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DVS TECHNOLOGY GROUP News

Shape. Change.

PITTLER T&S – Wälzschälen: Flexibles und effektives Fertigen von Innenverzahnungen

Was vor mehr als 100 Jahren mit dem sperrigen Titel „Verfahren zum Schnei­den von Zahnrädern mittels eines zahnradartigen, an den Stirnflächen der Zähne mit Schneidkanten versehe­nen Schneidwerkzeugs“ zum Patent angemeldet wurde, ist heute zu einer äußerst wirtschaftlichen Verzahnungs­technologie gereift – das Wälzschälen.

Der Erfinder, Julius Wilhelm von Pittler, wollte damit innenverzahnte Ringe her­stellen. Doch erst mit den technologischen Errungenschaften des 21. Jahrhunderts konnte die PITTLER T&S GmbH Verzah­nungsmaschinen auf Basis der PV-Baureihe realisieren, um beispielsweise Hohlräder wirtschaftlich herzustellen. Julius Wilhelm von Pittler war damals noch gezwungen, alle Bewegungen der Maschinen mecha­nisch zu koppeln. Intelligente Software und eine computergesteuerte, numerische Steuerung ermöglichten erst das fünf Ach­sen hochgenau und synchron zueinander interpolierend verfahren. Ebenso spielten Entwicklungen im Werkzeugbereich wie beispielsweise robustere Pulver- und Hart­metalllegierungen sowie Hochleistungsbe­schichtungen für Werkzeuge zu.

Wälzschälen als effiziente Fertigungstechnologie

Aufgrund einer bis dato fehlenden effizienten Fertigungstechnologie für In­nenverzahnungen, haben sich in der An­triebstechnik der letzten 100 Jahre das Stirnradgetriebe und Außenverzahnungen durchgesetzt. Im Bereich der Herstellung von Innenverzahnungen gaben vor allem die Bearbeitungsverfahren Stoßen und Räumen den Ton an. Doch das hat sich mit den jüngsten Entwicklungen der Wälz­schäl-Technologie geändert. Denn mit ihr umgeht man die Nachteile der konkur­rierenden Verfahren und profitiert dabei gleichzeitig von gestiegener Flexibilität und höherem Durchsatz.

Innen- und Außenverzahnung in einer Aufspannung fertigen

Im Gegensatz zum Stoßen handelt es sich beim Wälzschälen um ein kontinuierlich abwälzendes Fertigungsverfahren. Man vermeidet dadurch den unproduktiven Hub und die Abhebebewegung. Der Vor­teil: Die Bearbeitungszeit reduziert sich mindestens um den Faktor 3. Außerdem ist die Wälzschäl-Technologie deutlich flexibler als das Räumen. Denn der Maschi­nenbediener kann über die NC-Steuerung Maße wie das Zweikugelmaß konfigurie­ren. Schrägungswinkel und die Flanken­form kann er ebenfalls NC-gesteuert mo­difizieren. Die hohe Anpassungsfähigkeit wird besonders klar, wenn man beachtet, dass die Verzahnung sowohl außen als auch innen erfolgen kann. Bei Außenverzahnungen stehen die Tech­nologien Wälzschälen und Wälzfräsen im­mer häufiger im Wettbewerb zueinander. Aufgrund des wesentlich geringeren Platz­bedarfes beim Werkzeugauslauf, eröffnet die Wälzschäl-Technologie neue Möglich­keiten bei der Auslegung von kostenspa­renden Getriebebauteilen.

Das Wälzschälen bringt klare Vorteile

In der Vergangenheit sagten Kritiker dem Wälzschälen eine geringere Produktivität als dem Wälzfräsen nach. Das lässt sich jedoch nicht pauschalisieren. Denn bei ei­nem optimierten Prozess sind die Haupt­zeiten und die Werkzeugkosten durchaus vergleichbar. Die Bauteilqualität wird beim Räumen in erster Linie durch die Werkzeuggeometrie der Räumnadel bestimmt und kann somit während des Bearbeitungsvorgangs nicht beeinflusst werden. Ein weiterer Nachteil sind die hohen Kosten der Werkzeuge sowie für das Einrichten, Aufbereiten und Lagern der Nadeln.

