Machbarkeitsprüfung für einen Planetenradsatz m0.6, Grade 7, 16MnCr5 (1.7131) einsatzgehärtet, Zahnflanken 60±3 HRC, Eht 0,3 mm, Zahnweite 6,495–6,503 mm, Stiftmaß 42,741–42,751 mm, Stückzahlen 10/100/1000.
Im August 2026 schickte ein Schweizer Hersteller von Aktuatoren (Actuator 6016, Gehäuse im 3D-Druck) einen Zeichnungssatz für eine Planetenradgruppe an Geyon Transmission: 4 Bauteile, Modul 0,6, Genauigkeit Grade 7, Werkstoff 16MnCr5 einsatzgehärtet, Zahnflanken 60±3 HRC, Einsatzhärtungstiefe 0,3 Millimeter, Anfrage für 10 Sätze, 100 Sätze und 1000 Sätze in drei Staffeln. Den Kunden interessierte, ob die Toleranzen bei Stückzahlen von 500 bis 5000 Teilen gehalten werden können. Geyon Transmission hat alle 4 Zeichnungen Punkt für Punkt geprüft, Zahnbreite, Messstiftmaß, Werkstoff und Wärmebehandlungsprozess abgeglichen und fertigungsgerechte Empfehlungen sowie eine Liste der Prüfpositionen vorgelegt. Bei dieser Planetenradgruppe mit kleinem Modul liegt der Knackpunkt nicht in der Bearbeitung, sondern in der Toleranzbandbreite und der Serienkonsistenz.
Der Kunde ist ein Schweizer Aktuatorhersteller; das Getriebegehäuse dieser Produktgeneration wird im 3D-Druck gefertigt und enthält einen Präzisionsgetriebezug. Die Radgruppe umfasst vier Bauteile: zwei Sonnenräder (eines mit Profilverschiebung x=0,25), ein Planetenrad und einen Innenzahnkranz (z=72, Profilverschiebung x=0,75). Alle aus 16MnCr5 (1.7131) einsatzgehärtet, Zahnflankenhärte 60±3 HRC, Zahnkranz 59±3 HRC, Einsatzhärtungstiefe 0,3 Millimeter. Der Ansprechpartner ist Maschinenbauingenieur mit solider technischer Basis; in den Zeichnungen sind Eingriffswinkel 20°, Evolventenprofil nach ISO 53 und Allgemeintoleranzen nach ISO 2768-mK klar angegeben.
Die Anfrage läuft nicht nach dem Muster „nennen Sie einfach einen Preis". Der Kunde hat 13 Punkte aufgelistet, die wir beantworten sollen: neben Stückpreis, Werkzeugkosten, Werkstoffspezifikation, Lieferzeit und Zahlungsbedingungen auch fertigungsgerechte Konstruktionsempfehlungen sowie der Punkt, ab dem der Stückpreis mit steigender Stückzahl sinkt. Man erkennt, dass hier für ein laufendes Serienprojekt ein langfristiger Engineering-Partner ausgewählt wird.
Die Zähne sind zu klein. Modul 0,6, Teilkreisdurchmesser des Planetenrads 14,4 Millimeter, des Zahnkranzes 43,2 Millimeter. Kleine Zähne, enge Zahnlücken, der Platz, in den Wälzfräser oder Schleifschnecke hineinreichen, ist begrenzt — Bearbeitungszugabe und Schnittparameter müssen gesondert berechnet werden.
Die Toleranzbandbreite ist sehr eng. Für das Planetenrad wird eine Zahnbreite W4 von 6,495 bis 6,503 Millimeter verlangt, ein Band von 0,008 Millimeter; für den Zahnkranz ein Messstiftmaß von 42,741 bis 42,751 Millimeter, 0,010 Millimeter. Solche Maße werden vom Verzug der Wärmebehandlung direkt beeinflusst; nach dem Einsatzhärten wächst die Zahnbreite, und um wie viel, muss über Prozessdaten und Kompensationswerte beherrscht werden.
Der Innenzahnkranz lässt sich schlecht schleifen. Beim Innenzahnkranz mit z=72 kommt beim Zahnflankenschleifen ein Innenschleifkopf zum Einsatz; der Schleifkörper ist klein im Durchmesser und weniger steif, die Schleifparameter sind anspruchsvoller als bei Außenverzahnung.
Drei Stückzahlstaffeln, ein Prozess. 10 Sätze, 100 Sätze, 1000 Sätze — der Kunde will sehen, dass derselbe Prozess die Genauigkeit sowohl in kleinen Serien als auch in der Großserie durchgehend hält, nicht nur dass ein Muster schön geworden ist.
Die Prüfpositionen müssen vorab klar benannt werden. Die Konsistenz der Serienteile wird über Daten belegt; welche Positionen — Zahnbreite, Messstiftmaß, Zahnprofil, Flankenlinie, Härte, Einsatzhärtungstiefe — stückweise geprüft und welche stichprobenartig kontrolliert werden, will der Kunde schon in der Angebotsphase wissen.
Die Prüfung erfolgt in drei Schritten.
Schritt eins: Zeichnungsabgleich. Die 4 Zeichnungen (einschließlich 3 STEP-Modelle) werden Punkt für Punkt ausgewertet: Zähnezahl, Modul, Profilverschiebungsfaktor, Eingriffswinkel, Profilnorm, Nennwerte und Ober-/Untergrenzen von Zahnbreite und Messstiftmaß — alles fließt in die Prüftabelle ein. Teilkreis, Zahnbreite und Messstiftmaß wurden mit dem Kunden als Referenzbasis abgestimmt, damit nicht jeder nach seiner eigenen Berechnung arbeitet.
