DIN 3962 Klasse 5, Einsatzhärtung 0,7–0,9 mm, 4000 Stück/Jahr: Mittlere Verzahnung von Klasse 7 auf Klasse 5 – wie ist die Schleifbearbeitung auszulegen?

Im September 2026 schickte ein polnischer Hersteller von Spiralförderern (Baureihe LTT260) sieben Zeichnungen an Geyon Transmission. Vier davon betrafen m3,5-Stirnräder (z31, z45), Werkstoff 16MnCr5, Einsatzhärtung 0,7~0,9 mm, Härten 58~62 HRC; in den Zeichnungen war DIN 3962 class 7 angegeben, und der Kunde ergänzte in der E-Mail-Betreffzeile „update class 5" – das bedeutet, die Genauigkeit um zwei Klassen anzuheben, mit Mengenstaffelung nach 2000 / 3000 / 4000 Stück für die Angebotserstellung. Geyon Transmission hat alle sieben Zeichnungen Punkt für Punkt analysiert, bestätigt, dass class 5 zwingend über Einsatzhärtung mit anschließendem Zahnflankenschleifen erreicht werden muss, die beim Schleifen abzutragende Einsatzschicht in die Prozessvorhaltung eingerechnet und die Angebotsstaffelung sowie die Prüfpunktliste vorgelegt. Diese Nachbetrachtung zeigt, an welchen Stellen Prozess und Prüfung bei einer Genauigkeitssteigerung tatsächlich angefasst werden müssen.

Hintergrund#

Der Kunde sitzt in der Woiwodschaft Schlesien in Polen, baut Fördergeräte der Baureihe LTT260, kauft Zahnräder zu und erstellt die Zeichnungen selbst. Die vier angefragten Zahnräder sind allesamt Triebwerksteile der Geräte: kleines Zwischenrad z31, großes Zwischenrad z45, ein Zahnkranz-Wellen-Teil (Zahnkranz z31, auf der Welle mit z16-Verzahnung). Die Genauigkeit in den Originalzeichnungen ist mit DIN 3962 class 7 angegeben.

Das Anliegen des Kunden ist klar formuliert. Die Genauigkeit soll von class 7 auf class 5 steigen; die Lieferdokumente müssen vollständig sein – Werkstoffzeugnisse, Prüfberichte, Fotos und Videos der Fertigteile, bei Bestellung mit der Lieferung; in der Vorgehensweise zunächst Muster, Zahnräder und Naben jeweils 14 Stück.

Auch die Zeichnungsangaben sind detailliert: Eingriffswinkel 20°, Geradverzahnung, Profilverschiebungsfaktor x=0, Allgemeintoleranz ISO 2768-1 f (fein), beim Zahnkranz-Wellen-Teil die Zentrierbohrung mit M24×1,5-Gewinde und zwei A2,5-Zentrierbohrungen nach DIN 332. Man erkennt einen erfahrenen Anwender, der seit Langem Zeichnungen erstellt und Lieferanten nach Zeichnung auswählt.

Wo die Schwierigkeiten liegen#

1. Zwei Klassen Sprung, und die Prozessreihenfolge ändert sich. class 7 lässt sich mit Feinschleifen oder Schaben erreichen, class 5 nicht – hier muss nach dem Einsatzhärten geschliffen werden. Wärmebehandlung zuerst, Zahnflankenschleifen danach; Schleifaufmaß, Positionierbezug und Prüfumfang müssen komplett neu geordnet werden.

2. In der Einsatzschicht muss Schleifaufmaß vorgesehen werden. Der Kunde verlangt Einsatzhärtung 0,7~0,9 mm, nach der Zahnform-Feinbearbeitung verbleibend 0,5~0,7 mm. Die etwa 0,2 mm dazwischen werden beim Zahnflankenschleifen abgetragen. Der Rohling muss beim Wälzfräsen die Zahnbreite mit Aufmaß vorhalten, beim Einsatzhärten muss die Schichtdicke auf die vorgehaltenen Maße gesteuert werden, und nach dem Schleifen muss sie im Fenster von 0,5~0,7 mm liegen – sowohl Obergrenze als auch Untergrenze sind einzuhalten.

