Eine Kurbelwelle setzt in Kolbenmaschinen die lineare Bewegung eines oder mehrerer Kolben mit Hilfe von Pleuelstangen in eine Drehbewegung um (oder umgekehrt). Dabei spielen die Oberflächenbeschaffenheit der Haupt- und Hublager (Rauheit) sowie die Radienübergänge der Wangen an Hublager (Konturen) eine große Rolle. Das Oberflächenmessgerät MarSurf XC 20 CNC von Mahr liefert zuverlässig den Nachweis, dass die Fertigungsqualität stimmt! Sehen Sie hier ein PraxisVideo über ein effiziente CNC-Messung. 

Das PraxisVideo zeigt wie einfach die CNC-Messung mit Mahr-Messgeräten ist. Im Detail wird vorgeführt, wie die Messung der Kurbelwelle vom PC gesteuert wird, wie die der Taster das Werkstück berührt und den Messort erfasst sowie wie schnell der Tastarm gewechselt werden kann.

Der Messplatz MarSurf XC 20 CNC ist ein Spitzengerät der Konturenauswertung. Eine in sich optimal abgestimmte Gerätekonfiguration bietet höchsten Leistungsstandard. 

Das Messkonzept zur Kurbelwellenmessung bietet Serienmessungen von:

• Rauheit auf den Haupt- und Hublagern
• Rauheit auf den Wangen
• Kontur der Radienübergänge von Wange zu Lager
• Rauheit der Radienübergänge
• Jegliche Rauheits- und Konturmerkmale entlang  der Mittelachse der Welle

Steuerung der Messung am PC.

Das PraxisVideo finden Sie hier...

Qualitätssicherung von Zahnrädern durch moderne Messgeräte bringt in vielen Branchen Wettbewerbsvorteile: Bei Automobil-, Elektromotoren- und Getriebeherstellern genauso wie in der Luft- und Raumfahrtindustrie, bei LKW- und Nutzfahrzeughersteller, im Schiffsbau und nicht zuletzt die Welt der Formel-1-Boliden. Dafür hat der Göttinger Messtechnik-Spezialist Mahr das Verzahnungsmesszentrum MarGear GMX 400 entwickelt – es beschleunigt und vereinfacht die Vermessung von Zahnrädern und Zahnradwerkzeugen.  

Zahnräder zählen in der Antriebstechnik zu den wichtigsten und zugleich teuersten Maschinenelementen. Zahnräder, die in Getrieben von Kraftfahrzeugen und Maschinen verwendet werden, sind Massenteile und erfahren während der Fertigung eine erhebliche Wertschöpfung. Deshalb ist es besonders wichtig auch komplexe Formen von Laufverzahnungen konsequent zu prüfen – denn nur so kann Kundenzufriedenheit und damit die Wertschöpfung auch langfristig erhalten bleiben. In den vergangenen Jahren haben sich die Ansprüche an Messsysteme deutlich erhöht. Hersteller von Zahnrädern fordern zunehmend, dass die Messtechnik in Ihre bestehende Fertigungslinie zu integrieren ist. Durch die fertigungsnahe Installation kann Zeit und Kosten sparend gearbeitet werden. Dadurch ist neben einer reproduzierbaren hohen Produktqualität eine kurzfristige Amortisierung der Investitionen für Qualitätssicherung und Qualitätsregelung gewährleistet.

