Wälzstoßmaschine

Wälzstoßmaschinen für die industrielle Fertigung

Funktionsweise einer Wälzstoßmaschine

Eine Wälzstoßmaschine ist eine Werkzeugmaschine zur Herstellung von Innen- und Außenverzahnungen durch das Verfahren des Wälzstoßens. Diese Fertigungsmethode ist besonders geeignet für schwer zugängliche Innenverzahnungen sowie für Werkstücke mit großen Durchmessern oder komplexen Geometrien. Im Gegensatz zum Wälzfräsen arbeitet das Wälzstoßen nicht rotierend, sondern mit einer linearen Stoßbewegung, was es ideal für Innenverzahnungen macht.

Beim Bearbeitungsvorgang kommt ein schneidender Stoßkopf – meist in Form eines Wälzstoßhobels – zum Einsatz. Dieser besitzt das Negativprofil des zu erzeugenden Zahnrads und bewegt sich axial auf und ab. Während dieser Stoßbewegung rotiert das Werkstück synchron zur Bewegung des Werkzeugs. Das Werkzeug und das Werkstück sind so gekoppelt, dass ihre Relativbewegung der Abwälzbewegung zweier Zahnräder entspricht – daher der Name Wälzstoßen.

Der Bearbeitungsvorgang verläuft in mehreren Schritten: Zuerst erfolgt die Einstellung des Werkstücks und des Werkzeugs in der Maschine. Danach beginnt der eigentliche Stoßprozess, bei dem das Werkzeug das Material schrittweise abträgt und die gewünschte Zahnform erzeugt. Durch die Kombination aus Stoßbewegung und Drehung entsteht eine präzise Verzahnung mit hoher Oberflächenqualität. Die Vorschubbewegung erfolgt axial, wodurch das Werkzeug schrittweise tiefer in das Werkstück eindringt.

Moderne CNC-Wälzstoßmaschinen ermöglichen eine automatisierte, hochpräzise Fertigung und sind in der Lage, komplexe Profilformen und Sonderverzahnungen effizient zu erzeugen. Dank der Flexibilität und Genauigkeit ist das Wälzstoßen ein unverzichtbares Verfahren in der Verzahnungstechnik.

Andere Begriffe für diesen Vorgang sind Wälzstoßen als Fertigungsverfahren, Innenverzahnung stoßen oder Verzahnungsstoßen. Wälzstoßen auf Englisch heißt gear shaping.

Vorteile des Wälzstoßens

Ideal für Innenverzahnungen: besonders in kleinen oder schwer zugänglichen Werkstücken
Auch für Außenverzahnungen möglich, wenn das Werkstück rotationssymmetrisch und gut spannbar ist
Sehr hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit
Geringer Werkzeugverschleiß im Vergleich zu Räumverfahren
Werkstück und Werkzeug sind synchronisiert, um die korrekte Zahnform zu erzeugen

(Wälz-)Stoßen vs Räumen

Innenverzahnung wie Außenverzahnungen können auch über das Räumen als Fertigungsverfahren hergestellt werden. Häufig gesuchte Stichworte hierzu sind Räumen Metall und Räumen Maschinenbau. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich der beiden Fertigungsmethoden.

Bewegungsprinzip und Werkzeugführung

Stoßen: Das Werkzeug (z. B. Stoßkopf oder Wälzstoßhobel) führt eine lineare Hubbewegung aus, bei der es das Werkstück abträgt. Beim Wälzstoßen erfolgt zusätzlich eine koordinierte Drehung des Werkstücks, wodurch ein wälzender Eingriff entsteht.
Räumen: Das Räumwerkzeug wird in einem einzigen Durchgang durch das Werkstück gezogen oder geschoben. Die Schneiden des Werkzeugs sind gestuft angeordnet, sodass jede Schneide einen Teil des Materials abträgt.

Einsatzgebiete

Stoßen: Sehr flexibel einsetzbar, besonders geeignet für Innenverzahnungen, kleine bis mittlere Stückzahlen und komplexe Geometrien.
Räumen: Ideal für hohe Stückzahlen, da das Verfahren sehr schnell und effizient ist – allerdings meist auf spezifische Bauteilgeometrien und ein bestimmtes Zahnprofil zugeschnitten.

Werkzeugkosten und Rüstzeiten

Stoßen: Geringere Werkzeugkosten, höhere Rüstzeiten bei manueller Bedienung, aber flexibel bei unterschiedlichen Verzahnungen.
Räumen: Hohe Werkzeugkosten, da das Räumwerkzeug kundenspezifisch gefertigt wird; dafür kurze Rüst- und Bearbeitungszeiten.

Beide Verfahren liefern sehr präzise Ergebnisse. Räumen erzielt jedoch häufig eine noch höhere Wiederholgenauigkeit bei Großserien.

Andere Arten von Verzahnmaschinen

Je nach Fertigungstechnologie für die Herstellung von Zahnrädern unterscheiden wir folgende Verzahnmaschinen:

Anwendungen für Wälzstoßmaschinen in der industriellen Fertigung

Wälzstoßmaschinen finden Anwendung in Branchen, in welchen präzise Innen- und Außenverzahnungen benötigt werden. Typische Einsatzbereiche sind die Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Luft- und Raumfahrttechnik, die Energietechnik, der Werkzeugbau, die Landtechnik sowie der Getriebebau.

