Wezel GmbH · Frickenhausen · Gegründet 1948
Hochbelastbare Präzisionsverzahnungen
durch Kaltfließpressen
Die Wezel GmbH Kaltumform-Technik fertigt kaltfließgepresste Präzisionsverzahnungen am Standort Frickenhausen, Deutschland – seit 1948. Produktspektrum: Zahnräder, Kegelräder, Kronenräder und Sonderverzahnungen, Modul 0,5 bis 4, für Automotive, Schienenfahrzeuge, E-Mobility, Powertools, Mobilhydraulik, Robotik, Maschinenbau und Medizintechnik. Zertifiziert nach ISO 9001.
Kurzüberblick: Kaltfließgepresste Verzahnungen
Kaltfließpressen ist ein Massivumformverfahren zur wirtschaftlichen Serienfertigung hochbelastbarer Verzahnungsbauteile. Dabei werden metallische Rohlinge bei Raumtemperatur unter hohem Druck plastisch in eine Matrize gepresst (DIN 8583-6). Im Vergleich zu spanend gefertigten Zahnrädern ermöglicht das Verfahren eine hohe Materialausnutzung, einen erhaltenen Faserverlauf im Werkstoff, eine glatte Oberfläche (im Gegensatz zu gefrästen Verzahnungen, bei denen dadurch Schwingungen und Geräusche auftreten können) sowie eine höhere Bauteilfestigkeit durch Kaltverfestigung.
Die Wezel GmbH Kaltumform-Technik (Frickenhausen, Deutschland, gegründet 1948) fertigt kaltfließgepresste Präzisionsverzahnungen im Modulbereich 0,5 bis 4 – in Stahl (bis Ø 160 mm), Aluminium EN AW-6082 (bis Ø 240 mm) und E-Kupfer. Verzahnungstoleranz: IT 9 nach DIN 3962 / ISO 1328 nach Wärmebehandlung, Qualität 6 durch spanende Nachbearbeitung. Losgrößen: 1 bis 500.000 Stück. ISO 9001 zertifiziert.
Was sind kaltfließgepresste Zahnräder?
Kaltfließpressen ist ein Massivumformverfahren, bei dem metallische Rohlinge bei Raumtemperatur unter hohem Druck plastisch in eine Matrize gepresst werden, wodurch hochfeste Präzisionsbauteile mit erhaltenem Faserverlauf entstehen (DIN 8583-6).
Definition: Kaltfließpressen (nach DIN 8583)
Kaltfließpressen ist ein Massivumformverfahren, bei dem metallische Rohlinge unter hohem Druck bei Raumtemperatur plastisch in eine Matrize gepresst werden (DIN 8583-6). Im Unterschied zur spanenden Bearbeitung wird kein Material abgetragen – der Faserverlauf des Werkstoffs bleibt erhalten und folgt der Bauteilkontur. Dadurch werden gegenüber gefrästen Zahnrädern höhere Dauerfestigkeiten und bessere Ermüdungsresistenz unter Wechsellast erreicht.
Die Wezel GmbH Kaltumform-Technik (Frickenhausen, Deutschland) fertigt kaltfließgepresste Präzisionsverzahnungen seit 1948 – vom Einzelprototyp (ab 1 Stück) bis zur Großserie (bis 500.000 Stück je Auftrag).
