Zahnräder messen: Verzahnungsmesstechnik mit Q-Tech

Wussten Sie, dass präzise Verzahnungsmesstechnik essentiell für die Qualität von Zahnrädern ist? Eine Untersuchung hat ergeben, dass mehr als 80% der Zahnräder, die in Maschinen und Getrieben verwendet werden, Abweichungen von den spezifischen Anforderungen aufweisen. Diese Abweichungen können zu Funktionsstörungen, erhöhtem Verschleiß und sogar zu Maschinenausfällen führen.

Für Unternehmen, die auf zuverlässige Verzahnungsmessungen angewiesen sind, gibt es eine Lösung: Q-Tech, ein DAkkS-akkreditierter Messdienstleister mit doppelter Akkreditierung für CT und KMG (D-PL-19600-01-00). Q-Tech bietet erstklassige Messdienstleistungen für die Verzahnungsanalyse, Zahnradmessung und Zahnradprüfung an. Die Mess-Experten von Q-Tech setzen hochmoderne ZEISS Koordinatenmessgeräte mit der GEAR PRO Erweiterung ein und sind Spezialisten für die Qualitätskontrolle von Verzahnungen.

Schlüsselerkenntnisse

• Präzise Verzahnungsmesstechnik ist entscheidend für die Qualität von Zahnrädern.
• Mehr als 80 % der Zahnräder weisen Abweichungen von den spezifischen Anforderungen auf.
• Setzen Hersteller auf professionelle Vermessungstechnik, können sie Maschinenausfälle, aufwendige Reparaturen und übermäßigen Verschleiß drastisch reduzieren.
• Q-Tech ist DAkkS-akkreditiert für CT und KMG nach DIN EN ISO/IEC 17025 (Akkreditierungsnummer D-PL-19600-01-00).
• Das Angebot umfasst Verzahnungsanalyse, Zahnradmessung, Zahnradprüfung und Werkzeugkorrektur.
• Q-Tech nutzt ZEISS Koordinatenmessgeräte mit GEAR PRO und die CT-Scanner ZEISS METROTOM 800 und 1500.

Wie funktionieren Zahnräder?

Zahnräder sind mechanische Bauteile, die zur Übertragung von Drehbewegungen und -momenten verwendet werden. Sie sind kreisförmig mit Zähnen versehen, die in die Zähne eines anderen Rades eingreifen. Diese Interaktion ermöglicht eine kontinuierliche und gleichmäßige Übertragung von Energie.

In der Industrie sind Zahnräder unverzichtbar, um Drehbewegungen von einer Welle auf eine andere zu übertragen, die Drehgeschwindigkeit und das Drehmoment zu variieren sowie die Drehrichtung zu ändern. Sie sind wesentliche Bestandteile von Maschinen und Getrieben.

Zahnräder funktionieren, indem sie Drehbewegungen und -kräfte von einem Zahnrad auf ein anderes übertragen. Die Zähne eines Zahnrads greifen in die Zähne eines anderen Zahnrads ein, sodass beim Drehen des ersten das zweite mitbewegt wird. Dadurch können sowohl die Geschwindigkeit als auch die Drehrichtung geändert werden.

Wo werden Zahnräder verwendet?

Zahnräder finden in der Industrie eine breite Verwendung. Einer der bekanntesten Bereiche ist der Automobilsektor. Dort sind Zahnräder in Getrieben verbaut, um die Motordrehzahl in eine geeignete Raddrehzahl zu konvertieren. Im Maschinenbau sind Zahnräder ebenfalls unverzichtbar. Im Werkzeugbau etwa hängt die Qualität der Resultate maßgeblich mit der Genauigkeit von Verzahnungen in der Fertigungsmaschine zusammen. In der Luft- und Raumfahrttechnik müssen Zahnräder in Getrieben, Aktuatoren und Steuerungssystemen höchste Präzision aufweisen, um den extremen äußeren Bedingungen standzuhalten.

Weitere Anwendungsbereiche sind etwa der Energiesektor (Windkraftanlagen, Wasserturbinen) und die Medizintechnik. Dort sorgen Zahnräder in MRT-Scannern oder Zahnarztbohrern für präzise Bewegungssteuerung.

