Pohlen Neue Tribometer für die effiziente Entwicklung von

Pohlen
Neue Tribometer für die effiziente
Entwicklung von Schmierstoffen
7
Juli 2006
Beratungsgesellschaft für
MINERALÖL-ANWENDUNGSTECHNIK mbH
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Josef Pohlen, Setral Chemie GmbH, Seeshaupt, Deutschland
Neue Tribometer für die effiziente
Entwicklung von Schmierstoffen
Vortrag zur Technischen Arbeitstagung Hohenheim, 14. – 16. März 2006
Kurzfassung
Die meisten der momentan für die Charakterisierung von Schmierstoffen verwendeten
Testverfahren sind entweder veraltet und im Hinblick auf Genauigkeit oder Beständigkeit
nicht sehr zuverlässig, oder, wie die kürzlich entwickelten Tribometer und Lagerprüfstände, sehr teuer. Als kleiner und unabhängiger Spezialhersteller von Schmierstoffen
ist es sehr schwierig oder sogar unmöglich, alle diese Maschinen anzuschaffen. Daher
ist es wichtiger die Kontakte mit Maschinenherstellungsinstituten oder Universitäten für
die Entwicklung von einfachen, kostengünstigen und zuverlässigen Tribometern zu nutzen. In diesem Vortrag werden zwei unterschiedliche Tribometer – Dynamischer Vierkugelapparat (DFBT) und Reib-Verschleiß-Tester (RVT) – die in Zusammenarbeit mit der
TU Darmstadt zur Simulation der Bedingungen, wie sie an Gleit- und Rollenlagern auftreten, entwickelt werden, vorgestellt. Heutzutage sind Versuche an Prüfständen sehr
zeitaufwendig und daher als Hilfsmittel für die Auswertung von Rezepturen keine ideale Lösung. Die neuen Tribometer sind leicht zu handhaben, kosteneffizient und haben
sich im Vergleich zu Prüfstandergebnissen als zuverlässig erwiesen.
Beide Geräte zeichnen sich durch einfache Bedienung bei gleichzeitig hoher Variabilität
der Prüfparameter aus.
Der DFBT ist ein innovatives Tribometer zur Untersuchung tribologischer Eigenschaften
von Schmierfetten und Schmierpasten. Der deutlichste Unterschied des DFBT gegenüber dem in DIN 51350 genormten Shell-Vierkugelapparat, sind die unbefestigten Unterkugeln, die im Prüftopf umlaufen können. Durch Einstellung der Druck- und Drehzahlbelastung besteht die Möglichkeit den Anteil der Gleitreibung zu Gunsten bzw. Ungunsten
der Rollreibung zu verändern. Hierdurch werden die dynamischen Zustände, welche
man in einem Wälzlager vorfindet, simuliert. Durch geeignete Wahl der Prüfparameter
können so Verschleißkennwerte in einem breiten Bereich erfasst werden.
Der RVT wurde zum Testen von Reibung und Verschleiß von Schmierölen und halbflüssigen Schmierfetten, als Alternative zu den Timken und Reichert Prüfmaschinen, entwickelt.
Das Messprinzip basiert daher auf einer ähnlichen Geometrie. Ein fest montierter Zylinder wird mittels Hebelkraft gegen einen umlaufenden Ring gepresst. Der Zylinder rotiert
in einem Tauchbad, so daß eine kontinuierliche Schmierung gewährleistet ist. Versuche
bis zum Trockenlauf sind aber auch möglich.
Wie auch beim DFBT können durch Wahl der Prüfparameter Verschleiß- und Reibungskennwerte ermittelt werden. Im Unterschied zu Timken und Reichert Testers eröffnen
die breiteren Temperatur-, Geschwindigkeits- und Lastbereiche mehr Möglichkeiten für
das Testen von Schmierstoffen.
