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Verfahren & Technologien

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KRAUSE & MAUSER Technologiezentrum

Der Motor unserer Innovationskraft

Sehr geehrte Damen und Herren,

mit dieser Informationsbroschre mchten wir Ihnen das Technologie-zentrum von KRAUSE & MAUSER vorstellen. Auf den folgenden Seiten erfahren Sie mehr ber unser Know-how und erhalten einen berblick ber unsere angewandten Technolo-

gien. Wir mchten Ihnen zeigen, wie Sie in Ihrer Produktion von unserer Innovationskraft profitieren knnen.

Unser Ziel ist Ihre Prozessoptimierung: Wir entwickeln stndig neue innovative Verfahren wie beispielsweise das Laser-Cracken, -Strukturieren oder Gltten.

Auch bei der Produktentwicklung sind wir Ihr kompetenter Partner: In enger Zusam men arbeit mit Rohteillieferanten, Konstrukteuren und Experten aus Fertigung und Qualitts-sicherung erstellen wir Machbarkeitsstudien genau fr Ihr Produkt.

Fordern Sie uns: Alle dargestellten Technologien und Verfah-ren adaptieren oder verfeinern wir exakt fr Ihre Aufgaben-stellung.

Sie definieren Ihre technologische Heraus forderung wir schpfen unser Potenzial fr Sie aus!

Siegfried Gruhler Leiter des Technologiezentrums

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KRAUSE & MAUSER TechnologiezentrumEntwicklung von High-End-Technologien

Jedes der KRAUSE & MAUSER- Projektteams steht in direkter Ver-bindung zum Technologiezentrum. Auf diese Weise knnen wir even-tuelle Prozessrisiken schon im Vorfeld erkennen und ausschlieen. In enger Kooperation mit unseren Kunden entwickeln und erpro-ben wir Technolo gien bis hin zur gemein samen Ferti gung.

Wir arbeiten mit hochmodernen Ein-richtungen wie zum Beispiel unserem Przisionsbearbeitungs-Teststand. Hier knnen unterschiedliche Bear bei tun-gen und Materialien mit verschiedenen Spindel- und Werk zeug technologien berprft werden. Mit unserem Spann-Modul-Baukasten sind wir in der Lage,

die reale Vor rich tungs situation abzubil-den. Neben verschiedenen Laser- und Crackeinrich tun gen knnen wir auf unserem -Flex-Modul und verschie-denen Bearbeitungszentren alle Fein-bear beitungs aufgaben der mechani-schen Fertigung durchfhren.

Spindel- und Feinbearbeitungsprfstand

Crackeinrichtung im Technologiezentrum

-Flex Feinbearbeitungsmodul

Mikroskopische Untersuchung einer Laserkerbe

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KRAUSE & MAUSER Technologien in der AnwendungVerfahren und Technologien rund um den Powertrain

Verfahren & Technologien Werkstcke

Laser-Cracken

Laser-Strukturieren

Feinbearbeitung

Gltten

Laser-Beschriften

Formbohren

Achsgehuse

Achsschenkel

Ausgleichsgehuse

Gelenkwellenlagerdeckel

Geteilte Kugellager

Getriebedeckel

Kurbelwelle

Kurbelwellenlagerdeckel

Nockenwellengehuse

Pleuel

Zylinderblock

Zylinderkopf

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Laser-Crack-Technologie Schneller sicherer kostengnstiger

Die Laser-Crack-Technologie spart gegenber dem herkmmlichen spanenden Trennen durch Sgen oder Trennschleifen erheblich Zeit und Kosten.

Beim Bruchtrennen (Cracken) entsteht ein mikrostrukturiertes Bruch gefge, das bei der Verschraubung eine form-schlssige Passung beider Werkstck-teile herstellt. Die definierte Laser kerbe erzeugt hierbei eine Soll bruchstelle am Werkstck und ersetzt somit das her-kmmliche Trennen. Durch die hohe Leistungs dichte des Lasers knnen nahezu alle Werkstoffe gekerbt wer-den. Form und Kerbtiefe bestimmen hierbei mageblich die Qualitt der Bruchflchen.

