Lenkung - Maßhaltige Lenkspindeln aus nur einem Rohr

Bei vielen Teilen der Lenkung, so auch bei einer Lenkspindel, kommt es nicht nur auf riesige Stückzahlen an. Gleichzeitig geht es im Automobilbau bei jedem Bauteil um Maß-Toleranzen im denkbar kleinsten Bereich.


Die Herstellung einer neuen Lenkspindel beim Komponentenfertiger Felss Rotaform ist ein beeindruckendes Beispiel dafür, wie Prozessentwickler diese unterschiedlichen Herausforderungen meistern. Im Auftrag von ZF Lenksysteme fertigen die Schweizer Umformspezialisten das Lenkungs-Bauteil aus nur einem Rohr.

Beim Rundkneten formen Werkzeugsegmente, die um das Werkstück rotieren, in schneller Folge das Bauteil um. Durch zusätzlich eingesetzte Dorne können komplexe und hochpräzise Innenkonturen hergestellt werden – und das während der Bearbeitung des Außendurchmessers. Der Werkstoff kommt dabei ins Fließen. Die Bearbeitungsqualität hängt somit auch von der Genauigkeit des Innendorns ab. „Der Dorn ist sozusagen die Negativform für die Innengeometrie. Bei der Lenkspindel bildet er Nocken im Inneren des Rohrs ab“, erklärt Georg Jecklin, technischer Leiter bei Felss Rotaform Schweiz.


Rundkneten und Axialformen: viele Parameter für eine perfekte Lenkwelle

Die richtige Dornkonstruktion ist aber freilich nur ein Detail des Gesamtprozesses. Um die äußere und innere Form der Lenkspindel perfekt herstellen zu können, müssen die Rundknet-Spezialisten bei Felss Rotaform das richtige Fließverhalten des Werkstoffs beim Umformen sicherstellen – eine diffizile Aufgabe, wie Jecklin beschreibt: „Es gibt natürlich sehr viele Parameter an der Maschine, am Innen- und Außenwerkzeug oder am Bauteil, die eine Rolle spielen. Wir ermitteln zum Beispiel, wieviel Umformkraft die Maschine aufbringen muss. Anschließend gilt es, die auftretenden Kräfte in einem prozesssicheren Ablauf zu kontrollieren.“

Insgesamt vollziehen sich bei der Produktion sieben Bearbeitungsstufen. Der Rohling – ein Rohrabschnitt – wird in den ersten beiden Stufen über den Dorn gehämmert, im dritten Schritt induktiv gehärtet, danach gedreht und spanend bearbeitet. Im sechsten Schritt wird durch das Axialformen die benötigte Außenverzahnung aufgepresst und abschließend die Lenkspindel fertig rund geschliffen.


Gemeinsame Rundknet-Anlagenlösung

Die Form einer Lenkspindel ist komplex. Gerade deshalb sind Rundkneten und Axialformen vielen anderen Verfahren überlegen, weil sie eine besonders effiziente und wirtschaftliche Produktion sicherstellen. „Trotzdem ist es immer wieder eine Herausforderung, die Technologie den jeweiligen Bauteil-Bedingungen anzupassen“, ergänzt Jecklin. Dabei profitiert Felss Rotaform – der Komponentenfertiger innerhalb der Felss Gruppe – auch von der engen Zusammenarbeit mit den Maschinenbauern von Felss. Die Spezialisten aus der Schweiz und Deutschland haben die benötigte Rundknet-Anlage gemeinsam abgestimmt und eingefahren. Auch für die laufende Optimierung der Anlage zur Fertigung der Lenkwellen sind das Know-how des Maschinenbauers und das Wissen des Bauteil-Zulieferers um die Produktionsprozesse gleichermaßen wichtig. In der Felss Gruppe kommt beides zusammen. Am Ende steht eine ideale Lösung für den Kunden und ein Bauteil.