Bücher von Herwart Opitz

den auftretenden Form- und MaBabweichun­ gen und ihrer Erfassung als Einzelfehler besondere Aufmerksamkeit ge­ widmet wurden.

In der Praxis werden Zahnrader mit einem Durchmesser von mehr als 600 mm haufig als Bandagenrader ausgefilhrt. Dabei wird ein Radkranz, der die Verzahnung tragt, auf einen Radkorper aufge­ schrumpft. Dieses Verfahren wird in erster Linie aus wirtschaft­ lichen Grunden angewandt, weil der hochbeanspruchte Radkranz aus teurem Werkstoff, der Radkorper dagegen aus unlegiertem Material hergestellt werden kann. Eine solche reibschlii.ssige Ver­ bindung nennt man allgemein Querpre~passung. Je nach Art ihrer Entstehung unterscheidet man dabei zwischen einer Dehnpassung, wenn das Innenteil vor dem Fugen unterkuhlt und einer Schrumpf­ passung, wenn das Au~enteil erwarmt wird. 2. BETRIEBSSICHERHEIT VON ZAHNRADBANDAGEN 2. 1 Berechnungsgrundlagen Ein bandagiertes Zahnrad unterscheidet sich von einem massiven Zahnrad gleicher Abmessungen u. a. dadurch, da~ in der Bandage aufgrund der Schrumpfdehnung eine hohe Tangentialspannung vor­ liegt und die Bandage sich auf dem Radkorper bewegen kann, wenn die Umfangskraft den zulassigen Wert ubersteigt. Die Auslegung einer Bandage war bisher noch mit zahlreichen Un­ sicherheiten behaftet, da wesentliche Einflu~faktoren und Zusam­ menhange nicht genugend untersucht waren. Aus diesem Grund wurde mit sehr verschiedenen Sicherheitsfaktoren gerechnet, die nicht selten 20+40fache Sicherheit vortauschten. Grundlage der durchgefiihrten Berechnungen sind z. T. auch heute noch die For- - - meln von C. Bach [1] ¿ Mit ihnen kann der Zusammenhang zwischen FtigefHichenpressung, Uberma13 und den Spannungen in den durch Schrumpfung verbundenen Teilen angegeben werden, wenn die Bau­ teile glattwandig und zylindrisch und alle Verformungen rein elastisch sind.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Belastung über den ganzen Drehzahlbereich, falls die Erregerquellen einiger­ maßen genau erfaßt werden können. Im Resonanzbereich wird die dynamische Belastung grundsätzlich durch die veränder­ liche Zahnsteifigkeit verursacht.

Bevorzugtes Objekt betrieblicher Planungstatigkeit sind von jeher die Termine. Von allen Faktoren, die die Konkurrenzfahigkeit eines Unternehmens ausmachen, weisen sie die wohl groBte Elastizitat auf, so daB die kurze Lieferfrist oft der ausschlaggebende Faktor fur den Zuschlag eines Auftrages ist. Verkurzte Lieferfristen bedingen aber auch kurzere Fristen in allen Betriebsbereichen, was bedeutet, daB die Zahl der kritischen, d. h. der standig zu verfolgenden Einzel­ termine ansteigt. Das hat wiederum einen zunehmenden Umfang an Kontroll- und Steuerungsaufgaben zur Folge, der nur mit erhohtem Personaleinsatz bewaltigt werden kann. Das Beispiel eines herzustellenden Schiffsdieselmotors solI den Umfang der anfallenden Feinmessungsaufgaben erlautern (Abb. 1). Ein derartiger Motor besteht etwa aus 8000 verschiedenen Teilen oder Positionen. Daraus ergeben sich etwa 40000 Teiltermine, d. h. 40000 Tatigkeiten mussen im rich­ tigen Zeitpunkt ausgefUhrt werden, damit das fertige Produkt zum festgelegten Termin das Werk verlassen kann. An diesen 40000 Tatigkeiten sind etwa 1000 Personen be­ teiligt. In den Betrieben laufen jedoch oft mehrere 100 konkurrierende Auftrage parallel, so daB sich die genannte Anzahl von Tatigkeiten und zu beobachtenden Terminen ver­ vielfacht. Das verspatete Eintreffen von Rohmaterial fUr einige dieser Teile oder fehlen­ des Personal an nur einigen Arbeitsplatzen bringen Veranderungen in das Termingefuge der meisten im Durchlauf befindlichen Teile und Auftrage [1]. Dieses Beispiel macht deutlich, welche Datenmengen zur Bereinigung einer Storung oder Durchfuhrung einer Anderung verarbeitet werden muBten, urn die Konsequenzen fur alle in Arbeit befindlichen Teile zu berechnen. Solche Storungen von auBen kommen aber dauernd vor.

