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Zahnradmessung mit Koordinatenmessgeräten 3. Auflage
von Prof. Dr. Werner Lotze

PTB Zertifikat für InvolutePro
(PDF · 4 Seiten · 723 kB)

Involute

Zahnradmessung

Wer Zahnräder und Zahngetriebe herstellt, ist an einer hohen Qualität von Konstruktion, Fertigung und Montage von Zahnrädern und Getriebegehäusen interessiert. Er ist auf die Messung der in der Fertigung auftretenden Abweichungen angewiesen. Besonders auf dem Gebiet der Zahnradfertigung beeinflussen sich die Bearbeitung und die Prüfung der Zahnräder gegenseitig. Ohne die Kenntnis der vielfältigen Verzahnungsabweichungen ist die Einstellung der Verzahnmaschinen sowie die Beurteilung der Werkzeuge nicht möglich.

InvolutePro ist solch ein leistungsfähiges Softwarepaket für die Auswertung von gerad- und schräg-verzahnten Stirnrädern mit Evolventenverzahnung. Alle Kenngrößen der Verzahnung (nach gängigen Standards wie DIN, AGMA, etc.) können damit zuverlässig bestimmt werden. Zusätzlich können auch abgeleitete klassische Maße, wie z. B. das Ein- und Zweikugelmaß, sofort aus dem internen Datenmodell abgeleitet werden.

Präsentiert werden die Messergebnisse auf modernen, übersichtlichen und praxiserprobten Messprotokollen. Auch die Einbindung in übergeordnete Softwareumgebungen ist modern gelöst. InvolutePro kann via Automatisierungsschnittstelle (COM) in jede Software eingebettet werden, so dass z. B. das gesamte Userinterface ausgetauscht werden kann.

Involute ist seit mehr als 25 Jahren auf dem Markt und wird von zahlreichen Kunden und Herstellern von Koordinatenmessmaschinen (KMG) aus der ganzen Welt eingesetzt. Über diverse Generationen von Hardware und Programmiersprachen wurde Involute weiter entwickelt und vom Markt stets erfolgreich angenommen. Ein Grund hierfür ist die konsequente Kundenorientierung. Wir unterstützen unsere Kunden bei der Integration von InvolutePro in bestehende Softwaresysteme, reagieren kurzfristig auf Kundenwünsche und passen InvolutePro an bereits vorhandene Firmenstandards an.

Die Zahnradauswertung mit InvolutePro wurde von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) überprüft und zertifiziert.

Flächenmodell

InvolutePro verwendet intern ein neuartiges 3D-Modell des gesamten Zahnrades. Mit diesem robusten Modell können Messungen ohne aufwändige Bahnsteuerungen durchgeführt werden, da die Zahnflanke immer als räumliche Fläche, niemals nur als Schnitt betrachtet wird. Zahnradmessungen sind damit im Rahmen der Gerätegenauigkeit sogar mit handgeführten Messgeräten möglich.

Grundgedanke des Flächenmodells ist, die Zahnflanke vergleichbar zu jedem anderen Formelement (z. B. Zylinder) mit hinreichend vielen Punkten zu messen und durch Bestfit-Rechnung als geometrisches Ersatzelement zu modellieren. Aus den Messpunkten wird mittels Ausgleichsrechnung nach Gauß, minimaler Zone oder nach Hüll- oder Pferchbedingung die Ausgleichsflankenfläche oder auch die gesamte Verzahnung (bei Passverzahnung) berechnet.


Aus den Parametern der Evolventenfläche lassen sich sämtliche abgeleitete Zahnradparameter (Kugelmaße, Zahnweite, Eingriffswinkel, ...) mittels exakter 3D-Rechnung berechnen. Des Weiteren ergeben sich auf dieser Grundlage wesentliche Vereinfachungen für die Messung von Profil-, Flankenlinien- und Teilungsabweichungen.

