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08.03.2018

Die perfekte Antriebswelle: Beschichtung von Prototypen

Bis zur Serienreife müssen Prototypen vielen Tests standhalten

Die Anforderungen an moderne Automobile gleichen der Quadratur des Kreises: Dynamisch und leistungsstark sollen sie sein, gleichzeitig aber auch ebenso umweltfreundlich wie sparsam, leise und sicher. Der Antriebsstrang trägt seinen Teil dazu bei, dieses Ziel zu erreichen.

Entsprechend herausfordernd sind schon im Prototypenstadium die Tests neuer Antriebswellen und Gelenke. Damit die Antriebswellen auch in dieser Phase optisch halten, was sie technisch versprechen, lässt der internationale Entwickler und Hersteller von Fahrwerkskomponenten, Neapco Europe GmbH, sie bei der Pallas GmbH & Co. KG beschichten.

So sieht eine klassische Antriebswelle von Neapco aus. © Neapco Europe GmbH

Als internationaler Technologieführer in der Entwicklung und Herstellung von Fahrwerkskomponenten beschäftigt Neapco mit Hauptsitz in Michigan, USA, heute über 2.200 Mitarbeiter an fünf Standorten – neben den USA in China, Mexiko, Polen und Deutschland. Damit ist das 1924 gegründete Unternehmen ein wichtiger Systemlieferant der weltweiten Automobilindustrie.

Die Neapco Europe GmbH mit Sitz in Düren entwickelt und produziert mit 850 Mitarbeitern Antriebswellen, Differenziale und Radnaben für nahezu alle Premiumautomobilhersteller in Europa. Ab Sommer 2018 wird hier auch der StreetScooter für die Deutsche Post gefertigt. Zugleich ist der Prototypen-Shop des Dürener Standorts das unternehmensweite Kompetenzzentrum von Neapco für die Entwicklung neuer Komponenten. Von hier aus werden die Applikationsingenieure global gesteuert und auch die Fertigung sämtlicher Prototypen des Konzerns erfolgt im rheinländischen Düren. Neapco legt Antriebswellen, Gelenke und Manschetten maßgeschneidert auf die jeweilige Technologie und Einbausituation an und unterscheidet etwa zwischen Verbrennungs-, Hybrid- oder Elektromotoren sowie zwischen Front- und Heckantrieb. Durch standortübergreifend integrierte Konstruktion, Produktion, Qualitätssicherung und Logistik unterstützt das Unternehmen seine Kunden von der ersten Idee über die Entwicklung und Erprobung bis zur Serienproduktion.

Verschiedene Antriebswellen und Gelenke werden mit dem Korrosionsschutz beschichtet. © Neapco Europe GmbH

2.500 Prüfzyklen im Testgelände und in Straßentests

Zum Einsatz kommen hochmoderne Technologien und Prozesse. Der Prototypen-Shop bietet ein umfassendes Portfolio an Antriebswellen, das im Laufe der Jahre mit den verschiedenen Erstausrüstern weiterentwickelt wurde.

Ob Längs-, Seiten- oder Kardanwelle: Am Anfang steht immer ein maßgeschneidertes Konzept, das Neapco mit den Konstrukteuren der Kunden abstimmt. Kurze Entscheidungswege ermöglichen es, Prototypen sehr kurzfristig anzufertigen und in Serie zu überführen.

So fräst Neapco im Prototypen-Shop Bauteile aus dem Vollen oder schweißt auch schon mal Wellen für eine erste Anmutung zusammen. In mehrstufigen Tests werden die Prototypen anschließend bis zu 2.500 Prüfzyklen ausgesetzt, deren Ablauf der jeweilige Kunde detailliert vorgibt. Dabei testet Neapco sie sowohl auf dem eigenen Prüfstand als auch seriennah im Realbetrieb auf dem Testgelände und in Straßentests auf Effizienz, Funktionalität und Lebensdauer.

