Hochwertigere Getriebe für E-Fahrzeuge: 3D-Prozessmodell zum Wälzschälen optimiert die Herstellung

Herausforderung und Zielstellung

Zu den ausgewiesenen Markenzeichen des Fraunhofer IWU gehört seit einigen Jahren die hohe Kompetenz beim Wälzschälen. Jüngster Baustein: Um die Wirkmechanismen beim Wälzschälen von Hohlrädern für Planetengetriebe, wie sie in elektrischen Antriebssträngen verwendet werden, grundlegend verstehen zu können, wurde ein dreidimensionales Prozessmodell entwickelt, das die Verfahrenskinematik mathematisch exakt abbildet und die Durchdringung zwischen Werkzeug und Werkstück detailliert beschreibt.

Lösung und Umsetzung

Dazu werden Kennwerte wie effektive Prozesswinkel, Spanungsgeometrie und Bearbeitungskräfte entlang der Schneide und in zeitlichen Schritten ermittelt – eine wichtige Voraussetzung, um Prozess und Werkzeug zielgerichtet auslegen zu können. Die theoretischen Modelle werden mit experimentellen Untersuchungen abgeglichen und präzisiert. Damit wird die Fertigung des zentralen innenverzahnten Hohlrads für kompakte Getriebe mit großer Leistungsdichte, hohem Wirkungsgrad und hervorragenden akustischen Eigenschaften möglich. Denn das Wälzschälen ist prädestiniert, um innenliegende und störkonturbehaftete Verzahnungen herzustellen, und zeichnet sich zugleich durch hohe Flexibilität und Produktivität aus. Prozessschwingungen in Verbindung mit hohem Werkzeugverschleiß oder zu geringe Werkstückqualität gehören damit der Vergangenheit an.

Ausblick

Das in den letzten Jahren entstandene Zusammenhangswissen zum Wälzschälen wird in der Auslegungssoftware SkiveAll einem breiten Anwenderkreis zur Verfügung gestellt.