Präzisionsmesszahnräder

ZAN/Z / ZAG / ZFM/N/Zaus ferromagnetischem Stahl

Technische Information Stand 2014-09

... automates motion.

LENORD+BAUER

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Telefon: +49 208 9963–0Telefax: +49 208 676292

Lenord, Bauer & Co. GmbHDohlenstraße 3246145 Oberhausen, DeutschlandD

S21-ZAx/ZFx(2.0)

Allgemeines

40 Jahre Erfahrung in der Fertigung von Präzisions-messzahnrädernGeeignet für die berührunglose, magnetische Abtastungmit magnetoresistiven Sensorelementen zur Drehzahl-und PositionserfassungErzeugung eines Referenzsignals durch Referenzmarke(Zahn, Fahne, Nut oder Spalt)Zum Anbau an Wellen mit einem Wellendurchmesservon 8 mm bis über 500 mmFertigung von Messzahnrädern zur Drehzahl- und Posi-tionserfassung mittels Wirbelströmen möglichKomplettfertigung mit Bohrungen, Gewinden und Nuten

Eigenschaften

Zähnezahl: 25 bis 1024Modul: 0.3 bis 2.25Standardmaterial: 16MnCr5,Edelstahl optionalIndividuelle Innendurchmesseroptional mit Passfedernut zur Verdrehsicherung

Vorteile

Vielfältige Montagevarianten (Aufschrumpfen, Klem-men, Anschrauben)Verdrehsicherung über Passfedernut möglichMultifunktionale Ausführung ermöglicht eine Verwen-dung des Messzahnrads als Lagerdeckel oder Wellen-mutterHohe Flexibilität in der Konstruktion durch kundenspezi-fische FertigungHöchste Präzision durch Einsatz modernster Abwälz-Fräsmaschinen und Dreh-Fräszentren

Einsatzgebiet

Motorspindeln im WerkzeugmaschinenbauSchienenverkehrstechnikTorquemotorenVakuumpumpen

http://www.lenord.com

mailto:[email protected]

Beschreibung

2 Lenord, Bauer & Co. GmbH DS21-ZAx/ZFx(2.0) (2014-09)

Messsysteme

Für die magnetische Erfassung rotatorischer Bewegungenbilden Drehzahl- und Positionssensoren zusammen mitMesszahnrädern eine Einheit.Magnetoresistive Elemente im Sensor tasten die Strukturdes ferromagnetischen Messzahnrads berührunglos ab.Der Sensor generiert daraus zum Beispiel sin/cos-Signale.In vielen Anwendungen, z. B. in Motoren von Werkzeug-maschinenspindeln werden die Drehzahlsignale hoch in-terpoliert. Eine Voraussetzung für optimale Signale mit ho-her Qualität sind Präzisionsmesszahnräder.

Einsatz mit MiniCODER

MiniCODER liefern Drehzahlen bis über 100.000 min-1. Sieerzeugen Rechtecksignale (TTL, HTL) oder sin/cos-Signa-le (1 Vss) wahlweise mit Referenzsignal. Der erfasste Re-ferenzimpuls wird zum Referenzieren der Position einge-setzt. Dies ist zum Beispiel für das automatische Wechselneines Werkzeuges an einer Fräs- oder Schleifspindel erfor-derlich.Die Position der Referenzmarke bestimmt die Phasenlagedes Referenzsignals zu den Spursignalen. Um die ein-wandfreie Funktion des Sensors zu gewährleisten, müssenMiniCODER und Messzahnrad zusammen passen.

Standard-Messzahnräder

Hochpräzise Standard-Messzahnräder (ZA) aus ferromag-netischem Stahl sind kurzfristig ab Werk lieferbar. Sie kön-nen mit den Referenzmarken Fahne, Zahn oder Spalt aus-gestattet werden.

Kundenspezifische Messzahnräder

Auf Anfrage liefert Lenord + Bauer kundenspezifischeMesszahnräder (ZF). Diese werden gemäß Zeichnung ge-fertigt und zum Beispiel mit Bohrungen, Gewinden und Nu-ten ausgestattet. Fügen Sie Ihrer Anfrage bitte eine Kon-struktionszeichnung des Messzahnrads (möglichst alsdxf-Datei) bei und senden Sie diese an: [email protected].

Referenzmarken

Die Auswahl der Referenzmarke wird durch Größe undDrehzahl des eingesetzten Messzahnrads bestimmt, dabeide Größen die auf die Referenzmarke wirkenden Kräftebeeinflussen.Folgende Referenzmarken sind realisierbar: Fahne (N),Zahn (Z), Nut (M) oder Spalt (G). Bei Neukonstruktionenempfehlen wir den Einsatz eines Messzahnrads mit denReferenzmarken „Z“ oder „G“.

