Blick in den Arbeitsraum einer Wälzschälmaschine. Erst in den letzten Jahren machte die Entwicklung neuer Maschinen das Verfahren reif für die Serienanwendung.

Blick in den Arbeitsraum einer Wälzschälmaschine. Erst in den letzten Jahren machte die Entwicklung neuer Maschinen das Verfahren reif für die Serienanwendung. - Bild: Diskus Werke

Wilhelm von Pittler hat das Patent für das Verfahren 1910 eingereicht und es wurde 1912 erteilt. Er war damit seiner Zeit weit voraus, denn die Technik für einen Einsatz in der Industrie gab es damals noch nicht.

Das Verfahren ist technisch mit Blick auf die Achsgeometrien und Werkzeuge sehr anspruchsvoll und lag deshalb über viele Jahrzehnte in der Schublade. Erst in den 1970er-Jahren kam es zu neuen Versuchen, das Wälzschälen zu verwenden. Aber erst mit dem Aufkommen moderner CAD-/CAM-Systeme, aktuellen CNC-Steuerungen und neuer Maschinentechnologie wurde das Verfahren reif für die Anwendung im großen Stil.

Herzstück moderner Wälzschälverfahren ist dabei ein elektronisch geregeltes Getriebe. "Das Wälzschälen hat lange ein Dasein am Rande gefristet, aber mittlerweile sind viele auf den Zug aufgesprungen. Der Grund ist, dass das Verfahren speziell bei Innenverzahnungen extrem produktiv ist. Seit ungefähr fünf Jahren ersetzt das Wälzschälen zunehmend das Verfahren Stoßen", berichtet Omar Sharif, Leiter technische Entwicklung und Produktmanagement Wälzschälen bei der Diskus Werke AG.

Wälzschälen für die Automobilindustrie

Omar Sharif, Leiter technische Entwicklung und Produktmanagement Wälzschälen bei Diskus Werke.
Omar Sharif, Leiter technische Entwicklung und Produktmanagement Wälzschälen bei Diskus Werke, sieht noch großes Potenzial für das Wälzschälen. - Bild: Diskus Werke

Die konkurrierenden Verfahren sind das Stoßen und das Räumen. Im Vergleich zum Stoßen ist das Verfahren um den Faktor Drei bis Acht schneller. Auch das Räumen ist sehr schnell, allerdings im Vergleich zum Wälzschälen sehr unflexibel und teuer.

Grund ist, dass die Räumnadeln von der Geometrie festgelegt sind und ihre Herstellung sehr teuer ist. Sie können auch nicht nachgeschliffen werden, weil dann die Verzahnungsprofile nicht mehr stimmen. Ein zylindrisches Werkzeug beim Wälzschälen lässt sich dagegen bei gleichbleibender Qualität sehr oft nachschleifen.

"Im Gegensatz zum Räumen können wir bei Wälzschälen die Flankenklinie modifizieren, beispielsweise mit einer Balligkeit. Insgesamt ist das Räumen zwar schneller, aber mittlerweile sind wir mit dem Wälzschälen ebenfalls enorm produktiv. Die Herstellung einer Innenverzahnung dauert bei einem typischen Bauteil in der Regel unter einer Minute", so Sharif.

Typische Bauteile sind dabei Innenverzahnungen für Planetengetriebe für die Automobilindustrie oder für industrielle Getriebe. Einen weiteren Boom dürfte das Wälzschälen durch den Siegeszug der Elektromobilität erfahren, denn bei diesen Fahrzeugen kommen Planetengetriebe zum Einsatz.

Nutzerfreundliche Dialogsoftware

Über die Anschaffung einer Wälzschälmaschine nachdenken sollten Lohnverzahner und Zulieferer, die jetzt in eine neue Anlage investieren wollen. "In vielen Fällen ist es eine günstige, produktive und flexible Alternative zum Räumen oder Stoßen", so Sharif.

Dabei sei eine Wälzschälmaschine ähnlich teuer wie eine Stoßmaschine. Eine Räummaschine kann günstiger sein, allerdings entstehen dabei hohe Kosten durch das Räumwerkzeug.

Angst vor der Programmierung der technisch komplexen Maschinen muss der Anwender laut Sharif nicht haben: "Wir haben selber eine nutzerfreundliche Dialogsoftware programmiert, die eine bequeme Eingabe der Daten ermöglicht. Der Anwender muss lediglich die Geometriedaten der Verzahnung und des Werkzeugs eingeben. Alles Weitere wird von der Steuerung intern berechnet. Etwas anspruchsvoller wird es, wenn zusätzlich noch andere Prozesse wie Drehen oder Fräsen in der gleichen Aufspannung erfolgen sollen", berichtet Sharif.

Einen nicht zu vernachlässigenden Kostenaufwand bedeuten die beim Wälzschälen benötigten Präzisionswerkzeuge. Diese sind in aller Regel Einzelanfertigungen, weil jeder Hersteller von Verzahnungen seine eigene Zahnradgeometrie hat. "Aufgrund der geometrischen Komplexität der Werkzeuge sollte das Nachschleifen durch den Werkzeughersteller erfolgen", empfiehlt Sharif.