Leichtere Zahnräder durch mehrteilige Konstruktion

Im Rahmen der Initiative "Massiver Leichtbau" haben Forscher sogenannte "gebaute Zahnräder" entwickelt. In kürzerer Zeit lassen sich bis zu 60 Prozent leichtere Zahnräder herstellen.

Forscher der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik entwickelten sogenannte "gebaute Zahnräder" und entsprechende, schnellere Prozessketten für deren Produktion. Die Konstruktion der Zahnräder wurde in zwei beziehungsweise drei Einzelteile aufgebrochen. Sie bestehen nicht mehr aus einem Stück, der Zahnkranz, der Zahnradkörper und die Welle-Nabe-Anbindung werden einzeln gefertigt, bevor sie wieder zusammengefügt werden. Die Konstruktion ermöglicht dabei lokal unterschiedliche Festigkeitsprofile, mit denen eine starke Gewichtsreduzierung einhergeht. 

Im Vergleich zum Vollkörper-Zahnrad führt die Kombination unterschiedlicher Materialien zu einem um bis zu 60 Prozent geringeren Gewicht. Zudem entwickelten die Forscher neue Produktionsverfahren. Im ersten Fall wird in kreisrunde, zu Paketen gestapelte Scheiben aus Blech der auf 200 Grad Celsius erwärmte Zahnkranz eingefügt. Variante zwei sieht das Einpressen eines Stahl- beziehungsweise Aluminiumkörpers ohne Erwärmung in den Zahnkranz vor. An den Forschungsarbeiten waren das IFU Stuttgart, das IWT Bremen, ISF und IUL Dortmund und utg München gemeinsam mit der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) München beteiligt.