Zahnstangen-Ritzel-Antriebe für Textilmaschinen

Kundenhintergrund#

Der Kunde ist ein Unternehmen im Textilmaschinenbau. Seine Hochgeschwindigkeits-Textilmaschinen werden über präzise Zahnstangen-Ritzel-Antriebe angetrieben. Da der Verfahrweg der Maschine länger als eine einzelne Zahnstange ist, müssen die Zahnstangen an den Stirnseiten aneinandergefügt werden, und die Genauigkeit des Antriebs hängt davon ab, wie gut jede Stoßstelle ausgeführt ist, und nicht von einer einzelnen Zahnstange allein.

Anforderung & Herausforderung#

• Modul M4, Genauigkeitsklasse GB 6
• Kumulativer Fehler beim Aneinanderfügen mehrerer Zahnstangen von 0,05 mm/m oder weniger
• Hochfrequenz-Induktionshärtung der Zahnflanke, HRC 45~50

Der kumulative Wert ist der schwierige Punkt. Er beschreibt nicht eine einzelne Zahnstange, sondern das Ergebnis über die gesamte verbundene Länge; daher fließen sowohl die Teilungskonstanz entlang jeder Zahnstange als auch die Positioniergenauigkeit an jeder Stoßstelle in denselben Wert ein. Die gehärtete Zahnflanke muss dem Dauerbetrieb einer Hochgeschwindigkeitsmaschine standhalten.

Lösung & Prozess#

1. Zahnfräsen + Zahnschleifen - Die Zahnstangen werden gefräst und anschließend präzisionsgeschliffen; das Schleifen hält die Teilung über die gesamte Länge der Zahnstange konstant, sodass keine einzelne Zahnstange einen großen Anteil am kumulativen Fehler beiträgt.
2. Stoßstellenpositionierung - An den Stoßstellen wird eine spezielle Vorrichtung verwendet, um die Fügegenauigkeit einzuhalten, sodass die Zahnstangen vor Ort aneinandergefügt werden können und die verbundene Länge weiterhin die kumulative Toleranz erfüllt.
3. Vollständige Dimensionsprüfung - Jede Zahnstange wird mit einem eigenen Prüfbericht geliefert, wodurch die verbundene Länge Stoßstelle für Stoßstelle gegen die Anforderung geprüft werden kann.

Ergebnis & Rückmeldung#

• Der kumulative Fügefehler lag bei 0,03 mm/m oder weniger
• Serienlieferung von 500 Zahnstangen, ohne Reklamationen

Für dieselbe Klasse von Hochgeschwindigkeits-Textilmaschinen werden außerdem dünne Präzisionswellen geliefert, die mit einer Genauigkeit von 0,005 mm gefertigt werden und eine Oberflächenrauheit von Ra ≤ 0,4 μm aufweisen.