(openPR) Große Zahnräder verlangen vor der Montage aufwändige Entgratprozesse. Die KADIA Produktion GmbH & Co., Nürtingen, Anbieter von Anlagen für das Entgraten und Finishen, entwickelte eine Roboterlösung für diese Aufgabe. Der Anwender spart jede Menge Handarbeit.
Ein Zahnrad ist nach dem Fräsen der Zähne noch lange nicht einbaufertig. Da die Fräswerkzeuge störende Grate aufwerfen, müssen diese zuerst entfernt werden. Kleine Zahnräder oder Exemplare aus weichen Werkstoffen werden zumeist auf Bearbeitungszentren entgratet. Dabei greifen die Hersteller auf federnde Werkzeuge zurück. Für starre Werkzeugschäfte müssten komplizierte Evolventenbahnen programmiert werden. Am Ende würde das aber wenig helfen, denn die Beweglichkeit der Maschinen reicht hierfür in der Regel nicht aus.
Im Falle von Großzahnrädern aus Stahl, wie sie beispielsweise für Windkraftanlagen zum Einsatz kommen, sind federnde Werkzeuge nicht mehr zeitgemäß, Zerspanungsvolumen und Schnittkräfte sind zu groß. Technisch bedingt mussten bisher Fasen bis zu 5x5mm angebracht werden, um die umlaufende Entgratung der Verzahnung auch in tiefer liegen-den Konturen mit einem Minimum sicher zu stellen. Aufgrund der Neuentwicklung der KADIA-Fräsroboterzelle kann die Fasenstärke in Abhängigkeit vom Modul nun auf 2-3 mm reduziert werden, da eine umlaufend gleichmäßige Ausgestaltung der Fase gewährleitet wird. Gleichwohl mag hier der Ausdruck Entgraten nicht mehr richtig passen, besser spricht man in dieser Größenordnung von Kantengestaltung. Also eine Aufgabe für Vollhartmetall-Schaftfräser.
Zahnrad-Karies vermeiden
Ein Bearbeitungszentrum scheidet angesichts dieser Anforderungen als „Entgratmaschine“ aus. Es bleibt nur eine Möglichkeit – Handarbeit. Diese hat aber eine Reihe Nachteile: Die Bearbeitung kostet viel Zeit. Überdies ist es kaum möglich, eine konstante Qualität zu erzeugen. Schnell rutscht der Handfräser ab und verzieht die Kanten oder gräbt Riefen ins Material. Die Folge können erhöhte Flächenbelastungen der Zahnflanken sein. Die ein oder andere Schwachstelle kann den „Zahnfra? auslösen, wie der Fachmann sagt, eine Art Zahnrad-Karies.
Gerade bei Windkraftanlagen möchte man Effekte dieser Art vermeiden. Wegen der schweren Zugänglichkeit der Antriebe in luftiger Höhe, häufig an abgelegenen Standorten im Meer oder auf Bergen, streben die Betreiber möglichst lange Wartungsintervalle an. Dafür ist ein langfristig sicherer Betrieb notwendig – ohne zusätzliche Verschleißrisiken.
Mathematisch korrekte Fräserbahnen
Grund genug für die KADIA Produktion GmbH & Co. in Nürtingen, Spezialist für das Entgraten und Finishen, eine Lösung für den Problemfall Großzahnräder zu entwickeln: eine Roboterlösung. Ein Roboterarm ist flexibler als ein Bearbeitungszentrum und damit wie geschaffen für die Kantengestaltung bei Evolventenkonturen. Einem solchen High-Tech-Aggregat die Fähigkeiten einer hochflexiblen Zerspanungsmaschine beizubringen, hat es allerdings in sich. „Den Arm mit einer Werkzeugspindel zu versehen ist noch das kleinere Problem“, meint Dominik Landhäußer, Vertriebsmanager bei KADIA, „die Hauptarbeit liegt in der Mathematik für die Bewegungsabläufe.“
Da aber die Nürtinger Experten schon über zehn Jahre Roboter in die unterschiedlichsten Projekte integrieren, gelang ihnen, was nach eigener Aussage bislang noch niemand umgesetzt hat. Landhäußer: „Wir haben erstmals die Frästechnologie mit Vollhartmetall-Schaftfräsern auf den Roboter übertragen. Das Ergebnis ist eine mathematisch korrekte Roboterbahn. Damit sind wir in der Lage, eine definierte Kantengestaltung in Stahl vorzunehmen, also auch eine gleichmäßige, bis auf 0.2 mm genaue 5 mm-Fase.“ Sind die Stückzahlen vorhanden, steht den Zahnradherstellern nun eine gleichermaßen präzise wie auch zeitsparende Technologie zur Verfügung.
Doch nicht nur die Anlagenbetreiber, auch die Konstrukteure profitieren von der Lösung. Diese können in ihren Berechnungen Werkstückkanten ohne Defekte voraussetzen und die Flächenbelastungen damit genauer bestimmen. Sicherheitszuschläge können reduziert, die Werkstücke unter Umständen leichter gebaut werden, nicht unwichtig für leistungsstarke Antriebe hoch über der Grasnarbe oder dem Meeresspiegel. www.pressco.de
