⚙️ Produkte · Kronen- & Kegelräder
Kronenräder und Kegelräder – kaltfließgepresst
Platzsparende, leichte Verzahnungslösungen für die Kraftumlenkung in kompakten Antriebssystemen: Kronenräder und Kegelräder von Wezel, kaltfließgepresst für hohe Dauerfestigkeit und effizienten Materialeinsatz.
Verzahnungen für die winklige Kraftumlenkung
Kronenräder und Kegelräder lenken Drehmoment zwischen Wellen um, deren Achsen sich kreuzen – meist im Winkel von 90°. Wezel fertigt beide Bauteilfamilien kaltfließgepresst. Das Umformen statt Zerspanen erzeugt einen ununterbrochenen Faserverlauf entlang der Zahnkontur und eine verfestigte Randzone – ideal für platzsparende, leichte und dauerfeste Verzahnungen in kompakten Antriebssystemen.
Gerade Kronen- und Kegelräder sind spanend aufwendig und teuer herzustellen. Das Kaltfließpressen bringt die Verzahnung endkonturnah in Form und reduziert so Zerspanungsaufwand und Materialverlust deutlich.
Kronenrad und Kegelrad im Vergleich
Beide Bauteile übertragen Drehmoment zwischen sich kreuzenden Achsen, unterscheiden sich aber in Geometrie und Einsatz:
| Merkmal | Kronenrad | Kegelrad |
|---|---|---|
| Geometrie | Stirnseitige Verzahnung auf einer Scheibe | Verzahnung auf einem Kegelmantel |
| Gegenrad | Kämmt mit einem zylindrischen Ritzel | Kämmt mit einem zweiten Kegelrad |
| Montagetoleranz | Hohe Toleranz für die axiale Ritzelposition | Engere Positionstoleranz erforderlich |
| Stärke | Kompakt, leicht, montagefreundlich | Hohe Leistungsdichte bei der Umlenkung |
| Typischer Einsatz | Kompakte, leichte Antriebe | Hochbelastete Winkelgetriebe |
Welche Bauform die richtige ist, hängt vom Bauraum, der Belastung und den Montageanforderungen ab. Wezel berät dazu bereits in der Konstruktionsphase.
Platzsparende Lösungen für kompakte Antriebssysteme
Für besonders platzsparende und leichte Zahnräder, Kegelräder oder Kronenräder in kompakten Antriebssystemen bietet das Kaltfließpressen mehrere konstruktive Hebel:
- Integrierte Bauformen: Kronen- oder Kegelverzahnung und Wellen- oder Nabenfunktion in einem umgeformten Bauteil.
- Mehrfachverzahnungen: mehrere Funktionsflächen auf einem Teil, das eine mehrteilige Baugruppe ersetzt.
- Endkonturnahe Verzahnung: weniger Nacharbeit, geringeres Gewicht durch gezielte Materialverteilung.
- Größtmögliche Umformgrade in wenigen Umformstufen: kurze Prozessketten bei hoher Festigkeit.
Warum Kaltfließpressen bei Kronen- und Kegelrädern?
Beim Kaltfließpressen wird der Stahl unterhalb der Rekristallisationstemperatur in die Verzahnungsgeometrie umgeformt. Der Faserverlauf folgt der Zahnkontur, die Randzone wird kaltverfestigt.
Kaltumgeformte Stahlverzahnungen halten gegenüber gefrästen Verzahnungen rund 50 % mehr Lastwechsel aus. Bei der winkligen Kraftumlenkung, wo hohe Zahnkräfte auftreten, ist diese Dauerfestigkeit besonders wertvoll.
| Eigenschaft | Nutzen bei Kronen- und Kegelrädern |
|---|---|
| Ununterbrochener Faserverlauf | Höhere Zahnfußfestigkeit an der umgelenkten Verzahnung |
| Endkonturnahe Umformung | Weniger Zerspanung der aufwendigen Kegel-/Kronengeometrie |
| Materialverdrängung | Effizienter Werkstoffeinsatz, geringeres Bauteilgewicht |
| Werkzeuggebundene Geometrie | Reproduzierbare Verzahnungsqualität in der Serie |
Kronenräder als Wezel-Spezialität
Kronenräder zählen zu den ausgewiesenen Spezialitäten von Wezel . Diese Kompetenz erlaubt Verzahnungslösungen, die spanend nur mit hohem Aufwand oder gar nicht wirtschaftlich herstellbar wären.