 Verzahnungsmessgerät MarGear GMX 400 

Entspricht der VDI/VDE 2612/2613 Genauigkeitsklasse 1
Mahr bietet mit dem Verzahnungsmessgerät MarGear GMX 400 ein topmodernes und präzises Messsystem für die Prüfung von Zylinderrädern, Kegelrädern, Schnecken sowie Schaberädern und Wälzfräsern bis 400 mm Außendurchmesser. Ergänzend sind zudem spezielle Anwendungen für konische Zahnräder oder auch Module für Kupplungsverzahnungen. Der Messplatz entspricht der VDI/VDE 2612/2613 Genauigkeitsklasse 1. Dieser geht genau auf die heutigen Bedürfnisse von Getriebeherstellern ein. Mit diesem Messplatz kann vollautomatisch gemessen werden und es wird die bisherige Messzeit, um bis zu 20 Prozent reduziert. Angenehmer Nebeneffekt: Dadurch können deutlich mehr Werkstücke in Hinsicht auf Ihre Qualität geprüft werden. Zu dem ist das Messgerät für den fertigungsnahen Einsatz konzipiert. Eine Kompensation der Maßstabstemperatur und ein optional aktives Dämpfungssystem sorgen für eine gleich bleibende Messumgebung – und damit für vergleichbare Messergebnisse. 

4-AchsenMessgerät
Mit MarGear und der Produktreihe GMX bietet Mahr seinen Kunden ein äußerst kompaktes 4-Achsen Messgerät mit direkt angetriebener C-Achse. Dadurch können Werkstücke wie Werkzeuge in allen Ausrichtungen zuverlässig vermessen werden. Die MarGear GMX 400 ist mit einem hochgenauen, taktilen 3-D-Scanning Tastsystem ausgestattet. Dadurch können nicht nur Verzahnungs-, sondern auch Form- und 3-D-Merkmale in einer Werkstückaufspannung gemessen werden. Dieses Messzentrum kann somit die komplette Werkzeuggeometrie messen oder auch einzelne Parameter von Zylinder- und Kegelrädern innerhalb der Aufspannung auswerten. Somit ist die GMX 400 ganz und gar ein echtes Mahr-Gerät: neuester Stand der Technik und ausschließlich mit selbst entwickelten Mahr-High-Tech-Komponenten bestückt – Qualität „Made in Germany“.

Die Qualitätsprüfer von Verzahnungen verfügen bei der GMX 400 über eine große Palette an Möglichkeiten beim Messen und Auswerten:

• 3-D-Taumelkompensation durch Software
• 2-Achsen-Verzahnungsmessung zur rotativen und linearen Form und Teilungsmessung 
• Gängige Kegelrad-Messstandards wie 3-D-Mehrachsen-Scanning und optional 3-D-Digitalisierung der Zahngeometrie 
• Andere 3-D-Features wie Zahnlückenerkennung, Messung des Rundlaufs- und Teilungsfehlers, etc. 
• Die Messung von 3-D-Geometrien sowie Form-Merkmalen 

Ergonomisch einfache Bedienung
Die GMX 400 erfasst Geometriefehler lückenlos und wertet diese aus. Die Messergebnisse der Soll-Ist-Vergleiche errechnet und dokumentiert die Software, die auf dem neuen Multitasking-Betriebssystem „Suse Linux 10.1“ aufsetzt. Alle Messprogramme sind selbsterklärend symbolgeführt und sorgen somit für kurze Einarbeitungszeiten der Maschinenbediener. Messprotokolle können per Mausklick als PDF generiert und über Netzwerke und Mailprogramme weltweit versandt werden. Für Mitarbeiter aus der Qualitätssicherung liegt der Vorteil in der ergonomisch einfachen wie sicheren Bedienung: Dynamisch gesteuert senkt sich der Gegenhalter auf das Werkstück. Einmal erfasst lassen sich die Zylinder- und Kegelräder, Schnecken, Schabräder oder Wälzfräser in der laufenden Produktion auch Dank einer mechanisch exakten Schnellabhebung schnell spannen und prüfen. Typisch für Mahr ist auch der Support: Über die Remote-Diagnostik kann Mahr auf jedes Messgerät zugreifen und Fernwartung betreiben – weltweit. Zudem ist das Mahr-Service-Network auf allen Kontinenten vertreten und damit schnell vor Ort.

