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Zahnradberechnungssoftware
...einzigartig & kompromisslos
Einschließlich 3D-Zahnformausgabe zum 5-Achs-Verzahnungsfräsen
Unabhängig einsetzbar von Maschinentype und Hersteller
Vollständig berechnetes Zahnprofi l einschließlich Zahnfuß
Identische Zahngeometrie verglichen zur Fertigung auf traditionellen Verzahnungsmaschinen
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DEPOGearEngineer
Inhaltsverzeichnis
}} Stirnräder Seite
Gerad- und Schrägverzahnung 6-7
Außenverzahnungen
Innenverzahnungen
}} Zahnwellenverbindungen 8-9
}} Kegelräder
Gerad- und Schrägverzahnung 10-11
DIN-Kegel
Standard-Kegel
Klingelnberg-Kegel
}} Spiralkegelräder
Klingelnberg Zyklo-Palloid® 12-13
}} TCA – Zahnkontaktanalyse 14-15
Tragbildsimulation
}} Datenausgabe 16
}} Prozessablauf 5-Achs-Technologie 17
}} Allgemeine Informationen 18
DEPO
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GearEngineer
}} Was ist GearEngineer?
GearEngineer ist eine professionelle Zahnradberechnungssoftware zur Auslegung,
Optimierung und Nachrechnung von Verzahnungsgeometrien und beinhaltet
neben der Tragfähigkeitsberechnung auch eine Zahnkontakt-
analyse (TCA).
} Stirnräder (Gerad- und Schrägverzahnung)
– Außenverzahnungen
– Innenverzahnungen
– Zahnwellenverbindungen
} Kegelräder (Gerad- und Schrägverzahnung)
– DIN-Kegel
– Standard-Kegel
– Klingelnberg-Kegel
} Spiralkegelräder Klingelnberg Zyklo-Palloid®
Darüber hinaus ermöglicht GearEngineer die Ausgabe von
vollständig generierten 3D-Zahnprofi len zum 5-Achs-Verzahnungs-
fräsen über eine CAD Datenschnittstelle als STEP und IGES Dateien.
Die berechneten und erzeugten 3D-Zahnprofi le sind identisch zur traditionellen
Bearbeitung auf Verzahnungsmaschinen und zeigen keinerlei geometrische Ab-
weichungen.
Für eine individuelle Fräsprogrammierung sind die jeweiligen Bereiche im 3D-
Zahnprofi l bestehend aus Zahnkopf, Zahnfl anken und Zahnfuß einzeln selektier-
bar.
}} Wer hat GearEngineer entwickelt? GearEngineer basiert auf der Kooperation der Unternehmen DEPO und GWJ Technology.
Die GWJ Technology GmbH ist erfolgreich im Bereich Engineering und Berechnungssoft-
ware für Maschinenelemente am Markt und bekannt über die Softwarelösungen TBK und
eAssistant.
Vorwort
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DEPOGearEngineer
Zum Fräsen von komplexen, freien Formen auf Bear-
beitungszentren – also auch Verzahnungsgeometrien
– werden 3D-Zahnprofi le statt 2D-Werkstückdaten
einer Zeichnung benötigt.
} Stirnräder: Das Zahnhöhenprofi l entspricht einer »EVOLVENTE«
} Kegelräder: Das Zahnhöhenprofi l entspricht einer »OKTOIDE«
}} Wofür benötigen Sie GearEngineer?
Da Zahnräder nicht nur Drehbewegungen, sondern
auch Drehmomente übertragen, ist es wichtig, dass
5-achsig gefräste Verzahnungen den konventionell
gefertigten Zahnprofi lgeometrien entsprechen.
GearEngineer erzeugt eine identische Zahnform –
auf dieser Basis entspricht das Laufverhalten und die
Festigkeit dieser 5-Achs-gefrästen Verzahnungen den
Bearbeitungen auf traditionellen Verzahnungsmaschi-
nen.