Anhand verschiedener Fallbeispiele, die nur einen kleinen Auszug darstellen können,
werden Testergebnisse an Ölen und Fetten, mit und ohne Festschmierstoffen demonstriert. Die Einfachheit, Genauigkeit und Geschwindigkeit der Verfahren machen diese
besonders geeignet für Entwicklungsarbeit. Dabei ist es wichtig, den Verwendungszweck des neuen Schmierstoffes zu kennen. Auf dieser Basis können die Parameter in
den Maschinen eingestellt werden und die festgestellten Ergebnisse liefern eine gute
Vorstellung über die auf diesem Bereich erbrachte Leistung. Diese so genannte Software wurde während der letzten Jahre bei der Arbeit mit diesen Maschinen entwickelt.
2
Summary
Most of the actual test methods used to characterise lubricants are either old and not
very reliable regarding their precision, long-lasting or, especially the recently developed
tribometers and bearing test rigs, are very expensive. As a small and independent specialty lubricant producer, it is very difficult or even impossible to aquire all these machines. Therefore it is more important to use the contact with machinery construction institutes or universities for developing simple, low cost and reliable tribometers. This paper
shall describe two different tribometers – Dynamic Four Ball Tester (DFBT) and Friction
and Wear Tester (RVT) – developed together with the Technical University of Darmstadt,
to simulate the conditions, as they appear in plain and roller bearings.
Nowadays rig tests are very time consuming and therefore not ideal as evaluation tools
of formulations. The new tribometers are easy to manipulate, cost effective and have
proven to be reliable compared to test rig results.
Both test machines are easy to handle but at the same time very versatile in terms of
test parameters.
The DFBT is an innovative tribometer to investigate the tribological properties of lubricating greases and pastes. The most significant difference of the DFBT presented in this
paper compared to the Shell four ball tester standardized according to DIN 51350 are
the base balls which are not fixed and can freely move within the testing pot. By means
of setting the load and speed the ratio between sliding and rolling friction can be influenced. This enables to simulate the dynamic conditions as they can be found in a rolling
element bearing. By choosing the right parameters it is possible to determine the friction
and wear in broad range.
The RVT was developed to test friction and wear of oils and semi fluid greases as an
alternative to the Timken and Reichert tester and as a consequence its measuring principle is based on a similar geometry.
The testing machine basically consists of a rigidly mounted test roll, which is pressed
against a revolving friction wheel by means of leverage. Under test, the friction wheel is
immersed with its lower third in the sample (~ 15 ml ), and its rotating speed is of such
a rate, that a sufficient quantity of lubricant will always get to the contact surface of the
test roll and the friction wheel.
As with the DFBT it is possible to determine friction and wear properties under various
conditions. In difference to Timken and Reichert tester the much wider range of temperature, speed and load settings offer a broader testing variety.
Several case studies, representing just a little overview, test results of lubricating oils
and greases, free from or containing solid lubricants are shown and discussed. The simplicity, accuracy and speed of the methods make them very suitable for development
work. Important is the knowledge of the application the new lubricant is intended to be
used for. Based on that, the parameters in the machines can be set and the results can
give a good idea about the performance in the field. This so called software has been
developed working with these machines during the recent years.
3
1. Einleitung
Es steht außer Frage, dass die Notwendigkeit besteht, Zeit und Kosten bei der Entwicklung von Schmierstoffen einzusparen. Die meisten der momentan für die Charakterisierung von Schmierstoffen verwendeten Testverfahren sind entweder veraltet und im Hinblick auf Genauigkeit oder Beständigkeit nicht sehr zuverlässig, oder, wie die kürzlich
entwickelten Tribometer und Lagerprüfstände, sehr teuer. Als kleiner und unabhängiger
Spezialhersteller von Schmierstoffen ist es sehr schwierig oder sogar unmöglich, alle
diese Maschinen anzuschaffen. Daher ist es wichtiger die Kontakte mit Maschinenherstellungsinstituten oder Universitäten für die Entwicklung von einfachen, kostengünstigen und zuverlässigen Tribometern zu nutzen. In diesem Vortrag werden zwei unterschiedliche Tribometer, die in Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt zur Simulation der
Bedingungen, wie sie an Gleit- und Rollenlagern auftreten, entwickelt werden, vorgestellt. Heutzutage sind Versuche an Prüfständen sehr zeitaufwendig und daher als Hilfsmittel für die Auswertung von Rezepturen keine ideale Lösung. Die neuen Tribometer
sind leicht zu handhaben, kosteneffizient und haben sich im Vergleich zu Prüfstandergebnissen als zuverlässig erwiesen.
