Verzahnungsfräsen

Zähne zeigen bei Windstärke 7

Mächtig sind die Zahnräder und -kränze, die in Windkraftanlagen verbaut werden. Durchmesser von einigen Metern sind keine Seltenheit. Ihre Fertigung und Bearbeitung stellt jedoch hohe technische Anforderungen. Nicht zuletzt, weil ihre Her- stellung ja auch wirtschaftlich sinnvoll bleiben soll. Das Verzah- nungsfräsen, so wie man es sich im Hause Sandvik Coromant ausgedacht hat, stellt bei der Bearbeitung von Windkraft- und anderen Zahnradkomponenten erhebliche Produktivitäts- steigerungen in Aussicht.

Kegelradverzahnung mit Up-Gear (Bild: Heller)

Getrieben von großem Produktivitätsdruck verläuft die Weiterentrwicklung der Herstellung von Windturbinen und -komponenten sehr dynamisch. Großes Augenmerk liegt dabei auf den zentralen Bauteilen der Windturbine – etwa dem Getriebe und dessen Zahnrädern. Hier können neue Werkzeuge aus anderen industriellen Bereichen stattliche Produktivitätssteigerungen bringen. Bei Sandvik Coromant setzt man diesbezüglich auf das Verzahnungsfräsen. Kenneth Sundberg ist der Meinung, das Verfahren könne „dem technologischen Fortschritt der Windkraft einen weiteren Schub verleihen“. Der Global Business Development Manager Gear Milling Solutions des Unternehmens sieht für die nächsten fünf Jahren ein Potenzialzuwachs von mindestens 15 Prozent jährlich. Die Marktentwicklung wird zum einen durch steigende Investitionen in Erneuerbare Energien und Infrastruktur getrieben, die höhere Kapazitäten oft nur mithilfe von Werkzeuginnovationen leisten können. Zum anderen werde das Verzahnungsfräsen selbst durch neue Technologien leistungsfähiger – etwa durch den Vollhartmetall-Einsatz und da viele Anwender HSS-Fräser durch Werkzeuge mit Wendeschneidplatten ersetzen. „Innovative Verzahnungslösungen sind die Technologie, auf die die Windkraft gewartet hat, um in der Herstellung der Getriebe und Zahnräder die Produktivität signifikant, das heißt, um bis zu zwei Drittel steigern zu können“, sagt Sundberg.
Werkzeughersteller Sandvik Coromant sieht für die eignen Verzahnungsfräser viele Anwendungen. Die Zahnrad-Hersteller profitieren laut Sundberg vom Einsatz der schwedischen Lösungen nicht nur bei Produktivität und Kosten. Die langen Standzeiten und die Profilgenauigkeit der Sandvik-Verzahnungslösungen sollen auch für höhere Qualität bei verzahnten Komponenten sorgen. Für Hersteller und Betreiber von Windkraftanlagen heißt das: Die Zuverlässigkeit der Anlagen steigt, Wartungskosten sinken.

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Wachsende Märkte

Hauptmärkte für das Verzahnungsfräsen sieht Sundberg weltweit: „Deutschland spielt eine große Rolle, weil hier führende Unternehmen, die unsere Technologie weltweit einsetzen und Firmen, die die passenden Maschinen herstellen, angesiedelt sind.“ Klar ist auch: Chinas Windturbinen-Markt wächst enorm, Indien wird sehr interessant und in den USA erfolgen derzeit große Windkraft-Investitionen. In Europa bietet der Offshore-Markt Potenzial. Sundberg sieht grundsätzlich überall Chancen für das Verzahnungsfräsen von Sandvik, wo verzahnte Komponenten gefragt sind. Da Zahnräder in vielen Produkten stecken, vom Auto bis zum Kraftwerk, ist das Potenzial enorm.

Sandvik Coromant-Werkzeuge punkten vor allem mit der Zerspanungsleistung – nicht zuletzt, weil das Unternehmen in Sachen Schneidstoffentwicklung seit Jahrzehnten die Nase vorn hat. Dazu kommt die Erfahrung aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen mit teils hochkomplexen Technologien und Leistungsanforderungen sowie umfassende Anwendungskenntnisse und robuste Systemlösungen, die erhebliche Produktivitätssteigerung umsetzen. Laut Sundberg „liegt es nahe, diese Kompetenzen auch in den Bereich Verzahnungsfräsen einzubringen. Es gibt wenige Werkzeughersteller, die im globalen Geschäft dafür besser aufgestellt sind“. Für Verzahnungsverfahren bietet Sandvik eine breite Palette an Fräslösungen; Standardwerkzeuge und maßgeschneiderte Sonderanfertigungen. Dazu gehören verschiedene Wälz-/Profilfräser und die Kegelrad-Lösung Up-Gear, die in Kooperation mit Maschinenbauer Heller auf 5-Achs-Bearbeitungszentren angeboten wird. Noch dieses Jahr werden auch Schrägverzahnungslösungen erhältlich sein. Wodurch unterscheiden sich Sandvik-Verzahnungslösungen von jenen des Wettbewerbs? Kenneth Sundberg sagt: „Coromant-Verzahnungslösungen ermöglichen eine signifikante Produktivitätssteigerung und Kostensenkung. Gerade bei großen Verzahnungen sind unsere Lösungen zu 80 Prozent des Werkzeugs im Eingriff. Indem HSS durch Vollhartmetall oder Wendeschneidplattentechnik ersetzt wird, sind die Fräser schneller und flexibler im Einsatz. Neben- und Stillstandszeiten sowie Lagerkosten werden auf ein Minimum reduziert.“
Heller und Sandvik verbinden übrigens gemeinsame Ziele. Beide wollen dem Thema Verzahnung neue Impulse geben. Die Maschinen von Heller mit den Topffräsern von Sandvik verbinden die Vorteile der Verzahnungsbearbeitung auf 5-Achs-Zentren mit den Vorzügen spezieller Verzahnungsfräsmaschinen. „Das ist einmalig und bedeutet einen echten Fortschritt für das Verzahnungsfräsen. Mit dieser Kooperation bauen wir unsere Kompetenz in einem enorm wichtigen Markt weiter aus und können neue Geschäftspotenziale erschließen. Im Moment erstreckt sich die Kooperation ausschließlich auf Kegelradverzahnungslösungen“, sagt Sundberg. ms

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