Hochpräzise Alternative: Innenverzahnungshonen

Umlaufrädergetriebe – besser bekannt als Planetengetriebe – sind prädestiniert für den Einsatz im Antriebsstrang von Automatik- und Elektrofahrzeugen. Denn im Vergleich zu konventionellen Stirnradstufen ermöglichen sie höhere Über- bzw. Untersetzungen - und das bei geringerer Masse und Bauraum sowie gesteigerter Laufruhe. Aufgrund dieser Merkmale erfüllen sie die Anforderungen von Elektroantrieben in Form von hohen Drehmomenten (Motordrehzahlen bis zu 17.000 min-¹) bei gleichzeitiger Platz- und Gewichtsreduzierung. Fertigungsseitig resultieren diese Faktoren in engeren Form- und Lagetoleranzen und damit in der Erfordernis einer noch präziseren Bearbeitung entsprechender Bauteile des Planetengetriebes. Insbesondere in Bezug auf Qualität und Geräuschverhalten. Das Eschweger DVS-Unternehmen Präwema Antriebstechnik realisiert diese Anforderungen mit Technologie-, Maschinen- und Werkzeuglösungen zur hochgenauen Verzahnungseinbringung und -optimierung.

Präwema entwickelte sein Verzahnungshonen nun auch für die Hartfeinbearbeitung von Innenverzahnungen weiter - basierend auf der umfassenden Expertise, so der Hersteller. Ergänzt wird die Optimierungstechnologie durch den Einsatz der Verzahnungstechnologie Power Skiving, dem Wälzschälen, sowie die Möglichkeit der Integration weiterer Bearbeitungsschritte wie dem Entgraten. Damit bietet Präwema ein Paket zur hochpräzisen Weich- und Hartfeinbearbeitung des gesamten Planetensatzes, inklusive innenverzahnter Hohlräder. Die Fertigungsgüte innenverzahnter Hohlräder − früher auch aufgrund mangelnder hochentwickelter Bearbeitungstechnologien vernachlässigt − spielt heute eine bedeutendere Rolle. Bis dato wird die Innenverzahnung der Hohlräder lediglich weichbearbeitet und erfährt nach der Verzahnungsherstellung in der Regel keine zusätzliche Wärmebehandlung. Die Folge: limitierte Korrekturmöglichkeiten, durchschnittliche Festigkeitswerte und Verzahnungsqualitäten, negative Wirkung auf das Verschleiß- und Geräuschverhalten und somit auf die Funktionseffizienz.

Präwema sah Optimierungspotenziale sowohl in der Tragfähigkeitssteigerung durch Einsatzhärtung als auch im Einsatz präziser und wirtschaftlicher Hartfeinbearbeitungsverfahren im Anschluss an die Wärmebehandlung. Speziell hierfür entwickelte und optimierte das Unternehmen neben einem geeigneten Maschinenkonzept auch zugehörige Weich- und Hartbearbeitungsverfahren. Nach Tests mit verschiedenen Prozessfolgen erkannten die Spezialisten, dass die Wärmebehandlung zwar die Festigkeit steigerte, allerdings zu Verzug in den Bauteilen führte. Je nach Qualitätsansprüchen müssen in der Folge die passenden Hartfeinbearbeitungen durchgeführt werden: Hartwalzschälen für geringere, Power Skiving und Verzahnungshonen für höhere Ansprüche. Das Hartwälzschälen ermöglicht die effektive Korrektur von Härteverzügen, jedoch nicht der charakteristischen Vorschubmarkierungen. Entsprechend eignet es sich für die Serienproduktion von Hohlrädern mit geringerem Qualitätsanspruch sowie als Vorbearbeitung zum Verzahnungshonen. Bei höchstbelasteten Bauteilen mit hohen Anforderungen schließt sich die Hartfeinbearbeitung durch Innenhonen der Verzahnungsweichbearbeitung mittels Power Skiving sowie der Wärmebehandlung durch Nitrieren bzw. Einsatzhärten an. Das Präwema-Verzahnungshonen für innenliegende Verzahnungen erfüllt höchste Ansprüche hinsichtlich der Oberflächen- und Profilgüte verzahnter Bauteile und ermöglicht damit die Herstellung von Hohlrädern in bisher unerreichter Produktivität und Fertigungsqualität. Das Anregungsverhalten der Verzahnung wird durch die dem Verzahnungshonen eigene typische Struktur positiv beeinflusst. Sowohl die Oberflächenstruktur als auch die für die Geräusch- und Verschleißentwicklung entscheidenden Parameter, wie Teilungsabweichungen, werden laut Präwema minimiert. Dem Getriebebau erlaubt dies die Produktion verschleiß- und geräuschreduzierter Planetengetriebe mit höheren übertragbaren Drehmomenten.

Passgenaue und wirtschaftliche Werkzeuglösungen für diesen Prozess liefert das Schwesterunternehmen DVS Tooling, dessen Leistungsspek-trum den gesamten Werkzeugumfang des Verzahnungshonens abdeckt. Hierzu zählen neu entwickelte innenverzahnte Vario-Speed-Dresser-Abrichtwerkzeuge sowie außenverzahnte Honräder. Der Vario Speed Dresser erlaubt auch in diesem Zusammenhang ein hochpräzises Abrichten des Honwerkzeuges, in diesem Fall des Honrades, mit definierter Schneide und flexibler Definition der Zahngeometrie. In Verbindung mit dem Verzahnungshonprozess resultiert hieraus die Möglichkeit des Einbringens geometrischer Anpassungen, wie etwa Flankenlinienkorrekturen, bei gleichzeitigem exaktem Finishen der Oberflächen – laut Präwema ein Meilenstein im Bereich der Feinbearbeitung gehärteter Innenverzahnungen.

cd