Process Development for the Remanufacturing of Geared Components

Abstract

The importance of saving resources and reducing CO2 emissions is continuously increasing in the current and future development of products. In addition, the ever-increasing guidelines lead to the need to increase the efficiency of manufacturing and recycling processes, so that current production adheres to these guidelines. To that end, the product recycling of steel components is a realistic approach to save a high amount of energy, while also ascertaining environmental protection.

Departing from this motivation, this paper addresses the process design for the re-manufacturing of gears from their worn-out state by using bulk metal forming technologies. For this purpose, a Matlab script was created, which calculates a simplified stochastic damaged gear contour according to the elementary wear mechanisms for spur gears. Based on these results, strategies for precision postforming and proper tooling were determined with the aim to remanufacture gears.

Abstract

In der jüngeren Vergangenheit konnte bei der Entwicklung technischer Produkte eine Zunahme von Bestrebungen zur Ressourcenschonung und CO2- Reduktion beobachtet werden. In Kombination mit den steigenden Umweltrichtlinien besteht die Notwendigkeit, die Effizienz bestehender Herstellungs- und Recyclingprozesse zu erhöhen, sodass aktuelle Produktionsprozesse an ihre Grenzen stoßen. Eine Möglichkeit, hierauf zu reagieren und hohe CO2-Ausstöße nachhaltig einzusparen, ist das Produktrecycling von massiven Stahlbauteilen durch eine umformtechnische Nachbearbeitung.

Basierend auf dieser Motivation thematisiert dieser Beitrag die Prozessauslegung zur umformtechnischen Instandsetzung verschlissener Zahnräder. Hierfür wurde ein Matlab Skript erstellt, welches eine vereinfachte stochastische verschlissene Zahnradkontur berechnet und die elementaren Verschleißmechanismen für Stirn-räder berücksichtigt. Im Anschluss konnten Strategien für das Präzisionsnachformen sowie Werkzeugsysteme zur Instandsetzung von funktionsgleichen Zahnrädern erarbeitet werden.