Insbesondere die mechanische Fertigung hochwertiger Stirn- und Kegelräder für den Einsatz im Getriebebau ist seit Jahren geprägt von steigenden Anforderungen an deren geometrische Genauigkeit. Gaben sich die Kunden in diesem Sektor der Feinzerspanung lange Zeit mit Verzahnungsgüten von 8 oder 9 nach DIN 3961 zufrieden, so müssen die Zulieferer heute meist Qualitäten der Stufe 7 oder 6 realisieren – im Motorrennsport sind sogar Verzahnungsgüten von 5 oder 4 das Maß der Dinge. Solch hohe Genauigkeiten sind nicht ohne speziell dafür konzipierte Spannmittel zu erreichen. Volker Schlautmann, Leiter des Kundenteams Spannzeuge/Welle-Nabe-Verbindungen von Ringspann, bringt es auf den Punkt: „Bestenfalls unterstützt ein solches Spannsystem den Verzahnungstechniker nicht nur bei der Realisierung der stetig steigenden Qualitätsanforderungen, sondern verschafft ihm darüber hinaus auch mehr anwendungstechnische und wirtschaftliche Flexibilität.“ Diese dreifache Zielsetzung war es dann auch, von der sich das Team um Volker Schlautmann bei der Entwicklung des Dehnhülsen-Spanndorns HDDS leiten ließ.
Spannen ohne Leckage-Risiko
Als mechanisches Innenspannsystem ist der HDDS ein Highlight der modernen Spanntechnik. Er überzeugt mit einer Rundlaufgenauigkeit ?5µm, bietet eine vier Mal größere absolute Aufweitung als die meisten hydraulischen Spannzeuge … und gilt daher als eine der zurzeit besten mechanischen Alternativen zu den in der Verzahnungstechnik vi elfach anzutreffenden Hydrodehnspanndornen. „Unser HDDS nimmt Werkstücke mit Bohrungen bis zur Toleranzklasse IT10 auf, während sich die meisten hydraulischen Spannzeuge nur für eine Aufnahme von Werkstückbohrungen bis zur Toleranzklasse IT7 eignen“, präzisiert Schlautmann. Des Weiteren ist der Dehnhülsen-Spanndorn von Ringspann im Gegensatz zu Hydrodehnspannzeugen frei von Leckage-Risiken. Infolgedessen erhöht sich mit seinem Einsatz auch die Prozesssicherheit in der Serienfertigung, in der bereits kleinste Undichtigkeiten an hydraulischen Spannzeugen den Instandsetzungsfall auslösen. Die einzige Verschleißquelle des HDDS sind seine Spannscheiben. „Das aber sind Qualitätsprodukte mit hohen Standzeiten aus unserer eigenen Herstellung, die sich zudem einfach tauschen lassen“, betont Schlautmann.
Klar präziser als vom Kunden gefordert
Messtechnisch untermauern konnte der HDDS seine Leistungsfähigkeit unter anderem beim hochgenauen Stirnradschleifen in der Fertigung eines schweizerischen Getriebebauers. Hier wurden seine Plan- und Rundlaufgenauigkeit sowohl mit einem Kontrollwerkstück an einer taktilen Messvorrichtung überprüft als auch mit einem Originalrohling in einem Koordinatenmesssystem.
Dabei fielen die Ergebnisse noch wesentlich besser aus als ursprünglich erwartet: Für die Genauigkeiten zeigten die Messgeräte beim Planlauf 2µm und im Rundlauf 3µm an. Zudem lag die erzielte Geometriegenauigkeit der Evolventenverzahnung beim Serienwerkstück deutlich innerhalb der definierten Toleranzgrenzen und damit klar über den Anforderungen des Kunden.
In anderen Praxisfällen zeigte sich inzwischen, dass der Dehnhülsen-Spanndorn darüber hinaus die Realisierung vollautomatisierter Fertigungskonzepte unterstützt. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Da hydraulische Dehnspanndorne physikalisch bedingt eine nur geringe Dehnrate aufweisen, benötigen Anwender für deren Zuführung meist präzise Handlingsysteme. Der HDDS verfügt hingegen über eine Aufweitung, die vier Mal größer ist als die vieler hydraulischer Spannzeuge. Durch die hohe Dehnrate verringert sich der technische Aufwand für die gesamte Peripherie und vereinfacht den Einstieg in die vollautomatisierte Bearbeitung.
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