Mit einer Wälzstoßmaschine lassen sich unter anderem folgende Werkstücke herstellen:

Innenverzahnte Zahnräder
Kupplungsnaben
Hohlwellen mit Innenverzahnung
Synchronringe
Kettenräder
Rotoren für Elektromotoren
Planetenradträger
Zahnhülsen
Vielkeilprofile
Kupplungsringe

Diese Werkstücke sind häufig rotationssymmetrisch und erfordern eine hohe Maß- und Formgenauigkeit. Das Wälzstoßen eignet sich besonders für mittlere Stückzahlen, komplexe Profilgeometrien und schwer zugängliche Innenverzahnungen – vor allem dort, wo andere Verfahren wie das Fräsen oder Räumen an ihre Grenzen stoßen.

Werkzeuge einer Wälzstoßmaschine

In Wälzstoßmaschinen kommen speziell angepasste Werkzeuge zum Einsatz, um komplexe Verzahnungen effizient und präzise herzustellen. Typische Werkzeuge sind:

Wälzstoßhobel
Geradeverzahnte Stoßmesser
Schrägverzahnte Stoßmesser
Evolventen-Stoßwerkzeuge
Vielkeil-Stoßwerkzeuge
Passverzahnungswerkzeuge
Sonderprofilwerkzeuge
Stoßwerkzeuge mit Wechselplatten
Modulwerkzeuge
Werkzeuge mit Innenkühlung

Diese Werkzeuge bestehen meist aus Hochleistungsstahl oder Hartmetall und sind oft beschichtet (z. B. TiN oder TiAlN), um die Standzeit zu erhöhen. Ihre Auswahl richtet sich nach Werkstückgeometrie, Zahnprofil, Modul und Werkstoff.

Zubehör und Betriebsmittel für eine Wälzstoßmaschine

Für den zuverlässigen Betrieb sind passendes Zubehör und geeignete Betriebsmittel unerlässlich. Dazu gehören:

Werkstückspannvorrichtungen
Werkzeugaufnahmen
Nullpunktspannsysteme
Kühl- und Schmiermittel
Späneförderer
Absauganlagen
Werkzeugvoreinstellgeräte
Mess- und Prüfmittel
CNC-Steuerungssoftware
Reinigungs- und Pflegeprodukte

Diese Komponenten unterstützen die Präzision, verlängern die Standzeit der Werkzeuge und sichern eine gleichbleibende Qualität im Bearbeitungsprozess.

Führende Hersteller für Wälzstoßmaschinen

In unserer Herstellerliste finden Sie Unternehmen, die Wälzstoßmaschinen für die Metallbearbeitung herstellen.

Häufig gesucht sind folgende Begriffe: EMAG Wälzstoßmaschine, Gleason Wälzstoßmaschine, Höfler Wälzstoßmaschine, Wälzstoßen Liebherr, Wälzstoßmaschine Liebherr, Kapp Wälzstoßmaschine, KOEPFER Wälzstoßmaschine, Monnier + Zahner Wälzstoßmaschine

Auswahl der passenden Wälzstoßmaschine

Möchten Sie eine Wälzstoßmaschine kaufen, sind präzise abgestimmte Spezifikationen entscheidend für die Qualität und Effizienz der Fertigung.

Zentrale Merkmale sind die maximale Stoßhöhe, der Verfahrweg in X-, Y- und Z-Richtung, sowie der Werkstückdurchmesser und die Aufspannlänge.
Ebenso wichtig ist die Anzahl der Achsen. Moderne CNC-Wälzstoßmaschinen verfügen über bis zu sechs Achsen für komplexe Bearbeitungsprozesse.
Weitere Kriterien sind die Werkzeugaufnahme, die Steuerungsart (z. B. Siemens oder Fanuc), die Automatisierungsfähigkeit (z. B. Palettenwechsler, Roboterintegration) sowie die Maschinensteifigkeit und Schwingungsdämpfung.
Auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit, das Modulbereich der Verzahnungen und die Kompatibilität mit Standardwerkzeugen spielen eine wichtige Rolle.
Zudem sollten Energieeffizienz, Wartungsfreundlichkeit und Serviceverfügbarkeit des Herstellers beachtet werden.

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Hintergrund: Verzahnungsarten

Verzahnungen gibt es in vielfältigen Ausführungen, darunter Geradverzahnung, Schrägverzahnung, Kegelverzahnung, Innenverzahnung, Außenverzahnung, Stirnradverzahnung, Zykloidenverzahnung, Vielkeilverzahnung, Keilwellenprofil und Hirnverzahnung. Jede Verzahnungsart erfüllt spezifische Anforderungen in Antriebstechnik und Kraftübertragung.

Hintergrund: Stirnradgetriebe

Ein Stirnradgetriebe ist eine Form des Zahnradgetriebes, bei dem die Zahnräder mit geraden oder schrägen Zähnen auf zylindrischen Radkörpern angeordnet sind. Die Kraftübertragung erfolgt parallel zur Achse, was das Getriebe besonders effizient und kompakt macht – praktisch für platzsparende Antriebslösungen. Stirnradgetriebe werden häufig eingesetzt in Maschinenbau, Automatisierungstechnik, Förderanlagen, Verpackungsmaschinen, Robotik und Antriebssystemen. Sie zeichnen sich durch hohe Drehmomentübertragung, einfache Bauweise und geringe Wartungskosten aus. Varianten mit mehreren Übersetzungsstufen ermöglichen flexible Anpassungen an Drehzahl und Kraft. Zu den wichtigsten Arten von Stirnrädern zählen geradverzahnte, schrägverzahnte, doppel-schrägverzahnte (Hirnrad), Innenverzahnte sowie Sonderprofil-Stirnräder für spezielle Anwendungen.

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