Von der Verzahnungs- zur Umformtechnik

Europas grösster Automobilhersteller, die Volkswagen AG, geht bei der Herstellung von Differenzialkegelrädern neue Wege. Das Werk Kassel fertigt diese Getriebeteile seit 2006 parallel zum Verzahnungs- auch im Taumel­verfahren. Mit Maschinen der Heinrich Schmid AG wird zurzeit etwa ein Drittel der Gesamtproduktion im Taumelverfahren end-umgeformt. Die Erfahrungen hinsichtlich Produktivität, Qualität und Umweltverträglichkeit sind so gut, dass eine weitere Ausweitung der Technologie geplant ist.

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«Die Einführung der Taumeltechnik zur Herstellung der Differenzialkegelräder wurde von einem Expertenteam unterstützt und sorgfältig geplant», berichtet der promovierte Maschinenbau-Ingenieur Sönke Rüsch, Verantwortlicher für Umformtechnik im Getriebebau des Volkswagen-Werks Kassel. Ihm zur Seite standen ein Verzahnungsberechner, der in Wolfsburg auf konstruktiver Ebene für die Aus-legung der Kegelräder verantwortlich ist und ein Meister, der sich seit vielen Jahren mit den Tragbildern von Zahnrädern befasst. Von Anfang an wollte man jedoch nicht nur eine alternative Fertigungstechnologie ins Spiel bringen, sondern für das Zukunftsthema der Präzisionsumformung von Getriebeteilen einen innovativen Gesamtprozess installieren. Dieser sollte für die Herstellung der Kegelräder auch bei den übergreifenden Schwerpunktthemen Leichtbau, Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit deutliche Vorteile erbringen.

In 5 statt 45 Sekunden zur Endkontur

Das Volkswagen-Werk Kassel zählt zurzeit rund 13000 Mitarbeitende. Etwa 4500 von ihnen fertigen pro Jahr rund 2,8 Millionen Getriebe. Damit wird nahezu die Hälfte der bis anhin über sechs Millionen jährlich hergestellten Fahrzeuge des Konzerns mit einem Getriebe aus Kassel ausgeliefert. Eingebaut werden die Getriebe in Fahrzeugen der Marken Volkswagen, Audi, Seat und Skoda. Getriebe werden darüber hinaus auch noch in Argentinien, China und Spanien produziert. Je Getriebe werden mindestens vier Kegelräder verbaut. Für die in Kassel täglich produzierten 11200 Getriebe werden somit jeden Tag 44800 Kegelräder benötigt. Die Fertigungstiefe ist hier sehr hoch und liegt bei nahezu einhundert Prozent.

Bisher wurden die Differenzialkegelräder in einem Fräs- und Räumverfahren hergestellt. Hierzu wird auf Gleason Maschinen eine so genannte Revacycle-Verzahnung in ein gedrehtes oder geschmiedetes Rohteil gefräst. Die Zerspanung der Rohlinge ist jedoch mit 45 Sekunden/Teil vergleichsweise zeitintensiv.

Nun werden über 40% des täglichen Bedarfs an Differenzialkegelrädern im Umformverfahren auf zwei Taumelpressen hergestellt. Diese benötigen lediglich 5 -Sekunden für ein Kegelrad, die Verzahnung ist danach in der Endkontur. Die Taumelpressen vom Typ T 300 mit maximal 3000 kN Presskraft hat die Heinrich Schmid Maschinen- und Werkzeugbau AG aus Jona geliefert. Die erste Presse wurde Anfang 2006 installiert, die zweite im Frühjahr 2008.