Rauheitsmessung an Zahnradzähnen für umweltfreundliche Autos

Kraftfahrzeug-Getriebe

Prüfung der Oberflächenrauheit von Zahnradzähnen für Elektromotoren

In den letzten Jahren wurden die Vorschriften zur Reduzierung der Autoabgase weltweit immer strenger. Dementsprechend weitet sich die Produktion und der Verkauf sogenannter „umweltfreundlicher Autos“, wie Elektro-, Hybrid- und Plug-in-Hybridfahrzeuge, rasch aus. (Die Definition für umweltfreundliche Autos variiert von Land zu Land – einige erkennen Hybridfahrzeuge nicht als umweltfreundlich an, wir schließen hier Hybridautos mit ein.)
Umweltfreundliche Autos weisen entweder keinerlei Kohlendioxidemissionen oder geringere Emissionen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor auf. Sie sind außerdem leise und haben nur eine geringe Lärmbelastung. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor hingegen erzeugen durch die Bewegung in ihren Motoren, z. B. durch die Auf- und Abbewegung der Motorkolben, laute Fahrgeräusche.
Elektromotoren rotieren, daher sind umweltfreundliche Autos beim Fahren viel leiser als solche mit Verbrennungsmtor. Auch wenn diese Pkws aufgrund ihrer geringen Lärmbelastung im Straßenverkehr nicht ohne weiteres wahrgenommen werden, wird diese Eigenschaft im Allgemeinen als Verbesserung angesehen. Einige Komponenten in einem umweltfreundlichen Auto können jedoch den Fahrgeräuschpegel erhöhen; zum Beispiel die Zahnräder für den Antrieb, wenn die Oberflächen der Zahnräder nicht glatt genug sind. Aus diesem Grund gelten für die in umweltfreundlichen Autos verwendeten Zahnräder strenge Anforderungen an die Oberflächenrauheit. Die zur Validierung der Oberflächenrauheit dieser Zahnräder verwendeten Werkzeuge müssen eine hohe Genauigkeit aufweisen, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Darüber hinaus besteht bei berührenden Messgeräten, z. B. Systemen mit Messtaster, die Gefahr, dass die Oberfläche des Zahnrads während der Messung beschädigt wird.

Die Lösung von Olympus: Rauheitsmessung mit dem OLS5000 Mikroskop

Das LEXT OLS5000 3D-Laser-Scanning-Mikroskop erlaubt eine berührungslose, hochpräzise Messung der Oberflächenrauheit von Zahnrädern:

(1) Die Oberfläche wird mit einem Laser mit einem Durchmesser von 0,4 µm abgetastet, um hochpräzise Daten zu erhalten. Dadurch lassen sich selbst kleinste Rauheiten von Zahnrädern messen, die Messgeräte mit Messtaster nur schwer erfassen können.

(2) Da die Rauheitsmessung mit Lasermikroskopen planar (und nicht linear) erfolgt, können gleichzeitig Farb- und Laserbilder sowie 3D-Profildaten erfasst werden, sodass die Analyse der Rauheit von Zahnrädern umfangreicher ist als mit einem System mit Messtaster.

(3) Das OLS5000 Mikroskop ist mit einer Funktion ausgestattet, welche die verschiedenen Arten von Daten horizontal zusammenfügt, sodass sich ein größeres Sichtfeld schnell und mit hoher Genauigkeit messen lässt.

Bilder

Beispiel einer Messung der Oberflächenrauheit an einem Zahnrad
(Nachbildung; 100X-Objektivlinse; 3X optischer Zoom)