Welche Zahnradformen gibt es?

Je nach Anwendungsbereich kommen verschiedene Formen von Zahnrädern in der Industrie zum Einsatz. Jede Form zeichnet sich durch spezifische Vor- und Nachteile aus und muss gezielt und präzise in ein gesamtes System eingefügt werden.

Stirnräder: Dies ist die im Maschinenbau häufigste Zahnradform. Die Zähne sind am Umfang des Rades angeordnet (Wälzzylinder). Wenn zwei Räder ineinandergreifen, sind die jeweiligen Drehachsen immer parallel zueinander angeordnet. Außerdem wird zwischen Außenverzahnung und Innenverzahnung unterschieden. Sind Stirnräder auf einer sogenannten Zahnstange angebracht, können sie außer rotierenden Bewegungen auch eine lineare Bewegung erzeugen. Eine besondere Form sind Schraubenstirnräder, die sowohl schräg verzahnt als auch gepaart verzahnt sein können.

Kegelräder: Kegelräder sind Zahnräder, die im Gegensatz zu Stirnrädern in mehreren Winkeln zueinander angeordnet sein können. Mit Kegelrädern kann die Energierichtung beliebig gesteuert werden. Eine Unterform der Kegelräder ist das Hypoidrad, das verwendet wird, um Schraubenbewegungen zu erzeugen.

Schneckenräder: Schneckenradgetriebe sind Sonderfälle von Stirnrädern. Aufgrund der Form wird dieses Rad auch nur Schnecke genannt. Hier windet sich der Schaft linienförmig wie eine Schraube um den Zahn und erzeugt somit ein größeres Drehmoment.

Herstellung von Zahnrädern

Die Herstellung von Zahnrädern erfordert höchste Präzision und Genauigkeit. Geringe Abweichungen der Anforderung können einen großen Unterschied in Sachen Verschleiß, Qualität und Effizienz der Systeme ausmachen. Je nach Anwendungsbereich müssen individuelle Lösungen und Konzepte während des Herstellungsverfahrens beachtet werden.

Aus welchen Materialien werden Zahnräder hergestellt?

Die Anzahl an Materialien, die bei der Herstellung von Zahnrädern eine Rolle spielen, ist groß. In früheren Zeiten bestanden die Bauteile noch zu einem großen Teil aus Holz.

Die heute gängigsten Materialien bei der Herstellung sind:

• Eisen
• Stahl
• Kunststoffe
• Gusseisen
• Bronze

Die entsprechenden Materialien müssen für eine präzise Herstellung sowohl weich genug für die Bearbeitung als auch hart genug sein, um einen zu hohen Verschleiß zu verhindern. Die Verzahnungen sind bei Betrieb in ständigem Kontakt, weswegen eine regelmäßige Wartung und Kontrolle des Materials unerlässlich ist. Eine präzise Verzahnungsmessung sorgt für eine akkurate Qualitätskontrolle, indem sie kleinste Abweichungen offenlegt und den Zustand von Zahnrädern visuell durch optische Messverfahren sichtbar macht.

Unterschiedliche Zahnrad-Fertigungsverfahren

Bei der Herstellung von Zahnrädern stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, darunter Zerspanung, Schmieden, Sintern und Präzisionsguss. Jedes dieser Verfahren hat seine eigenen Merkmale und Anwendungsbereiche.

Bei der Zerspanung wird das Zahnradschnittbild durch den Einsatz von Werkzeugen erstellt, die über das Werkstück geführt werden. Dieses Verfahren eignet sich gut für die präzise Herstellung von Einzelteilen und Kleinserien. Beim Schmieden werden die Zahnräder aus einem vorgeformten Werkstück durch Druck- und Temperaturbehandlung geformt. Dieses Verfahren bietet eine hohe Festigkeit, ist jedoch weniger präzise als die Zerspanung.

