Učaroval mu svět ozubených kol

Stojí mimo záři reflektorů a vlastně se o nich moc neví. Přesto jsou nedílnou součástí celého procesu vzniku automobilů. V seriálu Škoda Storyboard, který se těmto odborníkům dívá pod ruce, se představuje specialista na ozubení.

9. 7. 2024 Škoda svět

Musí se orientovat ve všech technologiích, kterými se zuby vyrábějí, protože ovlivňují jejich únosnost i pevnost. Důležitou roli hraje také precizní měření ozubení a nedílnou součástí samozřejmě zůstává samotná konstrukce. Ozubení je totiž navýsost důležitou součástí převodovky. Vývojový inženýr ozubení Jaroslav Prokop s kolegy má zodpovědnost za ozubení nejen pro vozy s okřídleným šípem ve znaku, ale vyvíjí rovněž ozubení i pro převodovky spalovacích motorů, které najdeme v desítkách modelů sedmi značek koncernu VW.

Techniku má doslova v krvi. Ve Škoda Auto pracoval jeho otec i děda a strojní obor studovala také jeho manželka. A dokonce i její děda v automobilce působil — a to v éře modelů, jako byl Spartak (vyráběný od roku 1955 do 1959). Stejným směrem pak osud nasměroval i kariéru Jaroslava Prokopa, který vzpomíná: „Po maturitě na Střední průmyslové škole v Mladé Boleslavi a následně pomaturitní nástavbě zaměřené na ekonomiku a výpočetní techniku jsem nastoupil do dílny mechanického obrábění v hlavním závodě, kde jsem pracoval u obráběcích strojů na dílech převodovky. Na přelomu milénia jsem začal pracovat na měrovém středisku ozubení, kde jsem se poprvé setkal s tím, co dělám dodnes.“

Vývojový inženýr ozubení Jaroslav Prokop

Poutavý, komplexní a složitý svět ozubení mu učaroval. V roce 2004 přešel do vývoje, kde se z konstrukčního hlediska vedle ozubení věnoval i montáži převodovek, obrábění komponent převodovky nebo odlévání skříňových dílů převodovky. Postupně se však začal naplno věnovat ozubení. K tomu vystudoval Technickou univerzitu v Liberci a později získal i doktorát na Vysoké škole báňské v Ostravě.

Práce na ozubení

Před lety se pro výrobu ozubení používala hlavně technologie ševingování, které se provádí jako poslední třísková operace před kalením ozubeného kola. K tomu se používá ševingovací kolo, což je přesné ozubené kolo s velkým počtem zubů s příčnými řeznými břity na každém zubu a má přibližně čtyřikrát více zubů, než má obráběné ozubení. Touto technologií, kdy větší kolo obrábí to menší, se boky ozubení opracují jemněji než při hrubovací operaci frézování. Potíž je v tom, že po následném kalení dojde ke zdeformování takto precizně obrobených zubů. Tento způsob výroby tedy není pro finální ozubení tak přesný, jak je v nejvýkonnějších agregátech potřeba.

Pro větší přesnost se dnes používá technologie broušení ozubení.

Proto v automobilovém průmyslu začala převládat technologie broušení ozubení, které se provádí až na zakaleném kole. Odstraňují se tak deformace po tepelném zpracování a nepřesnosti vzniklé po předchozím přípravném obrábění před tepelným zpracováním. Tímto způsobem se dosáhne kvalitnějšího povrchu a přesnějšího tvaru zubu než u ševingování či frézování. Technologie broušení zubů se používá především pro přesná a více únosná kalená ozubená kola.

„Zhruba v roce 2004 se začalo užívat výkonové honování,“ líčí vývoj technologií Jaroslav Prokop. „Tato dokončovací technologie, zajišťuje stejně vysokou jakost povrchu i přesnost tvaru zubu jako broušení. Umožňuje takto obrábět i ozubení, která z důvodu složitějšího tvaru součásti by nemohla mít broušené ozubení,“ popisuje Prokop a doplňuje, proč některé technologie končí a nastupují nové: „Například ze ševingování k broušení se přešlo kvůli nutnosti zvýšení únosnosti ozubení převodovky. To bylo vyvoláno vyššími nároky ze strany motorů, jejichž objem se zmenšoval a točivý moment rostl, ale převodovka zůstávala stejná.“

Jaroslav Prokop se tématu ozubení věnuje dvě desítky let.

Po dvaceti letech práce v oblasti ozubení Jaroslav Prokop dnes pracuje s rozsáhlým týmem odborníků. Přitom nejde o ucelenou sestavu — lidé z týmů, s nimiž pracuje, se často vzájemně ani nepotkají. Najdeme tu odborníky přes různé projekty, konstrukci převodovky a technologii a Jaroslav Prokop do procesu přispívá svým know-how v oblasti ozubení. Aktuálně společně vyvíjejí ozubení s mnohem nižší drsností povrchu zubu, které lze vyrobit se stávajícími nástroji a technologiemi — snaží se tím docílit snížení mechanických ztrát převodovky od tření a zvýšení únosnosti ozubení.

Převodovky pro Indii i Vietnam

Další oblastí, na níž se svými kolegy momentálně intenzivně pracuje, jsou převodovky pro jednu typovou řadu spalovacích motorů. Mladoboleslavská automobilka totiž právě k tří- a čtyřválcovým zážehovým agregátům o objemu od 1,0 do 1,6 litru dodává převodovky a převzala i jejich vývoj pro celý koncern VW.

Práce týmu kolem Jaroslava Prokopa má dosah nejen do modelů Škoda, ale do celého koncernu Volkswagen.

Jejich způsob použití se v různých zemích a na různých trzích liší: „Například řidiči v Indii využívají převodovku velmi specificky a poměrně intenzivněji než v Evropě. Rovněž začínáme řešit například vietnamský trh, kde očekáváme opět specifické používání převodovky. Zodpovědnost přitom poneseme přímo my v Mladé Boleslavi. A to i za ozubení převodovek. Proto neustále zvyšujeme know-how v této oblasti a zlepšujeme používané nástroje i simulace, kde jsme dosáhli špičkové úrovně, abychom uměli rychle a pružně reagovat na specifické potřeby daného trhu i vyvinutím nového potřebného ozubení,“ vysvětluje Jaroslav Prokop na závěr.