2. Dynamischer Vierkugelapparat (DFBT)
Für Wälzverschleißversuche mit unterschiedlichen Festschmierstoffbeschichtungen unter geringem Zeitaufwand wurden am Fachgebiet Produktentwicklung und Konstruktionslehre der Technischen Universität Darmstadt in der Vergangenheit verschiedene
modifizierte Vierkugelapparate (im folgenden als DFBT – dynamic four ball tester – abgekürzt) konstruiert und gebaut. Diese Prüfstände haben sich in der industriellen Qualitätssicherung bewährt und in Forschungsprojekten zur Entwicklung neuer Festschmierstoffschichten einen wichtigen Beitrag geleistet. Durch die kontinuierliche theoretische Analyse und konstruktive Weiterentwicklung ist eine innovative Prüfmaschine
entstanden, mit der Schmierfette, Schmieröle
oder Festschmierstoffe in kurzer Zeit wälzlagerähnlich untersucht und charakterisiert werden
können (Abbildung 1).
Tribologische Versuche in einem DFBT kann man
nach DIN 50322 in die Kategorie 5 der tribologischen Prüfungen einordnen. Dabei handelt es sich
um Versuche mit einem Modellsystem bei Beanspruchungsähnlichkeit mit Probenkörpern. Es werden dabei keine Bauteile wie z. B. Rillenkugellager
direkt untersucht.
Abb. 1: DFBT
4
Der deutlichste Unterschied des hier vorgestellten
DFBT, gegenüber dem in DIN 51350 genormten
Shell-Vierkugelapparat, sind die unbefestigten Unterkugeln, die im Prüftopf umlaufen können. Diese
Umlaufkugeln berühren ihre drei Kontaktpartner
Antriebskugel (Kontakt I), Ring (Kontakt B) und
Platte (Kontakt C) und wälzen im Betrieb in jedem
dieser drei Kontaktbereiche ab (Abbildung 2).
Wälzreibung bedeutet per Definition (DIN
53023 T3) Rollreibung, der eine Gleitkomponente (Schlupf) überlagert ist. Im Shell-Vierkugelapparat werden die fixierten Kugeln mit
reiner Gleitreibung beansprucht. Ein weiterer
Unterschied der in den letzten Jahren entwickelten modifizierten Vierkugelapparate ist
die variable Anzahl von Umlaufkugeln (Abbildung 3)
Abb. 2: Testkontaktflächen werden Reibung
ausgesetzt
Um Schmierstoffe auf ihre Verwendungsmöglichkeiten und Grenzen schnell zu untersuchen, bietet
der VKA eine dem Einsatzfall sehr nahe Testmöglichkeit an. Im VKA lassen sich folgende Parameter
einstellen
Prüfmedium
Drehzahl
Prüftemperatur
Hertz’sche
Pressung
Prüfvariation
Normalatmosphäre
100 bis 5000 min-1.
Raumtemperatur bis 300 °C
1000 bis 4500 MPa
3 Umlaufkugeln mit Käfig
6 Umlaufkugeln ohne Käfig
Tab. 1
Abb. 3: Blick in einen DFBT Prüftopf
In Abbildung 4 ist das Grundprinzip eines
DFBT verdeutlicht. Die Antriebskugel (3)
wird von der Spindel (2) und dem Motor (1)
in Rotation versetzt und treibt die Umlaufkugeln (4) an, welche auf einer Kreisbahn
in dem beheizten Prüftopf (5) abwälzen.
Der Prüftopf wird von einem hydrostatischen Lager aufgenommen, um das von
dem Umlaufkugelsatz erzeugt Summenreibmoment messen zu können. Die
Lastaufbringung (7) erfolgt hydraulisch von
der Unterseite und ist beliebig einstellbar.
Bei Tests bei denen die Probekörper aus
Abb. 4: Grundprinzip des VKA
5
handelüblichen Wälzlagerstählen (100Cr6) bestehen ist darauf zu achten, dass eine
maximale Hertz´sche Pressung von 3500 MPa gewählt wird und somit unter der Ermüdungsgrenze des Probenwerkstoffs liegt.
