Horn: Fräser für schwierige Geometrien Homokinetische Gelenke wirtschaftlich fertigen

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Homokinetische Gelenke übertragen mit Kugeln gleichförmig das Drehmoment von einer zur nächsten Antriebswelle und auf die Radnabe. Hochgenau, zuverlässig und wirtschaftlich lassen sich die Laufbahnen für die Kugeln der Gelenke mit Werkzeugen von Horn in grossen Serien fertigen.

In jedem Automobil befinden sich homokinetische Gelenke, auch als Gleichlaufgelenke bezeichnet. Sie übertragen Drehmomente gleichmässig und gleichförmig von einer Antriebswelle auf eine dazu im Winkel angebrachte zweite Welle beziehungsweise eine Radnabe. Speziell bei den heute üblichen, an der gelenkten Vorderachse angetriebenen Automobilen sind homokinetische Gelenke unverzichtbar. Sie verbinden die vom Getriebe abgehenden Antriebswellen mit den gelenkten Rädern. Gleichlaufgelenke können unter bis zu 50°-Winkel Drehmomente rotierender Wellen gleichförmig übertragen. Neben fest auf den Wellen montierten Gelenken gibt es schiebbare Ausführungen. Über eine zusätzliche Verzahnung ermöglichen sie axiale Bewegungen der beiden Wellen zueinander. Das ermöglicht unter anderem ein Einfedern der angetriebenen Räder.

Lange Lebensdauer durch exakte Form

Wesentlicher Teil eines homokinetischen Gelenks sind Kugeln, die in gefrästen Laufbahnen abrollen. Letztere sind bei hoher Oberflächengüte auf wenige µm genau in den Abmessungen und ihrer Form zu fertigen. Nur dann arbeiten die homokinetischen Gelenke auf lange Zeit zuverlässig. Die Laufbahnen für die Kugeln sind in Gelenkzapfen, in Gelenkstücke und in Naben zu fräsen. Üblich fräst man jede Kugelbahn in zwei Zustellungen.

Fräser mit Wechselkopf

Bewährt haben sich vor allem Fräser der Reihe SX von Horn. Sie sind mit Wechselköpfen ausgeführt. Der Schneidenkopf ist über ein stabiles, robustes und hochgenaues Gewinde gegen eine Plananlage mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden. Das hat zahlreiche Vorteile. Die Verbindung ist sehr stabil und verwirklicht eine hohe Wechselgenauigkeit. Die ehemals übliche axiale Schraube an der Stirn der Fräsköpfe entfällt. Bei 200 bis 300 m/min Schnittgeschwindigkeit schruppt und schlichtet ein solches Fräswerkzeug fünfachsig simultan die Kugelbahnen. Die Werkzeuge sind vier- oder fünfschneidig ausgeführt. Ein Bauteil mit sechs, acht oder zehn Kugellaufbahnen zu fräsen dauert etwa 40 s. Die Bahnen werden in das noch weiche Bauteil gefräst. Der Verzug beim späteren induktiven Härten ist in der Profilform des Fräswerkzeugs berücksichtigt. Die geforderte Formgenauigkeit der Laufbahn auf wenige µm ergibt sich erst nach dem Härten. Das elliptische Schneidenprofil der Kugelbahnfräser schleifen die Spezialisten bei Horn auf kleiner als 5 µm (+/– 2,5 µm) formgenau. So lässt sich die Form der Schneiden an den erwarteten Härteverzug anpassen.

Bis zu 30 Prozent produktiver

Ein Zulieferbetrieb fräst inzwischen mit den verbesserten Werkzeugen der Reihe SX die Kugelbahnen um bis zu 30 Prozent produktiver als ehemals. Das Schruppfräsen mit separaten Fräswerkzeugen entfällt. Die Fräser SX verwirklichen deutlich längere Standzeiten als andere Werkzeuge. Das vermindert die unproduktiven Zeiten zum Werkzeugwechsel. Neben Werkzeugen aus Hartmetall stellt Horn auch Fräswerkzeuge mit Schneiden aus CBN zur Verfügung. Damit lassen sich auch gehärtete Bauteile bei wirtschaftlich langen Standzeiten auf hohe Genauigkeit fräsen. SMM

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