Hartstoffschicht für Kegelfräser

ZF nutzt den Beschichtungsservice von Oerlikon Balzers für die Herstellung von Achsantriebssystemen

2027

Wenn beim Automobilzulieferer ZF Friedrichshafen AG am Standort Thyrnau
bei hohen Schnittgeschwindigkeiten Kegelräder für Achsgetriebe gefräst
werden, schützt eine Hartstoffschicht die Werkzeuge wirksam vor
Verschleiß: BALINIT® ALCRONA PRO von Oerlikon Balzers sorgt für 30
Prozent höhere Standzeiten, mehr Produktionsstabilität – und bringt
einen flexiblen Beschichtungsservice mit.

Bei der ZF Friedrichshafen AG in Thyrnau gefertigte Kegelräder werden in Achsgetrieben von PKW-Premiummarken sowie Land- und Baumaschinen eingesetzt.
Das Trockenfräsen der Kegelradverzahnungen erfolgt bei der ZF Friedrichshafen AG in Thyrnau mit höchsten Schnittgeschwindigkeiten. Und mit der Hartstoffbeschichtung BALINIT® ALCRONA PRO.
Im Team zu Werkzeugen mit höherer Standzeit (v. rechts): Johann Weidinger von ZF, Kurt Burgstaller und Alexander Schindler von Oerlikon Balzers.

Achsantriebssysteme haben verschiedenste Anforderungen zu erfüllen.
Einerseits fordern zukunftsweisende Fahrzeugkonzepte weniger Gewicht, um
CO2-Ausstoß und Verbrauch zu senken, andererseits mehr Fahrkomfort,
Laufruhe und Sicherheit. Zugleich verlangen unterschiedliche
Fahrzeugtypen und Fahrstile eine jeweils passende Auslegung.

Für die Entwicklung und Produktion entsprechender technischer Lösungen
hat ZF den Standort Thyrnau bei Passau zum Kompetenzzentrum Kegeltriebe
ausgebaut. Dort wurden 2011 über 1,5 Millionen Kegelradsätze für
Achsgetriebe gefertigt – für Pkw-Premiummarken sowie für Land- und
Baumaschinen. Zur Anwendung kommen dabei großenteils moderne,
hochautomatisierte Montage- und Fertigungsprozesse.

So wird zum Beispiel zur Herstellung der Kegelradverzahnungen das
Trockenfräsen im Face-Milling-Verfahren eingesetzt – mit Vorteilen
gegenüber dem Nassfräsen wie etwa hohe Bauteilqualität, hohe
Werkzeugstandmenge und ölfreie Späne für optimales Recycling. Und fertig
bearbeitet werden die Kegelräder durch hochgenaues Schleifen der
Zahnflanken auf ihre Endkontur. Dabei beträgt die Abweichungstoleranz
der Flankenform lediglich 15 Mikrometer.

Neben Qualität geht es auch um Produktivität: Das Trockenfräsen etwa
erfolgt in höchsten Schnittgeschwindigkeiten, um Prozesszeiten zu
verkürzen. Zum Schutz gegen Verschleiß kommen bei der Bearbeitung der
Werkstücke aus Einsatzstahl (17CrNiMo6; 20MnCr5) Stabmesserköpfe mit
beschichteten Hartmetallwerkzeugen in den Fräsmaschinen zum Einsatz. Die
passenden Beschichtungen dafür, die auch die hohen Anforderungen an
Verschleiß- und Warmfestigkeit erfüllen, wurden nach entsprechenden
Versuchen schon vor Jahren gefunden: BALINIT® FUTORA NANO und BALINIT®
ALCRONA von Oerlikon Balzers. Seit 2011 gibt es einen Nachfolger:
BALINIT® ALCRONA PRO soll zunehmend als einzige Schicht zum Einsatz
kommen. „Wir konnten damit die Standzeit nochmals um bis zu 30 Prozent 
erhöhen und die Produktionsstabilität steigern“, begründet Marco
Hermann, Teamleiter KVP und Instandhaltung bei ZF in Thyrnau, diesen
Schritt.

Kurze Wege, schnelle Lieferzeiten

Leistungsstarke Schichten sind jedoch nur ein Stein im Mosaik ständig
verbesserter Fertigungseffizienz. In unmittelbarer Nachbarschaft bietet
das Beschichtungszentrum Thyrnau von Oerlikon Balzers kurze Wege,
schnellen Service und damit hohe technische Verfügbarkeit der Werkzeuge.
„Wir stimmen die Wartungsintervalle auf die Kundenbedürfnisse ab und
sind auch bei Spezialwünschen flexibel und hochmotiviert“, so Kurt
Burgstaller, Zentrumsleiter Oerlikon Balzers Thyrnau. Mit dem
24-Stunden-Lieferservice profitiert ZF von einem geringen Umlaufbestand
an Werkzeugen und damit von weniger Kapitalbindung. Und in
Hochproduktionsphasen werden die Werkzeuge schon auch über Nacht
beschichtet und geliefert.

Die Ziele bleiben indes hochgesteckt: „Wir möchten die Standzeit der
Messer so weit erhöhen, dass wir mit einmal Beschichten und Aufbereiten
die doppelte Losgröße fertigen können“, sagt Marco Hermann im Gespräch
mit Alexander Schindler, Kundenberater bei Oerlikon Balzers. Um diese
Anforderung zu erfüllen, befasst sich Oerlikon Balzers nicht nur mit der
Schicht, sondern auch mit der Vor- und Nachbehandlung der Werkzeuge und
insbesondere mit der Definition der optimalen Schneidkantenradien. Auch
der Zerspanungsprozess wird zusammen mit dem Kunden durchleuchtet, da
nicht nur die Beschichtung, sondern auch das Werkstückmaterial, die
Maschine und die Schnittparameter entscheidenden Einfluss auf die
Standzeit haben. In einigen Fällen wurde dieses Ziel bereits erreicht –
bei einer Standard-Seriengröße von 432 gefertigten Teilen im Bereich
Pkw. Und dank BALINIT® ALCRONA PRO.

Kontakt:

www.oerlikon.com