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Zahnradprotokoll verstehen: Profil-Diagramm

Das Profil-Diagramm zeigt die Abweichungen der Flankenform. In den meisten Fällen ist die Flankenform eine Evolvente.

Das Profil-Diagramm

Profil-Diagramm erklärt
Profil-Diagramm
  1. die Zahnnummer,
  2. die Ideallinie der Flankenform (= keine Abweichungen),
  3. die Abweichungen zur Ideallinie,
  4. die Toleranzlinien,
  5. die Grenzen des Auswertebereichs.

Das Diagramm zeigt die Abweichungen zwischen dem Kopfkreis (s.o.: 61.7852 mm) und dem Fußkreis bzw. dem Grundkreisdurchmesser (s.o.: 52.3566 mm) .

Kopfabfall und Fußausrundung

Der Kopfabfall und die Fußausrundung sind im Diagramm ansatzweise erkennbar.

Profildiagramm: Kopfabfall
Profildiagramm: Kopfabfall
Profildiagramm: Fußausrundung
Profildiagramm: Fußausrundung

Sie sind als deuticher Abfall bzw. Anstieg der Abweichungen sichtbar. Das liegt an dem großen Vergrößerungsfaktor, der für die Darstellung der Abweichungen verwendet wird.

Den Zahn erkennen

Sieht man die Profil-Diagramme für Links- und Rechtsflanke direkt nebeneinander, dann kann man sich den Zahn direkt vorstellen:

Profil-Diagramme: Animation des Zahnes
Profil-Diagramme: Zahn erkennbar

Die Ideallinie der Flankenform müsste eigentlich als Evolvente dargestellt werden. In den Profil-Diagrammen wird die Evolvente aber als Gerade gezeichnet. Sie wird als linearisierte Evolvente dargestellt. Diese Darstellung vereinfacht die Interpretation der Abweichungen.

Die Profilabweichungen

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

Diese Abweichungen können aus dem Profildiagramm herausgelesen werden. Details zur Definition dieser Abweichungen findest du unter den o.g. Links zu den Abweichungen.

Die Toleranzlinien

Die Toleranzlinien sind im Normalfall (= unmodifizierte Evolvente) zwei Geraden. Deren Abstand entspricht der Toleranz für die Profil-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 Profil-Gesamtabweichung liegen, werden die Toleranzlinien so verschoben, dass die obere Toleranzlinie die größte Abweichung berührt (s. Toleranzlinien: Anliegend oder symmetrisch?).

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.

Profildiagramm: Gekrümmte Toleranzlinien für Balligkeit
Profildiagramm: Gekrümmte Toleranzlinien für Balligkeit

Komplexere Modifikationen des Profils (s. Design Profile wie z.B. in ISO 1328 definiert) werden mit entsprechend komplexen Toleranzen versehen. Die Toleranzbreite kann in verschiedenen Bereichen des Profils unterschiedlich groß sein. Obere und untere Toleranzlinie bestehen dann aus mehreren Linien bzw. Kurven. Dies nennt man Toleranzschablone. Anhand dieser Schablone wird ausgewertet, ob das Profil in der Toleranz ist oder nicht.

Profildiagramm: Toleranzschablone für Design Profile
Profildiagramm: Toleranzschablone für Design Profile

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.