Ermittlung der Profilabweichung
Mahr Jena ist bekannt für jahrelange Erfahrungen in der Verzahnungsmesstechnik. Im thüringischen Jena ist die Produktlinie MarGear beheimatet, hier werden die Messsysteme ständig weiterentwickelt – und an den neusten Anforderungen an Technik und Software angepasst. Der Soll-Ist-Vergleich der Werkzeuggeometrie zur Ermittlung der Profilformabweichung ist die Basis zur Berechnung der Korrekturdaten. Zur Korrektur fertigungsbedingter Abweichungen werden beim Werkzeugschleifen via PTMx korrigierte Abricht- oder Schleifprogramme erzeugt und an die Werkzeugmaschine übertragen. Selbst bei engen Toleranzen ist das zu schleifende Werkzeug im Allgemeinen nach der ersten Korrektur in Toleranz.

Closed Loop – Integrierte Qualitätssicherung 
Der Closed Loop verkürzt die Zeit erheblich, die von Konstruktion bis zur Fertigstellung eines hochwertigen Werkzeuges aufgebracht werden muss, bei Sonderwerkzeugen für nichtelvolventische Profile ist eine Reduzierung um mehr als 50% möglich.

Am CNC-Messplatz zählt jede Minute: Einrichten, Messen, die Beruhigungszeiten – alles kostet wertvolle Zeit! Zudem muss äußerst präzise gemessen und dokumentiert werden. Der Göttinger Applikationsspezialist Mahr hat einen CNC-Messplatz für Zylinderköpfe von Motoren entwickelt. Er entspricht dem zeit- und kostensparenden Trend zur Automatisierung in der Fertigung. Der Clou: Der Messplatz misst gleichzeitig Rauheit und Kontur und ist zudem leicht zu bedienen.

Das Vermessen eines Zylinderkopfes ist eine Herausforderung. Seine komplexe Struktur mit Messpunkten in Bohrungen, in die man nicht hineinsehen kann, machten die Qualitätskontrolle bisher äußerst zeitaufwendig. Manche Merkmale ließen sich nur messen, wenn der Zylinderkopf durchschnitten oder Abdrücke angefertigt wurden. Rauheitsmessung erforderte meist einen anderen Messplatz als die Kontur. Kurz: Die Vermessung des Zylinderkopfes war sehr zeitaufwändig und damit ausgesprochen teuer. Doch diese Zeiten sind vorbei. Der Bedarf an Automatisierung in der Fertigung ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Das Göttinger Messtechnik-Unternehmen hat reagiert. Für die Automobilindustrie hat es einen CNC-Messplatz entwickelt, der die hohen Anforderungen erfüllt – das Hightech-Gerät misst automatisiert, schnell, extrem präzise, kann in der Nähe der Produktion zu stehen und ist trotzdem äußerst einfach im Handling.

Messen an 170 Messstellen
Herzstück des Messplatzes ist das Highend-Mess-System „MarSurf LD 120“. Der Taster des Gerätes misst auf den Nanometer genau. Um so verwinkelte Werkstücke wie einen Zylinderkopf durchzuprüfen, haben die Mahr-Konstrukteure besonders lange Tastarme entwickelt. Diese Tastarme fahren automatisch bis zu 170 Messstellen am Zylinderkopf an. Mal misst das Prüfsystem die Rauheit der Oberfläche, mal eine Kontur wie beispielsweise den Ventilsitz. Dieses Messgerät arbeitet taktil also mit Berührung und erfasst Rauheit und Kontur gleichzeitig – das spart viel Zeit.