In der derzeitigen Konfiguration mit einer Antriebskugel D = 15 mm, Prüfring-Innendurchmesser = 30 mm und Umlaufkugeln D = 9,52 mm beträgt der n*dm-Wert bei einer
Prüfdrehzahl von 5000 min-1 102480 mm*min-1.
Das aufgezeichnete Summenreibmoment und die Anzahl der ertragenen Umdrehungen sind die Hauptergebnisse bei der Untersuchung und Charakterisierung von
Schmierstoffen mit einem DFBT. Für das Ende eines Versuchs bei dem der Prüfstand
automatisch abschalten soll, kann das Überschreiten eines vorher festgelegten Summenreibmoments oder einer Grenztemperatur gewählt werden. Nach einem Versuch
stehen verschiedene per Linienschreiber und elektronisch erfasste Messdaten (Temperaturen, Summenreibmoment) und die Anzahl der Umdrehungen zur Verfügung. Eine
nachgelagerte optische Befundung (Abbilung 5) der Probenkörper liefert zusätzliche
Erkenntnisse.
Im Gegensatz zu Versuchen mit realen Wälzlagern wird das Ende der Gebrauchsdauer eines Schmierstoffs im
DFBT durch die über den gesamten
Umfang gleichmäßig anstehende hohe Belastung schneller erreicht. Die
reine Versuchszeit ohne Heiz- und Abkühlphase beträgt in der Regel nur einige Stunden.
Abb. 5: Muster nach einem Test
Die Beanspruchung aus Schlupf und Belastung des Schmierstoffs und der Oberflächen
ist der in Wälzlagern wesentlich ähnlicher als in reinen Gleitreibungsversuchen und
kann mittels Computerprogrammen umgerechnet werden. Wegen der im Vergleich zu
realen Bauteilen wie z. B. Kugellagerringen sehr einfachen Geometrien der Probenkörper eignet sich der DFBT auch zur Auswahl von innovativen Werkstoffen und ihren Paarungen für Wälzlager.
Durch die Wahl der Geometrie der Probenkörper können die Roll- und Bohranteile in
den drei Kontakten eingestellt werden und bieten damit neben den vielfältigen darstellbaren Umgebungsbedingungen eine große Variationsmöglichkeit hinsichtlich der zu untersuchenden Beanspruchung.
6
3. DFBT – Testbeispiele
Verschleißtest
Bei diesem Beispiel wurde ein Standard Lithium-EP 2 Fett durch Veränderung der Belastung und Geschwindigkeit getestet, um die Belastbarkeit festzustellen.
Wie in Diagramm 1 und Tabelle 2 aufgezeigt, zeigte Lauf A mit niedriger Belastung und
hoher Geschwindigkeit das geringste Reibmoment wohingegen Lauf C mit hoher Belastung und geringer Geschwindigkeit schnell beendet wurde, da der Grenzwert überschritten wurde. Diese Tests wurden mehrmals wiederholt, um die Genauigkeit der
Methode, die insbesondere in niedrigen und mittleren Lastbereich ausgezeichnet ist
(< 10 %), zu belegen. Bei hohen Belastungen kann eine Schwankung von bis zu 35 %
erfolgen. Eine abschließende Untersuchung des Musters (Mikroskop, Gewichtsverlust)
vervollständigt den Test.
Diagramm 1: DFBT – Verschleißtest
Test
Geschwindigkeit
[min-1]
Belastung
[Mpa]
Temperatur
[°C]
n * dm
Gewichtsverlust
[mg]
A
5000
2000
80
102100
< 0,001
B
3000
3000
80
61440
0,002
C
1000
4000
80
20480
0,2
D
1000
3500
80
20480
0,004
Tab. 2: DFBT - Verschleißtest
7
Einfluß von Additiven
Der Einfluss der Additive auf den Verlauf wurde untersucht (Diagramm 2). Durch Erhöhung der Belastung bei konstanter Geschwindigkeit stieg auch das Reibmoment entsprechend. Als das Mischreibungsgebiet erreicht war, wurde ein plötzlicher Anstieg des
Reibmoments bald gefolgt von der Wiederherstellung eines geringeren Drehmoments
beobachtet. Eine Reduzierung der Belastung zeigte, dass das Drehmoment im Allgemeinen niedriger als vorher war. Dies verdeutlichte den Einfluss der Additive. Durch
eine Veränderung der Temperatur, kann der Minimum– und Maximumwert für die Optimierung des Additivs festgestellt werden.
