Das Volkswagenwerk Kassel setzt in der Getriebewellenfertigung bei Welligkeitsmessungen auf die Streulichtmesstechnik. Auch bei ZF Friedrichshafen kommt sie im Werk Eitorf in der Qualitätssicherung von ­elektronisch geregelten Stoßdämpfern zum Einsatz. In ­beiden Anwendungen überzeugen die Systeme mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sowie schneller Messdaten­erfassung in teils rauer Fertigungsumgebung.

Getriebe optimieren die Übertragung der Motorleistung auf den Antriebsstrang in Fahrzeugen. Und zwar unabhängig davon, ob ein Verbrennungs- oder Elektromotor das Fahrzeug antreibt. Die Lagerung der zum Einsatz kommenden Getriebewellen erfolgt in der Regel über Nadellager, wobei die Nadeln direkt auf dem Lagersitz der Getriebewelle laufen. Ist die Rauheit zu groß oder befinden sich noch Restwelligkeiten auf der Oberfläche, führt dies zu unangenehmen Geräuschen.

Die Messung der Oberflächenrauheit ist im Gegensatz zu einer reinen Längenmessung eine komplexe Aufgabe. Traditionell wird mit einer Diamantnadel die Oberfläche abgetastet und ein Linienprofil erzeugt, aus dem in der Regel Höhenkennwerte wie Ra oder Rz bestimmt werden. Trotz ihrer weiten Verbreitung hat diese Technologie ihre Grenzen bei sehr feinbearbeiteten Oberflächen mit Rz-Werten < 1 µm und bei der Beschreibung von Funktionseigenschaften wie Reibung und Glanz.

Das Optoshaft-Messsystem von Optosurf kann mit der Streulichtmesstechnik die Welligkeits- und Rauheitsmessung schnell und in unmittelbarer Umgebung der Fertigungsmaschine messen. Fehler werden schnell erkannt, sodass sich der Ausschuss auf wenige Teile beschränkt. Da der neue  Oberflächenkennwert Aq gleichzeitig Rauheitsinformationen erfasst, lässt sich damit außerdem die Schleif- oder Finishqualität beurteilen. Dies ist insbesondere beim Einrichten der Werkzeugmaschine vorteilhaft. Im Rahmen von 100-Prozent-Messungen ist unter anderem auch noch die Überwachung der Standzeit von Werkzeugen möglich.

Messgerät mit Streulichtsensor

Optoshaft kann als Table-Top-Messsystem bei vielen Messaufgaben in den Bereichen F&E und Qualitätssicherung sowie in der Fertigung als SPS-Messplatz eingesetzt werden. „Neben dem Streulichtsensor OS 500 zur Messdatenaufnahme verfügt Optoshaft über einen hochgenauen Rundtisch und eine motorische Z-Achse. Beide Achsen werden über eine einfache CNC-Steuerung bewegt, was es ermöglicht, vollflächige Lagesitze von Getriebewellen wie auch die Flanken von Schnecken und Spindeln zu messen“, erklärt Boris Brodmann, Geschäftsführer von Optosurf. „Der Sensor lässt sich senkrecht stellen und kann mit einer Vorsatzoptik auch in Bohrungen messen. Teile mit komplexer Geometrie wie Schnecken, Spindeln und Bohrer sind ebenfalls messbar.“

Streulichtmesstechnik bei ZF

Für den Bereich Chassis produziert ZF Friedrichshafen im Werk Eitorf unter anderem elektronisch geregelte Stoßdämpfer für Automobile und Schienenfahrzeuge. Die Qualität dieser Produkte stellt das Messsystem Optoscan von Optosurf sicher, das seine Stärken in der rauen Fertigungsumgebung nicht zuletzt durch die schnelle Messdaten.

Streulichtmesstechnik bei ZF

Für den Bereich Chassis produziert ZF Friedrichshafen im Werk Eitorf unter anderem elektronisch geregelte Stoßdämpfer für Automobile und Schienenfahrzeuge. Die Qualität dieser Produkte stellt das Messsystem Optoscan von Optosurf sicher, das seine Stärken in der rauen Fertigungsumgebung nicht zuletzt durch die schnelle Messdatenerfassung ausspielt. „Optoscan bietet uns eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber zum Beispiel einer konfokalen Messung: Zu nennen sind hier zuallererst das kontaktlose Messen sowie die schnelle Messdatenerfassung in weniger als fünf Sekunden“, unterstreicht Mathias Balensiefer aus dem Advanced Process Development von ZF Friedrichshafen im nordrheinwestfälischen Werk Eitorf. „Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass das Messverfahren bei ZF bereits wohlbekannt ist. Last but not least überzeugen uns die Einsatzmöglichkeiten von Optoscan in einer rauen Fertigungsumgebung.“

Mit dem von Optosurf entwickelten Messsystem Optoscan lassen sich Gasfedern oder Stoßdämpferstangen – bei denen die Reibung eine große Rolle spielt – in Sekunden messen. Funktionsuntersuchungen namhafter Automobilzulieferer bestätigen, dass der Aq-Wert direkt das Reibverhalten widerspiegelt und sich Fertigungsprozesse damit optimieren lassen. Daher ist das Messsystem fest in der Fertigung als Messmittel zur Qualitätssicherung verankert.

Aufgrund des optischen Winkelmess­prinzips und der damit verbundenen Abstandsunempfindlichkeit des Streulichtsensors wirken sich zudem kleine mechanische Ungenauigkeiten in der Bewegungsachse nicht aus, sodass Oberflächen mit sehr geringer Rauheit ohne Störsignale gemessen werden können. Diese Features beeindrucken auch bei ZF im Werk Eitorf: „Bei uns hat sich die Optosurf Messtechnik absolut bewährt“, zieht Balensiefer ein positives Fazit.

Inspektion von Getriebewellen bei Volkswagen

Das Volkswagenwerk Kassel setzt die Optoshaft-Messmaschine von Optosurf in der Qualitätssicherung von Getriebewellen ein. „Gerade die schnellen und fertigungsnahen Messungen mit dem System schätzen die Spezialisten von Volkswagen am hessischen Standort“, erläutert Brodmann. „Über Volkswagen hinaus wird Optoshaft bereits von einer Vielzahl weiterer Getriebehersteller weltweit eingesetzt.“ Zumal sich die gemessenen Welligkeitswerte nicht nur absolut mit denen von taktilen Messgeräten vergleichen lassen, sondern das Messverfahren auch über Normale mit ISO 17025 Zertifikaten rückführbar ist.

Autor

Theo Drechsel
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