Die Sinuskerbe ist eine Weiterent wick-lung von KRAUSE & MAUSER. Diese Laserkerbe wird in Form einer Sinus-linie in das Werkstck eingebracht.

Einsatzgebiete der Formlaserkerbe (Sinuskerbe):

Fgen von Werkstckteilen ohne Vorzentrierung durch Fhrungs- oder Auflageflchen

Montage von Pleueln, die einer Krafteinwirkung der Lagerschalen unterliegen

Sichere Fgung von geschmiedeten Pleueln mit kritischer Eigen spannung

Besonders geeignet bei feinen Bruch gefgen, wie sie z. B. bei hochfesten Pleueln, Schmiede- oder Sinter deckeln vorkommen

Vorteile des Laser-Crackens gegen-ber herkmmlichen Verfahren:

Reduktion der notwendigen Bear-bei tungsschritte auf ca. 50 %

Vereinfachung der Prozess-gestaltung

Erhhung von Prozesssicherheit und Montagequalitt

Einsparung von Produktionsflche Einsparung bei Bearbeitungskosten

von bis zu 40 % Verbesserung der Prozessqualitt

Laserkerben einer Lkw-Kurbelwellenlagerschale Lasergekerbte Kurbelwellenlagergasse

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Laser-Crack-Technologie Werkstoffe und Anwendungsgebiete

Werkstoffe, die sich fr das Laser-Cracken von Pleuel und Zylinderblock eignen:

Temperguss (GTS 65) Kugelgraphitguss (GGG70) Stahl (C70, C80) Sintermetalle GGL 25 GGV 45-55

Druckgussteile aus Aluminium oder Werkstcke mit einer Bronzelegierung lassen sich mit der Laser-Crack-Techno logie von KRAUSE & MAUSER ebenfalls erfolgreich cracken.

Anwendungsgebiete im Bereich Automotive:

Achsgehuse Bettplatten- und

Gelenkwellenlagerdeckel Bremsscheibe Differenzialgehuse Pkw-, Lkw- und Gromotoren-

Pleuel Kurbelwellenlagerdeckel Zylinderblock Zylinderkopf

TechnologietransferDank der langjhrigen Erfahrung unserer Laser-Crack-Spezialisten im Bereich des gesamten Powertrain angefangen bei Kleinst serien mit hchs ten Bean spruchungen bis zu Gro serien mit hchster Qualitt und absoluter Prozess sicherheit ist der Technologietransfer in andere Fertigungs bereiche und Adaptionen auf weitere Werkstcke problemlos mglich.

Cracken der Kurbelwellenlagerschale Kurbelwellenlagergasse mit abgenommenen Lagerdeckeln

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Vorteile der Haftstrukturen:

Kein Verdrehen der Lagerschale bei hoch dynamischen Motoren, somit bertragung hherer Dreh momente mglich

Keine lkohlebildungen oder Lagerschden

Reduktion der Investitionskosten um ca. 50 % gegenber dem Honen

Senkung der Wartungs- und Betriebs kosten gegenber Nass bearbeitung

Keine Einschrnkung fr Mess-prozesse oder Klassifizierungen

Geringer Platzbedarf Verfahrensflexibilitt ist gegeben

Beim Laser-Strukturieren werden definierte Oberflchengten fr den Einsatz als Haft- und Schmier-struk turen erzeugt. Haftstrukturen lassen sich in Form von Zeilen oder Punk ten gestalten.

