3D-Modell für Zahnräder

Zahnräder und Gewinde verschiedenster Art sind wichtige Komponenten in allen Bereichen des Maschinenbaus. Enge Fertigungstoleranzen definieren entlang der gesamten Größenskala und über verschiedene Sektoren hinweg die Anforderungen an die in der Qualitätssicherung eingesetzte Messtechnik. Um eine zuverlässige und funktionsrelevante Bewertung der Bauteilqualität zu gewährleisten, müssen die Messprozesse nicht nur schnell und genau, sondern insbesondere auch ganzheitlich sein. Dies bedeutet erstens die Erfassung der Geometrie entlang der gesamten Funktionsflächen und zweitens eine Auswertung aller Merkmale in einem einzigen Geometrieelement mit nur einem Bezugskoordinatensystem.

Moderne Koordinatenmesssysteme liefern bereits schnell und zuverlässig flächenhafte Informationen über die Maß-, Form- und Lageabweichungen wendelförmiger Maschinenelemente. Für die Auswertung mit Standardverfahren mussten die Daten bisher allerdings auf einzelne Linien reduziert werden. Ein Großteil der Messpunkte wurde somit verworfen. Das neue Verfahren ermöglicht die Auswertung beliebig verteilter flächenhafter Messdaten entlang der gesamten Außenfläche. Grundlage ist ein universelles 3D-Modell, das es erlaubt, wendelförmige Maschinenelemente mithilfe eines eindeutigen Satzes von Geometrieparametern zu beschreiben. Das Modell wird mit einem Fußpunkt-Iterationsverfahren in die Messpunktewolke bestmöglich eingepasst. Die so gefundenen Ist-Werte der Geometrieparameter lassen sich dann in die Bestimmungsgrößen umrechnen, die auch in den klassischen Verfahren etabliert sind.

Künftig soll das neue Verfahren zur Charakterisierung weiterer Arten von Maschinenelementen (etwa von Kegelrädern) ergänzt werden. Außerdem wird der Transfer in die Normung vorangebracht, um die Anwendung in der Industrie zu fördern.