Ein Sonderzahnrad zu bestellen ist nicht dasselbe wie ein Normteil aus dem Katalog zu nehmen. Es gibt keine Lagerware, die exakt zu Ihrer Zeichnung passt, keine Toleranzklasse, auf die sich alle Seiten von selbst einigen, und keinen einzigen Fertigungsweg, der für jeden Modul, jede Größe und jede Stückzahl am günstigsten ist. Der Prozess der Sonderzahnradfertigung ist eine Kette kontrollierter Entscheidungen, von Ihrer Zeichnung oder Ihrem Muster bis zu geprüften, dokumentierten Teilen an Ihrem Dock, und die Qualität dieser Kette entscheidet darüber, ob das Getriebe zehn Jahre leise läuft oder in den ersten hundert Betriebsstunden ausfällt.
Der Prozess beginnt lange vor dem ersten Span. Wenn wir eine Zeichnung im PDF-, STEP- oder DWG-Format oder ein physisches Muster erhalten, prüft unser Engineering-Team diese auf Fertigbarkeit, nicht nur auf Vollständigkeit. Wir kontrollieren die Verzahnungsdaten, also Modul oder Teilung, Zähnezahl, Eingriffswinkel, Schrägungswinkel, Zahnbreite und Profilverschiebung, gegen die Bohrung, die Passfeder oder das Keilprofil sowie die geforderte Genauigkeitsklasse. Alles Unklare markieren wir, zum Beispiel eine Zeichnung, die nur DIN 7 nennt, ohne zu sagen, ob damit die Zahnrad- oder die Rohlingstoleranz gemeint ist, und wir bestätigen die Wärmebehandlung und den erwarteten Einsatzfall. Eine gute Angebotsanfrage beschleunigt dies erheblich: Die nützlichsten Angaben sind Funktion und Belastung des Zahnrads, Eingangsdrehzahl und erwartetes Drehmoment, der bevorzugte Werkstoff oder die Freigabe zur Empfehlung, die geforderte Genauigkeitsklasse, die Jahresmenge, die Stückzahl dieses Auftrags sowie alle gewünschten Prüfberichte oder Werkstoffzertifikate.
Der Werkstoff bestimmt die Obergrenze aus Festigkeit, Verschleißfestigkeit und erreichbarem Preis und wird gemeinsam mit der Wärmebehandlung gewählt. Für allgemeine Industrieräder beginnen wir meist mit 45#-Stahl, vergleichbar C45 oder AISI 1045, durchgehärtet auf etwa 220 bis 250 HB, oder mit 40Cr und 42CrMo, vergleichbar 41Cr4 und 42CrMo4, für höhere Festigkeit. Zahnräder mit hoher Stoßbelastung werden üblicherweise aus einsatzgehärtetem Stahl wie 20CrMnTi gefertigt, ähnlich 20MnCr5 oder AISI 8620, der auf 58 bis 62 HRC gehärtet werden kann, mit verschleißfester Oberfläche und zähem, stoßfestem Kern. Für korrosionsempfindliche Anlagen bearbeiten wir 304/316-Edelstahl, und für kostengünstige Leichtlauf-Bewegungen verwenden wir Messing oder Automatenstahl.
Der Rohling ist die Basis. Kleinere Zahnräder werden vom gewalzten Stab abgeschnitten, größere oder hochbelastete Räder werden geschmiedet und zum Abbau der Schmiedespannung normalgeglüht. Beim Drehen wird der Rohling auf Bohrung, Anlageflächen und Außendurchmesser gebracht, und da alle folgenden Operationen auf diese Flächen verweisen, werden die Bohrung und der Rundlauf der Anlageflächen gesteuert, bevor überhaupt Verzahnung geschnitten wird. Bei einteiligen Wellen, bei denen Ritzel und Welle ein Teil sind, entstehen im gleichen Drehschritt auch die Lagerzapfen.
