dihw MAGAZIN 1/2023

Bearbeitungsverfahren
Kleine Schnecke – großes Potenzial
Getriebe für E-Fahrzeuge sind nicht nur
auf hohe Drehzahlen und Drehmomente
ausgelegt; sie sind auch sehr kompakt.
Das gilt für den Automotive-Sektor, vor allem
aber für neuartige Anwendungen, wie
E-Bikes. Die kleinen Getriebe mit hoher
Leistungsdichte und elektrischen Antrieben
motivieren Konstrukteure zu kreativen
Lösungen. Häufig enthalten sie kleine und
störkonturbehaftete Komponenten, die die
Fertigung vor neue Herausforderungen
stellen. Bei der Hartfeinbearbeitung dieser
Verzahnungen gehen mit den verfahrensbedingten
Möglichkeiten hohe Fertigungskosten
einher. Die wohl wirtschaftlichste
Variante stellt das Wälzschleifen dar. Allerdings
eignen sich nicht alle Wälzschleifmaschinen
für die Fertigung der kompakten
Bauteile. Dieser Artikel beschreibt die Anforderungen
und zeigt Lösungen auf.
Wälzschleifen einer störkonturbehafteten E-Getriebewelle.
Man muss die Getriebefertigung für die
E-Mobilität nicht neu erfinden, aber einige
neue Herausforderungen gibt es
doch. Dazu gehören vor allem die hohe
Leistungsdichte und der kompakte Bauraum,
in dem der gesamte Antriebsstrang
Platz finden muss. Mit den neuen Anwendungen
entstehen neue Absatzchancen:
E-Bikes sind voll im Trend. Sie vergrößern
Reichweite und Transportkapazitäten im
Alltag und der Freizeit signifikant. Entsprechend
hoch ist die Nachfrage. Davon
profitieren die Hersteller und deren Zulieferer,
unter anderem auch die Getriebehersteller.
Ob zwei oder vier Räder: Die
Antriebe sind technologisch anspruchsvoll.
Im Fokus stehen dabei die geforderten
Flankentragfähigkeiten und das Geräuschverhalten
der Verzahnungen aufgrund
der Randbedingungen des elektrischen
Antriebsmotors - ein nahezu konstant
hohes Drehmoment über den Drehzahlbereich
von 0 -18.000 U/min. Neue
Anforderungen beschränken sich jedoch
nicht nur auf die fertigen Teile, auch der
Herstellungsprozess selbst ist betroffen:
Durch die kompakte Bauweise tauchen
im Getriebedesign vermehrt Bauteile
mit störkonturbehafteten Verzahnungen
auf. Große Werkzeuge, mit den gängigen
Schleifschneckendimensionen stoßen
hier rasch im wahrsten Sinne des Wortes
an ihre Grenzen. Will man nicht auf zeitintensivere
und damit kostspieligere Verfahren
ausweichen, muss man auch die Werkzeuge
miniaturisieren.
Grenzen erkennen und
überwinden
Bisher wurde die Hartfeinbearbeitung von
Zahnrädern mit Störkonturen hauptsächlich
durch diskontinuierliches Profilschleifen
oder Verzahnungshonen realisiert.
Werkstück „Car“: Kopfkreisdurchmesser: 49,5 mm | Modul: 1,33 mm | Zähnezahl: 31 mm | Verzahnungsbreite: 44 mm.
40 dihw 15 1 · 2023