Langlebig und effizient – Zahn um Zahn
Die Qualität großer Zahnräder in Windrädern, Schiffsmotoren und Erdölförderanlagen kann mit einem neuen Normal aus der PTB erstmals zuverlässig überprüft werden
Beim Thema Zahnräder denkt man oft unwillkürlich an die Anfangszeit der Industrialisierung. Aber weit gefehlt – nicht nur der Bereich der gerade besonders aktuellen Windkraftanlagen, sondern auch andere wachsende Industriezweige wie der Schiffsbau oder Erdölförderanlagen basieren zum großen Teil auf dem Einsatz großer Getriebe. Der Wirkungsgrad, die Geräuschemission und die Betriebsdauer hängen entscheidend von der Qualität der eingesetzten Zahnräder ab. Bis zu der Genauigkeitsklasse 3 werden z. B. für ein 1-m-Zahnrad Toleranzen unter 10 µm gefordert. Aus diesem Grund hat die Qualitätssicherung auf diesem Gebiet einen hohen Stellenwert eingenommen. Allerdings fehlten bislang geeignete Normale, um die Rückführung dieser Messungen sicherzustellen und damit die Güte der Messung durch Ermittlung einer aufgabenspezifischen Messunsicherheit einschätzen zu können.
Innerhalb eines EU-Forschungsprojektes hat die PTB nun ein Großverzahnungsnormal und eine hochgenaue Messeinrichtung zur Kalibrierung großer Bauteile direkt in der Industrie entwickelt. Die besondere Ausführungsform als Segment eines ganzen Zahnrades macht es möglich, dass das Normal ein großes Rad von einem Meter Durchmesser verkörpert, dieses aber zunächst noch auf den etablierten Messeinrichtungen innerhalb der PTB kalibriert werden kann. An dem Normal lassen sich sowohl Profil- als auch Flankenlinienmessungen durchführen. Unterschiedliche Steigungen (0°, 10°, 20°) und Steigungsrichtungen (gerade, links, rechts) machen das Normal universell einsetzbar. Die Kalibrierung aller Parameter erfolgte auf einem Koordinatenmessgerät, wobei das Normal in mehreren Positionen gemessen wurde. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung innerhalb der abgeschätzten Messunsicherheiten von unter 5 µm.
Ansprechpartner
Dr. Karin Kniel
Arbeitsgruppe 5.33 Verzahnung und Gewinde
Tel. (0531) 592-5388
E-Mail: karin.kniel(at)ptb.de