Hohlwellen fertigen: leicht, belastbar und serienfähig
Felss entwickelt und fertigt kundenspezifische Hohlwellen für anspruchsvolle industrielle Anwendungen. Mit Kaltumformverfahren wie Rundkneten und Axialformen entstehen belastbare Leichtbauteile mit gezielter Materialverteilung, komplexen Geometrien und hoher Funktionsintegration.
Von der Bauteilentwicklung über die Prozessauslegung bis zur Serienfertigung oder eigenen Fertigungslösung begleiten wir Sie auf dem Weg zur wirtschaftlich optimalen Hohlwelle.
Hohlwellen bei Felss auf einen Blick
- kundenspezifische Bauteil- und Prozessentwicklung
- Rundkneten und Axialformen als zentrale Kaltumformverfahren
- variable Durchmesser und belastungsgerechte Wandstärken
- komplexe Innen- und Außenkonturen
- Innen- und Außenverzahnungen
- Kombination mit Drehen, Härten, Schleifen und weiteren Verfahren
- Prototypen- und Serienfertigung
- alternativ Entwicklung einer eigenen Maschinen- und Fertigungslösung
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Hohlwellen für konsequenten Leichtbau
Der Vorteil einer Hohlwelle liegt nicht allein im Hohlraum. Entscheidend ist eine belastungsgerechte Konstruktion, bei der Material gezielt dort eingesetzt wird, wo es für die Funktion des Bauteils benötigt wird.
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- Weniger Gewicht: Der hohle Aufbau reduziert den Materialeinsatz und schafft Potenzial für gewichtsoptimierte Konstruktionen.
- Hohe Belastbarkeit: Durch eine gezielte Auslegung der Querschnitte wird Material dort eingesetzt, wo es für die Belastung des Bauteils benötigt wird.
- Hohe Funktionsintegration: Komplexe Innen- und Außenkonturen sowie unterschiedliche Durchmesser und Übergänge können direkt in die Bauteilgeometrie integriert werden.
- Ressourceneffiziente Fertigung: Bei der Kaltumformung wird vorhandenes Material gezielt in die benötigte Geometrie gebracht, statt es großflächig spanend abzutragen.
Was ist eine Hohlwelle?
Eine Hohlwelle ist eine Welle mit einem Hohlraum entlang ihrer Längsachse. Wie eine Vollwelle kann sie Drehbewegungen und Drehmomente übertragen. Durch den hohlen Querschnitt lässt sich jedoch Material dort reduzieren, wo es für die mechanische Funktion nicht benötigt wird. Hohlwelle bezeichnet zunächst die Bauform einer Welle. Je nach Funktion kann eine solche Welle beispielsweise als Rotorwelle, Getriebewelle, Antriebswelle oder Lenkwelle eingesetzt werden.
Von der Bauteilidee zur serienreifen Hohlwelle
Bei Felss unterstützen wir unsere Kunden bereits bei der Entwicklung und Auslegung des Bauteils. Ausgehend von Ihren Anforderungen betrachten unsere Experten Geometrie, Belastung und gewünschte Funktionen. Darauf aufbauend wird geprüft, welche Bereiche durch Rundkneten, Axialformen oder weitere Verfahren hergestellt werden können und welche Prozessfolge technisch sowie wirtschaftlich sinnvoll ist.
Prototypen und Prozessentwicklung schaffen anschließend die Grundlage für die Industrialisierung. Die entwickelte Hohlwelle kann bei Felss in Serie gefertigt oder auf einer passenden Felss Fertigungslösung produziert werden.
Hohlwellen fertigen lassen oder selbst produzieren
Felss verbindet Komponentenfertigung und Maschinenbau. Damit gibt es für die Industrialisierung einer Hohlwelle unterschiedliche Wege.
Hohlwellen als fertige Komponenten
Felss übernimmt die Fertigung Ihrer kundenspezifischen Hohlwellen vom Prototyp bis zur Serie. Neben den eigenen Kaltumformverfahren stehen weitere Inhouse-Technologien zur Verfügung, sodass auch einbaufertige Komponenten realisiert werden können.
Eigene Hohlwellenfertigung mit Felss
Soll der Prozess in Ihre eigene Produktion integriert werden, entwickelt Felss die dafür passende Maschinen- und Fertigungslösung. Prozess, Werkzeugkonzept und Automatisierung werden auf das konkrete Bauteil abgestimmt.