Sobald der Rohling bereitsteht, werden die Zähne geschnitten. Die Verfahrenswahl richtet sich nach Zahnradtyp, Größe, Modul und Losgröße und wirkt sich direkt auf Preis und Lieferzeit aus. Das Wälzfräsen ist das Arbeitspferd für Außenverzahnungen wie Stirnräder: Ein rotierender Wälzfräser schneidet die Zähne, während der Rohling koordiniert rotiert, und ein einziges Setup deckt einen weiten Modulbereich ab. Gestoßen wird dann, wenn die Zähne innen im Ring, zwischen zwei Flanschen oder sehr nahe an einem Lagerabsatz sitzen, den der Wälzfräser nicht erreichen kann. Das Räumen ist Innenverzahnungen und Keilprofilen in großer Stückzahl vorbehalten, wo es je Teil schnell ist, aber ein Sonderwerkzeug braucht. Das Fräsen mit dem Formfräser ist die langsamste Route, aber für Einzelstücke, sehr große Module oder Sonderprofile ohne spezielles Werkzeug die einzige praktikable Option.
Die Wärmebehandlung macht ein Zahnrad dauerhaft, verändert aber auch die Geometrie. Das Durchhärten erhöht die Gesamthärte und verzieht das Werkstück nur mäßig, das Induktivhärten härtet gezielt die Zahnflanken bei zähem Kern, und das Einsatzhärten erzeugt eine harte, verschleißfeste Oberfläche von 58 bis 62 HRC auf einem weichen, stoßdämpfenden Kern, die Standardwahl für Automobil- und Großgetriebezahnräder. Das Nitrieren ergibt eine sehr harte, verzugsarme Oberfläche, aber eine dünnere Randzone, geeignet für hochpräzise, stoßarme Läufe. Für den Einkäufer folgt daraus: Nach dem Härten muss dort, wo Präzision zählt, ein Finish erfolgen. Die Wärmebehandlung erzeugt leichte Zahn- und Profilverzüge, und ein Zahnrad, das vor dem Härten auf ISO 7 geschnitten wurde, kann danach leicht hinter ISO 9 zurückfallen. Darum lässt man Präzisionsräder bewusst verziehen und bringt sie anschließend durch Schleifen wieder auf Spezifikation.
Die Genauigkeit eines Zahnrads wird nach internationaler Norm angegeben, und die drei Systeme, auf die Einkäufer am häufigsten treffen, sind ähnlich, aber nicht identisch, weshalb eine Zeichnung die Norm immer explizit benennen sollte. Für die Mehrheit der Industriezahnräder ist die DIN- oder ISO-Klasse 7 bis 8 das wirtschaftliche Optimum: Sie ist mit Wälzfräsen plus Schaben oder leichtem Schleifen erreichbar und für Getriebe, Förderer und Werkzeugmaschinen genau genug. Klasse 6 und enger erfordert fast immer Zahnschleifen. Nach der Wärmebehandlung sind die Finish-Optionen Schleifen für die höchste Genauigkeit, Honen für eine glatte, leise Flanke mit guter Kontaktspur und Schaben als wirtschaftliches Finish vor dem Härten. In AGMA-Einheiten liegt der übliche Industriebereich grob bei Q7 bis Q10, was etwa DIN 8 bis DIN 6 entspricht.
Qualität wird eingebaut, aber auch bewiesen. Jedes Zahnrad durchläuft Zwischenprüfungen, zum Beispiel den Rohling-Rundlauf nach dem Drehen, die Zahntiefe nach dem Wälzfräsen und die Härte nach der Wärmebehandlung, sowie eine Endprüfung auf einem Zahnmesscenter, die Profil-, Flankenlinien-, Teilungs- und Rundlaufabweichungen gegen die Zeichnung aufzeichnet. Maßliche Merkmale werden auf einem Koordinatenmessgerät oder mit üblicher Messtechnik verifiziert, die Härte an Zahnflanke und Kern geprüft. Für OEM-Aufträge stellen wir die Dokumente bereit, die Einkaufsteams wirklich brauchen: Werksprüfbescheinigungen nach EN 10204 3.1, die die Schmelznummer dem Rohstahl zuordnen, einen Prüfbericht oder COC mit den gemessenen Zahnradgenauigkeiten und kritischen Maßen sowie Härte- oder Oberflächenbehandlungsaufzeichnungen, falls gefordert.