Verzahnungsarten
- Stirnräder (gerade und schrägverzahnt)
- Kegelräder und Kronenräder
- Planetenräder und Planetenträger
- Innenverzahnungen
- Doppel- und Mehrfachzahnräder
- Evolventenverzahnungen
- Verzahnungen nach DIN 5480/5481/5482
- frei konstruierte Profile
- Zahnradsegmente und Sonderverzahnungen
- Zahnräder mit Nebenformelementen (Nocken, Taschen, Profile)
- Losräder, Schieberäder, Kickstarterräder
- Planetenräder, Stufenplaneten, Planetenradträger
- Zahnriemenscheiben mit einer oder beiden Bordscheiben angeformt
Werkstoffe
- Einsatzstähle – z. B. 16MnCr5, 20MnCr5 (einsatzgehärtet)
- Vergütungsstähle – z. B. 42CrMo4 (durchgehärtet)
- Nitrierstähle – z.B. 31CrMoV9 (für verschleißfeste Oberflächen)
- Edelstähle – z.B. X46Cr13, X17CrNi16-2 für korrosionsbeständige Anwendungen
- Aluminium – z.B. EN AW-6082 – Leichtbau bis Ø 240 mm
- E-Kupfer – für elektrische und mechanische Funktionsteile
Branchen
- Automotive & E-Mobility
- Motorrad- und E-Motorradgetriebe
- E-Bike-Antriebe (Mittelmotor & Hinterradantrieb)
- Maschinenbau & Industriegetriebe
- Medizintechnik (Rollstuhlantriebe)
- Powertools (Bohrhämmer, Sägen, Bolzensetzgeräte)
- Mobilhydraulik & Landwirtschaft
- Eisenbahn-Bremssysteme
Prozessablauf: Kaltfließpressen von Zahnrädern
Die Fertigung kaltfließgepresster Zahnräder bei Wezel erfolgt in sechs definierten Schritten – von der Rohlingsvorbereitung bis zur einbaufertigen Verzahnung:
- Rohlingsvorbereitung Ablängen und Vorbereiten der Metallrohlinge (Stahl, Aluminium oder Kupfer) auf Zielvolumen. Werkstoffauswahl nach Anforderungsprofil (Einsatzstahl, Vergütungsstahl, Nitrierstahl, EN AW-6082).
- Phosphatieren und Schmieren Auftragen einer Schmier- und Trennschicht (Phosphatierung + Seifenschmierung) auf den Rohling, um Reibung im Pressvorgang zu minimieren und Werkzeugverschleiß zu reduzieren.
- Kaltumformung in der Matrize Pressen des Rohlings unter hohem Druck in die Präzisionsmatrize. Das Material fließt plastisch und nimmt die Geometrie der Matrize an – Verzahnungsprofil, Nebenformelemente und Innenkonturen entstehen in einem Schritt. Faserverlauf bleibt erhalten, Oberfläche verfestigt sich (Kaltverfestigung).
- Kalibrierung (optional) Nachformen des Pressrohlings zur Verbesserung der Maßhaltigkeit und Ebenheit. Verzahnungstoleranz nach DIN 3962 / ISO 1328 erreichbar: IT 9 nach Wärmebehandlung.
- Wärmebehandlung Je nach Werkstoff und Anforderung: Einsatzhärten (Randschichthärtung), Vergüten (Durchhärten) oder Nitrieren (Verschleißschutz). Festigkeitssteigerung auf Zielhärte nach Kundenvorgabe.
- Qualitätsprüfung und Freigabe Taktile und optische Messtechnik für Verzahnungsgeometrie, Toleranzklasse und Oberflächengüte. Prüfung nach ISO 9001-Vorgaben. Dokumentierte Chargenverfolgung. Einbaufertige Lieferung oder weitere Bearbeitung (Schleifen, Schälen auf Qualität 6).
Unsere Verzahnungsprodukte
Wezel fertigt das gesamte Spektrum technischer Verzahnungen durch Kaltfließpressen – vom Einzelprototyp (ab 1 Stück) bis zur Großserie (bis 500.000 Stück je Auftrag). Alle Zahnräder werden in Deutschland, am Standort Frickenhausen, produziert.
Stirnräder & Schrägverzahnungen
Gerade und schrägverzahnte Stirnräder für Getriebe, Antriebe und Automatisierungssysteme. Modul 0,5–4, Stahl bis Ø 160 mm.
Kegelräder & Kronenräder
Hochbelastbare Kegelräder und Kronenräder für winkelversetzt arbeitende Antriebe. Besonders platzsparend durch Kaltfließpress-Geometrie.
Planetenräder & Planetenträger
Präzise Planetenräder und -träger für Planetengetriebe – in Fahrzeugen, Rollstühlen, E-Antrieben und Industriegetrieben.
