Drallmessung an geschliffenen Wellenoberflächen mit der 2D- Rauheitsantenne

Dr.-Ing. Albrecht Hertzsch

Zusammenfassung

Basierend auf der optischen 2D Specklemessung wird ein Verfahren und ein Sensor vorgestellt, der mit hoher lateraler Auflösung zweidimensional die Rauheit erfasst und bewertet. Mit diesem Messverfahren werden Abtastfrequenzen von bis zu 1Mhz erreicht, wodurch Drallmessungen an Dichtungsgegenlaufflächen im Minuten- bis Sekundenbereich möglich sind. Erstmals können auch sehr große Zylinderdurchmesser (D > 1m) abgescannt und die Rauheitstextur mit Winkelminutengenauigkeit statistisch stabil bestimmt werden. Der Sensor ist als mobiles Messsystem konzipiert und lässt sich direkt im Maschinenraum der Schleif- oder Drehmaschine einsetzen. Mit zwei integrierten Messachsen erfolgt die Messdatenaufnahme am gleichförmig rotierenden Prüfteil autonom. Wesentlicher Bestandteil des Verfahrens ist die frequenzbasierte Auswertung der Messdaten mit einer prozessoptimierten Auswertroutine. Diese umfasst Algorithmen zur Bestimmung des prüfteilbezogenen Koordinatensystems, der koordinatengerechten Ausrichtung der Messpunkte, der Höhenschlagkorrektur der Messdaten, der durchmesserabhängigen Segmentierung in Teildatensätze sowie der Berechnung statistisch stabiler Parameter für die Texturanalyse der Rauheit. Sowohl für die Texturwinkelberechnung als auch für die Berechnung der Förderquerschnittsdifferenzen wurde ein neues Bewertungsmodell eingeführt, getestet und validiert, das auf der schnellen Fouriertransformation beruht.

Der Sensor eignet sich sowohl für die Makro- als auch Mikrodrallanalyse.

Messbeispiele an produktionstypischen Dichtungsgegenlaufflächen werden vorgestellt und diskutiert. Die Genauigkeit des Messverfahrens wird anhand von Referenzmessungen mit einem tastender Profilometer aufgezeigt.