Revolution beim Querwalzen: unrunde Bauteile

Revolution beim Querwalzen

Durch Anwendung von Kinematiksimulationen im CAD und intensive Anwendung der Stofffluss-Simulation mit der Finite-Elemente-Methode werden bei Hirzvogel Werkzeugkonturen entwickelt, die zu den gewünschten nicht-rotationssymmetrischen Bauteilkonturen führen.

Das Querwalzen ist ein hocheffizientes und kostengünstiges Verfahren der Warmmassivumformung. Zwischen zwei Werkzeugen rotiert ein Bauteil um seine Längsachse und wird durch die Werkzeugkontur kontinuierlich in die Endform gebracht. Es wird zwischen Querwalzen mit Flachbacken und runden Walzen unterschieden.

Das Querwalzen wird heute einerseits eingesetzt, um Vorformen für das Gesenkschmieden zu erzeugen. Dabei wird der Werkstoff in Längsrichtung des Walzlings verteilt, um die Gratbildung beim Schmieden zu minimieren und Einsatzmaterial zu sparen. Andererseits gibt es auch Querwalzvorgänge, bei denen einfache rotationssymmetrische Bauteile (z. B. Getriebewellen) für die weitere spanende Bearbeitung produziert werden.

Bei Hirschvogel wird nun das Querwalzen weitergedacht. In einem zum Patent angemeldeten Verfahren werden durch entsprechende Gestaltung der beiden Werkzeuge erstmalig nicht-rotationssymmetrische Bauteile erzeugt. Dabei kann es sich um Querschnittsformen handeln, deren Schwerpunkt in der Rotationsachse liegt, deren Außenform aber nicht rund ist (z. B. Nockenformen). Es sind auch runde oder unrunde Querschnittsgeometrien möglich, deren Schwerpunkt nicht in der Haupt-Rotationsachse des Bauteils liegt (ähnlich Kurbelwellen).

Durch Anwendung von Kinematiksimulationen im CAD und intensive Anwendung der Stofffluss-Simulation mit der Finite-Elemente-Methode werden Werkzeugkonturen entwickelt, die zu den gewünschten nicht-rotationssymmetrischen Bauteilkonturen führen. Diese Technologie lässt sich zum Beispiel auf Nockenstücke für variable Ventiltriebe anwenden, wie sie in einigen Motoren schon in Serie sind oder derzeit entwickelt werden.

Im Vergleich zur Fertigung dieser Bauteile aus dem Vollmaterial kann der Materialeinsatz um ca. 30 % reduziert werden. Dabei wird auch die spanende Bearbeitungszeit deutlich verringert. Im Vergleich zu liegend geschmiedeten Umformteilen ist immerhin eine Verringerung des Einsatzmaterials von 10 % möglich.

Die Innovationskraft der Hirschvogel Automotive Group führt also bei diesen zukünftig hochvolumigen Trendbauteilen zu einer signifikanten Kosteneinsparung. Dies erhöht auch die Wirtschaftlichkeit der Ventilhub-Verstellsysteme zur Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren.

Die Hirschvogel Automotive Group
Die Hirschvogel Automotive Group zählt zu den erfolgreichsten Herstellern von massiv umgeformten Bauteilen aus Stahl und Aluminium. Rund 4.500 Mitarbeiter stellen weltweit Umformteile und Komponenten für die Automobilindustrie und deren Systemlieferanten her. Der konsolidierte Umsatz 2015 der Gruppe lag bei 931 Mio. Euro bei einem Ausstoß von 317.700 Tonnen Umformteilen.

Die Hirschvogel Holding GmbH ist die Muttergesellschaft der acht Automobilzulieferunternehmen der Hirschvogel Automotive Group. Das Stammwerk, die Hirschvogel Umformtechnik GmbH in Denklingen, fertigt mit rund 1.800 Mitarbeitern jährlich etwa 234.900 Tonnen Schmiede- und Fließpressteile aus Stahl. In Deutschland gibt es drei weitere Werke: in Marksuhl bei Eisenach die Hirschvogel Aluminium GmbH, die anspruchsvolle Fahrwerkskomponenten aus hochwertigen Aluminium-Werkstoffen herstellt. In Marksuhl produziert auch eine weitere Stahlschmiede, die Hirschvogel Eisenach GmbH. In Schongau verarbeitet die Hirschvogel Komponenten GmbH mit rund 800 Mitarbeitern die Stahl- und Aluminium-Umformteile zu einbaufertigen Komponenten.

Daneben ist die Gruppe in den USA aktiv: In Columbus/Ohio fertigt die Hirschvogel Incorporated Halbwarm- und Kaltfließpressteile sowie einbaufertige Komponenten für den amerikanischen Markt. In China werden bei der Hirschvogel Automotive Components in Pinghu in der Nähe von Shanghai neben Umformteilen Fertigteile für die in China ansässige Automobilindustrie hergestellt. Im Werk Gliwice in Polen produziert die Hirschvogel Components Poland halbwarm umgeformte Produkte. Hirschvogel Components India fertigt in Sanaswadi in der Nähe von Pune massiv umgeformte und zerspante Bauteile für den indischen Automobilmarkt. Um die Marktchancen für Hirschvogel im NAFTA-Markt (NAFTA = USA, Kanada und Mexiko) besser nutzen zu können, erweitert Hirschvogel die globale Präsenz durch den Aufbau eines neuen Werks in Mexiko.

Dr. Hans-Willi Raedt, Leiter Advanced Engineering, Hirschvogel Holding GmbH

Weitere Informationen
Dr.-Manfred-Hirschvogel-Straße 6
D-86920 Denklingen
Tel.: 08243 291-9700
Pressekontakt
Claudia Bieberstein
Corporate Marketing & Communication
Hirschvogel Holding GmbH
claudia.bieberstein@hirschvogel.com
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