Drallmessanlage LMT (nach Daimler Werksnorm MBN31007)

Allgemein

LMT

  • Untersuchung von Dichtflächen an zylindrischen Wellen
  • Detektion und Auswertung von Drallausprägungen
  • Rechnerische Ermittlung aller relevanten Drallkenngrößen
  • und Rauheitsparameter
  • Erkennen von: Abrichtdrall, Nulldrall, Schränkungsdrall, Rattermarken
  • Analyse von Dichtheitsproblemen
  • Werkstatttauglich
  • Platz sparend durch vertikale Werkstückaufnahme
  • Kundenspezifische, werkstückangepasste Ausführung

Drallauswertung nach neuester Daimler Werksnorm MBN 31007-7 von 2011.

Optische Drallmessung auf Anfrage.

Technische Daten

Rauheitsmesstaster

Messbereich [µm] ± 100
Auflösung [bit] 16
Nadelradius [µm] 2 - 5

Drehtisch

Drehwinkel [°] 360
Minimale Schrittweite [°] 0,01
Werkstücklänge, max. [cm] 45
Werkstückdurchmesser, max. [cm] 20
(andere problemlos auf Anfrage)

XY-Vorschub

Verfahrweg X [mm] 25
Abhebeweg Y [mm] 4

System

Abmessungen H x B x T [mm] 1100 x 400 x 400
Gewicht, ca. [kg] 70
Versorgungsspannung [V/Hz] 110-260/50-60
Temperaturbereich [°C] 10-30
Feuchtigkeitsbereich [%] ? 85

Software/Optionen

Berechnung Rauheitskennwerte/Rattermarken
Berechnung/Darstellung dominanter Wellenlängen
FFT/ACF Funktionen
Automatisierte oder interaktive Drallauswertung
Excel Datenexport
Drallkennwerteermittlung 100% gemäß Daimler Werksnorm 2008
Werkstückaufnahme zwischen Spitzen oder im Präzisions-Bohrfutter
Drallnormale zur Kalibrierung
Automat. Taumelkompensation
Vorrichtung in verschiedener Ausführung verfügbar. Wird auf kundenspezifische Werkstücke ausgelegt.

Alle technischen Daten ohne Gewähr.

Applikationen

Periodische Strukturen in Umfangsrichtung auf rotationssymmetrischen Oberflächen sind dann von Bedeutung, wenn diese Oberflächen eine Dichtfunktion erfüllen sollen. Das ist häufig bei Wellen oder Flanschen der Fall, weshalb in den Bereichen Maschinen- und iheitgeprüft wird. Die für die Dichtfunktion wichtigsten Eigenschaften lassen sich durch eine geeignete 3D-Oberflächenmesstechnik taktil ermitteln und in Form charakteristischer Parameter quantifizieren.

Grundlage dafür ist eine leistungsstarke, hauseigene Software, welche die Separation von stochastischem Rauheitsprofil und periodischen Anteilen vornehmen kann (FFT und AKF). Geeignete Kenngrößen (Rauheit, Drall) werden übersichtlich dargestellt, was die Interpretation der Messergebnisse erleichtert.

Dabei gilt es zu beachten, dass für eine einwandfreie Dichtfunktion das Gesamtsystem, bestehend aus Radialwellendichtring, Wellenoberfläche und Dichtmittel betrachtet werden muss.

 

Antriebswelle
Dateiname: Typ:
   
Teil Nr.: Auftrag: Art.-Nr.: Prüfdurchmesser: 63,5 mm
       
Cut-off: 0,3 mm

X: Auflösung: 1000 Punkte/mm

Länge 5 mm

Y: Auflösung: 0,2 Punkte/°

Länge: 360°

       

 

Drall-Steigung Drall-Winkel Perioden-Länge Gängigkeit Mittlere Dralltiefe Mittlerer FQ
0 mm 0°0'' 0,11 mm 0 0,54 µm 30µm2
Rz Ra Rmax Rk Rpk Rvk
5,26 µm 0,71 µm 6,40 µm 2,17 µm 0,62 µm 1,26 µm

 

Topographie Autokorrelationsfunktion
2-9 1-9

Wissen

Drall

Als Drall bezeichnet man eine periodische Struktur in Umfangsrichtung auf rotationssymmetrischen Oberflächen wie z.B. Wellen, Buchsen oder Flanschen mit Dichtfunktion. Eine solche periodische Struktur kann durchgängig oder unterbrochen sein. Sie wird meist von einer stochastischen Topografie (Rauheit) überlagert und entsteht überwiegend im Fertigungsprozess durch den Abrichtvorgang an der Schleifscheibe oder durch Achsabweichungen zwischen Schleifscheibe und Werkstück. Neuerdings wurde auch eine Drallentstehung durch Relativschwingungen zwischen Werkzeug und Werkstück nachgewiesen. Es werden Drallwinkel von 0° (Nulldrall), wenigen Bogenminuten und grobe Drallstrukturen von einigen Grad beobachtet.

