Besser fräsen mit Bochumer Verfahren

Sein Verfahren macht Schneckengetriebe tragfähiger und wirtschaftlicher: Der Bochumer Maschinenbauer Dipl.-Ing. Jörg Hermes entwickelte in seiner Diplomarbeit „Optimierung des Fräsprozesses von Schneckenrädern“ ein Verfahren, das Schneckenradfräser wesentlich effektiver ausnutzt als bisher und die Qualität der Schneckenräder deutlich erhöht. Für diese Arbeit erhielt er am 22. Juni 2004 den Gustav-Niemann-Förderpreis des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI), der mit 5.000 Euro dotiert ist. Erstmals prämierte der VDI damit eine Diplomarbeit, die früheren Preise wurden für Doktorarbeiten vergeben. Für das entwickelte Verfahren erhielten Hermes und sein Betreuer Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Predki zugleich einen von drei Preisen im Erfinderwettbewerb der RUB 2003, die auf der Akademischen Jahresfeier am 18.6. verliehen wurden.

Fräsprozess entscheidend für die Tragfähigkeit

Typische Einsatzgebiete für Schneckengetriebe sind Aufzugs- und Rolltreppenantriebe, sie werden zur wirtschaftlichen Leistungsübertragung in der Antriebstechnik genutzt. Ein Schneckengetriebe besteht aus einer Schnecke und einem Schneckenrad. Die Schnecke besteht aus Stahl, das Schneckenrad üblicherweise aus Bronze. Entscheidend für die Tragfähigkeit eines Schneckengetriebes ist das so genannte Tragbild zwischen Schnecke und Schneckenrad. Ein Tragbild gibt Aufschluss über tragende und nicht tragende Bereiche zwischen Schnecke und Schneckenrad und zeigt somit Fertigungsabweichungen auf. Der Schneckenradfräser ändert im Laufe seiner Einsatzzeit durch Nachschleifen seine ideale Geometrie und erzeugt daher Schneckenräder unterschiedlicher Qualität. Die Tragbilder sind mal besser und mal schlechter.

Konstante Tragbilder während der gesamten Fräser-Lebensdauer

Der Clou am neuen Bochumer Verfahren ist ein parametergesteuerter Fräsprozess des Schneckenrades. Das Simulations-Programm, das Jörg Hermes entwickelt hat, führt den Fräser auf einer räumlichen Bahn, die sich mit modernen CNC-gesteuerten Fräsmaschinen programmieren lässt. Geometrieabweichungen des Fräsers werden somit kompensiert, die Tragbilder sind immer optimal während der gesamten Lebensdauer des Fräsers. Außerdem lässt sich der Fräser durch das Verfahren länger einsetzen als bisher. Damit bestehen auch gute Chancen, eine Zukunftsvision zu verwirklichen: die herkömmliche Schneckenradbronze durch Werkstoffe höherer Festigkeit zu ersetzen, mit denen sich die übertragbaren Leistungen der Schneckengetriebe weiter steigern lassen. Bisherige Fräsverfahren erfordern den Einsatz von Bronze, die Fertigungsabweichungen durch Verschleiß ausgleichen kann. Mit konstant guten Qualitäten der Schneckenräder könnte man zum Beispiel auch Stahl als Werkstoff nutzen. Die prämierte Diplomarbeit verfasste Jörg Hermes am Lehrstuhl für Maschinenelemente, Getriebe und Kraftfahrzeuge (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Predki), an dem er heute Wissenschaftlicher Mitarbeiter ist.

Der Gustav-Niemann-Förderpreis

Prof. Dr.-Ing. Gustav Niemann, nach dem der Preis benannt ist, war zwischen 1950 und 1980 einer der weltweit bedeutendsten Lehrer und Forscher auf dem Gebiet der Antriebstechnik. Gestiftet wird der Gustav-Niemann-Förderpreis alle zwei Jahre von der „H. und H. Hiersig-Stiftung“, die 1991 von Hannelore und Prof. Dr.-Ing. Heinz Hiersig gegründet wurde, um die Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf technisch-wissenschaftlichem Gebiet anzuerkennen. Prof. Heinz Hiersig ist ein ehemaliger Schüler von Prof. Gustav Niemann.

Weitere Informationen

Dipl.-Ing. Jörg Hermes, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Getriebe und Kraftfahrzeuge (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Predki), Fakultät für Maschinenbau der RUB, Tel. 0234/32-26284, E-Mail: joerg.hermes@rub.de