Schritt zwei: Bestätigung von Werkstoff und Wärmebehandlung. 16MnCr5 ist eine übliche Wahl unter den Einsatzstählen; die Schwierigkeit liegt in der mit 0,3 Millimeter so flachen Einsatzhärtungstiefe. Wird die Tiefe flach angesetzt, werden die Zeit im Ofen und das Kohlenstoffpotenzialfenster eng, und Schwankungen zwischen Chargen werden leicht verstärkt. Geyon fährt hier die Prozessparameter für das Einsatzkarbonitrieren mit flacher Tiefe, ermittelt den Verzug am Versuchsteil messtechnisch und rechnet daraus die Schleifzugabe auf die Zahnbreite zurück.
Schritt drei: Prozessroute und Prüfkonzept. Rohteil drehen zur Maßhaltigkeit der Bezüge, Wälzfräsen mit Schleifzugabe, Schleifen der Verzahnung nach der Wärmebehandlung; die Außenverzahnung des Planetenrads wird im Profilschleifverfahren geschliffen, der Zahnkranz mit Innenverzahnungsschleifen. Die Prüfung stützt sich vor allem auf Zahnbreite und Messstiftmaß, ergänzt durch ein Verzahnungsmesszentrum für Zahnprofil und Flankenlinie; Härte und Einsatzhärtungstiefe werden chargenweise dokumentiert. Drei Prüfstufen — Wareneingang, Prozess, Ausgang —, erst nach vollständiger Maßbestätigung des Erstmusters wird die Serie freigegeben.
Im Rahmen der Prüfung wurden zugleich die vom Kunden gewünschten fertigungsgerechten Empfehlungen beantwortet: die Abstimmung zwischen dem Profilverschiebungsfaktor des Sonnenrads und der Zahnbreite des Planetenrads, die Einführungsfase beim Innenverzahnungsschleifen des Zahnkranzes, die Positionierbezüge des Planetenträgers bei der Montage. Wenn dies bereits in der Angebotsphase geklärt wird, ist das einfacher, als später nach der Fertigung nachzujustieren.
| Position | Inhalt |
|---|---|
| Bauteile | Planetenradgruppe, 4 Teile: Sonnenrad ×2, Planetenrad, Innenzahnkranz |
| Modul/Zähnezahl | m0,6; Sonnenrad und Planetenrad je 24 Zähne, Zahnkranz 72 Zähne |
| Profilverschiebungsfaktor | Sonnenrad s1 x=0,25, Zahnkranz x=0,75 |
| Teilkreis | Planetenrad 14,4 Millimeter, Zahnkranz 43,2 Millimeter |
| Genauigkeitsanforderung | Grade 7, Allgemeintoleranzen ISO 2768-mK, Eingriffswinkel 20°, Profil nach ISO 53 |
| Kritische Maße | Planetenrad Zahnbreite 6,495~6,503 Millimeter; Zahnkranz Messstiftmaß 42,741~42,751 Millimeter |
| Werkstoff/Wärmebehandlung | 16MnCr5 (1.7131) einsatzgehärtet, Planetenrad und Sonnenrad 60±3 HRC, Zahnkranz 59±3 HRC, Einsatzhärtungstiefe 0,3 Millimeter |
| Stückzahlstaffeln | 10 Sätze / 100 Sätze / 1000 Sätze |
| Prüfergebnis | 4 Zeichnungen Punkt für Punkt abgeglichen, Prozessroute, Liste der Prüfpositionen und fertigungsgerechte Empfehlungen übermittelt |
Die oben genannten Parameter stammen aus den vom Kunden im August 2026 bereitgestellten RFQ-Zeichnungen und technischen Unterlagen; die Prüfergebnisse sind engineeringseitig bestätigte Punkte und betreffen noch keine Serienlieferdaten.
Erstens: Bauteile mit engen Toleranzen werden vorab durchgerechnet. Bei einem Zahnbreitenband von 0,008 Millimeter zählt nicht das Gefühl in der Hand des Zerspaners, sondern der Verzug aus der Wärmebehandlung plus Schleifzugabenkompensation — die Grundlage dafür muss bereits in der Prüfphase vorliegen.
Zweitens: Das Fenster für das Einsatzkarbonitrieren mit flacher Tiefe wird vorab klargestellt. Eine Einsatzhärtungstiefe von 0,3 Millimeter reagiert empfindlich auf die Ofenparameter; für den Kunden ist es wertvoller zu wissen, wie wir das beherrschen, als später einen Bericht nachzureichen.
Drittens: Die Prüfpositionen werden schon beim Angebot auf den Tisch gelegt. Was stückweise geprüft, was stichprobenartig kontrolliert und welcher Bericht geliefert wird — das erspart dem Kunden eine Runde Hin und Her bei seiner internen Bewertung.
Sie haben ebenfalls eine Zahnradgruppe mit kleinem Modul, engen Toleranzen und mehreren Stückzahlstaffeln zu bewerten? Senden Sie uns Zeichnungen und Prüfanforderungen; das Engineering-Team von Geyon Transmission führt zunächst die Zeichnungsprüfung durch und antwortet mit Prozessroute, Prüfpositionen und Angebot. Die Schleifgenauigkeit erreicht DIN 3; Berichte zu Teilung, Zahnprofil, Flankenlinie, Härte und Einsatzhärtungstiefe können nach DIN/ISO/AGMA ausgestellt werden.
Weitere Informationen: Kapazitäten der Präzisionsverzahnungsfertigung | Anwendungsbranchen | Engineering-Prüfung für kundenspezifische Verzahnungen | Zeichnungsprüfung und Angebot
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