3. Das Band der Zahnweite ist sehr schmal. Beim Teil z31 gilt W=37,9698, oberes Abmaß +0,120, unteres Abmaß +0,070, über 4 Zähne gemessen, tatsächliche Bandbreite 0,05 mm; bei z45 gilt W=38,2497, 0/-0,050. Zustellkompensation beim Zahnflankenschleifen, Verformung durch die Wärmebehandlung und Rohteilaufmaß müssen alle nach diesem 0,05-mm-Band berechnet werden.

4. Beim Zahnkranz-Wellen-Teil müssen beide Enden präzise sein. Neben dem Zahnkranz gibt es den Lagerzapfen Ø30 k6 sowie die z16-Verzahnung (ISO 4156, etwa DIN 5480). Die Mitte der Verzahnungsnut hat eine Ausrichtungsanforderung gegenüber der Mitte des Zahnkopfs; nach dem Einscannen der Originalzeichnung lautet die Angabe „u0,35v", zeichnungsgemäß dürften es ±0,35′ (Winkelminuten) sein, und es ist eine Ankörnung erforderlich – dieser Punkt muss mit der offiziellen Zeichnungsversion des Kunden bestätigt werden, und die Ausrichtungsvorrichtung ist gesondert einzuplanen.

5. Die Bohrungstoleranz ist ebenso eng. Die Bohrungen von z31 und z45 sind beide Ø80 K6, oberes Abmaß +0,004, unteres Abmaß -0,015, Passfläche Ra1,6. In diesem Band die Bohrung zu schleifen erfordert sowohl beim Spannen als auch beim Messen hohe Stabilität.

6. Ein Prozess für drei Mengenstufen. 2000 Stück und 4000 Stück dürfen nicht zwei verschiedene Vorgehensweisen sein; der Kunde will sehen, dass derselbe Ablauf die Genauigkeit in der Serienfertigung hält.

Wie die Lösung festgelegt wurde#

Erster Schritt, Zeichnungsanalyse. Alle sieben Zeichnungen Punkt für Punkt abgeglichen: Modul, Zähnezahl, Teilkreis, Eingriffswinkel, Profilverschiebungsfaktor, Zahnweite, Bohrungstoleranz, Verzahnungsnorm – alles tabellarisch erfasst. Bei drei Zahnradzeichnungen lag eine Vektortextebene vor, die Werte wurden direkt extrahiert; die übrigen waren Scans, einzelne Angaben (Ausrichtungswinkel der Verzahnung, das fehlende vierte PDF-Dokument) waren nicht ausreichend aufgelöst und wurden einheitlich mit „bis zur Bestätigung der offiziellen Kundenzeichnung" markiert, es wurde nicht auf Basis von Vermutungen mit der Arbeit begonnen. Diese vorgelagerte Prüfung gehört zur technischen Prüfung von Sonderzahnrädern und ist vor der Angebotserstellung weniger aufwendig als nach der Bearbeitung.

Zweiter Schritt, Prozessroute. Rohteildrehen zur Sicherung der Bezüge (beim Zahnkranz-Wellen-Teil Zentrierbohrung und Gewinde nach DIN 332) → Wälzfräsen mit Schleifaufmaß → Normalglühen → Einsatzhärten (0,7~0,9 mm, 58~62 HRC) → Zahnflankenschleifen. Die Außenverzahnung wird im Profilschleifverfahren bearbeitet, die Verzahnung des Zahnkranz-Wellen-Teils wird durch Wälzstoßen oder Verzahnungsschleifen eingeplant, die Ausrichtungsmarkierung wird nach dem Schleifen des Zahnkopfs angebracht. Die Verformung durch die Wärmebehandlung wird an gleichartigen Versuchsteilen messtechnisch erfasst, daraus wird das Zahnbreiten-Schleifaufmaß rückgerechnet, und nach dem Schleifen wird die Einsatzschichtdicke Stück für Stück kontrolliert. Zur Ausstattung und Prozessgestaltung des Zahnflankenschleifens siehe Zahnflankenschleifen und Fertigungskapazitäten .