Die Lieferzeit hängt mehr von Route und Stückzahl ab als vom Zahnrad selbst. Ein Einzelstück oder eine Kleinserie ist nach Zeichnungsbestätigung typischerweise in 7 bis 15 Werktagen fertig, da das Material vom Lager abgeschnitten wird und das Setup minimal ist. Eine Kleinserie mit Wärmebehandlung und leichtem Finish braucht meist 3 bis 5 Wochen, und ein Produktionsauftrag mit Sonderwerkzeug, Einsatzhärten und Zahnschleifen liegt bei etwa 6 bis 10 Wochen. Der Preis wird zuerst von der Stückzahl getrieben, da Setup und Werkzeug Kleinserien dominieren, Material und Taktzeit aber große Serien, dann von der Toleranzklasse, der Wärmebehandlungsroute und vom Werkstoff, wobei Sonderlegierungen und Schmiederohlinge Aufschläge tragen. Die Teile werden anschließend korrosionsgeschützt und für den Seefrachtverkehr verpackt, einzeln geölt, mit Rostschutzfolie umwickelt und in Exportkisten gesichert, damit die Zahnräder in demselben Zustand bei Ihnen ankommen, in dem sie die Prüfung verlassen haben.
Wir sind ein zeichnungsgebundener Zahnradhersteller mit Sitz in Luoyang, der CNC-Wälzfräsen, Stoßen, Schleifen, hauseigene Wärmebehandlung und ein Zahnmesscenter unter einem Dach betreibt. Diese vertikale Integration ist der Grund, warum wir eine Genauigkeit nach DIN oder ISO 6 bis 8 halten, Prototypen in etwa zwei Wochen liefern und jedes Zahnrad auf seine Rohstoffschmelze zurückverfolgen können. Ob Sie wenige Ersatz-Stirnräder, einen Satz gepaarter Zahnwellen oder eine Serie von Getriebezahnrädern benötigen, wir prüfen zuerst die Zeichnung und nennen den wirtschaftlichsten Weg, der Ihre Genauigkeitsanforderung dennoch erfüllt.
Auf die praktischen Fragen, die Käufer am häufigsten stellen: Für ein Angebot zu einem Sonderzahnrad benötigen wir Ihre Zeichnung oder ein physisches Muster, die Stückzahl dieses Auftrags und die Jahresmenge, den bevorzugten Werkstoff, die geforderte Genauigkeitsklasse und Wärmebehandlung sowie den Anwendungskontext aus Drehzahl, Belastung und Umgebung. Und welche Klasse Sie angeben sollten: Für die meisten Industriegetriebe und Allgemeinmaschinen ist DIN- oder ISO-Klasse 8, ab Wälzung oder nach Schaben, ausreichend und am kostengünstigsten, für Hochgeschwindigkeit oder geräuscharme Antriebe nehmen Sie Klasse 7, und für Präzisionsgetriebe mit erwartetem Schleifen Klasse 6.
Wenn Sie keine Zeichnung haben, können wir ein Musterzahnrad zurückentwickeln, die Verzahnungsdaten und kritischen Maße messen und vor dem ersten Schnitt eine Zeichnung zu Ihrer Bestätigung erstellen; dies ist bei Ersatz- und Altteilen üblich. Ein Prototyp aus Lagermaterial ohne Sonderwärmebehandlung ist meist in 7 bis 15 Werktagen fertig, plus Zeit für Einsatzhärten, Schleifen oder Schmieden sowie für die Seefracht. Und auf Dokumente bezogen liefern wir auf Wunsch Werksprüfbescheinigungen nach EN 10204 3.1, einen Prüfbericht zu Maß- und Verzahnungsgenauigkeit sowie Härteprotokolle – teilen Sie uns also bitte bereits in der Angebotsanfrage mit, welche Zertifikate Ihr Qualitätssystem benötigt.