Die Herausforderung: eine 90°-Schulter durch Umformung
Eine besondere Herausforderung bei der realisierten Hohlwelle war die Herstellung einer 90°-Schulter im Umformprozess. Gleichzeitig musste ein großer Stufensprung bei hoher Geometriegenauigkeit umgesetzt werden.
Dafür greifen mehrere Fertigungsverfahren gezielt ineinander. Kaltumformung, Drehen, Härten und Schleifen bilden eine abgestimmte Prozesskette für die anspruchsvolle Bauteilgeometrie.
Besonderheiten der realisierten Lösung
- Realisierung einer 90°-Schulter durch Umformung
- Großer Stufensprung bei hoher Geometriegenauigkeit
- Kombination von Kaltumformung und gezielter Nachbearbeitung
- Hohe Funktionsintegration bei reduziertem Materialeinsatz
So zeigt das Bauteil exemplarisch, dass nicht ein einzelnes Fertigungsverfahren über die Wirtschaftlichkeit entscheidet, sondern die auf Geometrie, Funktion und Stückzahl abgestimmte Prozesskette.
Warum Hohlwellen mit Felss entwickeln?
Felss ist auf die Kaltumformung von Rohren und Vollmaterial spezialisiert und verbindet Bauteilentwicklung, Prozesswissen, Maschinenbau und Komponentenfertigung innerhalb einer Unternehmensgruppe.
Das Ziel ist eine wirtschaftliche Hohlwelle, deren Fertigungsprozess optimal zu ihrer späteren Funktion passt. Mit internationalen Produktionsstandorten und einem weltweiten Vertriebs- und Servicenetz begleitet Felss Projekte von der Entwicklung bis zur industriellen Serienfertigung.
Anwendung im Elektromotor einer Servolenkung
In elektromechanischen Lenksystemen kann die Hohlwelle als Motorwelle des elektrischen Stellmotors eingesetzt werden. Sie überträgt die benötigten Kräfte beziehungsweise Drehmomente innerhalb des Lenksystems und ermöglicht durch ihre hohle Bauweise gleichzeitig eine kompakte und gewichtsoptimierte Konstruktion.
Gerade in dieser Anwendung sind mehrere Anforderungen miteinander zu vereinen. Die Welle muss belastbar und präzise sein, gleichzeitig möglichst wenig Gewicht und Bauraum beanspruchen und komplexe Funktionsgeometrien aufnehmen können.
Die von Felss realisierte Hohlwelle zeigt, welches Potenzial eine darauf abgestimmte Fertigungsstrategie bietet.
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Hohlwellen fertigen durch Kaltumformung
Für die wirtschaftliche Fertigung von Hohlwellen kombinieren wir unsere Kaltumformverfahren gezielt miteinander und ergänzen sie dort, wo es technisch sinnvoll ist, durch weitere Bearbeitungsschritte.
Welche Prozessfolge zum Einsatz kommt, hängt von der Bauteilgeometrie, dem Werkstoff, den geforderten Toleranzen, der Belastung sowie der geplanten Stückzahl ab. Die Fertigung wird deshalb immer vom konkreten Bauteil aus gedacht.
Rundkneten für leichte und belastbare Wellen
Beim Rundkneten wird ein Rohr durch schnell aufeinanderfolgende Werkzeugbewegungen schrittweise umgeformt. Dadurch lassen sich Durchmesser, Wandstärken und Außenkonturen gezielt beeinflussen.
Mit zusätzlichen Dornen können gleichzeitig komplexe Innengeometrien erzeugt werden. Die Kaltumformung verfestigt den Werkstoff und schafft damit zusätzliche Potenziale für hochbelastbare Leichtbauteile.
Je nach Bauteil ermöglicht das Rundkneten bei Felss eine Steigerung der Dauerfestigkeit um bis zu 30 % und Gewichtseinsparungen von bis zu 50 %.
Verzahnungen durch Axialformen
Benötigt die Hohlwelle eine Verzahnung zur Kraft- oder Drehmomentübertragung, kann das Axialformen die Prozesskette ergänzen.
Dabei wird das gewünschte Profil direkt in das Material eingeformt. So lassen sich Innen- und Außenverzahnungen sowie unterschiedliche Verzahnungs- und Sonderprofile herstellen. Felss erreicht dabei Genauigkeitsklassen von 5 bis 6 nach DIN 5480.
Wo werden Hohlwellen eingesetzt?