Das Sintern ist ein Verfahren, bei dem das Zahnradschnittbild aus pulvermäßigem Material hergestellt wird, das unter hohem Druck und Temperatur zu einem festen Werkstück geformt wird. Diese Methode ist ideal für komplexe Geometrien und die Herstellung von Zahnrädern in großer Stückzahl. Schließlich ermöglicht der Präzisionsguss die Herstellung von Zahnrädern durch das Gießen von flüssigem Metall in eine formgebende Hohlkammer. Dieses Verfahren bietet hohe Präzision und ermöglicht die Herstellung von komplizierten Geometrien.

Je nach Anwendungsbereich kommen unterschiedliche Herstellungsverfahren zum Tragen:

Vermessung von Zahnrädern und Verzahnungen

Bereits bei der Fertigung von Zahnrädern kommt es darauf an, Zahnradgeometrien richtig zu erfassen, um teure Maschinenausfälle, hohen Verschleiß und unzureichende Leistung zu vermeiden. Dafür sind eine Reihe an Messdaten zu erfassen und auszuwerten, um kleinste Abweichungen aufzuspüren und bereits im Herstellungsverfahren zu korrigieren.

Zahnradgetriebe werden vielfältig und individuell eingesetzt und zeichnen sich nicht selten durch einzigartige Sondergeometrien aus. Q-Tech unterstützt mit einem qualifizierten Experten-Team zur Durchführung, Interpretation und Beratung präziser Verzahnungsmessungen.

Bei der Messung von Zahnrädern und Verzahnungen kommen modernste Maschinen und hoch entwickelte Software zum Einsatz. Dabei müssen internationale und nationale Normen eingehalten werden, an die sich Hersteller im Produktionsprozess orientieren können. Bei hohen Toleranzanforderungen helfen Q-Techs Mess-Experten, zuverlässig Auskunft über die Beschaffenheit und Qualität der Verzahnungen zu geben. Anwendungsbereiche sind nicht nur die Produktion von Zahnrädern, sondern beispielsweise auch das Feld der Werkzeugkorrektur.

Wie funktionieren Verzahnungsmessmaschinen?

Verzahnungsmessmaschinen sind speziell entwickelte Maschinen zur genauen und zuverlässigen Messung von Zahnrädern und anderen verzahnten Werkstücken. Mit ihrer fortschrittlichen Messtechnologie stellen sie sicher, dass die Qualität von Zahnrädern den höchsten Standards entspricht.

Diese Maschinen nutzen fortschrittliche Messtechnologien wie Luftlagerungen, Präzisionsdrehtische und spezielle Messsoftware, um präzise Messungen durchzuführen. Durch ihre hohe Genauigkeit ermöglichen Verzahnungsmessmaschinen eine exakte Beurteilung der Verzahnungsqualität und die Identifizierung von Abweichungen.

Verzahnungsmessmaschinen finden Anwendung in verschiedenen Branchen wie der Automobilindustrie, der Luftfahrt und dem Maschinenbau. Mit Q-Tech und den Maschinen von ZEISS erhalten Sie erstklassige Messdienstleistungen und die Gewissheit, dass Ihre Zahnräder den höchsten Qualitätsstandards entsprechen. Die Präzision und Qualität von Zahnrädern ist entscheidend für die Leistung und Zuverlässigkeit von Maschinen und Geräten.

Grundlagen und Normen der Verzahnungsmessung und -prüfung

Die Verzahnungsmessung basiert auf bestimmten Grundlagen und Normen, die die Messmethoden und -anforderungen festlegen. Internationale Normen wie die ISO-Normen und nationale Normen wie die DIN-Normen sind in der Verzahnungsmesstechnik weit verbreitet. Diese Standards gewährleisten einheitliche und standardisierte Verfahren zur Messung und Prüfung von Verzahnungen.

Einige wichtige Normen:

• DIN ISO 1328 – internationale Norm mit Richtlinien für Konstruktion und Herstellung von Zahnrädern, deckt Zahnprofil, Genauigkeit und Messverfahren ab.
• AGMA 2015 – beschreibt die Messung von Verzahnungen an Getrieben, definiert die zu erfassenden Verzahnungsparameter und legt die Prüfbedingungen fest.
• DIN 3960 ff. – deutsche Normenreihe als Leitfaden für Verzahnungsdefinitionen, Verzahnungstoleranzen und Messverfahren.
• DIN EN ISO/IEC 17025 – Grundlage der DAkkS-Akkreditierung von Q-Tech (Akkreditierungsnummer D-PL-19600-01-00) für taktile KMG-Messungen und CT-basierte 3D-Koordinatenmesstechnik.