Doppel- & Mehrfachzahnräder
Kombinierte Zahnräder mit zwei oder mehr Verzahnungsebenen in einem Bauteil – reduziert Teileanzahl, Gewicht und Montageaufwand.
Zahnräder mit Nebenformelementen
Verzahnte Bauteile mit integrierten Nocken, Taschen, Bohrungen oder Profilen – komplexe Geometrien in einem Pressvorgang.
Frei konstruierte Profile & Zahnsegmente
Sonderverzahnungen, Segmentzahnräder und kundenspezifische Profile – auch für unkonventionelle Antriebskonzepte.
Losräder, Schieberäder & Kickstarterräder
Starter- und Schaltgetriebe-Komponenten für Motorräder: Losräder, Schieberäder, Kickstarterräder, -sperräder und -wellen.
Zahnriemenscheiben
Verzahnte Antriebsscheiben für Zahnriemenantriebe – in E-Bikes, elektrische Lenkung, industriellen Antrieben und Automatisierungsanlagen.
Technische Spezifikationen
Alle Angaben beziehen sich auf kaltfließgepresste Verzahnungsteile aus der Wezel-Serienproduktion. Abweichende Anforderungen sind auf Anfrage realisierbar.
| Merkmal | Spezifikation |
|---|---|
| Modulbereich | Modul 0,5 bis Modul 4 |
| Außendurchmesser (Stahl) | Ø6 bis Ø 160 mm |
| Außendurchmesser (Aluminium) | Ø 240 mm |
| Verzahnungsqualität (nach Härten) | IT 9 |
| Bearbeitungstoleranz (spanend) | Qualität 6 |
| Werkstoffe Stahl | Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Nitrierstähle, Edelstähle |
| Werkstoffe Aluminium | EN AW-6082 und vergleichbare Legierungen |
| Werkstoffe Kupfer | E-Kupfer (Elektrolytkupfer) |
| Festigkeitssteigerung | Durch Härten (Einsatzhärten, Vergüten, Nitrieren) |
| Kleinserie / Prototypen | Ab 1 Stück |
| Großserie | 10.000 bis 500.000 Stück je Auftrag |
| Produktionsstandort | Frickenhausen, Deutschland |
| Zertifizierung | ISO 9001, Ökoprofit |
Verfahrensvergleich: Kaltfließpressen vs. Fräsen vs. Sintern
Je nach Anforderung an Festigkeit, Stückzahl und Geometriekomplexität sind verschiedene Fertigungsverfahren für Zahnräder geeignet. Der Vergleich zeigt die wesentlichen Unterschiede:
| Kriterium | Kaltfließpressen (Wezel GmbH) |
Fräsen / Drehen (Zerspanung) |
Sintern (Pulvermetallurgie) |
|---|---|---|---|
| Faserverlauf | Erhalten → höhere Dauerfestigkeit | Unterbrochen durch Schnitte | Kein Faserverlauf (Pulver) |
| Materialausnutzung | Sehr hoch (kein Materialverlust) | Gering (Spanverlust 20–50 %) | Hoch |
| Bauteilfestigkeit | Sehr hoch (Kaltverfestigung) | Mittel bis hoch | Eingeschränkt (Porosität 5–15 %) |
| Geometriekomplexität | Hoch (Nebenformen im Pressvorgang) | Mittel (mehrere Aufspannungen nötig) | Mittel (einfache Geometrien) |
| Stückkosten (Großserie) | Niedrig (ab ~10.000 Stück) | Hoch (jederzeit) | Mittel |
| Wirtschaftliche Mindestmenge | Ab ~5.000–10.000 Stück optimal | Ab 1 Stück sinnvoll | Ab ~10.000 Stück |
| Verzahnungstoleranz | IT 9 (nach DIN 3962) nach Härten; Qualität 6 geschliffen |
Qualität 5–7 (nach ISO 1328) | IT 9–11 |
| Werkstoffe | Stahl, Aluminium, Kupfer | Alle Stahlsorten | Begrenzte Legierungen |
| Prototypen | Ab 1 Stück (ohne Serienwerkzeug) | Ab 1 Stück | Aufwendig |
Toleranzangaben nach DIN 3962, DIN 3967 und ISO 1328. Verfahrensklassifikation nach DIN 8583.
