Festwälzen von Zahnrädern

Die Forderung nach immer effizienteren Getrieben, insbesondere in der Elektromobilität und Robotik, führt zu einer zunehmenden Bedeutung der Steigerung der Leistungsdichte kleinmoduliger Zahnräder. Bei steigenden Belastungen und begrenztem Bauraum müssen Zahnräder immer höheren Lasten standhalten.
Die versagenskritische Stelle mechanisch beanspruchter Zahnräder liegt auf der 30°-Tangente zwischen Zahngrund und Zahnflanke. An dieser Stelle treten infolge zyklischer Beanspruchung bevorzugt Ermüdungsrisse auf. Durch gezielt eingebrachte Druckeigenspannungen kann die Zahnfußfestigkeit in diesem Bereich signifikant erhöht werden. Übliche Verfahren zur Erzeugung solcher Druckeigenspannungen sind das Kugelstrahlen und das Festwalzen. Diese Verfahren stoßen bei kleinmoduligen Schrägverzahnungen jedoch an ihre Grenzen, da das Strahlmittel den Zahngrund nur eingeschränkt erreicht und das Festwalzen kinematisch überwiegend auf Stirnverzahnungen beschränkt ist. 
Vor diesem Hintergrund rückt der Prozess des Festwälzens in den Fokus der Forschung am wbk. Festwälzen kombiniert Festwalzen mit der Kinematik des Wälzschälens und besitzt die Möglichkeit, die Zahnoberfläche effizient zu konditionieren und vorteilhafte Druckeigenspannungen im Zahnfußbereich zu erzeugen. Ergänzend wird die Einsetzbarkeit des Festwälzens als Remanufacturingschritt zur Aufbereitung rissbehafteter Zahnräder untersucht. Langfristig kann so ein Beitrag zur weiteren Erhöhung der Leistungsdichte moderner Getriebe geleistet werden.