber auch der Bedarf im weltweiten Maschinenbau kurbelt die Getriebeproduktion weiter an. Hersteller müssen sich also technologisch auf die neuen Gegebenheiten einstellen. Dr. Diethard Thomas ist Consultant bei der LMT Tool Systems GmbH in Oberkochen Es wird zwar befürchtet, dass von der Elektromobilität eine Bedrohung für Zahnräder ausgeht, weil dort die Getriebe wegfallen könnten. Diese Befürchtung muss jedoch relativiert werden, weil nicht nur Hybridantriebe sondern auch rein elektrische Antriebe weiterhin Zahnräder benötigen, letztere allerdings mit weniger Stufen. Prognosen folgend steigt die jährliche Zulassungszahl von PKW weltweit von 78 Mio. Stück in 2015 um 65 % auf etwa 130 Mio. Stück in 2030 an, davon etwa 30–40 % mit Stecker. Die Daten variieren in unterschiedlichen Datenquellen und sind auch von der Region abhängig. So wird für China ein wesentlich stärkeres Wachstum der Elektromobilität prognostiziert als für Europa oder USA. Aber auch größere Verzahnungen, z. B. für Nutzfahrzeuge oder für Windenergieanlagen, deren Ausbau stark forciert wird, nehmen weltweit zu. In Summe treiben neue Technologien den Bedarf an Verzahnungen an und stellen gleichzeitig hohe Anforderungen an die Werkzeugexperten für Verzahnungsfräser. Sie betreffen gesteigerte Werkzeugleistung, die Bearbeitung höherfester Materialien, bessere Radqualität und letztlich die Reduzierung der Cost per Part. Für die unterschiedlichen Leistungs- und Qualitätsanforderungen beim Verzahnen hat LMT Tools mit den Engineeringexperten von LMT Fette und gemeinsam mit Maschinenherstellern, Hochschulen und Anwendern ein großes Produktportfolio geschaffen, das von PM-HSS- und Speedcore-Wälzfräsern über einteilige Hartmetallfräser (Carbideline-S und Carbideline- H) bis zu Wendeplattensystemen (Carbideline-I) reicht. Qualitätsanforderungen steigen Bezüglich gesteigerter Anforderungen an hohe Lebensdauer von Getrieben und geringer Geräuschentwicklung steigen auch Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit von Zahnrädern weiter an. Werkzeugseitig stehen einteilige Wälzfräser aus PM-HSS, Speedcore und Hartmetall an der Spitze der Qualitätsskala. Betrachtet man jedoch die Gesamtproduktivität dieser Werkzeuge, muss differenziert werden. Dann sind einteilige Hartmetallwerkzeuge die erste Wahl. Für die Fertigung großer Serien im kleineren Modulbereich sind Vollhartmetall- Wälzfräser die Lösung. Sie ermöglichen aufgrund der großen Fertigungspräzision eine hohe Radqualität bis 6. Auch hoch festes Material von 1 400 N/mm 2 lässt sich bei hohen Schnittgeschwindigkeiten und langen Standzeiten zerspanen. Zur Fertigung mittlerer Serien im größeren Modulbereich sind dann Hybridwerkzeuge zu empfehlen. 34 antriebstechnik 4/2017

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Wir zeigen den Wert von Industrie 4.0 01 Leistungsfelder zukunftsweisender Wälzfräserausführungen: Speedcore, VHM-Fräser Carbideline-S, Hybridwerkzeug Carbideline-H und Wendeplattenwerkzeug Carbideline-I 02 Hybridwerkzeug Carbideline-H ermöglicht Höchstleistung beim Wälzfräsen Smartes System für Predictive Maintenance und Produktionsoptimierung 03 Anwendungsbeispiel Zahnrad aus dem Landmaschinenbau Vollhartmetall-Wälzfräser und auch Hybridwerkzeuge besitzen die generellen Vorteile einteiliger Werkzeuge, wie hohe Spannutenzahl bzw. größere effektive Zähnezahl. Damit werden diese Werkzeuge leistungsstärker, selbst bei geringerer, nomineller Schnittgeschwindigkeit. Daraus resultieren letztendlich reduzierte Radkosten. Außerdem werden einteilige Werkzeuge nach Standzeitende in einer der zahlreichen LMT- Servicestationen in Herstellerqualität wieder aufbereitet und sorgen für eine maximale Lebensdauerleistung bei minimierten Life-Cycle-Kosten. Vollhartmetall-Wälzfräser haben aber auch Anwendungsgrenzen, vor allem aufgrund des höheren Materialpreises und der damit verbundenen Herstellkosten. Das führt gegenwärtig zur wirtschaftlichen Begrenzung der Abmessungspalette bei Modul 5. Für Hartmetallwerkzeuge im größeren Bereich bis Modul 12 hat LMT Fette den neuen Wälzfräser Carbideline-H entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Werkzeug in Hybrid-Bauweise. Seine Hartmetallschneiden sind mit dem Trägerwerkzeug fest verbunden (Hybrid Carbide Tools). Diese Wälzfräser ermöglichen eine hohe Verzahnungsqualität bis Güteklasse AAA. Bevorzugtes Einsatzgebiet liegt im Nutzfahrzeugbau, im Maschinenbau und in der Energietechnik. Sie sind die erste Wahl dort, wo die Herstellkosten von Vollhartmetall-Fräsern zu hoch und die Qualität der größeren Wendeplatten-Werkzeuge zu gering ist. Der Kundennutzen dieses Neuwerkzeugs lässt sich durch folgendes Anwendungsbeispiel darstellen. Hybridtechnologie macht Wälzfräser schneller Ein Hersteller aus dem Landmaschinenbau fertigt Zahnräder aus dem Material C45 mit einer Produktionsmenge von 25 000 Stück pro Jahr. Bisher wurden Wendeplatten- Wälzfräser (effektive Zähnezahl 6,5) eines Wettbewerbers zum Vor- und Fertigfräsen eingesetzt. Jeweils drei Räder wurden durch Paketspannung gleichzeitig bearbeitet. Die Schnittgeschwindigkeit v c betrug 180 m/ min bzw. 240 m/min und der Vorschub pro Werkstückumdrehung f a lag bei 1,8 bzw. 2,4 mm. Die reine Bearbeitungszeit t e betrug 4,66 min. Die Wendeplattenfräser erreichten eine Standmenge von 350 Zahnrädern. Diese Leistungsdaten reichten dem Anwender aber nicht aus und er wollte den Fertigungsprozess effizienter gestalten. Die Verzahnungsexperten von LMT Tools schlugen als Problemlösung den neuen Hybridwälzfräser Carbideline-H vor. In der angewendeten Ausführung Modul 7 besitzt er 16 Spannuten und bearbeitete die IoT-Nachrüstung von Bestands- und Neumaschinen Planbare Instandhaltung reduziert Servicekosten Hersteller- und baujahrunabhängig einsetzbar www.baumueller.de Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe 2017: 24.–28. April 2017 Halle 14, Stand H12 be in motion

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