Dritter Schritt, Prüfung. Teilung, Zahnprofil und Flankenlinie laufen über das Verzahnungsmesszentrum; Zahnweite W und Kugelmaß werden Stück für Stück gemessen, dazu Härte (HRC), Einsatzschichtdicke (Metallografie) und Rauheit der Passfläche (Ø80-K6-Fläche Ra1,6). Allgemeintoleranzen werden nach ISO 2768-1 f geprüft. Werkstoffzeugnisse werden nach EN 10204 3.1 ausgestellt, Prüfberichte, Fotos und Videos der Fertigteile gehen nach Kundenwunsch mit der Lieferung. Die gesamte Auslegung siehe Zahnrad-Prüfsystem .

Vierter Schritt, Angebotsstaffelung. Die vier Zahnradpositionen werden in drei Stufen 2000 / 3000 / 4000 Stück angeboten, Vorrichtungen und Werkzeuge werden als Einmalposten separat ausgewiesen, damit der Kunde selbst sieht, in welcher Stufe der Mengen-Knickpunkt liegt. Die drei weiteren Nabenzeichnungen (S355J2 und Schmiedestahlteile) werden parallel analysiert, mit Mustermenge 14 Stück und Jahresmenge je 4000 Stück bewertet und zusammen mit der technischen Vereinbarung eingereicht.

Ergebnisdaten (Stand Prüfphase)#

Dieser Auftrag befindet sich derzeit in der Zeichnungsprüfungs- und Angebotsphase, Serienlieferdaten liegen noch nicht vor. Die folgende Tabelle enthält die bereits bestätigten Parameter und das Engineering-Ergebnis.

Die Daten stammen aus den Kundenanfragezeichnungen und dem Engineering-Prüfprotokoll vom September 2026; endgültige Parameter gelten vorbehaltlich der Bestätigung durch offizielle Zeichnungen und Auftrag.

Was bei diesem Auftrag richtig gemacht wurde#

Erstens wurden die Kosten der Höherstufung vorab klar berechnet. Von class 7 auf class 5 kommt ein Zahnflankenschleifgang hinzu; die zusätzlichen Werkzeuge, Arbeitsstunden und Prüfpunkte kennt der Kunde bereits in der Angebotsphase, er weiß also, wofür das Geld an welcher Stelle ausgegeben wird.

Zweitens werden Einsatzschicht und Schleifaufmaß gemeinsam gesteuert. 0,7~0,9 mm hinein, 0,5~0,7 mm heraus, dazwischen liegt nur ein Fenster von 0,2 mm; wie viel vorgehalten und wie viel abgeschliffen wird, steht im Prozess – es wird nicht erst gefertigt und dann ein Bericht nachgereicht.

Drittens werden die unsicheren Punkte offen dargelegt. Der Ausrichtungswinkel der Verzahnung und die fehlende offizielle Zeichnungsnummer werden bereits in der Prüfphase markiert und zur Kundenbestätigung vorgelegt, statt zu raten.

Kontakt zu Geyon Transmission#

Sie haben ebenfalls Zahnräder zu bewerten, bei denen die Genauigkeit erhöht werden soll, die Verzahnungsparameter eng gefasst sind und die Mengen in mehreren Stufen anfallen? Schicken Sie Zeichnungen und Prüfanforderungen herüber; das Engineering-Team von Geyon Transmission führt zunächst die Zeichnungsprüfung durch und antwortet mit Prozessroute, Prüfpunkten und Angebot. Die Schleifgenauigkeit erreicht DIN 3; Berichte zu Teilung, Zahnprofil, Flankenlinie, Härte und Einsatzschichtdicke können nach DIN/ISO/AGMA ausgestellt werden.

Weitere Informationen: Zeichnungsprüfung und Angebot ｜ Kontakt zu Geyon Transmission