90
60
30
0
0
5
10
15
speed
load
20
25
friction coeff.
30
temperature
35
40
time [min]
Diagramm 2: Einflss von Additiven
Vergleich DFBT mit Praxisversuch
Verschiedene Fette auf Basis PFAE-Öl wurden vergleichend in Laufrollen von Förderketten und auf dem DFBT getestet. In der Praxis unterschieden sich die einzelnen Fette durch zum Teil deutlich abweichende Beharrungstemperaturen (Tabelle 3) und unterschiedlichen Laufzeiten (hier nicht mit abgebildet). Die Versuche auf der DFBT unter
vergleichbaren Bedingungen bestätigten die Ergebnisse in den Laufrollen. Höhere Lauftemperaturen in der Laufrollen spiegelten sich in höheren Reibwerten (Diagramm 3)
und ebenfalls höheren Lauftemperaturen im DFBT wider.
Test
Geschwindigkeit
[min-1]
Belastung Temperatur n * dm Beharrungstemperatur [°C]
[Mpa]
[°C]
DFBT
Laufrolle
INT 1
4300
3500
130
90000
143
165
INT 2
4300
3500
130
90000
130
139
INT 3
4300
3500
130
90000
135
147
INT 4
4300
3500
130
90000
130
138
Tab. 3: DFBT – Praxisvergleich
8
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0
10
INT 1
20
INT 2
INT 3
INT 4
30
running time [h]
Diagramm 3: DFBT Praxisvergleich
4. RVT Reib-Verschleiß-Tester
Der RVT (Abbildung 6) wurde, ebenfalls im Fachgebiet Produktentwicklung und Konstruktionslehre der Technischen Universität Darmstadt, zum Testen von Reibung und
Verschleiß von Ölen und halbflüssigen Fetten, als Alternative zu den Timken und Reichert Prüfmaschinen, entwickelt.
Das Messprinzip basiert auf einer ähnlichen Geometrie wie der Reichert Tester (Abbildung 7). Die Testmaschine besteht hauptsächlich aus einem fest montierten Zylinder,
der mittels Hebelkraft gegen einen umlaufenden Ring gepresst wird. Das untere Drittel
des Ringes wird während des Tests in das Muster getaucht (~ 15 ml ) und seine Umlaufgeschwindigkeit ist so ausgelegt, dass sich immer eine ausreichende Schmierstoffmenge zwischen der Kontaktoberfläche des Zylinders und dem Ring befindet. Der Schmierstoff wird bis zur gewünschten Temperatur aufgeheizt, dann wir das Muster Schritt für
Schritt bis zum Testende einer Belastung ausgesetzt. Das Testende kann eine einge
Abb. 6: RVT- Tester
9
stellte Zeit sein, die einer bestimmten Entfernung bei der eingestellten Geschwindigkeit
entspricht oder der Reibungskoeffizient kann über einem vorgegebenen Grenzwert erhöht werden. Aufgrund der kreuzförmigen Anordnung der Achsen ergibt sich eine elliptische Verschleißkerbe. Während des Tests werden die Öltemperatur und die Temperatur des Testmusters kontinuierlich aufgezeichnet. Die Größe der Verschleißkerbe und
der durchschnittliche Reibungskoeffizient werden als Testergebnisse dokumentiert.
Obwohl die Bauart ähnlich der des Reichert Testers ist, wurde der RVT nicht nur zur Untersuchung von Metallbearbeitungsflüssigkeiten entwickelt. Wie in Tabelle 4 gezeigt,
eröffnen die breiteren Temperatur-, Geschwindigkeits- und Lastbereiche mehr Möglichkeiten für das Testen von Schmierstoffen. Dieses Gerät hat sich zum Beispiel als sehr
geeignet zur Untersuchung von Kettenschmierstoffen und Getriebeölen erwiesen.
