Geschliffene Zahnstangen: für effiziente und leistungsstarke Maschinen

Wenn wir von einer Zahnstange mit geschliffenen Zähnen sprechen, meinen wir eine mit einem Zahnrad kombinierte Vorrichtung, die darauf abzielt, aus einer ursprünglich rotierenden Bewegung eine kontinuierliche lineare Bewegung zu erhalten. Sie ist ein wichtiger Bestandteil vieler mechanischer Produktionen: Wie wir noch sehen werden, erstreckt sich der Anwendungsbereich von Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen über den gesamten Bereich der Industriemaschinen, mit besonderem Augenmerk auf Hochpräzision, Plasmaschneiden und Wasserstrahlen.

In der Automobilindustrie werden Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen für Lenksysteme verwendet. Einige Unternehmen verwenden sie auch für die Übersetzung von nicht feststehenden Achsen.
Der Unterschied zwischen geschliffenen Zahnstangen und Stirnrädern liegt in der maximalen Kraft, die auf den Zahn ausgeübt werden kann, da auf dieses Übertragungselement keine Drehmomentbewegung ausgeübt wird. Das wichtigste Element der Zahnstange und des Ritzels sind eben die geschliffenen Zähne, die es ermöglichen, sie nur in einem Bereich zu verwenden. Der Schliff erfolgt nach den gleichen Standards wie bei den Zahnrädern, um fertige oder vorgeschliffene Profile zu erhalten, die sie in bestimmte Kategorien einordnen.

Die Bearbeitung dieser Zahnstange umfasst eine erste Phase der Verzahnung, die mit einer Art von Fräsern durchgeführt wird, die den Wälzfräsern ähneln, jedoch ohne das durchgehende Gewinde zum Außendurchmesser hin, um dann zur Wärmebehandlung und anschließend zur Phase des Zahnschleifens überzugehen. Es gibt zum Beispiel Fräser, die mit hoher Geschwindigkeit zwei Zähne auf einmal fräsen können. Diese Werkzeuge haben einen beachtlichen Durchmesser, der in manchen Fällen bis zu 200 Millimeter betragen kann. Außerdem variiert ihre Länge je nach Leistung und Kapazität des Verzahnungsmoduls und der Fräsmaschine, um ein optimales Schleifen sowohl in Bezug auf die Präzision als auch auf die Qualität des Endprodukts zu erreichen.

Im Vergleich zu früher werden Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen heute in vielen Industriezweigen eingesetzt. Deshalb gibt es sie in verschiedenen Größen, ebenso wie die Module, die sich je nach dem zu erreichenden Präzisionsniveau unterscheiden.

Die Module: verschiedene Größen

Aufgrund der breiten Verwendung von Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen können die verfügbaren Module nach ihrer Breite kategorisiert werden. Unter den leistungsstärksten Zahnstangen, die heute auf dem Markt sind, finden Sie Module mit einer Breite von mehr als 90 Millimetern, die Kräfte von Tausenden von Newton übertragen können.

Um eine ungefähre Liste zu erstellen, könnten wir sagen, dass Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen verwendet werden
für die Herstellung von automatischen Ladern oder anderen gängigen Werkzeugmaschinen;

• bestimmte Arten von Lenkgetrieben, die in Autos eingebaut werden;
• die Herstellung von hochpräzisen Messgeräten, wie medizinische Geräte oder numerische Kontrollmaschinen, die auch in Krankenhäusern verwendet werden;
• bestimmte Maschinen, die in der Grafik- und Textilindustrie verwendet werden.

Aufgrund der breiten Verwendung dieser Zahnstangen und der großen Auswahl auf dem Markt ist es möglich, unbegrenzte Längen zu erhalten, indem Zahnstangen unterschiedlicher Länge zusammengesetzt werden.

