Getriebekomponenten Neue Schleifwerkzeug-Serie schafft langlebigere Verzahnungen

Redakteur: Peter Königsreuther

Saint Gobain Abrasives hat seine Norton-Xtrimium-Produktreihe optimiert. Von der Schleifscheibe bis zur Schleifschnecke soll die Zerspanungsarbeit damit noch hochwertiger und schneller werden.

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Die neuesten Hochleistungs-Schleifscheiben in der Norton-Xtrimium-Produktlinie bedienen die steigenden Anforderungen in der Verzahnungsindustrie. Hier eine Dual-Schleifschnecke aus der Serie im Einsatz.
Die neuesten Hochleistungs-Schleifscheiben in der Norton-Xtrimium-Produktlinie bedienen die steigenden Anforderungen in der Verzahnungsindustrie. Hier eine Dual-Schleifschnecke aus der Serie im Einsatz.
(Bild: Saint Gobain Abrasives)

Hochwertig und fein sollen die Oberflächen von Verzahungsprodukten für moderne Getriebe sein. Denn dadurch kann die Lebensdauer der Bauteile erhöht, der Wirkungsgrad verbessert und die Geräuschemission reduziert werden, erklärt Saint Gobain Abrasives. Das sind Eigenschaften, die den Produkten durch den Einsatz der Norton-Xtrimium-Schleifwerkzeuge gegeben werden können, heißt es weiter.

Damit die Qualität stimmt, hat der Hersteller sogar spezielle Xtrimium-Produktionslinie am Standort Gerolzhofen bei Schweinfurt eingerichtet. Die Qualitätssicherung garantiere, dass damit später mit Geschwindigkeiten von 110 Meter pro Sekunde gearbeitet werden könne. Außer engen Toleranzen, gehört etwa auch dazu, dass der Axial- und Radialschlag höchstens 0,1 Millimeter betragen darf, sowie die Fähigkeit, alle Schleifschnecken vorprofilieren zu können. Damit die Schleifwerkzeuge auch individuellen Aufgaben gemäß aufgebaut werden können, existiert eine breite Palette an Kombinationsmöglichkeiten aus Schleifkorn, Bindungssystem, Struktur und Härte, heißt es. Wenn alles stimmt, führe das später zu einem kühlem Schliff, was das Verzahungsschleifen noch produktiver mache.

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Norton-Xtrimium beim Wälzschleifen

Norton Xtrimium-Schleifscheiben für kontinuierliches Wälzschleifen: Diese fallen durch ihre Homogenität der Schleifscheibenstruktur auf, die zu langen Standzeiten, verbesserter Formstabilität und einer hohen bearbeitbaren Teilestückzahl pro Abrichtzyklus führen soll. Auch sie schleifen kühl, was das Bauteilgefüge schont, sagt Saint Gobain Abrasives.

In der Praxis hat sich bei der Bearbeitung eins Stirnradgetriebes aus 20MnCr5 mit einer Härte von 60 bis 62 HRC (Modul = 7,24 Millimeter, Eingriffswinkel = 24 Grad und einer Zahnradbreite von 80 Millimeter) gezeigt, dass nicht nur die Oberflächengüte sehr gut wird (Ra < 0,8 Mikrometer, Rz < 4,0 Mikrometer, ffα = DIN1, ffβ = DIN 1). Auch verringert sich im Vergleich zu einem Schleifwerkzeug mit Keramikkorn die Schleifzeit um 30 Prozent. Die Zeit von einem Abrichtintervall bis zum nächsten erhöht sich dabei um 30 Prozent, so das Ergebnis.

Die spezielle Xtrimium-Dual-Schleifschnecke

Diese Dual-Walzschnecke erfüllt sowohl die eigentliche Schleifaufgabe zum Materialabtrag sowie, mit einem separaten Bereich und einer entsprechend angepassten Spezifikation, den Polierschliff, erklärt der Hersteller. Sie kombiniert also zwei Bearbeitungsprozesse in einer Aufspannung. Dadurch entfallen Umrüst- und Justierarbeiten. Dazu wieder ein Ergebnis aus der Praxis: Beim Bearbeiten eines Leerlaufgetriebes aus 20MnCr5 mit einer Härte von 60 bis 62 HRC (Modul = 2,9 Millimeter, Anzahl Zähne = 73, Eingriffswinkel = 20 Grad, Zahnbreite = 74 Millimeter) konnte die Schleifzeit im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren um 25 Prozent verringert werden. Die Abrichtintervalle verlängerten sich gar um 50 Prozent. Die Dual-Scheibe erzeuge eine sehr gute, gleichmäßige Oberfläche, weil es auch in Nuancen zu keiner ungewollten Veränderung des Zahnradprofils respektive der Geometrie komme. Das liegt daran, dass sich die Scheibe nicht wegdrückt, so die Erklärung. Die Oberflächengüte kam bei diesem Beispiel auf Rz < 1,5 Mikrometer, ffa DIN1, ffβ = DIN 1.

Auch als Profilschleifscheiben erhältlich

Profilschleifscheiben können verschiedene Verzahnungsgeometrien herstellen. Die Bearbeitung unterschiedlichster Module, das Schleifen aus dem Vollen, (Weichbearbeitung) bis zum Schleifen von sehr harten Materialien und Sonderwerkstoffen ist damit möglich. Auch dafür gibt es wieder ein reales Beispiel: Beim Herstellen eines Planetengetriebes aus 18MnCr6 mit einer Härte von 58 bis 62 HRC (Modul = 9 Millimeter, Eingriffswinkel = 20 Grad, Anzahl Zähne = 25, Zahnbreite = 160 Millimeter) erzielte die Xtrimium-Scheibe sehr schnell Toleranzen nach DIN 3. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Schleifwerkzeug mit Keramikkorn erhöht sich in diesem speziellen Fall das bezogene Zeitspanvolumen Q’w (Kubikmillimeter pro Millimeter pro Sekunde) – Im Endeffekt um 160 Prozent. Die erreichbare Qualität genügt der DIN-1-Toleranz. Das heißt, dass sehr gleichmäßige Ergebnisse und sehr gute Topografie mit Ra < 0,8 Mikrometer / Rz < 4,0 Mikrometer dabei herauskommen.

Mit Baby-Schleifschnecke und Kegelrad-Topf

Mit einer Baby-Schleifschnecken (D < 180 Millimeter) können laut Hersteller auch eng positionierte Verzahnungen, etwa bei Hybridfahrzeugen oder E-Bikes, direkt auf der Welle geschliffen werden. So kann man dem Trend nach kleineren Baugruppen in Getrieben für alternative Antriebe wirtschaftlich folgen, meit Saint Gobain Abrasives. Aufgrund der speziellen Fertigungstechnik sind Xtrimium-Baby-Schleifschnecken wegen ihrer hohen Homogenität besonders stabil und verschleißfest.

Und die Norton-Xtrimium-Kegelrad-Schleifscheibe wurde speziell für die Anforderungen Verzahnung von Ritzel- und Tellerrädern entwickelt, heißt es. Durch die ebenfalls homogene und offene Struktur der Schleifscheibe wird das Kühlschmiermittel effektiv in die Kontaktzone geleitet. Das macht den Schliff kühl und gleichzeitig aggressiver, was sich positiv auf die Stückkosten auswirkt.

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