Forschungsprojekt

Zielbranchen

Maschinenbau, Werkzeugherstellung

Problemstellung

Ziel des Projekts GEAR FORM ist eine Reduzierung des Gesamtenergieeinsatzes bei der Herstellung von Zahnrädern mit großem Modul durch den Einsatz von Umformverfahren. Das angestrebte Bauteilsegment umfasst den Durchmesserbereich bis 1000 mm. Einsatzfelder solcher Zahnräder sind z. B. Windkraft-, Schiffs-, Bahn- und Krangetriebe sowie Kugelmühlen, Walzenpressen oder Bergbautechnik.

Der Energieeinsatz bei der Fertigung ergibt sich aus dem Energieverbrauch zur Werkstofferzeugung und zur Bauteilherstellung. Mit dem im Projekt GEAR FORM zur Anwendung kommenden Umformverfahren kann am notwendigen Volumen des Ausgangsmaterials eine Einsparung bis zu 15 % erzielt werden. Darüber hinaus soll die Fertigungszeit deutlich verringert werden, wodurch weitere Energieeinsparungen zu erwarten sind.

Lösung

Aufbauend auf der langjährigen Erfahrung mit Walztechnologien am Fraunhofer IWU soll das zum Einsatz kommende Profil-Querwalzen mit Rundrollenwerkzeugen zur Warmumformung von Vorverzahnungen weiterentwickelt werden. Durch Erwärmen des Werkstücks vor dem Umformen werden die notwendigen Kräfte verringert und das Umformvermögen des Werkstoffs erhöht.

Bei ersten Versuchen wurden im kleineren Maßstab bereits gute Ergebnisse mit diesem Ansatz erzielt. Für die Anwendung im geplanten Durchmesserbereich wird an entsprechend dimensionierter und für das Warmwalzen angepasster Maschinentechnik gearbeitet. Bis zum Ende des Projekts im Jahr 2018 sollen eine Versuchseinrichtung mit integrierter induktiver Erwärmungseinheit entstehen und erste großmodulige Demonstratoren gefertigt werden.

Zum Projektkonsortium gehören die Moventas GmbH, die SMS Elotherm GmbH, die Härterei Reese Chemnitz GmbH & Co. KG und die Dreiling Maschinenbau GmbH.

Das Projekt GEAR FORM »Energie- und ressourceneffiziente Umformung großmoduliger Zahnräder« wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie BMWi im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms gefördert.