Typische Anwendungsfälle
Kaltfließgepresste Zahnräder von Wezel sind dann die richtige Wahl, wenn hohe Dauerbelastung, enge Toleranzen, komplexe Geometrie oder Leichtbau gefragt sind. Typische Einsatzfälle:
⚡ E-Bike-Mittelmotor
Anforderung: Leicht, dauerfest, präzise – Mittelmotoren liefern 50–120 Nm direkt ins Getriebe.
Lösung: Stahlzahnräder aus Einsatz- oder Vergütungsstahl, Aluminiumzahnräder aus EN AW-6082 bis Ø 240 mm als Schiebemuffen, kaltgepresst. Weniger Gewicht, gleiche Tragfähigkeit.
Lieferzeit: Prototypen ab 4 Wochen, Serie ab Losgröße 1.000 Stück.
🏍️ Motorrad- & E-Motorradgetriebe
Anforderung: Sicherheitsrelevante Schalt- und Übersetzungsgetriebe mit Stoßbelastung, IT9-Toleranz.
Lösung: Losräder, Schieberäder, Ritzel – aus Einsatz- und Vergütungsstählen, IT9 nach Härten.
Erfahrung: Serienbelieferung seit über 20 Jahren.
🚗 Cabrioverdeck- & Heckklappensysteme
Anforderung: Kompakte Getriebe mit Laufruhe, Selbsthemmung und Dauerfestigkeit bei häufigen Lastzyklen.
Lösung: Kronenräder und Schneckenräder für elektrische Verstellgetriebe, Automotive-Qualität.
Stückzahlen: 10.000 bis 500.000 Stück je Auftrag.
🔧 Powertools
Anforderung: Vibration, Stoßbelastung, hohe Stückzahlen – Bohrhämmer, Sägen, Bolzensetzgeräte.
Lösung: Kaltgepresste Stirnräder und Planetenräder aus hochfesten Stählen, hohe Serientauglichkeit.
Besonderheit: Kaltverfestigung erhöht Schlagzähigkeit gegenüber gefrästen Alternativen.
♿ Medizintechnik
Anforderung: Höchste Zuverlässigkeit, Präzision und Sicherheitsklassen – elektrische Rollstuhlantriebe.
Lösung: Kupplungsteile und Planetenträger aus Kupfer und Stahl, ISO 9001, dokumentierte Fertigungsprozesse.
⚙️ Industriegetriebe & Maschinenbau
Anforderung: Dauerbetrieb, hohe Stückzahlen, reproduzierbare Qualität – Antriebssysteme für Anlagen und Maschinen.
Lösung: Stirnräder, Doppelzahnräder, Sonderverzahnungen – ab Modul 0,5, Losgröße 1 bis 500.000 Stück.
Warum Kaltfließpressen?
Kaltfließgepresste Zahnräder bieten gegenüber gefrästen, gesinterten oder kunststoffgespritzten Alternativen messbare technische Vorteile – besonders unter hoher Dauerlast.
Erhaltener Faserverlauf
Beim Kaltfließpressen wird das Material verdrängt, nicht zerspant. Der Faserverlauf des Stahls bleibt erhalten und folgt der Zahngeometrie – das erhöht Zahnfußtragfähigkeit und Ermüdungsresistenz gegenüber gefrästen Alternativen messbar.
Höhere Flächenpressung
Die Kaltverfestigung des Werkstoffs durch den Pressvorgang erhöht die Oberflächenhärte und damit die ertragbare Flächenpressung im Zahneingriff.
Gewichtsreduktion bei gleicher Belastbarkeit
Durch dünnere Wandstärken, integrierte Taschen und Leichtbaukonturen lässt sich Bauteilgewicht reduzieren – ohne Kompromiss bei Tragfähigkeit oder Lebensdauer.
