Zahnradherstellung Power Skiving bei der GROB AG Nebikon

Redakteur: Anne Richter

Ab Spätherbst 2021 kommt bei der GROB AG Nebikon neu das Power Skiving (Wälzschälen) zum Einsatz. Durch den Kauf der PITTLER PV315 SkiveLine werden – dank Reduzierung oder sogar Wegfallen von Einzelprozessen – die Bearbeitungszeiten verkürzt und gleichzeitig noch höhere Qualitätsstufen bei der Zahnradherstellung erreicht.

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Power Skiving Makroansicht.
Power Skiving Makroansicht.
(Bild: Grob)

Die GROB AG ist seit 1947 ein führendes Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von Zahnrädern. Ihre präzisen Verzahnungsteile werden weltweit zum Beispiel in der Elektromobilität, im allgemeinen Maschinenbau und in der Verpackungsindustrie eingesetzt. Innovation ist bei der GROB AG nicht nur ein Schlagwort. Seit der Gründung entwickelt sich das Unternehmen stetig und unaufhörlich weiter. Kontinuierlich passen die qualifizierten Mitarbeiter Verfahren und Prozesse an – so entstehen täglich Verzahnungsteile, die genau dem jeweiligen Kundenbedürfnis entsprechen. Mit dem strategischen Entscheid in die Power Skiving Technologie zu investieren, stärkt und erweitert die GROB AG ihr Verzahnungsportfolio. Die Firma ist überzeugt, mit der PITTLER PV315 auf die beste Maschine am Markt zu setzen.

Wälzschälen

Oft dauert es eine gewisse Zeit, bis eine Erfindung auch in der gängigen Praxis genutzt wird. Für das Wälzschälen waren sogar über 100 Jahre nötig. Mit dem ausführlichen Titel «Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern mittels eines zahnradartigen, an den Stirnflächen der Zähne mit Schneidkanten versehenen Schneidwerkzeugs» wurde das Verfahren 1910 vom Erfinder Julius Wilhelm von Pittler zum Patent angemeldet.

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Genau wie das Wälzfräsen und -stossen ist das Wälzschälen ein abwälzendes Verfahren mit geometrisch definierter Schneide. Die Schnittbewegung wird durch die Schiefstellung des Schälrads (Werkzeug) zum Werkstück erzeugt: dem sogenannten Achskreuzwinkel. Die Schnittgeschwindigkeit wird massgeblich durch die Grösse der Schiefstellung und der Drehzahl beeinflusst. Die Stirnseite der Schneidradverzahnung bildet die Spanfläche.

Dank den realisierbaren Spindeldrehzahlen in den heutigen Maschinen erlaubt das Wälzschälen eine hohe Produktivität bei geringem Werkzeugauslauf. Die notwendigen kinematischen Bewegungen werden hier mithilfe der Maschinenachsen umgesetzt, wobei das Werkzeug und das Werkstück jeweils über eine eigene Drehachse verfügen.

Die Maschine – PITTLER PV315 SkiveLine

Bei der Maschine, die nun für die GROB AG gebaut wird, handelt es sich um die PITTLER PV315 SL – dem neuesten Mitglied der PV-Maschinenserie für Komplettbearbeitungen. Sie eignet sich insbesondere für die Bearbeitung von Getriebeteilen wie zum Beispiel Hohlrädern. Wie der Name bereits sagt, kommt die neue Maschine aus dem Hause Pittler T & S GmbH in Dietzenbach, Deutschland. Im Geiste des Firmengründers wurde dort über die Jahre hinweg vor allem das Wälzschälen (Power Skiving) zu einer hocheffizienten Verzahnungstechnologie weiterentwickelt.

Die PV315 SL – im Übrigen bisher die einzige Maschinenserie am Markt – ist speziell für das Verzahnen im Wälzschälverfahren ausgelegt worden und ermöglicht zusätzlich neben Dreh-, Bohr- und Fräsarbeiten auch Gewindeschneid- und Entgratarbeiten in der Komplettbearbeitung. Geeignet ist die PV315 SL für Werkstücke bis zu einem Durchmesser von 400 mm. Sie ist mit Multifunktionskopf, Y-Achse und Werkzeugmagazin ausgestattet und umgeht die Probleme des Wälzfräsens bzw. -stossens.

Die PV315 SL ermöglicht das Fertigen von Innen- und Aussenverzahnungen der Qualitätsklasse IT5. Auf den Zahnflanken wird eine Oberflächenqualität mit einem Rz-Wert kleiner 2 μm erreicht. Durch die Bearbeitung in einer Aufspannung von sowohl der Verzahnung als auch der Wälzlagersitze an den Hohlrädern mit Rundlaufwerten unter 10 μm können Hohlräder mit der PV315 SL in bislang unerreichter Qualität gefertigt werden.

Das Werkzeugmagazin bietet insgesamt Platz für bis zu 20 unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge. Dabei wird ein Schälwerkzeug zur Schruppschälbearbeitung sowie anschliessend ein Schlichtschälwerkzeug in den Arbeitsraum eingewechselt. Dadurch verlängert sich die Standzeit des höherwertigen Schlichtwerkzeugs erheblich. Das Einwechseln verschiedenartiger Werkzeuge in den Arbeitsraum erlaubt zudem im Nachhinein die flexible Anpassung einzelner Schritte des Komplettbearbeitungsprozesses.

Je nach Kundenwunsch erweitert die PITTLER T&S GmbH die PV315 SL sowohl um passgenaue Messtechnik – z.B. eine Postprozess-Messstation – als auch um Automationslösungen, die eine Beladung der Maschine bspw. über einen Roboter oder eine integrierte Werkstückrückstellung ermöglichen.

Umfassenderes Angebot

Durch den Einsatz der PITTLER PV315 SL werden bei der GROB AG – dank Reduzierung oder sogar Wegfallen von Einzelprozessen – die Bearbeitungszeiten verkürzt und zeitaufwändige Rüstzeiten minimiert. Auch können eine Vielzahl von Funktionsflächen in einer Aufspannung gefertigt werden. Neu wird die GROB AG in der Lage sein, schrägverzahnte Innenverzahnungen (z.B. für Planetengetriebe) herzustellen. Die Maschine ermöglicht zudem, Verzahnungen nach der Wärmebehandlung mittels Hard Skiving (Hartschälen) hochgenau fertig zu bearbeiten. Durch das lageorientierte Verzahnen kann die Verzahnung nach einer Fläche, Bohrung oder Kante ausgerichtet bearbeitet werden. Dank der automatischen Qualitätsprüfung der Verzahnungen direkt im Anschluss an die Bearbeitung ist eine konstant hohe Qualität garantiert.

Im Vergleich zum Wälzstossen werden die Bearbeitungszeiten beim Power Skiving erheblich gesenkt. Vor allem diese Zeitersparnisse schlagen sich wiederum positiv auf die Stückkosten für die Kunden nieder. Dieser Vorteil kommt jedoch erst ab einer mittleren Stückzahl zum Tragen. Der Grund: für jede Verzahnungsanwendung wird eigens ein Schälwerkzeug beschafft.

Mit der PITTLER PV315 SL erreicht die GROB AG eine neue Qualitätsstufe bei der Zahnradherstellung. Die hohe Qualität – gepaart mit einer rationelleren Fertigung – bietet auch den Kunden neue Möglichkeiten und Chancen bei ihren Verzahnungsanwendungen. SMM

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