Entwicklung einer Unrunddreheinrichtung für die polygonale Bearbeitung von Wellen zwischen Spitzen ‚Polygonwelle‘

Problemstellung:
Bisher können polygonale Welle-Nabe-Verbindungen nicht kostengünstig hergestellt werden, so dass nur die traditionelle runde Wellen-Naben-Verbindungen eingesetzt wird. Das heist, dass diese Verbindungen bisher mangels wirtschaftlicher Fertigungsmöglichkeit polygonaler Verbindungen mit Passfedern, Steckverzahnungen, Vielkeilwellen, zylindrischen Press- oder anderen Verbindungen hergestellt werden. In Wissenschaft und Technik ist seit langem bekannt, dass die polygonale Welle-Nabe-Verbindung jeder anderen Verbindung überlegen ist. Sie ist leistungsfähig, kennt keine Unwucht und ist selbstzentrierend. Durch die kompaktere Verbindung kann sie kleiner und leichter sein und bietet dadurch größere konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten. Bisher gibt es jedoch – außer dem von der Antragstellerin entwickelten – kein Verfahren, Polygone mit der notwendigen Präzision wirtschaftlich zu fertigen.

Projektziel:
Die polygonale Welle-Nabe-Verbindung bietet eine erheblich höhere Belastbarkeit als die konventionellen Verbindungsarten. Deshalb können bei dieser Verbindung die Materialstärken der Elemente reduziert werden, um die gleiche Belastbarkeit und damit Leistung zu gewährleisten. Das wiederum bedeutet Materialeinsparung und Gewichtsreduzierung, was wiederum zu Energieeinsparungen in allen Ebenen des Produktes führt. Das Ziel des Projekts war deshalb die Entwicklung eines Bearbeitungsmoduls einschließlich Verfahren, mit dem auf marktüblichen Drehmaschinen Polygonsitze für Welle-Nabe-Verbindungen auf Wellen zwischen Spitzen gefertigt werden können.

Vorgehensweise:
Nach der Grundlagenuntersuchung erfolgte die Planung und die Konstruktion des Versuchsträgers (Prototyps) sowie die Entwicklung der Werkzeuge. Parallel dazu wurde die Entwicklung der Software und der Meßprogramme durchgeführt. Nach Erledigung der notwendigen Vorarbeiten erfolgte der Bau und die Erprobung des Versuchsträgers mit anschließenden Optimierungsschritten.

Ergebnisse:
Realisierung eines Bearbeitungsmoduls, das in herkömmliche Drehmaschinen integriert werden kann, und mit dem Polygonsitze für Welle-Nabe-Verbindungen auf Wellen zwischen Spitzen wirtschaftlich gefertigt werden können.

Anwenderpotenzial:
Die polygonale Welle-Nabe-Verbindung bietet eine erheblich höhere Belastbarkeit als die konventionellen Verbindungsarten. Deshalb können bei dieser Verbindung die Materialstärken der Elemente reduziert werden, um die gleiche Belastbarkeit und damit Leistung zu gewährleisten. Das wiederum bedeutet Materialeinsparung und Gewichtsreduzierung bedeuten wiederum zu Energieeinsparungen in allen Ebenen des Produktes (Materialeinsatz, Fertigung, Anwendung des Produktes) führt. Die Verwertung wird auf zwei Marktebenen geplant: 1. die Hersteller von Drehmaschinen können ihre Maschinen mit der Polygoneinrichtung aufrüsten. 2. Anwender und Lohnfertiger können mit der Polygoneinrichtung ihr Fertigungssprektrum erweitern.
Anwendungsbereiche sind u. a.: Automobilbau, Getriebebau, Hersteller von Elektroantrieben und Sondermaschinenbau.

• Iprotec Maschinen- und Edelstahlprodukte GmbH