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GearEngineerDEPO
}} Zylindrische Stirnräder (Außen- und Innenverzahnungen, gerad- und schrägverzahnte Ausführung)
Profi lmodifi kationen
} Kopfrücknahme linear (Länge der Profi lkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
ohne und mit Übergangsbereich
} Kopfrücknahme kreisförmig (Länge der Profi lkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
} Fußrücknahme linear (Länge der Profi lkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
ohne und mit Übergangsbereich
} Fußrücknahme kreisförmig (Länge der Profi lkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
} Höhenballigkeit (symmetrisch)
Breitenmodifi kation
} Längsballigkeit (symmetrisch, asymmetrisch)
} Endrücknahme
Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 3990 und ISO 6336 Methode B sowie ISO/TR 13989
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DEPOGearEngineer
} Leistungsüberblick
– Geometrie von einzelnen Stirnrädern sowie von Stirnradpaaren nach
DIN 3960, DIN 3961, DIN 3964, DIN 3967, DIN 3977 und DIN 868
– Berücksichtigung der Profi lverschiebung mit Auslegungsfunktion für
ausgeglichenes spezifi sches Gleiten
– Betriebsachsabstand vorgebbar, alternativ Ermittlung des Achsabstandes
aus vorgegebenen Profi lverschiebungs faktoren
– Zahndickentoleranzen und Achsabstandsabmaße aus Listboxen auswähl-
bar oder individuell defi nierbar
– Kopfkantenbruch und Kopfradius am Zahnrad möglich
– Maximale Zähnezahlen im Stirnradpaarmodul bis z=5000
– Genormte Werkzeugbezugsprofi le nach ISO 53, DIN 867 und DIN 3972 I
und II können gewählt oder individuell vorgegeben werden, Protuberanz-
werkzeuge mit und ohne Bearbeitungszugabe, Auslegungsfunktion für
Sonderwerkzeuge
– Werkzeugarten: Wälzfräser, Schneidrad / Stoßrad, konstruierte Evolvente
– Ermittlung der Prüfmaße für die Verzahnung
– Ermittlung der Zahndickenabmaße aus gemessenen Werten bzw. aus vorgegebenen Prüfmaßen
– Darstellung der exakt berechneten Zahnform mit Animation / Simulation des Zahneingriff s
– Geometrie von Innenverzahnungen mit gleichen Zähnezahlen möglich (für Zahnwellengeometrie DIN 5480 und
ähnlich)
– Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 3990 Methode B, ISO 6336 Methode B und ISO/TR 13989 mit integrierter Werk-
stoff - und Schmierstoff datenbank
– Berücksichtigung von Schleifkerben
– Optimale Einsatzhärtetiefe, Vorgabe manuelle Einsatzhärtetiefe und Berücksichtigung in der Festigkeitsberechnung
– Betriebsweise schwellend, wechselnd oder reversierend
– Verzahnungswirkungsgrad
– Berechnung der Sicherheiten für Zeit- und Dauerfestigkeit sowie statische Sicherheit (Zahnfuß, Flanke- bzw.