Hohlwellen kommen überall dort zum Einsatz, wo Drehbewegungen oder Drehmomente übertragen und gleichzeitig Gewicht, Bauraum oder bewegte Massen reduziert werden sollen. Besonders relevant sind sie deshalb in der Automobilindustrie sowie im Maschinen- und Anlagenbau.
Elektromotoren und elektrische Antriebe
In Elektromotoren und elektrischen Antriebssystemen ermöglichen Hohlwellen kompakte und gewichtsoptimierte Wellenkonzepte. Je nach Funktion kann beispielsweise eine Rotorwelle als Hohlwelle ausgeführt werden.
Lenkungssysteme
In elektromechanischen Lenksystemen können Hohlwellen als Motor- oder Lenkwellen eingesetzt werden. Hier sind geringe Masse, kompakter Bauraum, hohe Belastbarkeit und präzise Funktionsgeometrien miteinander zu verbinden.
Getriebe
Als Hohlwelle ausgeführte Getriebewellen ermöglichen die Übertragung von Drehmoment bei reduziertem Materialeinsatz. Integrierbare Verzahnungen, unterschiedliche Durchmesser und belastungsgerechte Wandstärken eröffnen zusätzliche konstruktive Möglichkeiten.
Antriebssysteme
Bei Antriebswellen kann die hohle Bauweise insbesondere dort interessant sein, wo hohe mechanische Belastungen mit einer gewichtsoptimierten Konstruktion kombiniert werden sollen.
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Umformen oder Zerspanen: Wie entsteht die wirtschaftlichste Hohlwelle?
Nicht jede Hohlwelle lässt sich mit demselben Verfahren wirtschaftlich herstellen. Entscheidend sind Bauteilgeometrie, Werkstoff, Toleranzen, Funktionsanforderungen und Stückzahl.
Kaltumformung für materialeffiziente Serienbauteile
Die Kaltumformung ist besonders interessant, wenn Material effizient eingesetzt und komplexe Geometrien reproduzierbar in Serie hergestellt werden sollen.
Beim Rundkneten wird das vorhandene Material gezielt in die benötigte Geometrie gebracht. Gleichzeitig kann die Kaltverfestigung zusätzliche Potenziale für die mechanischen Eigenschaften des Bauteils schaffen.
Gerade bei Bauteilen, die ansonsten einen hohen spanenden Materialabtrag erfordern würden, kann die Kaltumformung wirtschaftliche Vorteile bieten.
Zerspanung für gezielte Bearbeitungsschritte
Spanende Verfahren wie Drehen oder Schleifen bieten eine hohe geometrische Flexibilität und können dort sinnvoll sein, wo bestimmte Flächen, Toleranzen oder Funktionsbereiche gezielt bearbeitet werden müssen.
Deshalb steht bei Felss nicht die Frage „Umformen oder Zerspanen?“ im Mittelpunkt, sondern die Frage, welche Prozessfolge für das konkrete Bauteil die beste Lösung bietet.
Die wirtschaftlichste Lösung entsteht oft durch die Kombination
Bei anspruchsvollen Hohlwellen werden Kaltumformung und ergänzende Bearbeitungsverfahren gezielt miteinander kombiniert. So kann die Kaltumformung beispielsweise die Grundgeometrie und komplexe Formelemente erzeugen, während weitere Verfahren gezielt für die abschließende Bauteilqualität eingesetzt werden.
Entscheidend ist deshalb nicht das einzelne Verfahren, sondern die Prozesskette, die technisch und wirtschaftlich optimal zur Hohlwelle passt.
Häufige Fragen zur Hohlwellen-Fertigung
Was ist eine Hohlwelle?
Eine Hohlwelle ist eine Welle mit einem Hohlraum entlang ihrer Längsachse. Wie eine Vollwelle kann sie Drehbewegungen und Drehmomente übertragen. Durch die hohle Bauweise lässt sich jedoch Material und damit Gewicht reduzieren. Gleichzeitig kann der Innenraum konstruktiv genutzt und die Geometrie gezielt auf die Belastung des Bauteils abgestimmt werden.
Welche Vorteile bietet eine Hohlwelle gegenüber einer Vollwelle?
Der wichtigste Vorteil ist das Potenzial zur Gewichts- und Materialreduzierung. Bei einer belastungsgerechten Konstruktion kann Material aus Bereichen entfernt werden, in denen es nur wenig zur Funktion des Bauteils beiträgt. Abhängig von Geometrie und Anwendung können dadurch Gewicht und Massenträgheit reduziert werden. Gleichzeitig lassen sich weitere Funktionen in Innen- und Außenkonturen integrieren.