Ladekreis Entladekreis versorgung L. u. u.

Die technischen Voraussetzungen zur Rationalisierung der industriellen Produktion in Unternehmen der Einzel-und Kleinserienfertigung wur­ den durch die Entwicklung von automatisierten Fertigungsmitteln so­ wie der elektronischen Datenverarbeitungsanlagen (EDVA) geschaffen [1,2,3]. Die Automatisierurig der Fertigung fiihrte vor aHem durch den Einsatz numerisch gesteuerter Maschinen in diesen Unternehmen zu einer Ra­ tionalisierungsliicke in den der Fertigung vorgelagerten Produktions­ bereichen Konstruktion und Arbeitsvorbereitung [4 J. Diese beiden Bereiche wurden durch die mit der Automatisierung der Fertigung verbundene Zunahme von Planungsaufgaben und durch Fakto­ ren, die von auJ3en auf das Unternehmen einwirken, zunehmend zum EngpaJ3 der Auftragsabwicklung. [5,6]. Eine Entlastung dieser Unternehmensbereiche wird allgemein durch die Anwendung von Methoden, die mit EDV A verarbeitet werden konnen, erwartet[7J. Als Kriterium fUr die EffektiviHit derartiger Methoden in einem Unternehmen muJ3 vor allern die erzielbare Wirtschaftlichkeit zugrunde gelegt werden. Zur Abschatzung der Wirtschaftlichkeit von RationalisierungsmaJ3nah­ men sollen zunachst die in den Unternehmen anfallenden Kosten ana­ lysiert werden. Bild 1 zeigt die durch Untersuchungen in mehreren Industrieunternehmen ermittelten prozentualen Anteile der Selbstko­ sten[8,9J.

Beim Schaben von Verzahnungen. bei denen der Uberdeckungsgrad der Paarung Schabrad-Werkrad kleiner als 2 ist. treten folgende Proble­ me auf: 1) Das Standzeitverhalten der Schabrader ist in der GroBserie oft unbefriedigend; 2) die geforderte Verzahnungsqualitat kann haufig nicht erreicht werden. weil der Flankenformfehler die Toleranzgrenze uber­ schreitet. 1m Rahmen des vorliegenden Forschungsprogrammes wurde die Aus­ legung von Schabradern eingehend untersucht. Aus einer uberschla­ gigen Berechnung der AnpreBkraft, mit der der Schabradzahn in den Werkradzahn zur Spanabnahme hineingepreBt wird, folgt, daB dann be­ sonders gtinstige Bedingungen vorliegen, wenn in jeder Walzstellung gleich viele Rechts- und Linksflanken im Eingriff sind. Durch die Be­ rechnung der Folge der Flankenbertihrungen fUr eine Periode kann aus den geometrischen Daten von Schabrad und Werkrad ermittelt werden, bei welcher Kombination von Profilverschiebung und SchabradauBen­ durchmesser dies der Fall ist. Auf Grund dieser Erkenntnisse wurde eine andere Profilverschiebung als bisher vorgeschlagen. In Stand­ zeitversuchen konnte nachgewiesen werden, daB dadurch der Nutzungs­ bereich des Schabrades erweitert wird. Die Standzeitversuche zeigten daruber hinaus, daB der Flankenformfehler die wichtigste Beurteilungs­ groBe der Verzahnung nach dem Schaben darstellt und daB die GroBe der Fehler wahrend der Standzeit nicht von vorneherein vorauszusehen ist. Die Standmenge ist sehr stark von der Auslegung des Schabrades abhiingig. Urn ein Schabrad schnell und sicher auszulegen, wurde ein Digitalrech­ nerprogramm [5 J erstellt. das den Profilverschiebungsfaktor und den AuBendurchmesser angibt.

Werkzeugmaschine, zum Beispiel eine Drehmaschine, aufgesetzt werden kann, besteht jetzt die Moglichkeit, Stirnradgetriebe wahrend der Feinbearbeitung Einlauflappen breitenballig auszubilden.

ihre Brauchbarkeit fur die Automatisierung der Arbeitsvorbereitung unter­ sucht, und ein Losungsweg an Hand von Programmsystemen gezeigt, die im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelt worden sind. 2.