Grübchen, Fressen)
– Berücksichtigung von Profi lmodifi kationen: lineare Kopf- und Fußrücknahmen mit und ohne Übergangsbereich,
kreisförmige Kopf- und Fußrücknahmen, symmetrische Höhenballigkeit
– Berücksichtigung von Breiten- bzw. Flankenmodifi kationen: Endrücknahmen, symmetrische und asymmetrische
Breitenballigkeiten
– Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format
– Zahnformausgabe: 2D DXF im Stirn- und Normalschnitt, 3D STEP / IGES sowie als Koordinatentextdatei
} TCA Zahnkontaktanalyse für Stirnräder (optional)
– Zahnkontaktanalyse ohne Last für Stirnräder
– Analyse möglich für gerad- und schrägverzahnte Außen- und Innenstirnräder
– Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition
abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung
– Grafi sche Darstellung des Kontakttragbildes
DEPO
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GearEngineer
}} Evolventische Zahnwellen- und Zahnnabenprofi le
} Nach DIN 5480, DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M, ANSI B92.1
} Inkl. Prüfmaße und Toleranzen
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DEPOGearEngineer
} Leistungsüberblick
– Geometrie von Passverzahnungen mit Evolventenfl anken (Zahnwellenverbindungen) nach DIN 5480, DIN 5482,
ISO 4156, ANSI B92.2M, ANSI B92.1 und ähnlich
– Auswahl der in den Normen enthaltenen Profi le inklusive Suchfunk-
tion
– Individuelle Geometriedefi nition möglich
– Auf Basis einer gewählten Profi lgröße werden automatisch Zähne-
zahl, Profi lverschiebungsfaktor, Normalmodul und Eingriff swinkel
gesetzt und Kopf- und Fußkreisdurchmesser berechnet
– Werkzeugarten: Wälzfräser, Schneid- bzw. Stoßrad und konstruierte
Evolvente verfügbar
– Werkzeugbezugsprofi le nach DIN 5480 für Räumen, Wälzfräsen,
Wälzstoßen und Kaltwalzen sowie für Durchmesserzentrierung sind
auswählbar oder können individuell vorgegeben bzw. ausgelegt
werden
– Werkzeugbezugsprofi le für DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M und
ANSI B92.1 sind ebenfalls auswählbar
– Verzahnungsqualität und Abmaßreihe nach den entsprechenden
Normen wählbar
– Ermittlung der Prüfmaße für die Verzahnung
– Ermittlung der Zahndickenabmaße aus gemessenen Werten bzw. aus vorgegebenen Prüfmaßen
– Berechnung des Normal- und Verdrehfl ankenspiels
– Darstellung der exakt berechneten Zahnform
– Festigkeitsberechnung nach Niemann, Winter, Höhn
– Berücksichtigung unterschiedlicher Lastein- bzw. -ableitungen mit Lastvertei-
lungsfaktor nach DIN 6892
– Auslegungsfunktionen
– Berücksichtigung von Lastspitzen und Wechseldrehmoment
– Ermittlung der zulässigen Pressungen aus Werkstoff kennwerten
– Berechnung der Flächenpressungen und der Sicherheiten für Betriebsbelas-
tung und maximale Belastung für Welle und Nabe
– Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF-Format (Deutsch / Englisch)
– Ausgabe der genauen Zahnform als 3D STEP/IGES: Volumenmodell, Flächen-
modell der Zahnlücke (Einzelfl ächen für Flanken und Fußkurven auswählbar,
inkl. individueller Verlängerungen/Überstände an den Zahnenden und am Kopfkreisdurchmesser) und Leitkurven
– Ausgabe von Sollmessdaten (Koordinatentextdatei von Flankenpunkten gemäß eines vom Anwender vorgegebe-
nen Messgitters)
DEPO
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GearEngineer
}} Gerade und schräge Kegelräder nach ISO 23509 und DIN 3971
Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300
} DIN-Kegelradform: (Gleason)
Kopf-, Fuß- und Teilkegel treff en sich in einem Punkt
} Klingelnberg-Kegelradform: (konstante Zahnhöhe)
Kopf-, Fuß- und Teilkegel laufen parallel
} Standard-Kegelradform: (Gleason / Konvoid)
Fuß- und Teilkegel treff en sich in einem Punkt
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DEPOGearEngineer
} LeistungsüberblickZahnformberechnung analog zur herkömmlichen Fertigung auf traditionellen Kegelradfräsmaschinen.
Das Zahnhöhenprofi l entspricht einer Oktoide.