Für eine einwandfreie Dichtfunktion muss das Gesamtsystem, bestehend aus:

  • Radialwellendichtring
  • Wellenoberfläche und
  • Dichtmittel

1drallweb

betrachtet werden. Dieses bestimmt gegebenenfalls eine Förderwirkung durch den Schmierspalt in den Flüssigkeits- oder umgebenden Luftraum (s. Abb.).

Für die Wellenoberfläche besteht die Forderung der weitgehenden Drallfreiheit. Es gibt allerdings auch Fälle, bei denen eine Drallstruktur im Zusammenwirken mit der Dichtlippe gewünscht ist. Letztendlich wird der Dichtungshersteller eine Empfehlung bzgl. der erforderlichen Drallstrukturen auf der Gegenlauffläche aussprechen.

 

Auswahl von Einflussgrößen im Dichtsystem
Wellenoberfläche Dichtring Dichtmittel
     

Drall
Rauheit
Drehrichtung

Fertigungsmethode

Geometrie
Werkstoff
Anpressdruck an Wellenoberfläche
Reibmoment unter der Dichtkant
Chem.
Zusammensetzung
Viskosität
Temperatur im
Schmierspalt

Die Ausprägung der Wellenoberfläche darf sich gegenüber dem Zustand, für den der Dichtring ausgelegt wurde, nicht oder nur in kleinen Grenzen verändern.

Durch den zunehmenden Druck nach verbesserten und vor allem schnelleren Fertigungsverfahren werden ständig neue Methoden entwickelt, die neben dem klassischen Schleifen und Drehen angewandt werden.

Bei Einhaltung der wesentlichen Prozessparameter, wie:

  • Vorschub
  • Schnittgeschwindigkeit
  • Schneidenradius
  • Schneidwerkstoff

lassen sich bei Beachtung ausreichender Maschinenstabilität Wellenoberflächen fertigen, die (fast) keine periodischen Strukturen oder lediglich einen Nulldrall aufweisen.

Die für die Dichtfunktion wichtigsten Eigenschaften einer Wellenoberfläche lassen sich durch eine geeignete 3D-Oberflächenmesstechnik ermitteln und in Form charakteristischer Parameter quantifizieren.

Grundlage dafür ist die Separation von stochastischem Rauheitsprofil und periodischen Anteilen, welche die Dichtfunktion maßgeblich beeinflussen. Dies geschieht durch geeignete mathematische Verfahren (FFT und AKF). Dazu werden die nachfolgend beschriebenen Parameter verwendet:

 

bild4webDrallwinkel:
Winkel zwischen periodischer Struktur und Umfangsrichtung
Drallsteigung S:
theoretischer Förderweg in axialer Richtung für einen Umlauf
Gängigkeit:
Anzahl der Perioden über 360° Umfang
Periodenlänge p:
kleinster positiver Weg für wiederkehrenden Aplitudenwert zwischen zwei aufeinander folgenden 2p Dralltiefe D Theoretischer Förderquerschnitt Q

 

 

Bei allen von Null verschiedenen Drallwinkeln entsteht dabei in der Kontaktzone zum Dichtring eine meist unerwünschte Förderwirkung des abzudichtenden Fluids. Aber auch bei einem Nulldrall ist eine Dichtwirkung nicht von vornherein selbstverständlich, sondern wird nur bei Einhaltung bestimmter Grenzwerte der Rauheitskennwerte angenommen.

Die Qualitätskontrolle auf Dichtflächen erfolgt durch Quantifizierung von Drallstrukturen:

1) Messung der stochastischen Oberflächenrauheit / Topografie
2) Extraktion eventueller Dralltexturen durch mathematische Funktionen (FFT, AKF)
3) Tabellarische/grafische Darstellung über geeignete Kenngrößen (Rauheit, Drallparameter)

Messbeispiele für Drall, Nulldrall und drallfreie Oberfläche

Ausschnitt aus Messprotokoll

protokoll2

Gefilterte Oberflächenstruktur mit Drall Gefilterte Oberflächenstruktur mit Drall

tabelle1drallweb

Gefilterte
Oberflächenstruktur mit Nulldrall
Gefilterte Oberflächenstruktur mit Nulldrall
Gefilterte
Oberflächenstruktur ohne Drallausprägung
Gefilterte Oberflächenstruktur ohne Drallausprägung

Datenblatt

Datenblatt als PDF- Datei öffnen: Drallmesssystem LMT.pdf

Film

end faq

 
 
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