A nem kör alakú fogaskerekek egyre jobban teret hódítanak – gépekben, motorokban és szivattyúkban gondoskodnak a tökéletesen testre szabott, nem egyenletes erőátvitelről. Így helyettesíthetők a drága közvetlen hajtások, amelyekkel a váltakozó erőátvitel elektronikusan kerül szabályozásra. A nem kör keresztmetszetű alkatrészek igényes gyártása azonban kihívást jelent. Jelenleg még az olyan viszonylag drága eljárásokat alkalmazzák, mint pl. a szikraforgácsolás vagy a lefejtő fogvésés. Felvetődik a kérdés: Hogyan lehet az alkatrészeket rugalmasabban és hatékonyabban gyártani? Erre kínálnak innovatív megoldást a KOEPFER cég fogaskerékgyártó szakemberei. Az EMAG Schwenningenben található leányvállalatának új eljárása lehetővé teszi a matematikailag meghatározható, nem kör alakú kontúrok megmunkálását egy standard lefejtő marógépen. Ezáltal jelentősen csökkenthetők a gyártási költségek.
A kör alakú fogaskerekek nem mindig jelentik a legjobb megoldást a gépeken vagy motorokon belüli erőátvitelre – épp ellenkezőleg: néhány alkalmazási területen még problémákhoz vagy kedvezőtlen mellékhatásokhoz is vezet az azzal együtt járó egyenletes erőátvitel. Erre számos példa létezik. Például egy alkatrész mélyhúzásakor az alkalmazott gép emelő mozgásának egyenetlennek kell lennie: a húzást nagyon lassan, a szerszám előtte és utána történő mozgatását pedig a lehető leggyorsabban kell elvégezni. Ez biztosítja a gyártott alkatrészek minőségét, ugyanakkor csökkenti az ütemidőt – és éppen a nem kör alakú fogaskerekekkel lehet ezt az ismétlődő, egyenetlen mozgást viszonylag egyszerűen és nagy precizitással létrehozni.
A nem kör alakú fogaskerekek egyre jobban teret hódítanak – gépekben, motorokban és szivattyúkban gondoskodnak a tökéletesen testre szabott, nem egyenletes erőátvitelről.
Érdekes a gépjárműgyártás számára is
A gépjárműgyártásban is megjelenik a nem kör alakú fogaskerekek egyik érdekes alkalmazása. A nem kör alakú fogaskerekek a motorok vezérhajtásában biztosítják, hogy a nem kívánt oszcillációk ne jöjjenek létre, illetve kiegyenlítődjenek. Ehhez bizonyos értelemben egy ellentétes irányú oszcillációt hoznak létre a rendszerben. Már a 80-as évek óta léteznek ovális kerékpár lánckerekek is, amelyek jobb erőátvitelt biztosítanak a pedál taposása közben. Nem utolsó sorban pedig az ovális fogaskerekek a szivattyúmotorokban is előnyös megoldásnak bizonyulnak. Az ilyen fogaskerekek segítségével a folyadék átfolyása tökéletesen illeszkedik a komplett rendszerhez.
Mivel egyre több helyen alkalmazzák a nem kör alakú fogaskerekeket, egyre inkább előtérbe kerül azok hatékony gyártási megoldásának keresése. A komplex geometriájú formák előállítása manapság még gyakran szikraforgácsolással, szinterezéssel vagy véséssel történik. Éppen a kicsi vagy közepes darabszámok esetén keletkeznek viszonylag magas költségek, például új szerszámok szükségessége miatt. Ezenkívül ezek az eljárások meglehetősen rugalmatlanok. A felhasználók olyan megoldásokat keresnek, amelyek segítségével lehetőség nyílik gyorsan reagálni a fogaskerék gyártás változó követelményeire – a kör alakú fogaskerekekről a nem kör alakú darabokra, és fordítva.
Standard lefejtő marógépek alkalmazása
Ebben az összefüggésben a lefejtő marógéppel történő forgácsoló megmunkálás egy érdekes alternatíva. A standard eljárás rendkívül pontos és rugalmas. A nem körkörös megmunkálás azonban különleges kihívás elé állítja a szakértőket: „A nyersdarab nem kör alakú formája megköveteli a lefejtő maró pozíciójának folyamatos helyesbítését a marási eljárás során. Ez azonban egy modern lefejtő marógép dinamikus tengelyeivel természetesen teljesíthető. Minden a tengelyek tökéletesen szinkronizált vezérlésétől függ“ – magyarázza a kihívás lényegét Manuel Hofmeier, a KOEPFER fejlesztési mérnöke. Az EMAG leányvállalatának szakértői új megoldást dolgoztak ki, amely szükség esetén az összes 160 és 300 típusú standard gépen alkalmazható az aktuális vezérlési megoldással. Csupán a szoftvert kell beállítani, azt követően a gép már készen is áll a nem kör alakú alkatrészek megmunkálására. „Ez a lényeges pont. A múltban vevőspecifikus egyedi megoldásokat fejlesztettünk ki a nem kör alakú munkadarabok megmunkálására. Most azonban egy standard megoldást hoztunk létre.
