Ihre modulare Bauweise und vor allem ihr Multifunktionskopf machen die DVS UGrind 800 zur universellen Werkstattmaschine, mit der die Hartfeinbearbeitung von Werkstücken kleiner oder mittlerer Losgrößen hochpräzise, schnell und kostengünstig realisiert werden kann. Wie effizientes Micromachining mit der DVS UGrind 800 auch leicht für eine Spezialanforderung umzusetzen ist, zeigt eine Lösung für die Bearbeitung der Herzstücke von Zahnradpumpen, mit der wir bei DVS Universal Grinding einen langjährigen Kunden gerade hinsichtlich Qualität und Wirtschaftlichkeit überzeugen konnten.

Was sind Zahnradpumpen?

In einer Zahnradpumpe laufen zwei gleichgroße, ineinandergreifende Zahnräder in einem Gehäuse zwischen den beiden Gehäusedeckeln. In den Gehäusedeckeln befinden sich die Gleitlager für die beiden Zahnräder, von denen eines das Antriebsrad ist, dessen Welle aus dem Gehäuse herausragt, um es extern anzutreiben. Gegenüber den Stellen, wo die Zahnräder ineinandergreifen, befinden sich jeweils Zu- und Ablauf der Pumpe. Bewegt sich das treibende Zahnrad, erzeugt es einen Sog, welcher das Medium ansaugt und durch den Ablauf wieder nach außen befördert. Dieses einfache Prinzip führt in der praktischen Fertigung zu beachtlichen technischen Herausforderungen.

Um Druckverlust durch sogenannte Leckströme zu vermeiden, müssen die Planflächen der Zahnräder möglichst eng an den Gehäusedeckeln anliegen. Daher ist die Breite der Zahnräder mit wenigen µm sehr eng toleriert. Um einen reibungsarmen Lauf zu gewährleisten, dürfen die Planflächen außerdem nur eine geringe Rautiefe aufweisen. Da der Kopfkreisdurchmesser beider Zahnräder im Gehäuse eng umschlossen ist, muss auch dieser nach dem Verzahnen auf wenige µm genau geschliffen werden.

• Breite der Zahnräder: 3,3 mm, toleriert mit +/- 4µm,
• Planparallelität 4µm
• Zylinder, Durchm. 8h6, Rundlaufgenauigkeit 5µm, Zylinderform 5µm, Rechtwinkligkeit zur Planfläche der Zahnräder 4µm.
• Rauheit der Zylinder: Rz 1,5, Rauheit der Planflächen Rz 1,3
• Kopfkreisdurchmesser 17,25 (0 / -0,01)

Zahnradpumpen werden vielfältig in der Industrie eingesetzt – z.B. als Dosierpumpen oder zur Förderung zähflüssiger Flüssigkeiten bei hohen Drücken und unter hohen Temperaturen, als Hydraulikpumpen in Bau- oder landwirtschaftlichen Maschinen oder im Fahrzeugbau als Einspritz- und Ölpumpen.

Effizienz und Präzision für das Herz der Zahnradpumpe

Die Bearbeitung der Zahnräder der Pumpe stellt die Fertigung vor besondere Herausforderungen:

• Um die engen Toleranzen einzuhalten und den erforderlichen Durchsatz zu gewährleisten, müssen die Teile in nur einer Aufspannung komplett bearbeitet werden.
• Durch die hohen Oberflächenqualitäten, die besonders an den Planflächen gefordert sind, besteht die Gefahr von Schleifbrand.
• Reine Bearbeitungszeit, ca.24 Sek, Nebenzeit (Be-, Entladen s. ganz unten)

Die Micromachining-Lösung mit der DVS UGrind

• Das Bauteil wird in seiner eigenen Verzahnung von einem Zahnrad, welches von einem Servomotor angetrieben wird, angetrieben und sicher mitgenommen.
• Diese Konstellation ermöglicht die Bearbeitung zwischen festen Spitzen. Die Einhaltung der Fertigungstoleranzen wird dabei durch In-Prozess-Messsysteme gewährleistet.
• Zwei Bearbeitungsstationen, welche jeweils von einem eigenen Robotersystem bedient werden, stellen den Durchsatz der Maschine sicher. Während die Maschine ein Teil bearbeitet, wird zeitgleich an der anderen Station das fertige Teil entnommen und ein neues Rohteil gespannt.

Die hochpräzise und dabei hocheffiziente Bearbeitung der Kernelemente von Zahnradpumpen zeigt einmal mehr die Adaptierbarkeit der DVS UGrind 800. Ihre modulare Bauweise mit je zwei Reitstockkonsolen mit festen Spitzen pro Station ermöglicht, die Universalmaschine für unterschiedliche spezielle Fertigungsaufgaben anzupassen. Ihr Multifunktionskopf kann anwendungsbezogen mit bis zu zwei Außenschleifscheiben zur Plan- und Durchmesserbearbeitung bestückt werden.