– Geometrie von gerad- und schrägverzahnten
Kegelrädern nach ISO 23509 und DIN 3971
– DIN-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und Teilkegel
treff en sich in einem Punkt (Gleason)
– Klingelnberg-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und
Teilkegel laufen parallel (konstante Zahnhöhe)
– Standard-Kegelradform: Fuß- und Teilkegel
treff en sich in einem Punkt (Gleason / Konvoid)
– Berücksichtigung von Profi lhöhen- und Profi l-
seitenverschiebung
– Kegelradpaare mit Achswinkel gleich 90°, ohne
Achsversatz
– Optional: Kegelradpaare mit Achswinkel un-
gleich 90°, ohne Achsversatz
– Werkzeugdaten individuell vorgebbar
– Berechnung der Profi l-, Sprung- und Gesamt-
überdeckung
– Drehmaße mit Kegellängen und Winkeln, Berechnung sowie direkte Vorgabe des Einbaumaßes
– Vorschläge für Flankenspiele nach Klingelnberg oder Niemann sowie individuelle Vorgabe möglich
– Ermittlung der Zahnhöhen, Zahndicken und Zahndickensehnen für spielfreie Verzahnung
– Toleranzen DIN 3965 für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen; Achsenwinkel- und Achsenschnittpunktab-
weichungen
– Berücksichtigung von Längs- bzw. Breitenballigkeiten
– Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 mit integrierter Werkstoff - und Schmierstoff datenbank
– detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format
– CAD-Datenausgabe: 3D STEP / IGES
einschließlich
} TCA Zahnkontaktanalyse für Kegelräder
– Zahnkontaktanalyse ohne Last für Kegelräder
– Analyse möglich für gerad- und schrägverzahnte Kegelräder
– Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition
abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung
– Grafi sche Darstellung des Kontakttragbildes
DEPO
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GearEngineer
GearEngineer ermöglicht dieselbe Berechnung von Klingelnberg
Zyklo-Palloid® Spiralkegelrädern wie bei einer Bearbeitung auf
Klingelnberg Kegelradfräsmaschinen.
Wie beim Klingelnberg Original entspricht das Zahnhöhenprofi l einer
Oktoide sowie die Flanken leitlinie einer Epizykloide.
Darüber hinaus eröff net das 5-Achs-Fräsen zusätzliche konstruktive
Freiheiten zur Auslegungsoptimierung, da keine Abhängigkeit mehr
zur traditionellen Maschinenkinematik und deren profi lierten Kegel-
radmessern besteht.
Nachstehend einige prägnante Modifi kationsbeispiele:
} Der Flugkreisradius sowie die Messergangzahl können entspre-
chend der traditionell verwendeten Messerköpfe oder als freie
Eingabe defi niert werden.
} Das Werkzeugbezugsprofi l kann analog zu den Klingelnberg
Messersätzen oder abweichend in der Geometrieberechnung be-
rücksichtigt werden.
} Neben Längs- bzw. Breitenballigkeiten können auch Höhenballig-
keiten frei gewählt, berechnet und im 3D-Modell integriert werden.
Möglich ist dies wahlweise für Rad, Ritzel oder Rad + Ritzel.
}} Spiralkegelräder Zyklo-Palloid® nach Klingelnberg KN 3028 / ISO 23509
Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 (ohne Achsversatz)
} Beim traditionellen Herstellverfahren auf Kegelradfräsmaschinen
können Modifi kationen nur im begrenzten Rahmen im Zusammen-
spiel der Maschinenperipherie mit werkstückbezogenen, pro -
fi lierten Kegelradmessern berücksichtigt werden.
} GearEngineer ermöglicht die Kontrolle der zusätzlichen Modifi kati-
onseingaben durch eine integrierte Tragfähigkeits berechnung und
Tragbild simulation.
} Die Weich- und Hartbearbeitung (Schruppen, Zahnfuß, Zahn-
fl ankenschlichten) erfolgt auf demselben 5-achs-simultanfähigen
Bearbeitungszentrum mit unprofi lierten VHM Fräswerkzeugen.
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DEPOGearEngineer
} LeistungsüberblickZahnformberechnung analog zur herkömmlichen Fertigung auf traditionellen Kegelradfräsmaschinen.
Das Zahnhöhenprofi l entspricht einer Oktoide, die Flankenleitlinie einer Epizykloide.