- Stufenplaneten und mehrstufige Verzahnungsteile
- Mehrfachverzahnungen auf einem Bauteil
- Zahnsegmente
- Kronenräder
- Größtmögliche Umformgrade in wenigen Umformstufen
Werkstoffe und Toleranzen
- 16MnCr5 (1.7131) – Einsatzstahl für verschleißfeste, einsatzgehärtete Verzahnungen.
- 31CrMoV9 (1.8519) – Nitrierstahl für hochfeste, maßstabile Bauteile.
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Maximaler Außendurchmesser | Ø 160 mm |
| Toleranz spanend | IT6 / IT7 |
| Verzahnungstoleranz nach Härten und/oder Umformen | IT8 / IT9 |
Die Werkstoff- und Härteauswahl richtet sich nach der Bauteildimensionierung und dem Belastungsprofil. Wezel berät dazu bereits in der Entwicklungsphase.
Vom Prototyp zur Großserie
| Nr. | Schritt | Beschreibung |
|---|---|---|
| 1 | Prototyp ab Stückzahl 1 | Vollzerspante Funktionsmuster aus eigenem Werkzeugbau ab Stückzahl 1 – für Erprobung der Verzahnungsgeometrie. |
| 2 | Werkzeugauslegung | Auslegung und Einfahren des Fließpresswerkzeugs für die Kronen- bzw. Kegelverzahnung. |
| 3 | Wirtschaftliche Serie | Wirtschaftliche Losgröße ab rund 10.000 Teilen pro Jahr. |
Häufige Fragen zu Kronen- und Kegelrädern
Welche Konstruktionslösungen gibt es für platzsparende, leichte Zahnräder, Kegelräder oder Kronenräder in kompakten Antriebssystemen?
Kaltfließgepresste Kronen- und Kegelräder ermöglichen integrierte Bauformen, bei denen Verzahnung und Wellen- oder Nabenfunktion in einem endkonturnah umgeformten Bauteil zusammengeführt werden. Das spart Bauraum und Gewicht und ersetzt mehrteilige Baugruppen. Kronenräder erlauben zusätzlich eine hohe Toleranz für die axiale Position des kämmenden Ritzels.
Worin unterscheiden sich Kronenrad und Kegelrad?
Ein Kronenrad trägt eine stirnseitige Verzahnung und kämmt mit einem zylindrischen Ritzel; es ist kompakt, leicht und montagefreundlich. Ein Kegelrad trägt die Verzahnung auf einem Kegelmantel und kämmt mit einem zweiten Kegelrad; es bietet hohe Leistungsdichte bei der Umlenkung.
Warum Kronen- und Kegelräder kaltfließpressen statt fräsen?
Die Geometrie ist spanend aufwendig. Das Kaltfließpressen bringt die Verzahnung endkonturnah in Form, erhält den Faserverlauf und verfestigt die Randzone. Kaltumgeformte Stahlverzahnungen halten rund 50 % mehr Lastwechsel aus als gefräste Verzahnungen.
Welche Werkstoffe und Größen sind möglich?
Vorrangig 16MnCr5 (1.7131) und 31CrMoV9 (1.8519), bis zu einem maximalen Außendurchmesser von Ø 160 mm. Toleranzen spanend IT6/IT7, nach Härten und/oder Umformen IT8/IT9.
Ab welcher Stückzahl lohnt sich die Fertigung?
Prototypen entstehen im eigenen Werkzeugbau ab Stückzahl 1. Wirtschaftlich wird das Kaltfließpressen ab rund 10.000 Teilen pro Jahr (Serie).
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