Das Diametrale Zweikugelmaß (Symbol: MdK) ist ein beliebtes Maß zur Beurteilung der Zahndicke einer Verzahnung. Das MdK ist „nur“ ein Ersatzmaß. Man interessiert sich eigentlich für die Zahndicke. Diese war mit einfachen Mitteln nicht exakt zu messen (siehe Zahndickenmessung). Deshalb hat man sich Ersatzmaße wie das MdK, das Diametrale Zweirollenmaß, das Radiale Einkugelmaß, die Zahnweite und die Zahndickensehne überlegt.
Hintergrundinformationen
Hintergrundinformationen zum Diametralen Zweikugelmaß finden Sie hier:
- Definition: Diametrales Zweikugelmaß,
- Unterschiede bei gerade und ungerader Zähnezahl,
- Unterschiede zwischen Diametralem Kugel- und Rollenmaß
Vorteile des MdK
Warum wird das Diametrale Zweikugelmaß gerne verwendet? Warum wird es gegenüber den anderen Ersatzmaßen bevorzugt?
Einfache Messung
Zunächst einmal ist das MdK einfach manuell zu messen. Man benötigt für die Messung kein 3D-Koordinatenmessgerät, sondern kann das Maß mit einfachen Handmessmitteln erfassen. Wobei „einfach“ relativ zu sehen ist. Ein normaler Messschieber reicht dafür nicht aus. Am einfachsten ist die Messung, wenn dafür eine spezielle Bügelmessschraube mit den passenden Kugeleinsätzen verwendet wird.
Zuverlässige Messung
Durch die automatische Zentrierung der Kugeln in den Zahnlücken ergibt sich ein stabiler Kontakt mit den Zahnflanken. Die eingelegten Kugeln erlauben einen definierten Kontakt.
Auch weniger geübte Mitarbeiter können nach kurzer Übung das MdK zuverlässig erfassen. Im Unterschied dazu treten bei der Zahnweitenmessungen eher Unsicherheiten auf (Stichwort: Range of Rock). Die manuelle Messung der Zahndickensehne ist am unsichersten, da der Zahnkopf als Bezug genommen wird, um die Sehne am richtigen Durchmesser zu messen (siehe Zahndickenmessung). Da die Toleranz für den Zahnkopf deutlich größer ist als für die Zahndicke, führt das zu der höheren Unsicherheit.
Hohe Genauigkeit
Das MdK liefert aufgrund der stabilen Lage der Kugeln in den Zahnlücken eine gute Wiederholgenauigkeit der Messergebnisse.
Kein Einfluss der Exzentrizität
Ein weitere Vorteil ist, dass das Diametrale Zweikugelmaß von einer Außermittigkeit der Radachse nicht beeinflusst wird.
Es ist genau wie die Zahnweite bezugsfrei. Werte sind robust, da sie nicht von einer Außermittigkeit der Zahnradachse beeinflusst werden!
Kein Einfluss der Breitenballigkeit
Ist die Verzahnung mit einer Breitenballigkeit (Symbol: Cβ) versehen, führt diese zu Messunsicherheiten bei der Zahnweitenmessung und der Messung über Rollen. Bei der Messung über Rollen verhindert die Breitenballigkeit den linienförmigen Flankenkontakt. Die Zahnweitenmessung erfolgt im Normalschnitt. Das führt bei einer Schrägverzahnung dazu, dass die Kontaktpunkte an den beiden Zahnflanken auf unterschiedlichen Höhen entlang der Zahnbreite liegen. Da die Breitenballigkeit zu unterschiedlichen Zahndicken entlang der Zahnbreite führt, beeinflusst auch dies das Ergebnis.
Diese Nachteile zeigen sich bei der Kugelmaßmessung nicht, da beide Kugeln auf gleicher Höhe bezogen auf die Zahnbreite anliegen. Der punktförmige Kontakt zwischen Kugel und Zahnflanke wird durch die Breitenballigkeit nicht beeinflusst.
Verstärkung der Zahndickenabweichung
Zahndickenabweichung wird über das Diametrale Zweikugelmaß vergrößert abgebildet. Das hat seine Ursache in den geometrischen Verhältnissen (abhängig vom Eingriffswinkel). Eine Zahndickenabweichung kann sich im MdK-Maß ca. um Faktor 3 größer abbilden als bei der Zahnweite.
Universell einsetzbar
Das Diametrale Zweikugelmaß kann universell für alle Arten von Stirnrädern eingesetzt werden:
- Außen- und Innenverzahnungen
- Gerad- und Schrägverzahnungen
- Laufverzahnungen und Passverzahnungen
Einschränkungen für Zahnweite
Die Zahnweite kann für gerad- und schrägverzahnte Außenverzahnungen eingesetzt werden. Bei Innenverzahnungen ist sie allerdings nur für Geradverzahnungen einsetzbar, nicht aber für Schrägverzahnungen. Zudem muss eine Schrägverzahnungen über eine Mindestzahnbreite verfügen, damit die Zahnweite gemessen werden kann (Messung im Normalschnitt).
Einschränkungen für Zweirollenmaß
Das Diametrale Zweirollenmaß ist ebenso wie die Zahnweite nicht an schrägverzahnten Innenverzahnungen einsetzbar. Die Flankengeometrie (konkave Flanke, gewendelte Flanke über den Schrägungswinkel) erlaubt keinen eindeutigen Flankenkontakt der Messrollen. Auch beim MdR muss die Verzahnung über eine Mindestzahnbreite verfügen, damit sich die Rollen nicht über die Zahnbreite hinaus verschrauben. Dies würde dazu führen, dass die Messung außerhalb der Verzahnung erfolgt und eine erhöhte Messunsicherheit bedingen.
Einschränkungen bei Passverzahnungen
Kugelmaß ist bei Passverzahnungen zu bevorzugen vor dem Maß der Zahnweite (s. DIN 5480 Teil 15). Die Zahnweite ist bei Passverzahnungen nur eingeschränkt einsetzbar. Bei Innenverzahnungen ist sie nicht anwendbar. Selbst bei Außenverzahnungen ist sie aufgrund des großen Eingriffswinkels und der geringen Zahnhöhe der Passverzahnungen nur schwierig oder teilweise gar nicht messbar.
Fazit
Das Diametral Zweikugelmaß ist quasi der Alleskönner unter den Zahndickenmaßen. Es lässt sich für alle möglichen Stirnradverzahnungen einsetzen. Es lässt sich mit Handmessmitteln messen und ist einfach in der Handhabung. Die selbstzentrierende Anlage der Kugeln in den Zahnflanken führt zu stabilen und zuverlässigen Messergebnissen.
Ein paar wenige Nachteile sind noch zu nennen: Die Messung benötigt Messkugeln mit dem passenden Kugeldurchmesser für die Verzahnung. Die Punktanlage kann zu einem schnelleren Verschleiß der Kugeln führen als das bei Messrollen der Fall ist. Höhere Messkräfte können bei Zahnrädern mit kleinem Eingriffswinkel dazu führen, dass die Kugeln tiefer in die Zahnlücken gedrückt werden.
Wenn man diese Punkte beachtet, wird man mit dem Diametralen Zweikugelmaß zuverlässig die Zahndicke kontrollieren können.
