Kaltmassivumformung Schmierstoffe für das Rundkneten und das Axialformen entwickelt

Redakteur: Stéphane Itasse

Schmierstoffe speziell für das Rundkneten hat Zeller+Gmelin zusammen mit Herstellern von Rundknetmaschinen entwickelt. Multipress-Schmierstoffe sind laut dem Anbieter in unterschiedlicher Viskosität für eine Bandbreite an Materialien verfügbar: als Universalschmierstoff Multipress RK 20 beziehungsweise RK 15 für alle Stahlarten.

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Solche Getriebewellen werden heute vor allem mittels Rundkneten hergestellt.
Solche Getriebewellen werden heute vor allem mittels Rundkneten hergestellt.
(Bild: Felss Holding)

Diese Schmierstoffe bieten Korrosionsschutz für Maschine und Werkstück und sorgen für eine verlängerte Standzeit der Werkzeuge, indem sie die Werkzeugabnutzung reduzieren. Sie sind auf Mineralölbasis mit abgestimmten Additiven hergestellt, haben eine Viskosität von 20 beziehungsweise 15 mm²/s bei 40° C, die von Herstellern von Rundknetmaschinen empfohlen wird, und sind für alle Stahlarten geeignet. Für das Bearbeiten von Aluminium empfiehlt der Schmierstoffhersteller Multipress AL 40 – einen vollsynthetischen Spezialschmierstoff mit einer Viskosität von 40 mm²/s bei 40 °C, der sich für das Rundkneten von Aluminium und Buntmetall in der Praxis bewährt hat.

Schmierstoff muss beim Rundkneten auch die Umformwärme abführen

Da die gewünschte Umformung nicht in einem Arbeitshub, sondern in vielen Einzelschritten erfolgt (die Hubfrequenz liegt je nach Maschinengröße zwischen 1500 und 6000 min–1), muss die bei diesem Verfahren Umformwärme abgeführt werden, was eine Hauptaufgabe des Schmierstoffes ist. Eine hohe Maßhaltigkeit und Einhalten enger Toleranzen bei Massenfertigung sind weitere Ansprüche, die an den Schmierstoff gestellt werden. Nicht zuletzt werden eine Oberflächenqualität und eine geringe Rautiefe gefordert. Dies wird durch die Abstimmung zwischen Maschine, Werkzeug und Schmierstoff erreicht.

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Rundkneten ist ein Freiformen zur Querschnittsverminderung an Stäben und Rohren aus Metall mit zwei oder mehreren Werkzeugsegmenten, die den Querschnitt ganz oder teilweise umschließen, gleichzeitig radial wirken und relativ zum Werkstück umlaufen. Das Rundknetverfahren bietet somit praktisch alle Vorzüge der Kaltumformung mit Faserverläufen, Oberflächen, Toleranzen, Materialeinsparungen und darüber hinaus oft auch das Potenzial für Gewichtsreduzierungen aufgrund der Werkstückgeometrie.

Automobilindustrie setzt immer stärker auf Rundkneten

„Das Rundknetverfahren gilt neben dem Axialformen und dem neu entwickelten Tangentialformen als bewährtes Verfahren der Kaltumformung“, erläutert Wolfgang Kienle, Produktmanager bei Zeller+Gmelin. „Besonders bei der Verwendung von Rohren bietet es Formgebungsmöglichkeiten wie steile Übergänge, hohe Umformgrade, Flexibilität bezüglich sich ändernder Geometrien, Einstiche im Rohrmittelbereich und unrunde Querschnitte.“

In modernen Rundknet-Transferanlagen werden die Forderungen der Automobilindustrie nach leichteren Bauteilen, einer Verkürzung der Prozessketten durch Near-Net-Shape-Fertigung und Ressourcen schonender Produktion umgesetzt und bereits in Entwicklungen bei der Fahrzeugtechnik einbezogen. Das Anwendungsfeld für das Rundkneten ist im Automobilbereich breit gefächert, sodass das Kaltumformverfahren wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Beispiele finden sich bei Komponenten aus Lenkung, Motor, Antriebsstrang und Fahrwerk sowie Anwendungen, die der erweiterten Insassensicherheit dienen. Um ein Anwendungsbeispiel herauszugreifen, seien Pkw-Lenkungsteile genannt. „Die Ansprüche an diese Komponenten sind sehr hoch, da sie als Sicherheitsbauteile unter keinen Umständen versagen dürfen. Um solche Teile zuverlässig herzustellen bedarf es bei diesem hochtechnischen und anspruchsvollen Fertigungsverfahren einer guten Abstimmung zwischen Maschine, Werkzeug, Werkstoffen und nicht zuletzt den Schmierstoffen“, sagt Kienle.

Eigener Schmierstoff auch für das Axialformen im Angebot

In der Automobilindustrie werden bei Bauteilen, die ein Drehmoment übertragen müssen, oftmals Außenverzahnungen eingesetzt. Dies betrifft Wellen im Antriebsstrang, in der Lenkung, im Getriebe, Elektromotorenwellen sowie viele weitere Anwendungen. In jüngster Zeit kommen aus Gründen der Gewichtsersparnis immer häufiger Hohlwellen zum Einsatz. Gerade bei Hohlwellen stellt dies eine besondere Herausforderung dar. Gute Verzahnungsqualitäten sollen prozesssicher erreicht werden, ohne dass die Wandstärke versteift werden muss. Diese Anforderungen werden durch das Axialformen erreicht. Sie kommt beim Aufpressen von Verzahnungen verschiedenster Formen zum Einsatz. Anders als beim Fräsen, werden beim Axialformen durch enorme Krafteinwirkung die Verzahnungen auf Rohre oder Leitungen aufgepresst. Dadurch kommen nicht nur hochgenaue Verzahnungselemente zustande, das Verfahren erhöht zudem die Festigkeit des Materials. „In Kombination mit dem Verfahren des Rundknetens profitiert vor allem der Automobilbau von leichten und hochfesten Wellen aus Rohr“, weiß der Produktmanager. Auch hierfür hat der Schmierstoffhersteller Zeller+Gmelin zwei Spezialschmierstoffe entwickelt, die beim Verzahnungspressen geeignet sind. Multipress SSP 70 mit einer 70er-Viskosität für Edelstähle, Stähle und bedingt für Aluminium und Multipress CF 4 für Edelstähle, Stähle, Aluminium und bedingt für Buntmetalle.

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