Stanztechnik Innovative Schneidwerkzeugkonzepte von Feintool

Für Qualitätssteigerungen und neue Wettbewerbsvorteile entwickelt die Feintool Technologie AG Lyss mit ihren Technologiepartnern innovative Werkzeugkonzepte. Der folgende Beitrag befasst sich mit zwei richtungsweisenden Produktionslösungen für Getriebeteile. Im ersten Beispiel handelt es sich um ein wohlbekanntes Funktionsteil in den Kupplungspaketen von Automatikgetrieben. Das zweite Beispiel beschreibt die erste Operation im Produktionsprozess von Kupplungskörpern für die Synchronisation in Handschaltgetrieben. In beiden Fällen werden patentierte Prozesse in komplexen Feinschneidwerkzeugen dargestellt.

Anbieter zum Thema

HBS Welding Systems GmbH

Weil Technology GmbH

Thermacut GmbH

Feintool Technologie AG Lyss

Die Fertigung von Außenlamellen für Kupplungspakete von PKW-Automatikgetrieben hat eine steigende Bedeutung. In wachsendem Maße nehmen die Getriebehersteller Abstand von der konventionell gestanzten Verzahnungslamelle. Der Vorteil einer vergrößerten Kontaktzone zu den Lamellenträgern ist für die Getriebelebensdauer und die gleich bleibende Schaltqualität erheblich.

Merkmale einer Qualitätslamelle sind neben den engen Toleranzen und hohen Schnittflächenanforderungen die Ebenheit und die Oberflächenstruktur. Diese, in engen Grenzen definierte, Oberflächenrauheit ist entscheidend für den Verschleiß und den gleich bleibenden Momentenverlauf beim Einfahren des Aggregats. Eine komplexe Entwicklung beim Kaltwalzprozess ersetzt heute die Oberflächenveredelung durch Bandschleifen. Gleichzeitig hat man intensiv nach einem Stanzverfahren ohne die Notwendigkeit einer nachgeschalteten Entgratungsoperation gesucht.

Der Werkzeugbau von Feintool Lyss hat mit einem großen deutschen Getriebehersteller einen entsprechenden Prozess entwickelt und gemeinsam weltweit patentiert. Seither ist es auch gelungen, in mehreren Entwicklungsstufen die Produktivität des gesamten Fertigungsprozesses zu steigern, so dass diese heute zweifellos einen Markstein setzt. Pro Pressenhub werden, optimal im Streifenmaterial geschachtelt, je zwei Teile gefertigt. Sorgfältig geplante Gesamtanlagen produzieren über 3800 einbaufertige Kupplungslamellen pro Stunde und diese werden direkt an das Montageband geliefert.

Patentiertes Feinschneiden

Alle Zusatzoperationen, wie das Richten auf Tandemanlagen, das Entgraten, das Oberflächenfinish, und sogar die 100%-Sicht- und Eingangskontrolle entfallen komplett. Diese mehrheitlich außenverzahnten Lamellen werden in den Dicken 1,1 bis 6,0 mm gefertigt.

Als Werkstoffe kommen die Qualitäten C15/St4K40/ZStE380/AISI 1020/SAPH45 zum Einsatz. Die Zweifachwerkzeuge werden auf Feinschneidanlagen der neuesten Generation mit Gesamtkräften von 7000 beziehungsweise 8800 kN eingesetzt. Die Kosteneinsparung gegenüber bandgeschliffenen respektive trowalisierten Lamellen ist erheblich und beträgt 20 bis 50%. Feintool hat damit in punkto Werkzeugtechnologie in der Tat unbestritten einen außerordentlich hohen Benchmark gesetzt.

In mechanischen Schaltgetrieben für PKW finden sich Synchronisiersysteme für den geräuschlosen Schaltübergang. Ein Schlüsselteil solcher Systeme ist der Kupplungskörper – ein verzahntes, ringförmiges Blechteil in Dicken von 4 bis 6 mm. Die Kupplungskörper sind mit dem Getriebe-schaltrad gefügt und verschweißt. Diese Baugruppe erfüllt höchste Anforderungen an Laufruhe und Leistungsdichte.

Die Besonderheit des Kupplungskörpers liegt in der Geometrie der Verzahnung. Der evolventenförmige Zahn hat keine zylindrischen Zahnflanken, sondern beidseitig eine 4°-Hinterlegung sowie einlaufseitig eine 90°-Dachform. Das Kegelmaß der konischen Zahnflanken ist sehr eng toleriert und auch an die Ebenheit der Teile werden hohe Anforderungen gestellt.

Während die Dachform heute noch vorwiegend mit speziellen Anspitzmaschinen Zahn für Zahn nachbearbeitet wird, ist das Schneiden der Hinterlegung direkt im Feinschneidprozess die genaueste und wirtschaftlichste Methode. Ein Feintool-Kunde hat diesen Prozess vor Jahren patentiert und Feintool genießt die Mitbenutzung. Die zugehörigen Feinschneidwerkzeuge sind hochpräzise Betriebsmittel. Und eine große Spezialerfahrung prägt die Fertigung der entsprechenden Schnittelemente.

Vor kurzem nun wurden von Lyss aus auch erstmals zwei Folgeverbundwerkzeuge ausgeliefert, die das patentierte Schnittverfahren mit einem 4-stufigen Zieh- und Kalibrierprozess für einen hochgenauen Kragenzug kombinieren. Der Bauteilwerkstoff ist ein Edelstahl der Güte 16MnCr5.

Der große Ziehweg erfordert im Werkzeug einen entsprechend großen Rücklaufweg der beweglichen Schneidplatte (25 mm). Damit reduziert sich die maximal erreichbare Hubzahl auf zirka 20 min–1. Beide Werkzeuge produzieren auf einer neuen Feinschneidanlage HFA 7000plus Serienteile für ein deutsches Premiumgetriebe.

Überzeugendes Fazit

Langjährige Technologie-Partner des Feintool-Technologiezentrums in Lyss – aber auch solche der Technologiezentren in Cincinnati und in Atsugi – erarbeiten in enger Zusammenarbeit innovative Lösungen für technische und wirtschaftliche Wettbewerbsvorteile in der Großserienproduktion von Multifunktionsteilen. Daraus ergeben sich nicht nur Win-win-Situationen der beiden Partner, sondern auch internationale Patente und – last but not least – entscheidende Beschaffungsvorteile für die Endkunden. Der Feintool-Technologiepartner ZF Getriebe GmbH, mit Sitz in Saarbrücken, ist einer der weltweit bedeutendsten Systemzulieferer für Premium-Pkw-Getriebe.

Pro Tag werden einige Tausend Getriebe gebaut, bestehend unter anderem aus Dutzenden von feingeschnittenen hochpräzisen Teilen. Diese werden mittels Feintool-Werkzeugen auf Feintool-Pressen produziert.

Der Feintool-Technologiepartner Finova Feinschneidtechnik GmbH in Remscheid ist einer der bedeutendsten deutschen Zulieferer für Feinschneidkomponenten unter anderem an Unternehmen der Automobilindustrie. Im neuen, modernen Betrieb werden Millionen von hochwertigen Funktionsteilen mittels grundsätzlich selbstgebauter Werkzeuge auf Feintool-Pressen gefertigt.

Willi Grimm ist Assistant Manager Technology Centre der Feintool Technologie AG Lyss.

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