PRÄWEMA Antriebstechnik – Es geht noch feiner

Die Anforderungen der Fahrzeugin­dustrie an die Verzahnungsqualität von Getriebe-Komponenten haben in den letzten Jahren kontinuierlich zugenommen. Die Reduzierung von Geräuschemissionen im Getriebe, ein geringerer Verschleiß der Bauteile und eine präzisere Kraftübertragung begründen dieses Bestreben. Ein wei­terer Aspekt, der immer mehr Rele­vanz erhält, ist die Minimierung von Panschverlusten und das übergeord­nete Ziel dadurch weiteren Kraftstoff einzusparen. Als Markt- und Techno­logieführer für das Leistungshonen hat die PRÄWEMA Antriebstechnik in Eschwege ein neues Verfahren entwi­ckelt, das noch feinere Bearbeitungs­ergebnisse verspricht.

Betrachtet man die Entwicklung der Tech­nologie des Leistungshonens innerhalb der letzten Jahre, kristallisieren sich verschie­dene Entwicklungsstufen heraus, die für die den Erfolg der Technologie maßgeblich waren. Ein erster großer Meilenstein war die Ent­wicklung neuer Keramiken für das Hon­werkzeug mit der die Grundlage für die Wettbewerbsfähigkeit aufgrund niedriger Werkzeugkosten gelegt wurde. Kurz da­rauf führte PRÄWEMA eine SynchroFine-Honmaschine mit zwei Spindeln, den so­genannten Doppelspindler ein. Dies führte zu einer Taktzeitreduzierung um mehr als 10 Sekunden auf nur noch 16 Sekunden pro Bauteil und ließ die Stückkosten wei­ter sinken. In Sachen Verzahnungsqualität trug die Entwicklung des VarioSpeedDres­ser®, kurz VSD, entscheidend zu den heutigen hochgenauen Bearbeitungser­gebnissen im Bereich Rz 1,5 μm bei. Die definierte PKD-beschichtete Schneide des VSD-Abrichtwerkzeugs hat verglichen zu konventionellen Diamant-Abrichtern den Vorteil, dass neben einer höheren Präzision beim Abrichten zudem gezielte Korrektu­ren an der Verzahnungsgeometrie einge­bracht werden können, ohne ein neues Abrichtwerkzeug fertigen zu müssen. Da­rin eingeschlossen sind alle Breitenkorrek­turen wie Balligkeit, Konizität und gezielte Verschränkung. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit den fHα-Wert gezielt korrigie­ren zu können.

Die Bedeutung dieser Entwicklungsfort­schritte spiegelt sich bis heute in der ste­tig steigenden Nachfrage der weltweiten Fahrzeugindustrie nach Leistungshonma­schinen von PRÄWEMA wieder. Gleicher­maßen gestiegen sind auch die Erwartun­gen und Anforderungen der Industrie an die Bearbeitungsergebnisse mit dem Hin­tergrund die Reibungsverluste sowie den Verschleiß der Zahnradpaare im Getriebe zu minimieren. Zudem strebt man nach einer Reduzierung der Panschverluste. Um diese Ziele zu erreichen stellt die Industrie die Anforderung, dass sich der Rauhig­keitswert (Rz) der Zahnflankenoberfläche unterhalb der 1 μm einpendelt.

Rz 1 μm wird gefordert

Es liegt nahe, der Korngröße einen signi­fikanten Einfluß auf die Oberflächenrau­higkeit zuzuschreiben. Daher wurden im Hause PRÄWEMA Versuche mit Honringen verschiedener Korngrößen durchgeführt. Die Honparameter sowie die Abrichtpara­meter wurden dabei nicht verändert. Die Ergebnisse waren sehr enttäuschend. Der Einsatz feineren Schleifkorns brachte kei­nerlei Verbesserung der Oberflächenrau­higkeit mit sich. Es war jedoch festzustel­len, dass mit dem feinen Korn ein erhöhter Bearbeitungsdruck sowie ein verringerter Abrichtzyklus einhergingen. Deshalb wurden weitere Entwicklungen auf diesem Gebiet vorerst zurückgestellt. Die weitere Vorgehensweise zur Reduzierung des Rz-Wertes umfasste im ersten Schritt unterschiedliche Abrichtparameter. Dies führte jedoch ebenfalls zu keinem nennenswerten Erfolg. Allerdings erkannten die Entwickler bei PRÄWEMA, dass die im Mittel erreichten Rz-Werte um 1,5 μm durch optimales Abrichten mit dem VarioSpeedDresser® von der Topologie der Honringverzahnung abgebildet werden(Schleif- bzw. Honspuren der Schneidkörner am Werkstück). Das Ziel konnte nun genauer definiert werden. Um die Rauhigkeitswerte weiter zu verbessern, galt es einen Weg zu finden, wie man die auftretenden Bearbeitungsriefen in der Oberfläche „verwischen“ kann.

Oszillierende Bewegung führte zum Erfolg

Intensive Versuche mit oszillierenden Bewegungen brachten letztendlich den entscheidenden Entwicklungsfortschritt. Daraus entstand das spezielle Oszillationsverfahren mit der Bezeichnung VarioCrossHoning, durch das der Rz-Wert auf ca. 1 μm gesenkt werden konnte. Mit dem neuen Verfahren muss jedoch ein Nachteil in Kauf genommen werden. Aufgrund der zusätzlichen Oszillationsbewegung verlängert sich die Ausfeuerzeit. Deshalb ist im aktuellen Entwicklungsstadium des VarioCrossHoning derzeit noch mit einer zusätzlichen Bearbeitungszeit von 4-5 Sekunden zu rechnen. Ein Manko, dem man bei PRÄWEMA mit weiterer Entwicklungsarbeit entgegenwirken wird.