Kategorien
GEARPAK Stirnrad Verzahnungsmesstechnik Zahnradprotokoll

Zahnradprotokoll verstehen: Flankenlinien-Diagramm

Das Flankenlinien-Diagramm zeigt die Abweichungen der Flankenlinie. Es zeigt, in wieweit die Zahnform entlang der Zahnbreite und der Schrägungswinkel eingehalten werden.

Das Flankenlinien-Diagramm

Flankenlinien-Diagramm mit Nummerierung
Flankenlinien-Diagramm mit Nummerierung
  1. Nummer des gemessenen Zahnes,
  2. ideale Flankenlinie (= keine Abweichungen),
  3. Abweichungen zur idealen Flankenlinie,
  4. Toleranzlinien,
  5. Grenzen des Auswertebereiches

Das Diagramm zeigt die Abweichungen über die gesamte Zahnbreite (s.o.: 0.0 mm bis 37.9 mm). Die Zahnbreite beginnt an der Oberkante des Zahnes mit 0.0 mm, da dies die Bezugsseite ist.

Zahnbreite im Diagramm

Die Flankenlinie wird im Normalfall über die gesamte Zahnbreite gemessen. Dies soll im Flankenliniendiagramm an einem starken Abfall der Abweichungen an beiden Zahnenden erkennbar sein (s.u.).

Flankenlinien-Diagramm: Zahnbreite erkennbar
Flankenlinien-Diagramm für Linksflanke: Abweichungen fallen stark ab an den Zahnenden

Den Zahn erkennen

Sieht man die Flankenlinien-Diagramme für Links- und Rechtsflanke eines Zahnes direkt nebeneinander, kann man sich den Zahn direkt vorstellen.

Flankenlinien-Diagramm: Zahn erkennbar
Flankenlinien-Diagramm: Zahn erkennbar

Man sieht den Zahn quasi als würde man das Zahnrad in der Seitenansicht betrachten: Mit Blick vom Zahnkopf zum Zahnfuß. Dabei muss man jedoch einschränken, dass der Schrägungswinkel nicht erkennbar ist, da die Flankenlinie idealisiert als eine senkrechte Gerade dargestellt wird, unabhängig vom Schrägungswinkel.

Zahnrad in Seitenansicht: Zahn über Zahnbreite
Zahnrad in Seitenansicht

Die Flankenlinienabweichungen

Die Abweichungen der einzelnen Messpunkte werden in Flankenlinienabweichungen zusammengefasst. Diese sind in den gängigen Zahnradnormen (z.B. DIN 3960, DIN ISO 21771, ISO 1328) definiert:

Die Toleranzlinien

Die Toleranzlinien sind im Normalfall (= unmodifizierte Flankenlinie) zwei Geraden. Deren Abstand entspricht der Toleranz für die Flankenlinien-Gesamtabweichung. Die obere Toleranzlinie ist auf der Nicht-Materialseite der Zahnflanke. Die untere Toleranzlinie ist auf der Materialseite, also quasi im Zahn. Zur Interpretation, ob die Abweichungen innerhalb der Toleranz der Flankenlinien-Gesamtabweichung liegen, werden die Toleranzlinien so verschoben, dass die obere Toleranzlinie die größte Abweichung berührt (s. Toleranzlinien: Anliegend oder symmetrisch?).

Flankenlinien-Diagramm: gerade Toleranzlinien (anliegend)
Flankenlinien-Diagramm: gerade Toleranzlinien (anliegend)

Toleranzlinien für Flankenmodifikationen

Die einfachste Form der Modifikation ist die Balligkeit. Liegt eine Balligkeit vor, werden gekümmte Toleranzlinien verwendet. Die Krümmung entspricht der Soll-Balligkeit.

Flankenlinien-Diagramm für Linkssflanke: Gekrümmte Toleranzlinien (anliegend) für Balligkeit
Flankenlinien-Diagramm für Linkssflanke: Gekrümmte Toleranzlinien (anliegend) für Balligkeit

Komplexere Modifikationen der Flankenlinie (s. Design Helix wie sie z.B. in ISO 1328 definiert ist) werden mit entsprechend komplexen Toleranzen versehen. Die Toleranzbreite kann in verschiedenen Bereichen der Flankenlinie unterschiedlich groß sein. Obere und untere Toleranzlinie bestehen in diesem Fall aus mehreren Linien bzw. Kurven. Dies wird auch als Toleranzschablone bezeichnet. Anhand dieser Schablone wird ausgewertet, ob die Flankenlinie in der Toleranz ist oder nicht.

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.