Dwa stają się jednym – Jednoblokowy wał wejściowy z gotowymi do montażu wypustami lamelowymi - oszczędność kosztów rozwoju i produkcji

Wraz ze wzrostem złożoności hybrydowych układów napędowych, rośnie też liczba wymaganych komponentów, powodując wzrost kosztów tych układów. Dotyczy to zarówno kosztów jednostkowych, kosztów logistyki, jak i kosztów inwestycji w rozwój i narzędzia.

Skutecznym sposobem przeciwdziałania takim wzrostom kosztów jest zmniejszenie liczby komponentów i dostawców oraz eliminacja etapów produkcji. Sukcesem takiego podejścia jest wał wejściowy dla dwusprzęgłowej skrzyni biegów.

Klient potrzebował wału, który umożliwiałby sprzęganie i odsprzęganie silnika elektrycznego w układzie hybrydowym P2 w układzie napędowym pomiędzy silnikiem a przekładnią. Pierwsza konstrukcja obejmowała prosty wał z kołnierzem. Zamiarem było przyspawanie do kołnierza elementu z blachy z wypustami lamelowymi.

Asortyment komponentów firmy Hirschvogel obejmuje liczne wały z kutymi i gotowymi do montażu wypustami. Przykładem mogą być nośniki dysków do napędu na cztery koła na żądanie lub przekładnia postojowa na wale wariatora do CVT. W oparciu o tę wiedzę, inżynierowie z Hirschvogel zaproponowali również rozwiązanie jednoblokowe dla takiego zastosowania.

Intensywna współpraca z klientem zaowocowała powstaniem wału kutego na gorąco, wykonanego z 1045, posiadającego duży kołnierz ze zintegrowanymi wypustami lamelowymi na obwodzie zewnętrznym. Dzięki końcowemu etapowi kucia na zimno, wielowypusty wykazują tolerancje przygotowane do montażu. Wypusty na wale, jak również łożyska i gniazda uszczelniające osiągają swoją twardość poprzez hartowanie indukcyjne.

Opracowany w ten sposób komponent ma masę ok. 1,1 kg i łączy w sobie szereg zalet: koszty narzędzi do opracowania elementu jednoblokowego wynoszą jedynie ok. 20 % inwestycji, która byłaby konieczna w przypadku rozwiązania dwuczęściowego. Przede wszystkim narzędzia potrzebne do opracowania pierwotnie planowanego rozwiązania z blachy byłyby bardzo kapitałochłonne. Koszty połączenia elementów z blachy z wałem centralnym (np. poprzez spawanie laserowe) zostały całkowicie wyeliminowane, podobnie jak koszty kontroli połączenia.

Hartowanie naprężeniowe, które ma miejsce podczas kalibracji sprawia, że obróbka cieplna boków zębów lamelowych nie jest konieczna. Połączenie kucia na ciepło i na zimno generuje połączenie między zębami po jednej stronie wielowypustów. Połączenie to utrzymuje przymocowaną płytkę sprzęgła na miejscu podczas montażu. Taka geometria nie byłaby możliwa w przypadku głęboko tłoczonej części wykonanej z blachy. Ponadto fakt, że liczba dostawców jest ograniczona do minimum, powinien również prowadzić do zmniejszenia wydatków podczas projektowania i produkcji.

Ten przykład wyraźnie pokazuje, jak wysoko rozwinięta technologia produkcji może znacząco przyczynić się do zmniejszenia inwestycji i kosztów rozwoju. Koszty produkcji opisanego wariantu jednoblokowego są również bardzo atrakcyjne przy obecnej rocznej wielkości produkcji, mieszczącej się w średnim zakresie.