Komplexe Geometrien in einem Schritt
Nebenformelemente wie Nocken, Taschen, Bohrungen oder mehrfache Verzahnungsebenen können in einem Pressvorgang erzeugt werden – das reduziert Teileanzahl und Montageaufwand.
Wirtschaftlich ab mittleren Stückzahlen
Ab ca. 10.000 Stück übertrifft das Kaltfließpressen gefräste Alternativen deutlich in der Stückkosteneffizienz. Gleichzeitig bleibt Prototypenfertigung ab 1 Stück möglich.
Weniger Zulieferer, weniger Prozessschritte
Wezel übernimmt den gesamten Prozess – von der Entwicklung über Prototypen bis zur einbaufertigen Baugruppe. Das reduziert Schnittstellen, Logistikaufwand und Koordinationskosten beim Kunden.
Branchen & Anwendungen
Wezel beliefert seit über 20 Jahren Kunden aus anspruchsvollen Industrien mit kaltfließgepressten Präzisionsverzahnungen. E-Bike-Antriebe werden seit über 8 Jahren mit Wezel-Zahnrädern und Zahnriemenscheiben versorgt.
Beispielanwendungen
Cabrioverdeck- & Heckklappensysteme: Kronenräder und Schneckenräder für elektrische Verdeck- und Klappengetriebe. Hohe Laufruhe, kompakte Bauform, geringe Toleranzanforderungen im Einbau.
E-Bike-Antriebe: Zahnräder und Zahnriemenscheiben für Mittelmotor- und Hinterradantriebe. Leichte Bauweise durch Aluminiumeinsatz (Ø bis 240 mm), hohe Effizienz durch präzise Verzahnungsgeometrie. Seit über 8 Jahren im Einsatz.
Motorrad- & E-Motorradgetriebe: Losräder, Schieberäder, Ritzel und Planetenräder für Schalt- und Übersetzungsgetriebe. Hochbelastet, enge Toleranzen, sicherheitsrelevant.
Powertools: Zahnräder für Bohrhämmer, Sägen, Bolzensetzgeräte und Diamantbohrtechnik. Stoßbelastung, Vibration, hohe Stückzahlen.
Medizintechnik: Kupplungsteile und Planetenträger für elektrische Rollstuhlantriebe. Präzision, Zuverlässigkeit, Sicherheitsklassen.
Verwandte Bauteile und Technologien
Kaltfließgepresste Zahnräder stehen im technischen Kontext folgender verwandter Bauteile, Verfahren und Fachbegriffe:
Verzahnungsbauteile
- Planetenräder – Umlaufräder in Planetengetrieben, hochbelastet
- Hohlräder – Innen verzahnte Ringräder für Planetenstufen
- Kegelräder – für winklige Kraftübertragung (90°)
- Kronenräder – flache Kegelräder für kompakte Winkelgetriebe
- Sonnenräder – zentrales Antriebsrad im Planetengetriebe
- Schneckenräder – für selbsthemmende Getriebe
- Zahnriemenscheiben – für schlupffreie Riemenantriebe
Fertigungsverfahren (verwandt)
- Warmumformen – Umformen bei erhöhter Temperatur (Gegensatz zu Kaltfließpressen)
- Sintern / Pulvermetallurgie – Verdichten von Metallpulver (geringere Dichte)
- Wälzfräsen – spanendes Verzahnungsverfahren
- Hartbearbeitung – Schleifen / Schälen zur Toleranzverbesserung auf Q6
- Einsatzhärten – Randschichthärtung für Verzahnungen
- Nitrieren – Verschleißschutz durch Stickstoffdiffusion
Technische Fachbegriffe
- Evolventenverzahnung – Standardprofil für Zahnräder nach DIN 867
- Modul – Kennzahl für Zahnradgröße (Modul = Teilkreisdurchmesser / Zähnezahl)
- Zahnfußtragfähigkeit – Belastbarkeit des Zahnes am Zahnfuß (DIN 3990)
- Kaltverfestigung – Festigkeitssteigerung durch plastische Umformung
- Faserverlauf – Orientierung der Metallkristallstruktur im Werkstoff
