Für Innenverzahnungen – etwa von Hohlrädern von Planetengetrieben – ist meist das Räumen die gewählte Prozessart. Dieser Prozess bietet jedoch mehrere Nachteile. Die Werkzeugkosten sind die höchsten im Vergleich zu allen anderen Verzahnungswerkzeugen. Bestellzeiten von sechs bis zwölf Monaten sind die Regel. Bei Räumnadeln besteht oftmals auch ein schlechter Rundlauf aufgrund des unvermeidbaren Verzugs der langen Räumnadel während des Härtens. Die Investition ist dadurch sehr hoch und lohnt sich nur bei hohen Stückzahlen wie in der Kfz-Industrie. Eine hochinteressante Alternative bietet der Prozess des Wälzschälens.
Das Wirkprinzip des Wälzschälens ist mehr als 100 Jahre alt. Jedoch konnte der Prozess in der Vergangenheit niemals erfolgreich in die Serie übertragen werden, da die Lebensdauer der Werkzeuge sehr begrenzt war. Jetzt hat die Liebherr-Verzahntechnik GmbH spezielle Werkzeuge entwickelt, die der sehr hohen Beanspruchung im Schälprozess standhalten.
Hoher Anspruch des Verfahrens an das Werkzeug
Während des Eingriffes ändert sich ständig der Frei- und Spanwinkel des Werkzeuges. „Durch den kontinuierlichen Schneid- und Drückprozess wirken hohe Kräfte auf das Wälzschälwerkzeug“, erläutert Ottmar Kern die Problematik. Er leitet den Vertrieb Verzahnungswerkzeuge im Ettlinger Liebherr- Werk und hat die Entwicklung der Schneidräder begleitet.
Durch das gleichzeitige Schneiden und Umformen ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Werkstoffe. Liebherr verwendet zwei unterschiedliche Werkstoffe sowie eine Kombination aus beiden:
- Werkzeuge aus pulvermetallurgischem Stahl (PM-Stahl) haben einen Kosten- vorteil, unterliegen aber einem höheren Verschleiß.
- Werkzeuge aus Hartmetall sind aufgrund von Rohmaterial und Fertigung sowie durch höhere Schleifzeiten und größeren Schleifmittelverbrauch teurer in der Herstellung und als Material. Da sie in etwa dreimal so viel kosten wie PM-Werkzeuge, lohnt sich der Einsatz nur bei hohen Produktionszahlen.
- Werkzeuge mit Hartmetallplatten sind ein Kompromiss, der aufgrund des notwendigen Montagespiels zwischen Wendeschneidplatte und Grundkörper nicht für alle Anwendungsfälle geeignet ist. Diese Kombiwerkzeuge können allerdings die Standzeit im Schruppen erhöhen und bieten nach einer Fertigschlichtung mit konventionellen Schälrädern aus pulvermetallurgischem Hochleistungsschnellarbeitsstahl (PM-HSS) höchste Qualität.
Ottmar Kern ist vom Erfolg des Wälzschälens und seiner Werkzeuge überzeugt: „Wir rechnen damit, dass sich dieses Verfahren aufgrund der hohen Produktivität durchsetzt. In allen Branchen mit Planetengetrieben können die Hohlräder in hoher Stückzahl wälzgeschält werden.“ Dabei denkt er an den Automobil- (auch E-Antriebe) und LKW-Bau, Baumaschinen, die Luft- und Raumfahrttechnik sowie viele andere Anwendungen mit Planetengetrieben.
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