Hohlwellen für Continental - Neuer Produktionsprozess für Antriebsteile

Um die Hohlwelle eines Continental-Elektromotors für Servolenkungen zu produzieren, haben die Experten von Felss Rotaform eine völlig neue Fertigungsabfolge entwickelt, bei der Geometrie, Werkstoff, Gewicht und Oberflächenhärte berücksichtigt wurden. Das Getriebe-Bauteil entsteht dabei durch Rundkneten, Axialformen und andere Verfahrensschritte, die optimal aufeinander abgestimmt, hochgenau und zugleich besonders effizient sind.


Angesichts der geforderten Geometrie, des vorgesehenen Werkstoffs und der Oberflächenhärte der Hohlwelle standen für Felss Rotaform Schweiz besonders zwei Faktoren im Zentrum der Neuentwicklung: die hohe Genauigkeit des Antriebs-Bauteils und die exakte 90-Grad-Schulter am Ende der Hohlwelle.

„Wir benötigten einen Gesamtprozess, der einerseits über das Rundkneten und Axialformen eines Rohrs hinausgeht“, erläutert Georg Jecklin, technischer Leiter bei Felss Rotaform Schweiz. „Andererseits wollten wir die Stärken unserer Verfahren zielgenau einbringen und sie weiterentwickeln.“

Eine Felss-Rundknetanlage mit einer 150-Tonnen-Presse wurde eigens für diesen Zweck weiterentwickelt. „Zunächst haben wir hierfür in der Schweiz und bei Felss in Deutschland eine Reihe von Grundlagenversuchen durchgeführt“, so Jecklin. Im Blickpunkt stand vor allem das Anpressen der 90-Grad-Schulter an den Rohling: Wie viel Kraft wird dafür benötigt? Hält das Material der Belastung stand? Und wie verändert sich sein Mikrogefüge?


Prozessschritte optimal aufeinander abgestimmt

Wie anspruchsvoll die Produktion der Hohlwelle ist, verdeutlich bereits der erste Verfahrensschritt: das eigentliche Rundkneten. Der umgeformte Rohling muss nach dem Umformverfahren eine endkonturnahe Geometrie aufweisen – mit Toleranzen, die kleiner als ein Zehntelmillimeter sind.

Im zweiten Verfahrensschritt folgt der Härteprozess: Während einer Wärmebehandlung wird das Bauteil gasnitriert und ihre Oberfläche dadurch gehärtet. „Hier gilt es nicht nur, das dafür optimale Wärmeverfahren zu definieren. Zugleich mussten wir den Rohling und seinen Werkstoff richtig für das Nitrieren auslegen, damit die benötigte Oberflächenhärte garantiert wurde“, erklärt Jecklin. Abschließend wird die Hohlwelle spanend bearbeitet. Nach dem Schleifen und Drehen erfüllt das Antriebsteil dann höchste Genauigkeitsanforderungen.


Produktionsprozess neu entwickelt

Der gesamte Produktionsprozess von der Wahl des Werkstoffs für die Hohlwelle über die Leistungsbeschreibung der eingesetzten Rundknetpresse bis hin zum abschließenden Härten und spanenden Bearbeiten musste neu entwickelt werden. Dabei standen am Anfang nur die Anforderungen an das Bauteil fest, zum Beispiel die benötigte Oberflächenhärte und seine hochgenaue Geometrie. „Wir haben jeden Prozessschritt auf den nächsten abgestimmt und eine serienreife Lösung für unseren Kunden Continental entwickelt“, fasst Felss-Rotaform-Geschäftsführer Rolf Käser zusammen.