Verzahnung einer Eingangsnabe - Rundkneten und Axialformen neu gedacht

Wie das Beispiel einer Eingangsnabe für ein Doppelkupplungsgetriebe zeigt, sind gerade die kleinen Antriebs-Bauteile eines Autos in ihrer Herstellung besonders aufwendig. Das nur wenige Zentimeter große Getriebeelement hat nicht nur eine relativ komplexe Geometrie, sondern benötigt zusätzlich jeweils eine Außen- und eine Innenverzahnung. Die traditionelle Produktion der Nabe ist zeit- und kostenintensiv, da verschiedene, zum Teil spanende Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen. Zudem werden zunächst zwei Teile produziert und später zusammengesetzt. Die Maschinenbauer und Verfahrensspezialisten von Felss haben einem Kunden einen neuen Ablauf vorgeschlagen: schneller, genauer und einfacher.


Felss Eingangsnarbe
Felss Aximus
Felss Rundknettransferanlage
Felss Rundknetmaschine

In einem Unternehmen der Automobil-Zulieferindustrie sollte mit Hilfe einer neuen Axialformanlage die Innenverzahnung einer sogenannten Zentralwelle für den Antrieb eines Autos gefertigt werden. „Irgendwann sahen wir dann aber zum ersten Mal die Eingangsnabe für das Doppelkupplungsgetriebe und hörten von dem recht komplizierten Produktionsprozess“, berichtet Philipp Grupp vom Felss-Business-Development. Bis dahin wurden die zwei Verzahnungen am Bauteil in mehreren Schritten hergestellt: Zuerst wurde die Außenverzahnung gewalzt und dann die Innenverzahnung als separate Hülse in ein zuvor gebohrtes Gewinde montiert. „Eigentlich sollten wir nur einen Vorschlag machen, wie die Außenverzahnung mittels Axialformen aufgepresst werden könnte. Wir waren uns aber sicher: Das muss insgesamt einfacher gehen. Auch die Innverzahnung rückte deshalb in unseren Blickpunkt.“


Rundknet-Verfahren intelligent ausnutzen

Es ist technisch problemlos möglich, Innenverzahnungen beim Axialformen herzustellen. Dabei presst das Umformwerkzeug die Verzahnung in ein vorgebohrtes Loch. Die Felss-Prozessplaner entwickelten aus diesem Grundprinzip des Verfahrens einen intelligenten Ansatz, um mehrere Schritte gleichzeitig auszuführen. Werner Michi, Projektleiter Prozessentwicklung bei Felss, erläutert die Idee: „Um eine Außenverzahnung axial aufzupressen, benötigt man häufig ohnehin einen Innendorn, der das Material stützt. Das konnte in diesem Fall das Werkzeug für die Innenverzahnung sein.“


Leistungssprung in Tests sichergestellt

Eine ganze Serie von Tests bestätigte schließlich: Das Werkzeug hält trotz seines relativ kleinen Durchmessers der Belastung beim Axialformen der Innenverzahnungen der Eingangsnabe stand. Die Taktzeit für die gleichzeitige Fertigung von zwei Verzahnungen auf der Maschine beträgt nur noch rund 20 Sekunden. Das kalt umgeformte Getriebe-Bauteil verfügt über einen durchgehenden Faserverlauf und eine hervorragende Oberflächengüte. Da das alles aus nur einer Spannung heraus gefertigt wird, entsteht zudem ein exzellenter Rundlauf. In Summe stellt das kombinierte Fertigungsverfahren für den Kunden einen messbaren Leistungssprung dar.


Beim Rundkneten neue Wege gehen

Die Experten von Felss haben somit dazu beigetragen, dass der Automobilhersteller seine ohnehin vorhandene Axialformen-Anlage jetzt besser auslasten kann. Größere Investitionen waren dafür nicht nötig. „Das Beispiel ist bezeichnend für unsere Philosophie: Wir versuchen gemeinsam mit unseren Kunden, auch eingefahrene Prozesse zu hinterfragen. Letztlich haben wir in diesem Fall ein kompliziertes Produktionsverfahren radikal vereinfacht, indem wir zwei Verzahnungen auf einmal produzieren – also beide ‚Probleme‘ auf einmal angehen. Genau das galt vorher als zu kompliziert“, so Grupp abschließend.