Rollieren

Das Rollieren bezeichnet nach der 1975 freigegebenen und 2015 zurückgezogenen VDI/VDE-Richtlinie 2032 ("Rollieren und Glattwalzen") ein Verfahren zur "Fertigbearbeitung der Laufflächen von Lagerzapfen an Trieben, Wellen und Achsen in Uhrwerken, Laufwerken, Mess- und Regelgeräten".  Die Bearbeitungsziele sind damit nahezu identisch mit dem Glattwalzen.

VDI/VDE 2032 bezeichnet Rollieren als spanabhebendes Verfahren und zeigt die Unterschiede gemäß folgender Vergleichstabelle auf:

Eigenschaft Rollieren Glattwalzen

Charakteristik

spanend

umformend

Anwendung

für Außendurchmesser und Stirnflächen in der Feinwerktechnik

für Außen- und Innendurchmesser sowie für Stirnflächen in Feinwerktechnik und Maschinenbau

Durchmesserbereich

0,1 bis 8 mm Außendurchmesser

ab 0,5 mm Außendurchmesser
2 bis 400 mm Innendurchmesser

Werkzeug

umlaufende (angetriebene) Rollierscheibe

mitlaufende oder angetriebene Glättwalzen

Wirksamkeit

nur an einer Wirkstelle Berührung zwischen Rollierscheibe und dem umlaufenden Werkstück

je nach Anzahl der Glättwalzen eine oder mehrere Wirkstellen auf dem ganzen Innenoder Außenumfang vertelt

Worin genau liegen nun die Unterschiede zwischen Rollieren und Glattwalzen?  In derselben Richtlinie wird man unter "2.2 Rollierverfahren" fündig und kann in der Formulierung "Die Rollierscheibe läuft mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 180 bis 300 m/min, das Werkstück mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 3 bis 7 m/min (Richtwerte)." erkennen, dass die Rollierscheibe mit einer Differenzgeschwindigkeit zur Werkstückoberfläche betrieben wird.

Dies führt zur beschriebenen Spanabhebung und zu einem sehr deutlichen Unterschied zum Glattwalzverfahren, bei dem die Umfangsgeschwindigkeiten des Wälzkörpers und des Werkstücks idealerweise und definitionsgemäß identisch sind.  Sind sie nicht identisch, sprechen wir von Schlupf, der i. d. R. jedoch durch geeignete Lagerung und eine geeignete An- und Abfahr- bzw. Kraftauf- und -abbaustrategie kompensiert werden muss.

Rollieren und Glattwalzen werden in der Praxis fälschlicherweise synonym verwendet.  Für uns ist der Grund hierfür deutlich darin zu finden, dass in der betreffenden VDI/VDE-Richtlinie 2032 auf er ersten Seite beide Verfahren missverständlich synonym verwendet werden und erst auf den folgenden Seiten die Unterschiede deutlich werden.  Die VDI-Richtlinie 3177 ist hier deutlicher, enthält aber schlicht das Wort "Glattwalzen" nicht im Titel, sondern "Oberflächen-Feinwalzen".

Diamantdrücken/Rollieren

Unter Diamantdrücken verstehen wir das Hochglanzschleifen von weicheren (z. B. Buntmetalle, Aluminium, Kunststoffe) oder härteren Materialien insbes. Nicht-Eisenmetallen mit diamantbesetzten Werkzeugen.  Das Diamantdrücken kommt dem Rollieren am nächsten, da auch hier ein Reiben auf der Oberfläche mit leichter Spanabhebung durch einen Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten des Rollierkörpers (hier 0 m/min) und der Werkstückoberfläche erfolgt.  Diamantdrücken erzeugt hochglänzende Oberflächen, wie sie zum Beispiel in der Uhren- und Schmuckindustrie oder in der Armaturenbranche benötigt werden.  Je nach Material und Werkstückkontur können Oberflächenrauheiten von bis zu Ra = 0,025 µm erreicht werden.

Als Diamantdrücken werden in der Schmuckindustrie auch Verfahren bezeichnet, die Metalle wie z. B. Gold oder Silber so bearbeiten, dass die entsprechenden Oberflächen möglichst einen diamantähnlichen Glanz erhalten.  Dies können thermische Verfahren sein.  Diese Verfahren sind jedoch nicht Thema unseres Büros und unserer Partner.

Diamant-Glättwerkzeuge können Werkstoffhärten über 60 HRC bearbeiten.  Die Profilspitzen werden beim Diamantdrücken in die angrenzenden Vertiefungen gedrückt.  Hierzu wird durch den Diamant eine Kraft aufgebracht, die größer als die Fließgrenze des bearbeiteten Werkstoffs ist.  Durch die höhere Flächenpressung des Diamants (hohe spezifische Kraft durch geringe Kontaktfläche) sind die absoluten Kräfte, die auf die Bearbeitungsmaschine und das Werkstück wirken, wesentlich geringer als beim Glattwalzen.

Das größte Potenzial setzt das Verfahren als Ersatz manueller Polierarbeiten frei.  Grundsätzlich können folgende Materialien diamantiert werden:

  1. Metalle bis zu einer Zugfestigkeit von 1.400 N/mm2
  2. Metalle bis zu einer Härte von 65 HRC

Grenzen des Verfahrens:

  1. Nicht plastisch verformbare oder sehr elastische Materialien (z. B. Keramik)
  2. Metalle mit einer Zugfestigkeit größer als 1.400 N/mm2
  3. Metalle mit einer Härte von mehr als 65 HRC
  4. Metalle mit relativ hohem Kohlenstoffanteil