Fertigungsnahes Messen
Die Vorteile machten sich in der Praxis schnell bezahlt: Der neue CNC-Messplatz steht fertigungsnah. Das Messgerät ist offen konstruiert. So können die Mitarbeiter des Automobilkonzerns große und schwere Werkstücke wie den Zylinderkopf schnell und problemlos montieren. Sie vermessen das Werkstück in zwei Phasen: Einige Messstellen werden in der Vorproduktion vermessen, da man an sie später nicht mehr heran kommt. Der zweite Messdurchgang erfolgt nach der kompletten Fertigung. Trotz der vielen überprüften Messstellen und der recht hohen Geschwindigkeit beim Messen, ist die Qualität der Messungen sehr hoch. Eine gemeinsam mit dem TÜV entwickelte Kunststoff-Schutzhülle inklusive Lichtschranke sorgt beim schnellen Sammeln der Messdaten für die nötige Arbeitssicherheit, wie sie besonders der französische Staat vorschreibt. Auch unerwünschte Schwingungen bringen den „MarSurf LD 120“ nicht aus seiner stoischen Ruhe; ein aktives Antivibrationssystem gleicht jede Erschütterung in der Mess-Umgebung zuverlässig aus. 

Nutzerfreundliche Software
Großen Wert legte das Team bei Mahr auf eine leichte Handhabung des Systems. Der Messplatz ist so konzipiert, dass er von Maschinenbedienern gesteuert werden kann. Das Gerät misst mit nur zwei bis drei Handgriffen, eine Schulung dauert nicht länger als eine Stunde! Ein besonders Augenmerk legten die Software-Entwickler auf die Bedienoberfläche des Monitors von wo aus das Gerät gesteuert wird: Jeder Messschritt ist mit Bildern veranschaulicht, die Sprache ist dem Kunden entsprechend Französisch. Der Messplatz hat zwar sein eigenes Steuerungssystem, doch als Software-Plattform fungiert „MarWin“ – dadurch lassen sich die Messergebnisse optimal mit Ergebnissen anderer Mahr-Messgeräte kombinieren. Alle Messergebnisse werden auf die Sekunde genau abgespeichert und dokumentiert.

Abgasnorm „Euro 5“ im Visier
Der CNC-Messplatz ist von Anfang an für die harten Produktionsbedingungen in der Automobilindustrie angelegt worden und entspricht den Anforderungen an eine lange Lebensdauer. Mahr garantiert bei einer Nutzung von zwanzig Stunden an 350 Arbeitstagen pro Jahr und einer hohen Messfrequenz, dass das Mess-System zwei Jahre einwandfrei funktioniert. Zudem garantiert Mahr 97 Prozent Einsatzfähigkeit der Maschine. Ein Wartungsvertrag sorgt dafür, dass das System auch langfristig präzise arbeitet. Der CNC-Messplatz ist bewusst mit Blick in die Zukunft entwickelt worden. Die Konstrukteure hatten die die Abgasnorm „Euro 5“ im Visier. Sie verlangt bei der messtechnischen Qualitätskontrolle eine extrem hohe Genauigkeit – genau diese gewährleistet der neue CNC-Messplatz von Mahr schon heute!

 Oberflächenmessung mit MarSurf M400.

Bei Implantaten in Knien ist die Qualitätssicherung in Bezug auf Geometrie sowie Form- und Oberflächenbeschaffenheit ein zentrales Thema – mit rasant wachsender Bedeutung: die rechtlich einzuhaltenden Normen werden anspruchsvoller und der Markt für diese Endoprothesen weltweit immer größer. Zudem sollen die Implantate beim Patienten langfristig und schmerzfrei funktionieren. Der Applikationsspezialist Mahr ist seit Jahren mit den Messaufgaben in der Medizintechnik vertraut. Lesen Sie einen Beitrag über moderne Qualitätssicherung von Knieendoprothesen.

Knie-Implantate werden in einer älter werdenden Gesellschaft immer gefragter. Denn jeder zweite Deutsche über dem 60. Lebensjahr leidet an Gelenkbeschwerden, 5 Mio. Deutsche leiden unter Arthrose. Hinzu kommt der wachsende Bedarf in den Schwellenländern, Sporterkrankungen und Zunahme von Revisionen (Der wiederholte Ersatz von Endoprothesen bedingt durch Abnutzung, Lockerung und anderer Probleme). Knieoperationen werden als Standard bezeichnet. Eine Knieendoprothese ersetzt den verschlissenen Gelenkanteil des Knies durch eine künstliche Oberfläche. Bei allen Implantattypen gilt es an vielen Messorten Kenngrößen zu überprüfen, um die Fertigungsqualität zu sichern und zu optimieren.