– Geometrie von Zyklo-Palloid verzahnten
Kegelrädern nach Klingelnberg KN 3028 / ISO
23509
– Klingelnberg-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und
Teilkegel laufen parallel (konstante Zahnhöhe)
– Berücksichtigung von Profi lhöhen- und Profi l-
seitenverschiebung
– Kegelradpaare mit Achswinkel gleich 90°, ohne
Achsversatz
– Optional: Kegelradpaare mit Achswinkel un-
gleich 90°, ohne Achsversatz
– Werkzeugdaten individuell vorgebbar
– Berechnung der Profi l-, Sprung- und Gesamt-
überdeckung
– Drehmaße mit Kegellängen und Winkeln,
Berechnung sowie direkte Vorgabe des
Einbaumaßes
– Bei Zyklo-Palloid Kegelrädern mittlerer Spiralwinkel βm von 0° möglich
– Vorschläge für Flankenspiele nach Klingelnberg oder Niemann sowie indivi-
duelle Vorgabe möglich
– Ermittlung der Zahnhöhen, Zahndicken und Zahndickensehnen für spielfreie
Verzahnung
– Toleranzen DIN 3965 für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen;
Achsenwinkel- und Achsenschnittpunktabweichungen
– Berücksichtigung von Modifi kationen wie Längs- bzw. Breitenballigkeiten,
Höhenballigkeiten, Eingriff s- und Spiralwinkelmodifi kationen
– Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 mit integrierter Werkstoff - und
Schmierstoff datenbank
– Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format
– CAD-Datenausgabe: 3D STEP / IGES
einschließlich
} TCA Zahnkontaktanalyse für Spiralkegelräder
– Zahnkontaktanalyse ohne Last für Spiralkegelräder
– Analyse möglich für Spiralkegelräder
– Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition
abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung
– Grafi sche Darstellung des Kontakttragbildes
DEPO
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GearEngineer
Insbesondere bei Kegelradsätzen ist bereits bei der Auslegung eine Kontrolle
des Tragbilds von entscheidender Bedeutung.
GearEngineer ermöglicht nach der Basisauslegung des Werkstücksatzes über die TCA Zahnkontakt-
analyse eine Berechnung und Simulation des Tragbildes an Rad und Ritzel. Diese Berechnungssimulation
kann ähnlich dem Abrollen auf einer Laufprüfmaschine verglichen werden.
Das Tragbild wird visuell im 3D-Modell dargestellt.
Entspricht die Größe und Lage des Tragbildes nicht der
technischen Anwendungsvorgabe, so wird durch Modi-
fi kation der Geometriedaten das Zahnkontaktbild ange-
passt – und zwar bevor der erste Span fällt.
Darüber hinaus ist eine Berechnung für von
der Idealposition abweichende Positionen
in horizontaler und vertikaler Richtung inte-
griert, so dass eine Betrachtung des Tragbilds
hinsichtlich Verlagerungen (Verschiebungen)
in X-, Y- und Z-Richtung gegeben ist.
Tragbildkontrolle durch
TCA Zahnkontaktanalyse (ohne Last)
Jeweils für:
} Spiralkegelräder
} gerade / schräge Kegelräder
} Stirnräder
Abb.: Berechnungsbeispiel „Tragbildverlagerungen in Y“
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DEPOGearEngineer
Auf Anhieb deckungsgleiches Ergebnis von
Theorie (3D-Modell) und Praxis (Fräsergebnis)
Was auf einer traditionellen Kegelradfräsmaschine bisher undenkbar ist, ermöglicht die 5-Achs-Verzahnungs-
technologie.
Das 3D-Modell und der gefräste Werkstücksatz zeigen auf Anhieb ein deckungsgleiches Tragbild.
Damit entfallen beim 5-Achs-Verzahnungsfräsen die beim Einsatz von traditionellen Kegelradfräsmaschinen
üblichen Nach- und Korrekturbearbeitungen vom Ritzel bzw. vom Tellerrad.