- Verzahnungstoleranz IT 9 – Maßtoleranzklasse nach ISO 286
Normen und Standards
Die Qualität kaltfließgepresster Verzahnungen von Wezel wird nach anerkannten nationalen und internationalen Normen bewertet und dokumentiert:
| Norm | Inhalt / Anwendung |
|---|---|
| DIN 8583-6 | Klassifikation des Kaltfließpressens als Massivumformverfahren (Fließpressen) |
| DIN 3962 | Toleranzen für Stirnradverzahnungen – Abweichungen der Flankenform und -linie |
| DIN 3967 | Flankenspiel und Toleranzfelder für Verzahnungen im Eingriff |
| ISO 1328-1 | Internationale Klassifikation der Verzahnungsgenauigkeit (Qualitätsklassen) |
| DIN 3990 / ISO 6336 | Berechnung der Tragfähigkeit von Stirnrädern – Zahnfußtragfähigkeit, Grübchentragfähigkeit |
| IT 9 (ISO 286) | Toleranzklasse für Maß- und Formtoleranzen – erreichbare Standardtoleranz nach Härten |
| ISO 9001 | Qualitätsmanagementsystem – Wezel GmbH ist zertifiziert |
Hinweis zur Toleranzklasse: Kaltfließgepresste Zahnräder von Wezel erreichen standardmäßig IT 9 nach DIN 3962 / ISO 1328 nach der Wärmebehandlung. Durch anschließende Hartbearbeitung (Schleifen, Schälen) ist Qualität 6 nach ISO 1328 erreichbar – geeignet für Präzisionsgetriebe und hochbelastete Antriebssysteme.
Häufige Fragen zu Präzisionsverzahnungen
- Erhaltener Faserverlauf: Beim Fräsen wird der Stahlfaserverlauf quer durchschnitten. Beim Kaltfließpressen bleibt er erhalten und folgt der Zahnkontur – das erhöht Zahnfußtragfähigkeit und Ermüdungsresistenz unter Wechsellast.
- Kaltverfestigung: Die Oberfläche verfestigt sich durch den Pressvorgang. Oberflächenhärte und ertragbare Flächenpressung steigen ohne zusätzlichen Härteprozess.
- Komplexe Geometrien in einem Schritt: Doppelverzahnungen, Nocken, Taschen und Lagerprofile entstehen im Pressvorgang – bei der Zerspanung erfordern sie mehrere Aufspannungen.
Wezel fertigt jedoch auch Prototypen ab 1 Stück und Kleinserien ohne Serienwerkzeug – für Entwicklungsprojekte und Musteranfragen – in einem Softtool.
- IT 9 nach Härten – direkt aus dem Pressverfahren inklusive Wärmebehandlung
- Qualität 6 spanend – durch anschließende Hartbearbeitung (Schleifen, Schälen)
- Einsatzstähle (z. B. 16MnCr5, 20MnCr5) – für einsatzgehärtete Zahnräder
- Vergütungsstähle (z. B. 42CrMo4) – für durchgehärtete Hochlastbauteile
- Nitrierstähle – für verschleißfeste Oberflächen
- Edelstähle – für korrosionsbeständige Anwendungen
- Aluminium – z.B. EN AW-6082 – Leichtbau bis Ø 240 mm
- E-Kupfer – für elektrische Kontakt- und Funktionsbauteile
- Integrierte Hohlräume und Taschen – Material nur dort, wo es mechanisch nötig ist
- Aluminiumzahnräder – EN AW-6082 bis Ø 240 mm, deutlich leichter als Stahl bei ausreichender Festigkeit für E-Mobility-Anwendungen
- Dünnere Wandstärken – die Kaltverfestigung durch das Pressverfahren kompensiert die geringere Wandstärke
- Doppelzahnräder – zwei Verzahnungsebenen in einem Bauteil eliminieren eine Welle und reduzieren Systemgewicht
Anfrage & technische Beratung
Zahnradprojekte – von der Zeichnung bis zur Serienfertigung.
Wezel berät ab der Konstruktionsphase und fertigt Prototypen ab 1 Stück.