Prüfmedium
Normalatmosphäre
Drehzahl
25 bis 3500 min-1
Gleitgeschwindigkeit
0,05 m/s bis 8,2 m/s
Testtemperatur
Umgebungstemperatur bis 280 °C
Testdauern
1 Minute bis 4 Stunden
Ring
45 mm Durchmesser, 20 mm breit
Rolle
15 mm Durchmesser, 16 mm breit
Tab. 4
Abb. 7: RVT – Geometrie
10
5. RVT – Testbeispiele
Einfluss von Festschmierstoffen
Die Wechselbeziehung zwischen dem Reibungskoeffizienten und Verschleiß insbesondere bei hohen Belastungen kann eindeutig aufgezeigt werden. Als Beispiele zeigen die
Diagramme 4 + 5 den Einfluss eines Festschmierstoffes auf den Reibungskoeffizienten
und den Verschleiß in einem Perfluoropolyalkylether. Die Testparameter waren 20 °C
und 1500 rpm (~ 3,5 m/s).
0,22
0,2
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0
500
1000
1500
2000
2500
load [N]
PFAE
PFAE + 1,5% SL
PFAE + 3% SL
PFAE + 5% SL
Diagramm 4: RVT – Einfluss des Festschmierstoffs auf den Reibungskoeffizienten
3
2
1
0
0
500
1000
1500
2000
2500
load [N]
PFAE
PFAE + 1,5% SL
PFAE + 3% SL
PFAE + 5% SL
Diagramm 5: RVT – Einfluss der Festschmierstoffe auf den Verschleiß
11
Additivtest
Wie in der Beschreibung des RVT aufgezeigt, ist dieser für die Entwicklung von Kettenölen sehr geeignet. Diagramm 6 zeigt ein Beispiel bei dem die gleiche Grundölzusammensetzung mit verschiedenen Antiverschleiß-/Extremdruckadditiven behandelt
wurde. Kettenöle werden oft in einem breiten Temperaturbereich angewandt und es ist
daher sehr wichtig zu wissen, in welchem Maße die Belastbarkeit über den Temperaturbereich variiert. Die Testparameter waren 50°C und 1500 UpM (~ 3,5 m/s). Laut diesen
Ergebnissen schienen Öl b, c und Öl e die besten Kandidaten zu sein. Eine Wiederholung der Versuche bei 100 °C, 150 und 200 °C zeigte, dass die Additivkombination in
Öl eine zufrieden stellende Leistung erbrachte, hingegen Öl b und c bereits bei 150 °C
ausfielen.
16
12
8
4
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
load [N]
oil a
oil b
oil c
oil d
oil e
Diagramm 6: RVT – Additivtest – Kettenöl
13,0
9,0
5,0
1,0
0
2000
1500
1000
500
2500
load [N]
G1
SYN
Diagramm 7: DFBT – Additivtest - Getriebeöl
12
PG
G2
G3
3000
Diagramm 7 zeigt einen ähnlichen Test wie Diagramm 5, aber in diesem Fall für Getriebeöle. Im Gegensatz zu dem Kettenölbeispiel wurden unterschiedliche Grundöle (gleiche ISO-Viskositäten) verglichen, sowie eine Optimierung der Additivkombination im
Mineralöl durchgeführt. Die Proben G1, G2 und G3 basierten auf Mineralöl, PG war Polyglykol und SYN war Polyalphaolefin. G3 und SYN enthielten die gleichen Additive, G1
und G1 Variationen davon. PG war ein auf dem Markt gut bekanntes Getriebeöl.
Schlussfolgerung
Die angeführten Beispiele sind nur ein kleiner Auszug aus einer Reihe von Versuchen
die mit den beschriebenen Tribometern durchgeführt wurden. Die Einfachheit, Genauigkeit und Geschwindigkeit der Verfahren machen diese besonders geeignet für Entwicklungsarbeit. Dabei ist es wichtig, den Verwendungszweck des neuen Schmierstoffes zu
kennen. Auf dieser Basis können die Parameter in den Maschinen eingestellt werden
und die festgestellten Ergebnisse liefern eine gute Vorstellung über die auf diesem
Bereich erbrachte Leistung. Diese so genannte Software wurde während der letzten
Jahre bei der Arbeit mit diesen Maschinen entwickelt.
