Ecoroll: Problemlos zu hoher Oberflächengüte
Umformen statt zerspanen
Die Herstellung von Oberflächen mit geringer Rautiefe ist oft mit hohen Kosten und entsprechendem Zeitaufwand verbunden. Die Ecoroll AG zeigt neue Wege auf, wie sich Top-Oberflächen in kurzer Zeit erzeugen lassen.
Festwalzwerkzeug für Außenkonturen
Schleif- und Honmaschinen, sowie Reibahlen sind in der Regel angesagt, wenn Werkstücke mit bester Oberflächenqualität und Formgenauigkeit gefragt sind. Der Nachteil dieser Verfahren ist, dass sie – wie etwa beim Reiben – lange Einstellzeiten benötigen, ehe der Vorgang zuverlässig vonstattengeht. Zudem wird es in der Regel teuer, wenn das Teil auf die Schleifmaschine muss.
Überlegungen dieser Art werden hinfällig, wenn die besonderen Lösungen von Ecoroll zum Einsatz kommen. Das Unternehmen aus Celle hat spanlos arbeitende Werkzeuge entwickelt, die es erlauben, ohne großen Aufwand Oberflächen mit geringen Rautiefen von Rz 0,2 bis Rz 3 und hohem Profiltraganteil zu erzeugen. Diese Oberflächen besitzen hervorragende Eigenschaften wie gute Gleitfähigkeit, hohen Verschleißwiderstand und hohe mechanische Belastbarkeit.
Das Geheimnis dieser wirtschaftlichen Technik: Rotierende Kugeln beziehungsweise Walzen wirken auf die feinen Riefen an der Oberfläche des Werkstücks, indem an der Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück der Werkstoff plastisch zum fließen gebracht wird.
Das ›Fließen‹ eines Materials geschieht physikalisch immer dann, wenn dessen Streckgrenze überschritten wird. Durch diesen Effekt werden Materialüberhöhungen, also die Rautiefenspitzen, nach unten gedrückt. Dieses, nach unten wandernde Material, füllt die Rautiefentäler von unten her auf, sodass sich der Traganteil des Werkstücks, sowie dessen Rautiefe gravierend verbessern.
Hervorzuheben ist, dass die Maß- und Formgenauigkeit des Werkstücks alleine durch die vorausgehende, spanende Bearbeitung erfolgt. Dies bedeutet, dass Passungen vor dem Glattwalzen fertigzustellen sind, da per Glattwalzvorgang keine große Maßänderung mehr erfolgt. Der Glattwalzvorgang selbst kann unmittelbar nach der maßlichen Fertigbearbeitung des Werkstücks erfolgen, ohne dass das Werkstück zuvor auf eine andere Maschine umgespannt werden muss. Durch die Bearbeitung in einer Aufspannung ist das Glattwalzverfahren sehr wirtschaftlich und genau.
Die beim Glattwalzen erfolgte Kaltverfestigung sorgt dafür, dass derart behandelte Oberflächen wesentlich fester sind, als es im Ausgangszustand der Fall war. Der Grund ist, dass bei zerspanenden Verfahren, wie Honen oder Schleifen, die Materialspitzen „abgeschert“ werden, wohingegen beim Glattwalzen das überstehende Material eingeebnet wird. Die höhere Versetzungsdichte sorgt dafür, dass sich Dehngrenze und Festigkeit des Oberflächenmaterials erhöhen. Dieser Effekt kommt der Betriebssicherheit des Teiles zugute, da Rissbildung und Risswachstum gehemmt werden.
Ecoroll bietet verschiedene Bauarten an Glattwalzwerkzeugen an, um den verschiedenen Werkstückformen gerecht zu werden. Es gibt Werkzeuge zum Außenglattwalzen ebenso, wie zum Innenglattwalzen. Aber auch mit Wellen und Radien versehene Konturen lassen sich mit Werkzeugen von Ecoroll glätten. Die Bedienung entspricht bei Glattwalzwerkzeugen für zylindrische Bohrungen in etwa der Bedienung einer verstellbaren Reibahle: Per Schraube wird ein Kegel in kleinsten Schritten verstellt, wodurch die konischen Rollen mikrometergenau auf den exakten Durchmesser eingestellt werden können.
Sobald Hydraulik ins Spiel kommt und die Wirkkraft des Glattwalzwerkzeugs per Manometer definiert und wiederholgenau bestimmt werden kann, spricht Ecoroll vom Festwalzen. Der Vorteil der per Hydraulik erzeugten Presskraft des Werkzeugs auf die Werkstückoberfläche besteht darin, dass die Oberflächen der Serienteile – dank der Regelung per Hydraulikaggregat – immer mit exakt dem gleichen Druck beaufschlagt werden, was zu einer geringeren Streubreite in der Rautiefenqualität und zu konstanter Verbesserung der Randschicht-Eigenschaften führt.
Eine neu entwickelte Hochdruck-Luft-Anlage kann die Hydraulikaggregate für den Betrieb der hydrostatischen Werkzeuge ersetzen. Der Vorteil ist, dass keine Flüssigkeit aus der hydrostatischen Lagerung in den Arbeitsraum der Maschine entweicht. Dieses System kann daher auf Maschinen eingesetzt werden, die ohne Kühlschmierstoff arbeiten. Eine Minimalmengenschmierung ist in das System integriert.
Um die Vorteile der Ecoroll-Technik in noch kürzerer Zeit auf die Serienteile anwenden zu können, haben sich die Ecoroll-Konstrukteure eine weitere Idee einfallen lassen: Schälköpfe. Dank dieser Innovation müssen künftig keine Werkzeuge mehr gewechselt werden, wenn es gilt, Bohrungen mit hoher Maß- und Formgenauigkeit sowie bester Oberflächengüte herzustellen. Mit Schälköpfen lassen sich beispielsweise Hydraulikzylinder besonders effektiv produzieren.
Festwalzen lassen sich alle Bauteile aus metallischen Werkstoffen. Stähle lassen sich sogar im gehärteten Zustand festwalzen, vorausgesetzt die Härte von maximal 65 HRC wird nicht überschritten.
Lohn des Festwalzens ist, neben der Stückkostensenkung, eine wesentlich höhere Lebensdauer der so behandelten Teile. Wie Erfahrungswerte zeigen, wird durch Festwalzen die Lebensdauer der Teile zwischen 50 und 200 Prozent gesteigert. Kein Wunder, dass nicht zuletzt Automobilbauer die Vorteile der Ecoroll-Innovationen für sich nutzen, um in der Pannenstatistik einen vorderen Platz zu ergattern.
Mehr Informationen:
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ECOROLL AG |
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Hans-Heinrich-Warnke Str. 8 |
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29227 Celle |
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Tel.: +49 5141 9865 0 |
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Fax: +49 5141 881 440 |
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E-Mail: mail@ecoroll.de |
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www.ecoroll.de |
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