A KOEPFER 160 típusú lefejtő marógép dinamikus tengelyei tökéletesen szinkronizáltak a nem kör keresztmetszetű formák megmunkálásakor. Ebben lényeges szerepet játszik egy új szoftver.
A gépek mechanikáját ehhez nem kell módosítani“ – erősíti meg Hofmeier úr.
Tökéletesen összehangolt géptengelyek
A felhasználó egyszerűen begépeli az adott kontúr matematikai adatait a szoftverbe. A további folyamat a munkadarabtól függ:
- Az erősen excentrikus kontúrok esetében a nyersdarab alapvetően ovális formájú. A gép munkaterében először a forma kimérésére kerül sor, majd a munkadarab pozíciójának szinkronizálása következik a géptengelyekkel. Ezt követően megkezdődik a marási folyamat.
- Létezik egy másik lehetőség is: az eredetileg kerek nyersdarab marása, és eközben pl. egy ovális kontúr létrehozása. Azonban ebben az esetben alapvető feltétel, hogy a kívánt forma ne legyen túl excentrikus.
A megmunkálási folyamat tökéletesen szinkronizált és dinamikus géptengelyekkel megy végbe. A lefejtő maró pontosan követi a munkadarab kontúrokat.
A megmunkálási folyamat mindkét esetben tökéletesen összehangolt és dinamikus géptengelyekkel zajlik. A lefejtő maró pontosan követi a munkadarab kontúrokat. Ez az eljárás biztosítja a kívánt fogazat tökéletes formáját. „Épp az alacsony és közepes darabszámok esetében nagyok az előnyei a megoldásunknak“ – mondja Carsten Rautschek, a KOEPFER cég munkatársa. „A felhasználó néhány perc alatt átállíthatja a standard gépet a nem kör alakú munkadarabra, és már gyárthatja is a prototípust. Ezután ugyanúgy folytatható egy más fajta fogaskerék sorozatgyártása. Az ovális munkadarab geometriai adatai ettől kezdve tárolva vannak a vezérlésben. Más eljárások ebben a formában nem képesek biztosítani ezt a nagyfokú rugalmasságot.“
„Extrém“ formájú fogaskerekek is előállíthatók
A KOEPFER lefejtő marógépeken extrém formájú fogaskerekek gyártása is lehetséges. Azonban a legtöbb esetben az ilyen formákat nem lehet egyszerű matematikai úton meghatározni. Ehhez összetettebb számítások és képletek szükségesek. „A szoftvert ebben az esetben az adott felhasználási módnak megfelelően kell testre szabni. Természetesen segítjük ebben vevőinket a szakértelmünkkel“ – mondja Rautschek úr. „Gépeinkkel végül is bármilyen konvex kontúr standard sorozatgyártása lehetséges. Ez a lefejtő marás új dimenziója.“
A kész fogazat minősége megegyezik a megszokott kör alakú fogaskerekekével. A különösen összetett formák is jól megmunkálhatók.
Mindezek alapján aligha meglepő, hogy az EMAG KOEPFER szakemberei nagy piaci lehetőséget látnak az új technológiában. Például a gépgyártásban vagy a logisztikában sok olyan alkalmazás létezik, melyek esetében egy rendszeren belül váltakozó forgatónyomatékok szükségesek, vagy az áttétel nem egyenletesen történik. „Eljárásainkkal sokkal egyszerűbb az ehhez szükséges mechanikus megoldások kifejlesztése, melyekhez viszont elengedhetetlenek a nem kör alakú fogaskerekek. Ezek gyártása sokkal kedvezőbb, mint például egy szabályozható elektronikus közvetlen hajtásé. Ehhez a felismeréshez természetesen először el kell jutniuk a különböző területen dolgozó fejlesztőknek. Akkor nagyon jó kiinduló helyzetben leszünk a technológiánkkal“ – mondja befejezésül Manuel Hofmeier, fejlesztési mérnök.
Forrás EMAG