Erfüllung europäischer Normen
Um hohe Qualitätsziele bei den Werkstücken zu erreichen, ist der Einsatz moderner Messgerätetechnologie unerlässlich. Nur mit ihr kann auch die europäische Norm EN ISO 21534 zuverlässig erfüllt werden, die Designprüfung und Konstruktionsmerkmale wie Materialkombinationen und Oberflächenbeschaffenheit beschreibt. Zur Produktoptimierung sichern sich deshalb Implantat-Produzenten erfolgreich mit hochgenauer Messtechnik vom international agierenden Applikationsspezialisten Mahr ab. Die Produktionsbetriebe vermeiden so teure und unnötige Reklamationen sowie Ausschuss konsequent von Anfang an. 

Messaufgabe an der Femur- oder Tibiakomponente 
Typische Rauheiten liegen hier zwischen  Ra 0,5 µm und Ra 0,05 µm je nach Material und Funktion. Rauheitsmessungen am Kegel sind wichtig bei Paarungen von Komponenten. Oberflächenkontrollen am Schaft zum Knochen werden besonders bei nichtzementierten Prothesen durchgeführt, um die Osseointegration (das Anwachsen im Knochen) zu gewährleisten. Hier kann mit dem Messplatz MarSurf XR 20 eine schnelle und präzise Messung gemacht werden. Auch eine Automatisierung der Messung ist möglich. Optisch und berührungslos arbeitet der moderne Messplatz MarSurf WS1. Die Geometrie der Werkstücke wird zumeist mit Handmessmitteln gemessen.

Messaufgabe Insert
Das Insert ist die Gegenform der oberen tragenden Femurkomponente. Wichtige Qualitätsmerkmale sind die Geometrien der konkaven und kon-vexen Konturverläufe sowie die Einhaltung der Oberflächenstrukturen.

 Kontrolle einer Kunststoffgleitfläche mit MarSurf M 400.

Werkzeugmessgeräte und 100-Prozent-Prüfung
Wichtig bei der Qualitätssicherung ist es aber auch, die komplexen Präzisionswerkzeuge wie Kugelstirnfräser, Gewindebohrer, Fräser mit kleinen Durchmessern oder Fräswerkzeuge mit besonderen Schneidengeometrien im Blick zu haben. Speziell darauf konstruierte Werkzeugmessgeräte von Mahr ermitteln diese Parameter und sorgen so dafür, dass ausschließlich im Rahmen der Toleranzen hergestellte Werkzeuge im Einsatz sind. Der zentrale Punkt bei medizintechnischen Produkten ist die garantierte Qualität und somit besonders in diesem Bereich das kompromisslose Vertrauen in die Messtechnik.

Gerade bei Fragen der Produkthaftung, dem weltweiten Service und der damit benötigten weltweiten Vernetzung ist die Wahl eines verlässlichen Messtechnikpartners von größter Bedeutung. Neben einer hochpräzisen Messung bieten die Mahr-Messsysteme umfangreiche Dokumentationsmöglichkeiten Ihrer Ergebnisse sowie Schulungs- und Trainingsangebote. Die moderne Messtechnik liefert zudem detaillierte Informationen zur Produktoptimierung und ermöglicht die Dokumentation der ausgelieferten Qualität - bis hin zur 100-Prozent-Kontrolle und damit der höchsten Stufe der Qualitätssicherung. 

Kontakt: Wolfgang Hoffmann, Produktmanagement Oberflächenmesstechnik bei Mahr
Wolfgang.hoffmann@mahr.de