Verzahnen von Blechen und Vollmaterialien im Kaltwalzverfahren

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Bei jedem Rollendurchgang findet eine Teilumformung statt

Oft wird im sogenannt kontinuierlichen Teilverfahren gewalzt, das heißt, dass sich das Werkstück während des Walzens immer gleich schnell um seine eigene Achse dreht. Bei schwierigeren Verzahnungen, wie beispielsweise bei parallelflankigen Profilen mit tiefen Zahnlücken, kann aber auch im unterbrochenen Teilverfahren, bei dem das Werkstück während des Eindringens der Walzrollen stillsteht, gewalzt werden.

Teilumformung bei jedem Rollendurchgang

Bei jedem Rollendurchgang findet eine Teilumformung statt, welche einen dem Vorschub entsprechenden Längsabschnitt einer Zahnlücke darstellt. Beim Vollmaterial wird das Werkstück normalerweise nur in der Randzone umgeformt, der Kern bleibt im Wesentlichen unverändert. Im Gegensatz dazu fließen Blechteile beim Verzahnen auf Grund ihrer relativen Dünnwandigkeit auch in Längsrichtung.

Der Walzvorgang kann als formgebend bezeichnet werden, weil die Form der Profilwalze praktisch der Form der zu erzeugenden Lücke entspricht. Eine Ausnahme bildet die Herstellung einer Innenverzahnung in einem Blechteil. Dabei ist das Profil des Walzdornes (Matrize) für die Form der Verzahnung verantwortlich, die Walzrolle hat bei diesem Prozess die Aufgabe, das Material kontinuierlich in die durch die Matrize vorgegebene Form zu drücken, und ist dementsprechend konkav ausgeformt. Wenn gleichzeitig eine Innen- und eine Außenverzahnung hergestellt werden muss, entspricht die Form der Walzrolle exakt der Form der zu erzeugenden Außenverzahnung (Bild 4).

Vorbearbeitungsdurchmesser wird in Walzversuchen ermittelt

Durch das Eindringen des Werkzeuges in das Werkstück, fließt das im Zahngrund verdrängte Material in radialer Richtung nach außen und bildet dabei den Zahnkopf aus. Da das radial verdrängte Materialvolumen F1 flächengleich mit dem aufgebauten Volumenanteil F2 ist, kann der Vorbearbeitungsdurchmesser (Ausgangsdurchmesser) beim Walzen von Vollmaterial näherungsweise durch Planimetrieren (Flächeninhaltsberechnung) bestimmt werden.

Da walztechnisch bedingte Faktoren, wie beispielsweise die Einsattelungen (Fliessverhalten am Zahnkopf), mit einem vernünftigen Aufwand nicht berechnet werden können, wird der genaue Vorbearbeitungsdurchmesser in den meisten Fällen zusätzlich anhand von praktischen Walzversuchen ermittelt.

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