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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Großverzahnungsmessungen mit einem Gelenkarm-Messgerät

01.12.2012


In der klassischen Verzahnungsmesstechnik werden Profil-, Flankenlinien- und Teilungskenngrößen in ausgewählten Schnitten und an definierten Punkten ermittelt. Entsprechende Messungen lassen sich mit hochautomatisierten Koordinatenmessgeräten (KMG) komfortabel und mühelos durchführen. Allerdings gewinnen insbesondere in der Großbauteilfertigung neue Messgeräte, wie beispielsweise Gelenkarmmessgeräte, zunehmend an Bedeutung. Gegenüber den großen, stationären KMG sind diese Messgeräte handlich und transportabel, was gerade für die Messung von Großbauteilen sehr vorteilhaft ist. Nachteilig ist die geringere Messgenauigkeit, die unter anderem in der manuellen Messpunktaufnahme begründet liegt. Eine quantitative Aussage über erreichbare Messunsicherheiten derartiger Geräte konnte jedoch bislang aufgrund mangelnder Normale nicht gemacht werden. Mit dem in der PTB entwickelten Großverzahnungsnormal ist dies nun möglich. Das Großverzahnungsnormal verkörpert ein Zahnrad von 1 m Durchmesser und besteht aus drei Zahnlücken unterschiedlicher Steigung und Steigungsrichtung an denen sich Profil- und Flankenlinienmessungen durchführen lassen. Es konnte nun erstmals auch für Vergleichsmessungen mit einem Gelenkarmmessgerät (Bild 1a) eingesetzt werden. Um eine Vergleichbarkeit mit den Kalibrierergebnissen und die maximale Messgenauigkeit dieser Messgeräte zu gewährleisten, wurden in der PTB Messstrategien für normenkonforme Verzahnungsmessungen mit handgeführten Messtastern entwickelt. Die Grundlage bilden anwenderfreundliche Messschablonen, mit denen die Reproduzierbarkeit dieser manuellen Messungen verbessert werden kann. Die Messschablonen sind in Bild 2a und 2b schematisch und in Bild 2c am Normal eingesetzt zu sehen. Sie erlauben dem Anwender die Messpunkte auf der Zahnflanke normenkonform aufzufinden, anzutasten und auszuwerten [1]. Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse kann erstmals für die eingesetzten Messgeräte eine fundierte Aussage über die erreichbare Messunsicherheit für unterschiedliche Verzahnungsmessgrößen gemacht werden. Für die Mehrzahl der Verzahnungsmessgrößen sind die mit Gelenkarm-Messgeräten erreichbaren Messunsicherheiten bis zu 5-mal größer im Vergleich zu Messungen mit stationären KMG mit ähnlichen Messvolumina.

Bild 1: Gelenkarmmessgerät mit Großverzahnungsnormal

(a) (1) Zahn
(2) Teilkreis
(3) Grundkreis
(4) Skala
(5) Wälzlängen
(6) Zahnradparameter
(7) Teilkreis-Markierung
(8) Griffstück
(b)
                                                      (c)

Bild 2:  (a) Messschablone für Profilmessungen
           (b) Messschablonen für Flankenlinie
           (c) Flankenlinienmessung mit Schablone

 

[1]   Härtig F, Lin H, Kniel K and Shi Z: Standard conforming involute gear metrology using an articulated arm coordinate measuring system. Meas. Sci. Technol. 23 (2012)

 

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