DEPO
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GearEngineer
} Datenausgabe: STEP / IGESfrei selektierbare Flächen von Zahnkopf, Flanken und Zahnfuß
} Volumenmodell
} Flächenmodell
} Kurven
} Grundkörper
} Sollmessdaten Topographiemessung: für Koordinaten-Zahnrad-
messgeräte und Klingelnberg Zahnradmessgeräte
Verlängerte Flächen + Kurven
(für präzisen Werkzeuglauf)
Volumenmodell (vergrößerter Ausschnitt)
+ verlängerte Flächen + Kurven
Volumenmodell
Grundkörper
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DEPOGearEngineer
} Die im GearEngineer berechnete und gene-
rierte 3D-Zahnform wird in gängigen Forma-
ten als STEP und IGES Datenfi les erzeugt.
Der STEP/IGES Datensatz wird in einer CAM
Software (z.B. DEPO CAM) geöff net und ist
die Basis für die Fräsprogrammierung.
} Unsere Softwarelösungen GearEngineer
(Zahnradberechnung CAD) sowie DEPO
CAM (Fräsprogrammierung CAM) sind
unabhängig vom Hersteller und Maschi-
nentype für unterschiedliche Bearbeitungs-
zentren einsetzbar.
} DEPO bietet zur Ergänzung
einer abgestimmten Prozesskette
die Software DEPO CAM zur
komfortablen Fräsprogrammierung
sowie 5-achs- simultanfähige
vertikale und horizontale
Bearbeitungszentren für die
fl exible Zahnradfertigung an.
GearEngineer: 3D Zahnform
CAM Fräsprogrammierung
Bearbeitungszentren – unabhängig von Hersteller / Type
Schritt 1: Berechnung
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Schritt 2: Programmierung
Schritt 3: Fräsbearbeitung
} Prozessablauf 5-Achs-Technologie
DEPO
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GearEngineer
Einzelplatzlizenz
Systemvoraussetzungen
Windows VISTA®, WIN7® oder
Windows 8.1®, JAVA® 1.7 (ORACLE),
ausreichend freier Festplatten speicher
und USB-Port
InternetbrowserInternet Explorer (Microsoft),
Mozilla Firefox
Sprache
Deutsch
Englisch
Chinesisch
CAD Datenausgabe2D: DXF
3D: STEP/IGES
Werkstoff datenEinpfl ege / Hinterlegung kunden-
spezifi scher Werkstoff e möglich
Dokumentation
Die Berechnungsergebnisse können
über die Erzeugung eines Protokolls
dokumentiert werden.
HTML & PDF (Deutsch/Englisch)
Handbuch/HilfeIntegrierte Hilfe zu Softwarefunktionen
inkl. technischer Informationen
SoftwareschutzSchutz gegen Missbrauch durch
USB-Dongle
Allgemeine Informationen
Kontakt:
Verkauf Bereich Verzahnung:
Frau Verena Knop
Tel.: 0 52 47/98 00-95
Fax: 0 52 47/98 00-85 95
Email: [email protected]
Technische Unterstüzung
(Fragen hinsichtlich der Softwarenutzung sowie Fragen zur Verzahnung und Kalkulation richten Sie bitte an):
DEPO GmbH & Co. KG
Von-Liebig-Str. 34 | 33428 Marienfeld
Kontaktpersonen:
Herr Martin Krieft
Tel.: 0 52 47/98 00-73
Fax: 0 52 47/98 00-50
Email: [email protected]
DEPO unterstützt Sie gerne beim Freiformfräsen von Verzahnungen
mit einer Komplettlösung aus einer Hand (Optionen auch einzeln erhältlich)
Hochleistungs-Bearbeitungszentren (5-Achs-simultanfähig)
Softwarelösungen
GearEngineer DEPO CAM
Werkzeuge und Werkzeugsysteme
Technologiezentrum Für Schulungen, weiterführende Maschinen- und
Werkzeugentwicklungen sowie Bearbeitungsstrategien
DEPOG
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