Wie werden Hohlwellen industriell gefertigt?
Für die Herstellung von Hohlwellen stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Dazu zählen umformende und spanende Prozesse sowie Kombinationen aus mehreren Technologien. Felss setzt insbesondere Kaltumformverfahren wie Rundkneten und Axialformen ein und kombiniert diese bei Bedarf mit weiteren Verfahren wie Drehen, Härten oder Schleifen.
Warum eignet sich Rundkneten für die Fertigung von Hohlwellen?
Beim Rundkneten wird das Material inkrementell und mit hoher Präzision umgeformt. Durch die Bearbeitung von Rohrhalbzeugen lassen sich Durchmesser, Wandstärken und Außenkonturen gezielt beeinflussen. Mithilfe von Dornen können gleichzeitig komplexe Innengeometrien entstehen. Die Kaltumformung führt zudem zu einer Kaltverfestigung des Materials.
Können komplexe Innengeometrien in einer Hohlwelle gefertigt werden?
Ja. Beim Rundkneten können über Innenwerkzeuge beziehungsweise Dorne definierte Innenkonturen während des Umformprozesses erzeugt werden. Welche Geometrien technisch und wirtschaftlich realisierbar sind, hängt von der konkreten Bauteilauslegung ab.
Können Hohlwellen mit Innen- oder Außenverzahnungen gefertigt werden?
Ja. Mit dem Felss-Axialformverfahren können sowohl Außen- als auch Innenverzahnungen hergestellt werden. Darüber hinaus sind unterschiedliche Verzahnungsprofile und Sondergeometrien möglich. Rundkneten und Axialformen lassen sich innerhalb einer Prozesskette miteinander kombinieren.
Wann ist Kaltumformung wirtschaftlicher als Zerspanung?
Das hängt von Bauteilgeometrie, Stückzahl, Werkstoff, Toleranzen und Bearbeitungsumfang ab. Besonders bei Serienbauteilen mit hohem Materialabtrag oder umformgerecht gestalteten Funktionsgeometrien kann die Kaltumformung Vorteile bei Materialeinsatz, Prozesszeit und Bauteileigenschaften bieten.
Fertigt Felss Hohlwellen im Kundenauftrag?
Ja. Im Rahmen der Felss-Komponentenfertigung können kundenspezifische Bauteile vom Prototyp bis zur Serienfertigung hergestellt werden. Dabei stehen neben den Felss-Kaltumformtechnologien weitere Inhouse-Verfahren für die vollständige Bearbeitung zur Verfügung.
Liefert Felss auch Maschinen zur eigenen Hohlwellenfertigung?
Neben der Komponentenfertigung entwickelt und baut Felss Maschinen und Anlagen für die Kaltumformung. Die Prozess- und Maschinenlösung wird ausgehend vom konkreten Bauteil entwickelt und kann beispielsweise Rundkneten, Axialformen oder weitere Felss-Technologien umfassen.
International aufgestellt
Rund um die Welt: Felss produziert an fünf Standorten weltweit anspruchsvollste Komponenten in höchster Qualität und Präzision. Mit unseren Werken in Deutschland, der Schweiz, den USA, China und der Slowakei sind wir Ihr globaler Partner, profitieren Sie vom Know-how-Transfer innerhalb unserer Gruppe.
Ihre Mehrwerte durch Felss
Felss steht für smarte, individuell zugeschnittene Lösungen in der Kaltumformung. Unser Anspruch ist es, Ihnen echte Mehrwerte durch unsere Maschinen, Bauteile und Services zu bieten.
- Leichter Gewichtsoptimierter Werkstoffeinsatz durch intelligente Materialverteilung.
- Belastbarer Verbesserte Bauteilperformance durch gezielte Steuerung von Materialeigenschaften.
- Ressourceneffizienter Abfallvermeidung und vollständige Materialausnutzung durch Kaltumformung.
- Schneller Verkürzte Produktionszeiten und optimierte Abläufe durch innovative Prozesse.
- Präziser Höchste Genauigkeit komplexer Geometrien durch Felss Technologien.
- Maßgeschneidert Optimale Lösungen, auf Ihre individuellen Anforderungen zugeschnitten.
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Wir unterstützen Sie entlang des gesamten Prozesses – von der Zeichnung bis zum fertigen Bauteil und darüber hinaus.