Die Erdanziehungskraft als Messassistent: Jenoptik liefert flexiblen Messplatz für Wälzlager

HOMMEL-ETAMIC nanoscan auf 20 Grad geneigter Granitplatte

HOMMEL-ETAMIC nanoscan auf 20 Grad geneigter Granitplatte

Geradheiten, Profilformen, Rauheiten, Kegelwinkel – die Messaufgaben bei Wälzlagern sind vielfältig und komplex. Mit dem HOMMEL-ETAMIC nanoscan bietet die Jenoptik-Sparte Industrielle Messtechnik eine hochpräzise Lösung dafür an. Bei einem Hersteller von Hochleistungs-Lagereinheiten wird die Maschine jetzt mit einem einmaligen, um 20 Grad geneigten Aufbau besonders flexibel und effizient eingesetzt.

Innovative Wälzlager überzeugen durch geringen Rollwiderstand, lange Lebensdauer und niedriges Gewicht. Sie tragen zum Beispiel dazu bei, den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emmissionen signifikant zu reduzieren. Um die Rollreibung zwischen den Wälzkörpern und dem Innen- und Außenring zu minimieren, müssen die einzelnen Bauteile präzise aufeinander abgestimmt sein. In der Qualitätssicherung sind daher komplexe Messaufgaben zu bewältigen.

Erfasst werden beispielsweise Rauheitskenngrößen der Laufbahn, der Außen- und Innendurchmesser und der Bohrungen. Als Konturmerkmale werden die Geradheiten am Außendurchmesser, in den Bohrungen und an den Dichtungsflächen gemessen sowie der Vollwinkel am Innen- und Außendurchmesser bestimmt. Die Genauigkeit des Vollwinkels (Kegelwinkels) beeinflusst die Belastbarkeit und die Lebensdauer des Lagers, optimale Oberflächenrauheiten sind wiederum Voraussetzung für eine hohe Laufgenauigkeit und geringe Rollreibung.

Mit dem HOMMEL-ETAMIC nanoscan bietet die Jenoptik-Sparte Industrielle Messtechnik eine Maschine an, die für die kombinierte Messung von Rauheit und Kontur an Wälzlagern in einem Messlauf entwickelt wurde. Die Maschine misst je nach Tastarmlänge feinste Oberflächenrauheiten mit einer Auflösung von 0,6 bis 1,2 nm. Bei einem Messhub von 24 bis 48 mm können alle Messaufgaben für die Oberflächenprüfung mit nur einem Messgerät erledigt werden. Da sich die einzelnen Lagertypen und Bauteile in ihrer Bauart, Größe und Form stark unterscheiden, erwarten Lagerhersteller eine hohe Präzision und Flexibilität im Einsatzspektrum der Messtechnik.

Gewöhnlich werden die zu messenden Innen- und Außenringe sowie die Wälzkörper mit Spannvorrichtungen in den Messmaschinen fixiert und exakt positioniert. So können die Tastarme die Werkstücke wiederholt und punktgenau anfahren. Bei unterschiedlichen Werkstücken und Bauteilgrößen sind jedoch mehrere Spannvorrichtungen an der Messmaschine nötig.

Die Schwerkraft nutzen

Werkzeugeinspannung mit Hilfe der Schwerkraft

Werkzeugeinspannung mit Hilfe der Schwerkraft

Um diese aufwendige und unflexible Umrüstung zu vermeiden, hat die Jenoptik-Sparte Industrielle Messtechnik bei einem Hersteller von Hochleistungs-Lagereinheiten ein außergewöhnliches Messtechnikkonzept in die Praxis umgesetzt. Die Messmaschine wurde dazu auf einem Granitblock aufgebaut, dessen Oberfläche um 20 Grad geneigt ist. Der Vorteil: Nutzt man die Erdanziehungskraft aus und ordnet die Aufliegefläche für das Bauteil schräg an, kann das Werkstück eingelegt, mit einem einfachen Prisma eindeutig positioniert und gleichzeitig fest abgestützt werden. Auf Spannvorrichtungen kann so komplett verzichtet werden.

Zusätzlich zur Auflagefläche wurde auch die Messsäule des HOMMEL-ETAMIC nanoscan im gleichen Winkel schräg positioniert, um einen kurzen Messweg zum Werkstück zu gewährleisten. Die Zuverlässigkeit der Messtechnik für diesen weltweit bislang einzigartigen Aufbau wurde im Labor umfangreich getestet und verifiziert.

Oben- / Unten-Antastung für Außen- und Innendurchmesser

Oben- / Unten-Antastung für Außen- und Innendurchmesser

Nach der manuellen Beladung des Werkstücks wird die Messung vollautomatisch ausgeführt. Bei einem neuen Bauteil müssen lediglich die neuen Parameter wie Messmerkmale, Messpositionen und Sollgrenzen mit den zulässigen Toleranzen in die Datenbank eingetragen werden. Auch die Messbedingungen, wie Tastgeschwindigkeit und Taststrecke, sind vorab definiert.

Tastarme mit Doppeltastspitze führen zudem beide Antastrichtungen, oben und unten, in einem Messlauf aus. Wo bisher mehrere Einzelmessungen und -auswertungen notwendig waren, führt der HOMMEL-ETAMIC nanoscan nun komplexe Messabläufe in einem Zug durch und wertet sie aus. Gleichzeitig kann durch diese Oben- und Untenmessung auch der für die Lagerpräzision entscheidende Vollwinkel bestimmt werden.

Autor: Redaktion

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