Bis zur Serienreife entstehen bis zu 200 Prototypen

Die Gelenke von Neapco müssen im Prototypenstadium vielen Tests standhalten. © Neapco Europe GmbH

Zwischen 50 und 200 Prototypen werden von jeder Welle gebaut, bis sie serienreif ist und bei Neapco je nach Einsatzzweck als Kleinstserie oder in großer Stückzahl produziert wird. Dabei erwarten die Hersteller, dass die Wellen bereits im Prototypenstadium mit Korrosionsschutz beschichtet sind. Seit vielen Jahren vertraut der Automobilzulieferer im Bereich Werkzeugbau auf die Kompetenz der Pallas-Experten für Oberflächenbearbeitung. Abhängig vom Verfahren und vom Werkstoff realisiert Pallas Schichtdicken von 20 μm bis zu mehreren Millimetern.

Herausforderung 1: Ein Pulver, das bei Niedrigtemperatur schmilzt

Ein Außengelenk und dessen Stirnverzahnung von Neapco. © Neapco Europe GmbH

Die Herausforderung bei Neapco begann bei dem verzugsarmen Auftrag der elektrostatischen Pulverbeschichtung: Um zu garantieren, dass die gehärteten Wellen innerhalb der Toleranz bleiben, musste ein Pulver gefunden werden, das bei Niedrigtemperatur verschmilzt. Üblich sind Pulver, die bei Temperaturen von 180 °C und höher verarbeitet werden. Die Anlasstemperatur der Antriebswellen lag in diesem Fall jedoch bei 160° C, eine Temperaturgrenze, die auch die Verarbeitung des Pulvers nicht überschreiten durfte. Pallas half dem Automobilzulieferer bei der Auswahl des geeigneten Kunststoffpulvers.

Herausforderung 2: Die aufwendige Maskierung

Mit der Pistole werden auch schwer zugängliche Bereiche erreicht. © Pallas GmbH & Co. KG

Eine zweite Herausforderung bestand in der aufwendigen händischen Maskierung für die Beschichtung. Dank vieler unzugänglicher Stellen und Spezialabdeckungen braucht es verschiedene Spezialbänder, die die Maskierung sehr zeitaufwendig werden lassen – Bei Wellen für Elektroautos muss beispielsweise die Abdeckung der Oberseite gewährleistet sein. Pallas löste diese Aufgabe mithilfe von Edelkorund. Dieses Strahlmittel setzt das Unternehmen nach dem Entfetten und Maskieren ein, anschließend wird das Kunststoffpulver elektrostatisch mit der Pistole appliziert und im Ofen vernetzt.

Lieferung innerhalb von 2 Tagen – auch übers Wochenende

Vor der Beschichtung müssen die Teile oft aufwendig maskiert werden. © Neapco Europe GmbH

Die Kunden von Neapco erwarten eine schnelle Lieferung der gewünschten Komponenten. Da diese Bauteile noch nicht beschichtet sind, bleibt auch für Pallas nur eine minimale Reaktionszeit: Durchlaufzeiten von nur zwei Tagen sind keine Seltenheit. „Wiederholt gab es in der Vergangenheit Situationen, wo Pallas freitagsnachmittags Bauteile von Neapco erhielt, die am Wochenende bearbeitet werden mussten, damit sie am Montagmorgen beim Kunden von Neapco angeliefert werden konnten“, erläutert Dirk Möchel, langjähriger Abteilungsleiter der Bereiche Werkzeugbau und Prototypenshop bei Neapco. Pallas stellt deshalb notfalls auch am Wochenende ein Team und die benötigte Infrastruktur bereit, um die komplexe Bearbeitung der Bauteile fristgerecht zu schaffen.

Der Leiter des Prototypenshops, Michael Freitag, bewertet die Zusammenarbeit auch aus diesem Grund positiv: „Die Offenheit im Austausch, das profunde Know-how und die enorme Flexibilität machen Pallas für uns zu einem sehr wertvollen Partner.“

Weiterführende Information
  • Erschienen am 18.01.2018

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  • Erschienen am 29.03.2016

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Unternehmensinformation

Neapco Europe GmbH

Henry-Ford-Straße 1
DE 52351 Düren

Pallas GmbH & Co. KG Oberflächentechnik

Adenauerstraße 17
DE 52146 Würselen
Tel.: 02405 4625-0
Fax: 02405 4625-111

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