Messung von Verzahnungen am Beispiel der Getriebeproduktion

Die Messung von Verzahnungen ist ein wichtiger Schritt in der Getriebeproduktion und anderen Bereichen, in denen Zahnräder eingesetzt werden.

Dabei kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Eines der gebräuchlichsten Verfahren ist die Zahnflankenmessung. Dabei werden die Zahnflanken analysiert, um Abweichungen von den spezifischen Anforderungen festzustellen.

Ein weiteres wichtiges Messverfahren ist die Prüfung der Verzahnungsparameter. Hierbei werden verschiedene Parameter wie Modul, Zahnzahl, Profilverschiebung und Flankensteigung gemessen und mit den vorgegebenen Toleranzen verglichen.

Verzahnungsmessung mit ZEISS GEAR PRO

ZEISS GEAR PRO ist ein 3D-Verzahnungsmodul und eine Erweiterung der Messtechnik-Software ZEISS CALYPSO. Das Programm gibt nicht nur Aufschluss über die genauen Maße und die Toleranzabweichungen von Verzahnungen, sondern bereitet die Beschaffenheit auch visuell auf.

Mit dem richtigen Umgang liefert das Programm akkurate Messergebnisse, die Funktionen können flexibel auf das jeweilige System eingestellt werden. Einige Vorteile von GEAR PRO sind:

• Graphische Unterstützung bei der Dateneingabe
• CAD-Simulation der Verzahnung bereits auf Basis der Geometriedefinition
• Einsatz sowohl aktiver als auch passiver Sensoren möglich
• Genaue Messergebnisse mit oder ohne Drehtisch
• Automatische Auswertung nach geltenden Normen
• Protokolle mit empfohlenen Maßnahmen und Anwendungen

KMG in der Zahnradmesstechnik

Die GEAR PRO Erweiterung von CALYPSO unterstützt und optimiert Koordinatenmessgeräte (KMG) in der Verzahnungsmessung. Das KMG misst die räumlichen Koordinaten des Verzahnungssystems. GEAR PRO ermöglicht die Messung mit einem grafisch unterstützten Eingabefeld und erstellt ein 3D-Verzahnungsmodell, das Aufschluss über rechnerische Abweichungen und notwendige Korrekturen gibt.

Die Kombination von ZEISS Koordinatenmessgeräten mit der GEAR PRO Software ermöglicht eine genaue Messung aller Zahnradformen bis zu einer Größe von 3 Metern Außendurchmesser und 16 Tonnen Gewicht. Die Integration von GEAR PRO in ZEISS CALYPSO erweitert Koordinatenmessgeräte gezielt für die Verzahnungsmessung.

Q-Techs Mess-Experten für Verzahnungsmessung

Enge Toleranzen entscheiden maßgeblich über die Qualität, Abnutzung, Effizienz und Zuverlässigkeit Ihrer Verzahnungstechnik. Q-Techs Mess-Experten verfügen über die neuesten Messgeräte von ZEISS und verwenden die hochmoderne GEAR PRO-Software, um die Qualität Ihrer Zahnräder und Geometriedefinitionen sicherzustellen.

Das Know-how gepaart mit der akkuraten Anwendung modernster Messtechnik gewährleistet eine zuverlässige Kontrolle aller Verzahnungsarten. Q-Tech setzt ZEISS GEAR für die Messung von Zylinderrädern, Kegelrädern, Rotoren, Walzfräsern und Schnecken ein. Mit Zahnrädern aus Kunststoff lässt sich mit einem ZEISS METROTOM Computertomografen aus den Abweichungen außerdem ein aufschlussreicher Soll-Ist-Vergleich darstellen.