Werkzeugwechsel spart Kosten

PITTLER T&S bietet mit der PV-Serie eine ganze Baureihe an Maschinen mit Wälz­schäl-Technologie an. Diese deckt den ge­samten Durchmesserbereich von Werkstü­cken zwischen 30 und 1250 mm ab. Alle Maschinen verfügen über 5-Achsen und ein Werkzeugmagazin für einen einfachen und schnellen Werkzeugwechsel. Der Werkzeugwechsel, den PITTLER T&S als einziger unter den Wälzschälmaschi­nenherstellern anbietet, schafft neben der reinen Werkzeugverwaltung unter­schiedlicher Schälräder auch die Aufnah­me von taktilen Messtastern und anderen Zerspanungswerkzeugen. Somit kann eine Schnittaufteilung in Schruppen und Schlichten erfolgen. Ein Schruppwerkzeug mit Standardwen­deschneidplatten entfernt mehr als 90 % des Materials. Das schont das Schlicht­werkzeug, das die Evolventen-Kontur er­zeugt, entscheidend, was sich in geringe­ren Werkzeugkosten niederschlägt. Ein weiterer Pluspunkt des Werkzeugma­gazins der PITTLER PV-Serie ist die Möglich­keit der Komplettbearbeitung eines Werk­stücks. Dadurch entfällt beispielsweise der Transport zu weiteren Maschinen und deren Beladung. Außerdem werden alle spanenden Bearbeitungen eines Werkstü­ckes in möglichst wenigen Aufspannun­gen erledigt, wodurch sich das Risiko von Umspannfehlern reduziert. Weitere Vortei­le: Durchlauf- und Lieferzeiten verkürzen sich, der Aufwand in der Werkstück-Hand­habung verringert sich, Zwischenlagern entfällt und die Fertigungsstrukturen sind flexibel statt starr.

Ballige Zahnflanken wirtschaftlich fertigen

Im Gegensatz zu den bereits beschriebe­nen Verfahren, beeinflusst das Wälzschä­len die Geradheit der Zahnflanken. Schnei­det man beide Flanken zeitlich versetzt, erhält man ballige Zahnflanken. Somit kann man einerseits die Kontur korrigieren und anderseits neue Geometrien darstel­len. Bei keinem anderen Herstellungsver­fahren kann dies wirtschaftlicher erfolgen.

Vereinfachte Benutzeroberfläche

Die Wälzschälmaschinen von PITTLER T&S sind alle mit modernster Steuerungstech­nik auf Basis der Siemens 840D SL auf­gebaut. Hierdurch kann die Maschine als 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit ShopMill verwendet werden. Mit einem geeigneten Postprozessor sind zudem Freiformflä­chen mit Fräsbearbeitungen möglich. Für das Wälzschälen rüstet das südhessische Unternehmen die Maschinen mit einer speziellen Benutzeroberfläche aus. Damit kann ein Mitarbeiter mit Grundkenntnis­sen Verzahnungen herstellen. Das NC-Programm wird automatisch generiert. Mit Hilfe einer graphisch unterstützten Oberfläche werden die Daten abgefragt. Sie werden zusätzlich in ein automatisches Messprogramm übertragen, das die Quali­tät der Verzahnung kontrolliert. Das heißt, der Messtaster kann unmittelbar nach der Bearbeitung das Ergebnis vermessen. Er ersetzt zwar keine Verzahnungsmessma­schine, liefert jedoch einen ersten Quick­check der erreichten Qualität und ist somit eine wichtige Hilfe beim Einfahren des Prozesses.

Spanntechnik mit DVS-System

Gerade beim Bearbeiten von Hohlrädern ist das Spannmittel entscheidend für die Bauteilqualität. Werden die dünnwandi­gen Ringe verdrückt, läuft die Verzahnung nicht mehr rund. Daher hat PITTLER T&S gemeinsam mit der SWS Spannwerkzeu­ge GmbH, einem assoziiertem Unterneh­men der DVS TECHNOLOGY GROUP, ein spezielles Membranspannfutter sowie Sonderfutter nach dem Hydrodehnprin­zip für diesen Einsatz entwickelt. Diese DVS-Systemlösung erlaubt ein feinfühliges Spannen, ohne das Bauteil unzulässig zu verformen.

Verantwortlich für den Inhalt dieser Pressemitteilung: DVS TECHNOLOGY GROUP

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