Gelenkwellen-Auswuchtanlagen

Die Wucht der Welle

Bevor eine Gelenkwelle im Fahrzeug ans Werk gehen darf, wird ihr die „natürliche“ Unwucht ausgetrieben. Dabei ist das Auswuchten von Gelenkwellen – vor allem von mehrteiligen – eine diffizile Angelegenheit. Wie das sicher und präzise geschieht, erfuhr SCOPE-Redakteur Michael Stöcker bei Schenck Rotec in Darmstadt.

Realitätsnahe Simulation: Das Messen der Unwucht geschieht in den RBRG-Anlagen vollautomatisch und – falls nötig – bei der maximalen Betriebsdrehzahl der Gelenkwelle.

Nein, nein, da käme keine wahre Fahrfreude auf, wenn die zahlreichen Gelenkwellen der allradgetriebenen SUV, Pickups oder Geländewagen nicht exakt ausgewuchtet wären. Denn Unwuchten in den Gelenkwellen führen zwangsweise zu ungewollten Schwingungen und Vibrationen, was den gesamten Fahr- und Komforteindruck negativ beeinträchtigt. Allerdings ist das Auswuchten von Gelenkwellen seit jeher – und insbesondere seitdem den Anteil der mehrteiligen Gelenkwellen zunimmt – eine anspruchsvolle Aufgabe. Die komplexe Geometrie der Welle, verschärft durch die Anwesenheit beweglicher Bauteile, stellt extreme Anforderungen an die Mess- und Ausgleichstechnik. Was das konkret bedeutet, weiß der Darmstädter Anlagenbauer Schenck Rotec. Seit vielen Jahrzehnten ist er ein Garant für hohe Auswuchtqualitäten im Bereich der Gelenkwellen.

Speziell um den besonders hohen Ansprüchen beim Auswuchten von Fahrzeug-Gelenkwellen in der Serienproduktion und in der automobilen Zulieferindustrie gerecht zu werden, entwickelte das Unternehmen in einem internationalen Verbundprojekt die Auswuchtanlagen der Baureihe RBRQ. Diese modernen Horizontal-Auswuchtmaschinen sind ausgelegt für das hochtourige Messen und Ausgleichen ein- und mehrteiliger Gelenkwellen (Länge 400 bis 4.000 Millimeter) von Personenkraftwagen und leichten Nutzfahrzeugen. Im Vergleich zu früheren Anlagengenerationen bieten sie höhere Genauigkeiten, ermöglichen kürzeste Taktzeiten und steigern die Prozesssicherheit – alles Kriterien, auf die gerade die Automobilindustrie großen Wert legt. Und um zwei weitere Pluspunkte vorweg zu nehmen: Die neuen Anlagen benötigen deutlich weniger Stellfläche als die Vorgänger und bieten um 50 Prozent reduzierte Umrüstzeiten.

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Realitätsnahe Simulation

Das Messen der Unwucht geschieht in den Anlagen der Baureihe RBRQ vollautomatisch, bei hohen Touren und falls nötig bei der maximalen Betriebsdrehzahl der Gelenkwelle. Das ermöglicht die realitätsnahe Simulation der tatsächlichen Einsatzbedingungen der Welle! Beseitigt wird die diagnostizierte Unwucht, indem in patentierten Einstationen-Vierfach-Schweißeinrichtungen vorgeformte Blechstreifen auf die Gelenkwelle geschweißt werden. Dazu kommen das Punkt- oder Buckelschweißverfahren in Mittelfrequenztechnik zum Einsatz. Nach Auskunft der Entwickler von Schenck Rotec wurde der gesamte Aufbau der RBRQ-Anlagen an das hochtourige Auswuchten und die Realisierung hochgenauer Ergebnisse im Automotive-Sektor angepasst. Das extra flach ausgeführte Maschinenbett (sehr gut zugänglich!) und die isotrop abgestützten Lagerständer mit ihren groß dimensionierten Präzisionsspindeln folgen diesem Ziel ebenso wie die beidseitig stufenlos regelbaren Servomotoren der Hauptspindel.

Auch das PC-basierte Messgerät (CAB 950) steht im Dienste dieser Zielsetzung. Gemessen wird digital mit hoher Frequenzselektivität; ein großer Bildschirm zeigt die Ergebnisse unmissverständlich an. Eine Kompensationsschaltung löscht die durch die Aufnahme der Gelenkwelle bedingte Unwucht sowie die „natürliche“ Ur-Unwucht des Bauteils. Eine ergonomische Bedienerführung, zahlreiche Diagnoseprogramme, eine Fehleranzeige und diverse Statistikfunktionen verhindert „schiefe“ Ergebnisse und sichern eine hohe Prozesssicherheit.

Sicher und global

Großen Wert legten die Entwickler auch auf den Aspekt der Betriebs- und Arbeitssicherheit. Integrierte und stabil ausgelegte Fangeinrichtungen sichern die Gelenkwellen während der Rotation (das erlaubt auch das Zusammenfahren der Lagerständer zur Bearbeitung von kurzen Gelenkwellen). Eine Einlegehilfe – geeignet auch für schwerere Wellen – wird vor dem Messlauf automatisch abgesenkt. Und rundum geschlossene Schutzeinrichtungen in Elementbauweise dienen als idealer Berst- und Lärmschutz. Kamera und Monitor ersetzen das Sichtfenster.

Da alle Automobil-Hersteller und ihre großen Systemzulieferer global agieren, legte Schenck Rotec die RBRQ-Anlagen konsequent in Modulbauweise an. So lassen sich die Auswuchtmaschinen ohne großen Aufwand auf die Gelenkwellen-Bedingungen verschiedener Hersteller, Länder oder Konstruktionen anpassen. Die neuen Horizontalanlagen sind also im wahrsten Sinne des Wortes internationale Produkte – zumal an ihrer Entwicklung sowohl die europäischen als auch die amerikanischen Ingenieure von Schenck Rotec beteiligt waren.

Michael Stöcker / stoecker@hoppenstedt.de

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