Topografisches Messergebnis einer feingedrehten und laserstrukturierten Flche im Vergleich

LaserpunktstrukturRingdurchmesser 0,11 mm

Laserstrukturfenster an einem Pleuel

Vier-Fenster-Laserstrukturieren eines Lkw-Pleuels Paralleles Lasern der ersten beiden Fenster

Laser-Strukturieren und -BeschriftenGeringere Investitionskosten hhere Prozesssicherheit

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Laserbeschriftung zur Rckverfolgung und Identifizierung

Schmierstrukturen oder MikroschmiersystemeMit dem Abtragen des Werkstoffs knnen am Werkstck Mikrotaschen entstehen, die Schmierstoffe aufneh-men und somit die Schmierleistung erhhen.

Rckverfolgung und IdentifizierungAngesichts der zunehmenden Varian-ten vielfalt ist eine einfache und effizien te Bauteilbeschriftung fr die Rck verfolgung und Identifizierung von Bau teilen unabdingbar ge wor-den. Das Laserbeschriften ist eine adquate Lsung, um Werk stcke schnell und zuverlssig rckverfolgen

zu knnen und defekte Bau teile zu identifizieren. Bereits whrend des Bearbeitungs prozesses knnen die Werkstcke mit einem Matrix- oder Barcode beschriftet werden. Die Prozesssicherheit beim Mon tieren zusammengehriger Bau teile erhht sich entscheidend.Topografisches Messergebnis der

Punktstruktur

Laserstrukturieren eines Pkw-Pleuels Detailaufnahme Laserstrukturieren

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EllipseF = E + 0,01

E

Formbohren

Bessere Schmierung weniger Belastung

Eine Ausprgung des Formbohrens bei der Pleuelbearbeitung ist das Einbringen einer Trompetenkontur in der Buchse des kleinen Pleuel-auges. Das Toleranzband bei der Herstellung dieser Kontur liegt in einem Bereich von 3 5 m.

Vorteile der Trompetenkontur: Prvention vor Bolzenbeschdigung Reduktion der Kolbenbolzen-

belastung Verbesserung der Kolbenbolzen-

schmierung

Auch mit einem elliptischen Pleuelauge lsst sich die Bolzenschmierung ver-bessern. Die einwirkende Kol ben kraft bewirkt bei einem ovalen Rundlager, dass der Kolbenbolzen im elastischen Bereich abgeplattet wird (vgl. Abb. 1).

Die Rckformung des Bolzens bewirkt eine Sogwirkung, durch die l zwi-schen das Lager und den Bolzen gesaugt wird. Auf diese Weise wird mit Hilfe der Kapillarwirkung ein Schmier film aufgebaut (vgl. Abb. 2).

Abb. 1: Einwirkende Kolbenkraft auf den Kolbenbolzen Abb. 2: Entstehende Sogwirkung durchdie Rckformung des Kolbenbolzens

Formbohren am kleinen PleuelaugeTrompetenkontur im kleinen Pleuelauge

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FeinbearbeitungHchste Przision fr hchste Leistungsanforderungen

Bei den heutigen Abgasnormen ist es unabdinglich, dass die angren-zen den Fasen bzw. Radien des eigentlichen Ventilsitzes exakt ab gebildet werden. Die Ventilsitz -bearbeitung erfolgt drehend, NC-gesteu ert ber die Z-Achse und eine U1-Achse im Bereich eines Hubes von 10 mm/Radius. Die U2-Achse dient zum anschnittge-fhrten Rei ben der Ventilfhrung.

Vorteile der NC-gesteuerten Ventilsitzbearbeitung:

Jede Form der Fasen (auch konvex/konkav), Radien und Kurven herstellbar

Einlass und Auslass mit nur einem Sonderwerkzeug herstellbar

In jeder Stellung ausgewuchtet Ventilsitzwinkel

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Gltten mit DiamantkugelWeniger Kosten krzere Prozesse hchste Qualitt

Die Entwicklung des buchsenlosen Pleuels ist ein aktuelles Beispiel fr die allgegenwrtige Forderung nach Kostenminimierung. Die nicht exis tierende Buchse stellt allerdin