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Stirnrad Verzahnungsmesstechnik

Tasterdurchmesser wählen

Welchen Tasterdurchmesser wählt man, um eine Verzahnung zu messen?

Bei anderen Bauteilen fällt die Wahl einfach: Misst man einen Außenzylinder oder eine Fläche, gibt es keine maximale Größe. Misst man eine Bohrung, darf der Tasterdurchmesser nicht zu groß sein. Die Wahl ist aber einfach, da der Tasterdurchmesser kleiner sein muss als der Bohrungsdurchmesser.

Das Problem bei der Verzahnungsmessung

Bei einer Außenverzahnung messe ich zwar ebenfalls eine Außengeometrie. Ich bin aber durch die Zahnlücke, in die der Taster eintauchen muss, beschränkt. Das eigentliche Problem bei der Auswahl des Tasterdurchmessers ist, dass sich die Zahnlücke zum Zahnfuß hin verjüngt.

Tasterdurchmesser zu groß: Kollision beim Einfahren in die Lücke
Tasterdurchmesser zu groß: Kollision beim Einfahren in die Lücke

Muss der Taster für die Profilmessung bis zum Fußkreisdurchmesser in die Zahnlücke eintauchen, kann es zur Kollision mit den Zahnflanken kommen, wenn der Tastkugeldurchmesser zu groß ist (s.o.).

Entweder muss ich vor jeder Messung ausprobieren, ob der Taster in die Zahnlücke passt. Oder ich baue auf meine Erfahrung auf. Besser wäre es jedoch wenn es eine Regel gäbe, über die ich den größtmöglichen Tasterdurchmesser bestimmen kann. Diese Regel gibt es!

Die Daumenregel

Es gibt eine Daumenregel, über die man den Tasterdurchmesser in Abhängigkeit vom Modul bestimmen kann:

Tasterdurchmesser <= 0.9 * Normalmodul

Für eine Verzahnung mit Normalmodul = 2.5 mm ergibt sich ein max. Tasterdurchmesser von 2.5 * 0.9 = 2.25 mm. Den berechneten Wert rundet man auf den nächst passenden Tastkugeldurchmesser ab: 2.0 mm.

Tasterdurchmesser passend gewählt: Flankenmessung nahe Fußkreis ohne Kollision möglich
Tasterdurchmesser passend gewählt: Flankenmessung nahe Fußkreis ohne Kollision möglich

Die Bezeichnung „Daumenregel“ sagt es schon, dass das Ergebnis kein exakter Wert ist, sondern nur ein Daumenwert.

Die Zahnlücke kann aufgrund einer Profilverschiebung kleiner sein, so dass es entsprechend eng wird. Eher tritt das Problem aber bei Innenverzahnungen auf. Dort ist die Zahnlücke am Zahnfuß häufig deutlich enger, so dass es dann mit einem Tasterdurchmesser nach der Daumenregel trotzdem eng werden kann.

Der Sicherheitsabstand

Ein zusätzlicher Tipp: Bei der Verzahnungsmessung sollte man außerdem auf den Sicherheitsabstand achten. Der Sicherheitsabstand ist der Abstand des Tasters zur Werkstückoberfläche, den das Koordinatenmessgerät beim Anfahren eines Messpunktes einhält. Bei der Messung von „normalen“ Bauteilen setzt man den Sicherheitsabstand auf 1.0 mm oder mehr. Man will auf Nummer Sicher gehen und Kollisionen vermeiden. Das geht bei einer Verzahnungsmessung im wahrsten Sinne des Wortes nach hinten los. So ein großer Sicherheitsabstand für dann zwangsläufig zu einer Kollision in der Zahnlücke: Der Taster hält so viel Abstand zu der anzutastenden Flanke, dass der mit der anderen Flanke der Zahnlücke kollidiert.

Das Problem ist dann nicht die Software, die falsche Positionen berechnet hat. Das Problem sitzt vor dem Rechner. 🙂

Von Klaus Stein

Ich bin seit 20 Jahren in der Softwareentwicklung und in der Koordinatenmesstechnik tätig.
Da ich mich speziell um die Software für die Verzahnungsmesstechnik kümmere, ist das ebenfalls ein Themenschwerpunkt.