Zahnstangen, Schnecken und Rotoren

Aufbauend auf unseren Erfahrungen zur 3D-Auswertung von Zahnrädern haben wir auch spezielle Lösungen für Zahnstangen, Schnecken und Rotoren entwickelt.

Im Gegensatz zu einem standardisierten Zahnrad wird die zu erzeugende Kurve der Schraubfläche eines Rotors durch ein allgemeineres mathematisches Modell beschrieben. Dabei wird ein entsprechendes 3D-Ersatzmodell verwendet, so dass die Vorteile der Zahnradauswertung auch in diesem Fall bestehen bleiben.


Im Rahmen von InvolutePro bieten wir Ihnen ein Auswertemodul für allgemeine Arten von Schraubflächen an, welches intern auf dem bewährten Flächenmodell aufbaut. Die Geometrie einzelner Zähne wird dabei nicht mehr über ein parametrisches Model beschrieben, sondern über nutzerbestimmte Punktfolgen. Hierbei können Sie sowohl Flanken als auch Kopf- und Fußbereich und komplette Profilschnitte auch über mehrere Zähne auswerten.


Die Abweichungen werden nach Ihren Anforderungen in Achs-, Stirn- und/oder Normalschnitt berechnet. Ebenso können zusätzliche Kenngrößen wie zum Beispiel zu den Kugelmaßen, Steigung, Zahndicke, Zahnlücke ausgegeben werden. Über BestFit-Berechnungen werden systematische Abweichungen des Rotors vom Nominalmodell als Steigungs-, Radius- oder Nullpunktsfehler berechnet. Der Rotor muss nicht mechanisch ausgerichtet werden, nur die Rotationsachse muss als Z-Achse des Koordinatensystems gesetzt werden. Die Tastkugelkorrektur erfolgt räumlich.


Die Ergebnisse der Auswertung werden für jeden Messpunkt mit den Flächenparametern, der Flächennormale und der Abweichung in Normalenrichtung gespeichert. Daraus kann jede beliebige Darstellung, z.B. Achsschnitt, Normalschnitt, Stirnschnitt berechnet werden. Es sind auch neue, innovative Darstellungsarten möglich.

Auch gepaarte Rotoren, z.B. in Schraubenverdichtern, können Sie auswerten. Dabei wird die Paarung simuliert, so dass bei gegebenem Achsabstand Gleichlauf, Spiel und Spaltmaße über das gesamte Profil und in verschiedenen Zahnzuordnungen berechnet werden können.

Die rote Linie stellt den "Kontaktpfad" zum Nebenrotor in einem Schraubenverdichter dar.

Ihre Fragen zu besonderen Anforderungen an die Auswertung beantworten wir gern. Kontakt

Screenshots

Je nach Art der Integration von InvolutePro in die umgebende Software kann auch eine spezifische Oberfläche hinterlegt werden. Alternativ können Sie die Zahnrad-Grunddaten (Nominaldaten) auch in einem speziellen XML-Format direkt vorgeben. Diese Nominaldaten und die entsprechenden Messdaten werden mit InvolutePro ausgewertet.

Einbindung in bestehende Software

InvolutePro kann sowohl als Einzelprogramm als auch als Modul in die Softwareumgebung eines KMG integriert werden. Die möglichen Integrationswege sind:

  • per Kommandozeilenparameter,
  • als Automationsserver oder als
  • COM-Bibliothek.

Gern beraten wir Sie bei der Auswahl des geeignetsten Integrationsweges für Ihren Anwendungsfall und unterstützen Sie bei der Verwendung von InvolutePro. Kontakt

Systemvorraussetzungen

aktueller, handelsüblicher PC:

  • Windows 7 oder höher
  • Microsoft XML 4.0 oder höher, kostenlos von Microsoft erhältlich (eventuell bei Windows 7 schon installiert)
  • Microsoft .Net Framework 4.5
  • x86-Prozessor (entsprechend zu Intel Core i3, oder besser)
  • Hauptspeicher 2GB oder mehr
 

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