Windkraftanlagen werden immer größer und leistungsfähiger. Gleichzeitig gilt es, deren Produktionskosten zu senken. Dies bedingt Fertigungsmethoden, mit denen sich die Zahnräder kostengünstig und in hoher Qualität herstellen lassen. Die Größen von Zahnrädern in der Windkraft liegen oft zwischen 800 und 4.000mm. Manche Getriebe erreichen einen Durchmesser von 8.000mm und wiegen bis zu 100 Tonnen. Die gängigste Größe im Bereich der Außenverzahnungen liegt bei 200mm Durchmesser. Die üblichen Durchmesser der Profilschleifscheiben liegen zwischen 100 und 450mm.
Nur eine präzise geschliffene Verzahnungsgeometrie stellt eine optimale Kraftübertragung für einen hohen Wirkungsgrad der Windkraftanlagen bei hoher Laufruhe sicher. Schleifbrand gilt es dabei absolut zu vermeiden, denn die auf das Getriebe einwirkenden Kräfte sind enorm und ein Ausbrechen der Zähne kostenintensiv. Hochgenaue Verzahnungsqualität ist bei Klingelnberg und Krebs & Riedel selbstverständlich. Sie erhöht die Lebensdauer der Getriebekomponenten und leistet einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion von Wartungs- und Produktionskosten. Um die maximale Synergie zwischen Maschine und Schleifscheibe zu erzielen, optimiert Krebs & Riedel den Prozess mit anwendungstechnischem Support bei Kunden in der ganzen Welt. Zudem bieten die Spezialisten mit Sitz im hessischen Bad Karlshafen mit der Blue Moon TZ eine neue Premium-Schleifscheibe mit präzisionsgeformtem Schleifkorn an.
Präzisionsgeformtes Schleifkorn für kühlen Schliff
Blue Moon TZ zeichnet sich durch eine hervorragende Schnittleistung und ein hohes Abtragsvolumen aus. „In einigen Versuchen betrug die Abtragsleistung mehr als 30mm³/mms“, sagt Senior Anwendungstechniker Sigurd De Ridder, der weltweit Versuche und Prozessoptimierungen bei Kunden durchführt. „Präzisionsgeformte Schleifkörner sind heute Stand der Technik. Blue Moon TZ ist selbstschärfend, äußerst scharfkantig, mikrokristallin und besitzt eine längliche trapezförmige Stabform.“ Der Clou ist jedoch: Die homogene Porenstruktur verbessert entscheidend die Kühlung während des Schleifvorgangs, denn die gesamte Schleifscheibe wird sofort von der Kühlflüssigkeit durchflutet. Selbst bei extremer Abtragsleistung wird der Span von der Kontaktfläche wegtransportiert. Das vermeidet Hitze-Einbringungen, die zu thermischen Schäden am Zahnrad führen könnten.
Überzeugende Ergebnisse
Im Durchschnitt aller Versuche auf Klingelnberg Höfler Rapid 2500 Maschinen erzielte Sigurd De Ridder folgende Ergebnisse: Ein kühlerer Schliff und eine längere Standzeit, verbunden mit einer bis zu 20 Prozent schnelleren Schleifzeit im Vergleich zu Standardschleifscheiben. Die längere Standzeit und die höhere Schleifleistung tragen dazu bei, Kosten zu senken und gleichzeitig die selbe – oder sogar eine bessere – Zahnradqualität zu erreichen. Im Durchschnitt aller Versuche beim Abrichten dokumentierte Sigurd De Ridder 20 Prozent längere Abrichtintervalle sowie eine 30 Prozent geringere Zustellung, was auch zu einer längeren Standzeit der Abrichtscheibe führt. Als bemerkenswerten Nebeneffekt ergibt sich, dass die Maschinen nach der Optimierung einen geringeren Stromverbrauch aufweisen.
Die Profilschleifmaschinen der Rapid-Baureihe für große Werkstückgrößen eignen sich für Bauteildurchmesser bis zu 8.000mm. Je nach individueller Anforderung sind sie mit einem erweiterten Hubbereich ausgestattet und darüber hinaus in zwei Versionen verfügbar. Neben der Standardkonfiguration ist die Maschine auch für den Einsatz kleinerer Schleifscheiben lieferbar. Die Rapid-Maschinen sind rasch durch optionale Innenverzahnungsschleifarme von Außen- auf Innenverzahnungen umrüstbar. Zudem tragen die spezielle Anordnung der Maschinenachsen, ein thermisch stabiles und nahezu schwingungsfreies Maschinenbett aus Mineralguss, verschleißfreie Torqueantriebe im Maschinentisch und der Schleifkopf für 5-Achsen-Schliff zur hohen Präzision, zur Qualitätskonstanz sowie zu einer enormen Flexibilität bei. Durch den hochflexiblen Schleifkopf mit integriertem 3D-Taster und Anpassung des Schrägungswinkels während des Schleifprozesses sind Verzahnungen je nach zulässigen Abweichungen im 1- oder 2-Flanken-Schliff topologisch modifizierbar. Dabei stellen die Messungen mit den optional erhältlichen Prüfeinrichtungen bereits während des Schleifprozesses ein kontrolliertes Schleifergebnis sicher.
Tipp: Premium-Schleifscheiben bei XXL-Zahnrädern
Bei der Serienproduktion von großen Zahnrädern werden viele Stunden für das Einrichten des Werkstücks, die Programmierung, das Schleifen, Abrichten und die Prüfung benötigt. Es ist essenziell, eine Premium-Schleifscheibe mit präzisionsgeformtem Schleifkorn zu verwenden. Die Prozesse ‚Abrichten‘ und ‚Schleifen‘ sollten bestens auf der Maschine eingestellt sein und durch anwendungstechnischen Support optimiert werden. Die Blue Moon TZ Premium-Schleifscheiben haben sich nicht nur beim Schleifen von Planetenrädern, Stirnrädern sowie IR-Außen- und Innenringen bewährt. Ihr Einsatz verringerte auch die Produktionskosten beim Schleifen von Antriebswellen, Automobilgetrieben und Förderschnecken.