Kegelradstufen werden im Leistungsgetriebebau dann einge­ setzt, wenn es darauf ankommt, Drehbewegungen und Drehmo­ mente zwischen zwei sich kreuzenden Wellen bei moglichst geringen Leistungsverlusten zu Ubertragen. Unter den Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit haben die­ se Getriebe die Forderung nach einer maximalen Leistungs­ Ubertragung bei groBtmoglicher Betriebssicherheit und ge­ ringst moglichem Bauvolumen zu erfUllen. Neben der funktionsgerechten und fertigungstechnisch gUnsti­ gen Gestaltung ist die betriebssichere Dimensionierung der Getriebe daher die wichtigste Aufgabe 'im Konstruktionsbe­ reich. In der Praxis liegen dem Konstrukteur beim Entwurf eines Getriebes zwar h~ufig Erfahrungen von verwandten Problemlosungen vor" genaue Informationen Uber die spezi­ fischen Eigenschaften der Neukonstruktion erhlHt er jedoch erst durch die versuchstechnische Erprobung oder durch - ne bis ins Detail gehende Berechnung. Die experimentelle Analyse mehrerer Getriebevarianten im Hinblick auf die beste Losung ist zeitraubend und teuer, so daB sie im all­ gemeinen nur bei sehr groBen Serien angewandt werden kann. DemgegenUber bietet die Berechnung die Moglichkeit, bestimm­ te Eigenschaften des Getriebes, die fUr seine Leistungsf~hig­ keit von entscheidender Bedeutung sind, ohne allzu groBen Kostenaufwand zu bestimmen. Erfolg oder MiBerfolg einer solchen Vorgehensweise h~ngt allerdings in starkem MaBe da­ von ab, wie genau die teilweise komplizierten Zusammenh~nge durch die angewandten Berechnungsverfahren getroffen werden. Die Entwicklung und Verbesserung der einschl~gigen Berech­ nungsverfahren ist daher ein zentrales Anliegen zur Erhohung der Wirtschaftlichkeit von Zahnradgetrieben.

In der spanenden Fertigung haben sich bei groP.,en Serien WerkstiickmeBsteuerungen als Mittel zur Automation bewiihrt. Sie ermoglichen die Erfassung und Ausregelung des bei del.' Bearbeitung unvermeidbar auftretenden Summenfehlers durch direkte Erfassung dos tatsachlichen WerkstiickmaBes. Hierdurch kann iiber lange Zeit eine gleichJ!\aP.,ig hohe Fertigungsgenauig­ keit eingehalten werden. Zusatzlich ergibt sich eine starke Verkiirzung del' Ncbenzeiten, die der durch eine numerische Steuerung des Arbeilsprozesses erziclbaren Verkiirzung ver­ gleichbar ist. Fiir die Kleinserion- und Einzelfertigung konnen hlcBsteuerungen iihnliche Vorteile bringen, da in diesem Fertigungsbereich die MeP.,zeiten einen bedeutenden Teil der Nebenzeiten ausmachen. Ihr Einsat7. scheiterte jedoch bisher an zwei Problemen, die sich aus del· kleinen LosgroP.,e ei·geben. Da das Werkstiick im Grenz­ fall der Einzelfertigung nul' einmal auf einer Maschine bear­ beitet wird, rouP., zum einen die Messung am Werkstiick wahrend der Bearbeitung erfolgen. Zum anderen ergibt sich aus dem groP.,en Werkstuckspektrum die Forderung nach einem MeBverlahren, das dem jeweiligen SollmaP., flexibel angepaBt werden kann,also nach absolu tel' IIlessllng in einem groP.,en Bereich. Dabei muP., jedoch eine MeP.,genauigkeit erzielt werden, die der mit relativ arboitenden Verfahren bei der GroBserienfertigung erreichbaren Genauigkeit entspricht. Wiihrend fUl' MeP.,steucrungen, die das IstmaB durch cine einmalige Messung ~~ch der Bcarbeitung erfassen, auch beriihrende Antast­ verfahren eingesetzt werden konnen, liiP.,t sich eine konstante Genauigkeit bei einer Messung wah rend der Bearbeitung nul' mit beriihrungslosen Gebern erzielen, da diese sich standig im Eingriff befinden mussen.

verfahrensbedingten Vorschub- und HUIIschniottmarkierungen dargestell t.

durch letztere Fehler zusatz­ liche Anteile durch eine Verlagerung und Drehung in allen Frei­ heitsgraden hervorgerufen werden konnen.