6. Danksagung
Peter Leimgruber, Leiter Konstruktion und Produktion, Fachgebiet PMD der Technischen Universität Darmstadt, Prof. Dr. hc. Dr. Ing. H. Birkhofer
Rachel Kling, Laborleiterin der Setral S.à.r.l., Romanswiller Frankreich, für die Auswahl
und Vorbereitung der Daten.
51. Jahrgang – ISSN 0341-1893 – Herausgeber und Verlag: Beratungsgesellschaft für MINERALÖLANWENDUNGSTECHNIK mbH, Buchtstraße 10, D-22087 Hamburg, Tel.++49 (40) 22 70 03 44, Fax 22 70 03 49
Redaktionsleitung: Dr. Wolfgang Schütz – Erscheint monatlich einmal – Bezug durch den Zeitschriftenhandel
oder durch den Verlag. Netto-Bezugspreise: € 72,90 im Jahresabonnement zuzüglich Versandspesen – Einzelexemplare € 9,40 (Doppelheft € 10,75) zuzüglich Versandspesen. Kündigungsfrist: 30. September des laufenden Jahres. Druck: Joh. Walch GmbH & Co, Im Gries 6, 86179 Augsburg.
Der Nachdruck, Vervielfältigung, Speicherung in Informationssysteme, Weitergabe, Übertragung oder Wiedergabe
in irgendwelcher Form ist – auch auszugsweise – verboten und kann nur durch ausdrückliche schriftliche Genehmigung der Beratungsgesellschaft für MINERALÖL-ANWENDUNGSTECHNIK mbH teilweise oder ganz freigegeben
werden.
Die Angaben und Ausführungen der Autoren stellen nicht unbedingt die Meinung von Herausgeber und Redaktion dar.
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Zahn um Zahn –
Rauheitsmessung an Zahnrädern
Richtlinie VDI/VDE 2615:
Rauheitsprüfung an Zylinder- und Kegelrädern
mit Tastschnittgeräten
Die überarbeitete Richtlinie VDI/VDE 2615 beschreibt Verfahren zur Messung und
Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit des aktiven Bereichs der Zahnflanke und
der Zahnfußrundung. Die Richtlinie „Rauheitsprüfung an Zylinder- und Kegelrädern
mit Tastschnittgeräten“ beschränkt sich auf das in der Verzahnungsmesstechnik am
häufigsten angewendete Tastschnittverfahren. Die notwendigen Kenngrößen sowie
deren messtechnische Erfassung werden beschrieben. Die vorgestellten Verfahren
berücksichtigen neben den allgemeinen Problemen der Rauheitsprüfung (z.B.
Bezugssystem, Tastsystem, Filter) den bei Zahnrädern zusätzlichen Einfluss
gekrümmter Flächen sowie die Funktionsanforderungen der Oberflächen (Gleiten
und Rollen sich berührender Flächen).
Zahnradgetriebe und Verzahnungen finden in der Industrie vielfältig Anwendung. Um
die hohen Anforderungen hinsichtlich Präzision und Qualität erfüllen zu können, ist
neben der Kenntnis der allgemeinen Verzahnungsabweichungen die Beurteilung der
Oberflächenbeschaffenheit von Zahnflanken und Zahnfußrundungen erforderlich.
Die Kenntnis der Rauheit ermöglicht Aussagen zu Schmierverhältnissen, Geräuschverhalten aber auch zum Werkzeugverschleiß in der Fertigung. Sie ist damit eine
wesentliche Kenngröße für die Beurteilung der Qualität von Verzahnungen sowie zur
Stabilität von Fertigungsprozessen.
Der Hausgeber der Richtlinie VDI/VDE 2615 ist die VDI/VDE-Gesellschaft Messund Automatisierungstechnik. Sie ist ab August 2006 in deutsch/englischer Fassung
zum Preis von 53,40 € beim Beuth Verlag in Berlin erhältlich. Sie ersetzt den
Entwurf vom September 2004 und die Ausgabe August 1988. Weitere Informationen
sowie Onlinebestellmöglichkeit unter www.vdi.de/richtlinien oder www.beuth.de.
Hinweis an die Redaktion:
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Mess- und Automatisierungstechnik (GMA )
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