Die Bearbeitung dieser Art von Zahnstangen erfolgt in aufeinanderfolgenden Schritten: Der Fräser hat die Aufgabe, eine bestimmte Anzahl von Zähnen zu fräsen und sich dann entlang der axialen Achse der Zahnstange um einen genauen Wert zu bewegen, der der Anzahl der in den Fräser eingesetzten Schritte entsprechen muss. Nach dem Schritt des Fräsers wird ein weiterer Satz Zähne gefräst und dann geschliffen, wodurch eine echte Produktionskette entsteht.

Im Produktionsprozess ist es wichtig, dass die Bewegung äußerst präzise erfolgt, und das kann nur durch den Einsatz einer numerischen Steuerung geschehen.

Arten von Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen: gerade oder schraubenförmige Zähne

Zahnstangen mit Zähnen können zwei Arten von geschliffenen Zähnen haben: gerade Zähne oder schraubenförmige Zähne. Das sind unterschiedliche

Produktionsmethoden, die jedoch keine Änderung des präzisen Profils des Fräsers mit sich bringen. Letzterer wird nämlich immer im normalen Zahnbereich positioniert und erfüllt damit den Zweck, für den er entwickelt wurde.

Wenn die schraubenförmige Zahnstange nach dem Schleifen einer Zahnreihe entlang der Achse verschoben wird, entspricht der Abstand der Verschiebung der Anzahl der Fräsersteigungen, die den normalen Abschnitt betreffen, dividiert durch den Kosinus des Schrägungswinkels.

Ein Problem, das bei der Herstellung von Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen häufig auftritt, ist ihre Verformung durch die Wärmebehandlung. Hohe Temperaturen verursachen nämlich eine Verdrehung, auch Twist genannt, oder eine Krümmung, Biegung genannt, die je nach Länge der Zahnstange unterschiedliche Werte und Schäden annehmen. Um dieses Problem zu vermeiden, ist eine hohe Präzision bei der Durchführung von Modifikationsarbeiten mit Supermetallen erforderlich, die für das durchzuführende Schleifen geeignet sind.

Anders verhält es sich bei kurzen Zahnstangen oder Zahnstangen, die eine begrenzte Präzision erfordern: In diesen Fällen werden die Zähne direkt durch Fräsen geschliffen. Um die Bearbeitungstechnik zu verstehen, müssen Sie bedenken, dass die Fräser für Zahnstangen mit geschliffenen Zähnen kein standardisiertes Profil haben, das durch den Eingriffswinkel und das Modul definiert ist. Daher kommt es sehr häufig vor, dass ein und derselbe Fräser für die Herstellung mehrerer Zahnstangen mit unterschiedlichen Präzisionseigenschaften und variablen Längen benötigt wird.

Neue Technologien im Bereich der geschliffenen Zahnstangen: Innovation und hohe Automatisierung

In den verschiedenen Produktionsphasen, denen die Zahnstange unterzogen wird, kann es vorkommen, dass die Zähne verschiedener Zahnstangen geschliffen werden müssen, wobei unterschiedliche Behandlungen erforderlich sind, wie z.B. ein fertiges.

Profil für die eine und ein vorgeschliffener Zahn für die andere: In diesen Fällen gelingt es durch hohe Automatisierung und hochmoderne Maschinen, den gleichen Eingriffswinkel, das gleiche Modul und zwei verschiedene Schleifarten zu erzielen. Dies ist ein wirklich bemerkenswertes Ergebnis, das erst seit einigen Jahren dank der Fortschritte der Technologie im Bereich der Produktionssysteme möglich ist.

Viele Hersteller von Zahnstangen sehen sich gezwungen, die Anzahl der auf Lager zu haltenden Fräsertypen zu reduzieren, weshalb sie bei den Primärherstellern anfragen, ein einziges fertiges Profil zu bauen, das durch einen verstärkten Schliff des Zahns eine höhere Durchschlagskraft hat. Nur so ist es möglich, die Bearbeitungsschritte zu reduzieren und die Bearbeitungszeiten zu optimieren, um ein perfekt ausgeführtes Produkt zu erhalten, das keine Fehler aufweist und ohne weitere Änderungen sofort einsetzbar ist.