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(a) Schloss (b) Normal (c) Nanomaschine
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(a) Schloss
(b) Normal
(c) Nanomaschine
Abb.: Nur ein Segment – und doch repräsentiert das neue Normal ein ganzes Zahnrad mit einem Meter Durchmesser. (Bild: PTB)
Für den Betrieb von Windkraftanlagen weit ab von der Zivilisation und unter rauen Umgebungsbedingungen bekommen Kriterien wie die Stabilität und Langlebigkeit von Bauteilen eine ganz neue Bedeutung. Das Getriebe beispielsweise sollte möglichst wartungsarm lange und effizient seinen Dienst tun. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Fertigungsqualität der riesigen Zahnräder. Je genauer sie ineinander greifen, d. h. je verschleißfreier und ruhiger sie laufen, umso effizienter wird Energie produziert. Mit einem neuen Großverzahnungsnormal aus der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) kann die Qualität solch großer Zahnräder jetzt erstmals zuverlässig nachgewiesen werden.
Beim Thema Zahnräder denkt man oft unwillkürlich an die Anfangszeit der Industrialisierung. Aber weit gefehlt – nicht nur der Bereich der gerade besonders aktuellen Windkraftanlagen, sondern auch andere wachsende Industriezweige wie der Schiffbau oder Erdölförderanlagen basieren zum großen Teil auf dem Einsatz großer Getriebe. Der Wirkungsgrad, die Geräuschemission und die Betriebsdauer hängen entscheidend von der Qualität der eingesetzten Zahnräder ab. Bis zu der Genauigkeitsklasse 3 werden z. B. für ein 1-m-Zahnrad Toleranzen unter 10 µm gefordert. Aus diesem Grund hat die Qualitätssicherung auf diesem Gebiet einen hohen Stellenwert eingenommen. Allerdings fehlten bislang geeignete Normale, um die Rückführung dieser Messungen sicherzustellen und damit die Güte der Messung durch Ermittlung einer aufgabenspezifischen Messunsicherheit einschätzen zu können.
Innerhalb eines EU-Forschungsprojektes hat die PTB nun ein Großverzahnungsnormal und eine hochgenaue Messeinrichtung zur Kalibrierung großer Bauteile direkt in der Industrie entwickelt. Die besondere Ausführungsform als Segment eines ganzen Zahnrades macht es möglich, dass das Normal ein großes Rad von einem Meter Durchmesser verkörpert, dieses aber zunächst noch auf den etablierten Messeinrichtungen innerhalb der PTB kalibriert werden kann.
PTB / AL
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