Neben der Durchführung von Verzahnungsmessungen stehen die Mess-Experten von Q-Tech als Unterstützung an Ihren Messgeräten zur Verfügung. Q-Tech begleitet Sie von der Planung bis hin zur Umsetzung der ISO-GPS-Norm. Mit den Messtechnik-Schulungen, Seminaren, Individualtrainings und Coachings der Q-Tech Expert Academy geben die Mess-Experten ihr Wissen an Ihre Mitarbeiter weiter.

Fazit

Verzahnungsmesstechnik ist entscheidend für die Qualitätssicherung von Zahnrädern und verhindert Funktionsstörungen und erhöhten Verschleiß. Mit modernen Messtechnologien von Q-Tech und ZEISS können kleinste Abweichungen präzise erkannt und korrigiert werden, was zu reduzierten Ausfallzeiten und Kosten führt. Q-Tech liefert führende Dienstleistungen in der Präzisions-Verzahnungsmesstechnik, unterstützt durch internationale und nationale Normen, und stellt sicher, dass Zahnräder höchsten Qualitätsstandards entsprechen.

FAQ: Häufige Fragen zur Verzahnungsmesstechnik

Was ist Verzahnungsmesstechnik?

Verzahnungsmesstechnik befasst sich mit der Messung und Überprüfung von Zahnradgeometrien und -merkmalen, um die Qualität von Zahnrädern sicherzustellen. Eingesetzte Größen umfassen Modul, Zahnzahl, Profilverschiebung, Flankensteigung sowie Zahnflanken- und Teilungsabweichungen nach DIN 3960 ff. und ISO 1328.

Warum ist die Verzahnungsmessung wichtig?

Verzahnungsmessung ist ein zentraler Schritt in der Produktion von Zahnrädern, Getrieben und antriebsrelevanten Bauteilen, um Funktionalität, Laufruhe und Lebensdauer abzusichern und die Einhaltung spezifischer Anforderungen nachzuweisen. Messungen nach DIN EN ISO/IEC 17025 liefern international anerkannte Prüfergebnisse.

Welche Zahnrad-Fertigungsverfahren gibt es?

Zerspanung (präzise, Einzelteile/Kleinserien), Schmieden (hohe Festigkeit), Sintern (komplexe Geometrien, Stückzahl) und Präzisionsguss (hohe Präzision). Jedes Verfahren hat spezifische Vor- und Nachteile in Bezug auf Toleranz, Oberflächengüte und Wirtschaftlichkeit.

Bietet Q-Tech DAkkS-akkreditierte Verzahnungsmessungen?

Ja. Q-Tech ist nach DIN EN ISO/IEC 17025 DAkkS-akkreditiert (Akkreditierungsnummer D-PL-19600-01-00) – sowohl für taktile KMG-Messungen als auch für CT-basierte 3D-Koordinatenmesstechnik. Den vollständigen Akkreditierungsumfang finden Sie unter /akkreditierung.

Welche Messverfahren werden zur Verzahnungsmessung verwendet?

Zahnflankenmessung, Prüfung der Verzahnungsparameter (Modul, Zahnzahl, Profilverschiebung, Flankensteigung), Rundlaufmessung sowie kombinierte taktile und CT-gestützte Analysen. Q-Tech ergänzt um einen Erstmusterprüfbericht nach VDA Band 2 bei Bedarf.

Wie helfen die Mess-Experten von Q-Tech bei der Verzahnungsmessung?

Q-Techs Mess-Experten führen Verzahnungsmessungen mit Hilfe der KMG-Erweiterung ZEISS GEAR PRO durch. Zu den Leistungen gehören Verzahnungsanalyse, Zahnradmessung, Zahnradprüfung und Werkzeugkorrektur. Für Neukunden auch im Rahmen eines kostenlosen Erst-Scans.

Wie läuft der Messprozess bei Q-Tech ab?

Briefing zur Messaufgabe, Aufspannung auf ZEISS KMG mit Drehtisch, Messung mit GEAR PRO, automatische normgerechte Auswertung, Erstellung eines Messprotokolls (optional als DAkkS-Prüfbericht). Sichere Datenübergabe erfolgt über Q-T·SEC.

Kontakt

Q-Tech Roding GmbH
Weiherhausstraße 2a, 93426 Roding
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