Übersicht der MiniCODER und Messzahnrad Kombinationen

Sensortyp MiniCODER comfort / MiniCODER plus MiniCODER basic

Beispiel 2444K-x 2444KZx 2444KNx 2444KMx 2440TGx

Referenzmarke ohne Zahn Fahne Nut Spalt

Standard ZA- ZAZ ZAN – ZAG

Kundenspezi-fisch

ZF- ZFZ ZFN ZFM –

Abbildung

Position – deckungsgleichmit einem Zahn

genau zwischenzwei Zähnen

zwischenzwei Zähnen

deckungsgleichmit einem Zahn

Modul 0,3 / 0,5 (andere auf Anfrage) 0,4 / 0,5

Max.Drehzahl(1)

≥ 100.000 min-1 ≤ 30.000 min-1 ≥ 30.000 min-1 ≥ 100.000 min-1

Fertigung aus einem Stück aus einem Stück,Metallfahne geklebtund vergossen

aus zwei Teilen zu-sammengefügt

aus einem Stück

(1) Abhängig von Größe und Geometrie des Messzahnrads, siehe Abschnitt „Maximale Drehzahl“,→ Seite 3Bitte nennen Sie uns die maximale Drehzahl bei denen das Messzahnrad eingesetzt werden soll, wir prüfen die Ein-satzmöglichkeit für Sie.

Beschreibung

DS21-ZAx/ZFx(2.0) (2014-09) Lenord, Bauer & Co. GmbH 3

Modul und Außendurchmesser

Je nach Anwendungsfall und eingesetztem Sensor werdenMesszahnräder mit unterschiedlichem Modul eingesetzt.Der Modul ist ein Verzahnungsmaß für Zahnräder und be-schreibt den Zusammenhang zwischen der Anzahl derZähne und dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrades.Für die meisten Anwendungen ist der Außendurchmesserdes Messzahnrades ausschlaggebend.

Es gilt:

da = m • (z+2)da = Aussendurchmesserm = Modulz = Zähnezahl

Bei gleicher Zähnezahl gilt, je kleiner der Modul umso kleiner ist der Außendurchmesser.

Maximale Drehzahl

Größe, Innendurchmesser und Aufbau des Messzahnradsbestimmen die Festigkeit bzw. die maximal zulässigeDrehzahl. Aufgrund der auf die Referenzfahne wirkendenKräfte ist der Einsatz dieser Variante nur in einem eng be-grenzten Drehzahlbereich zulässig.Bitte nennen Sie in Ihren Anfragen die maximale Drehzahl,bei denen das angefragte Messzahnrad eingesetzt werdensoll. Wir beurteilen dann die Einsatzmöglichkeit.In besonderen Fällen führen wir mittels FEM(1) eine Be-rechnung durch.

Kennzeichnung

Alle Präzisionsmesszahnräder sind mit Artikelnummer undSeriennummer gekennzeichnet. Der Aufbau der Serien-nummer ist für alle Messzahnräder gleich.

Artikelnummer gemäß Typenschlüssel

Beispiel:ZAZ3.0256050.0

ZA: Standard-MesszahnradZ: Referenzzahn3.: Modul 0,30256: Zähnezahl (256)050.0: Innendurchmesser 50,0 mm

Artikelnummer gemäß Zeichnung

Beispiel:ZFN1027.0

ZF: kundenspezifisches MesszahnradN: Referenzfahne1027: Zahnradnummer0: Zeichnungsstand Index

Seriennummer – Aufbau

jjwwppppp⇒ 1405000238

j: Produktionsjahr ⇒ (20)14w: Kalenderwoche ⇒ 05p: eindeutige Produktionsnummer ⇒238

Typischer Drehzahlbereich für Messzahnräder in Abhängigkeit von Innendurchmesser und Referenzmarke

Zähnezahlz

Modulm

Innendurchmesserdi [mm]

Außendurchmesserda [mm]

Referenzmarke, -signalMaximale Drehzahl(a)

nmax [1/min]

64 0,5 23 33 Z 90.000

64 0,3 10 19,8 Z 140.000

128 0,3 20 39 N 30.000

128 0,3 17 39 M 42.000

256 0,3 12 77,8 Z 50.000

256 0,3 50 77,8 Z 40.000

512 0,3 20 154,2 Z 18.000

512 0,3 125 154,2 Z 25.000

(a) Bohrungen, Gewinde, Passfedernuten nicht berücksichtigt

(1) Finite Elemente Methode

Standard-Messzahnräder ZA- / ZAZ / ZAN

kurzfristig ab Werk lieferbar


Typenschlüssel

ReferenzmarkeN mit Referenzmarke Fahne, Position: zwischen zwei ZähnenZ mit Referenzmarke Zahn, Position: deckungsgleich mit einem Zahn– ohne Referenzmarke

Modul3 Modul 0,35 Modul 0,5

Zähnezahl_ _ _ _ entsprechend Tabelle „Ausführung Standard-Messzahnräder“

Innendurchmesser in mm_ _ _._ Angaben zu Maximal- und Minimaldurchmesser, siehe Tabelle „Ausführung“

ZA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Maßzeichnung – Standard-Messzahnrad mit Referenzmarke Zahn – ZAZ

1

3

2

10

11

0.015 A6

4

d a d i

d r

20° 20°

ø 2

A

alle Maße in mm

① Referenzmarke Z (Zahn auf Zahn)② Messzahnrad③ Wuchtbohrung

Ausführung – Standard-Messzahnrad ZAZ

Zähnezahlz

Modulm [mm]

Außen-øda [mm]

Innen-ødi min [mm]

Innen-ødi max. [mm]

Bund-ødr [mm]

100 0.5 51.0 12 H7 30 H7 48

125 0.5 63.5 12 H7 40 H7 60.5

128 0.5 65.0 12 H7 40 H7 62

200 0.5 101 12 H7 70 H7 98

256 0.5 129 12 H7 90 H7 126

250 0.3 75.6 12 H7 45 H7 72.6

256 0.3 77.4 12 H7 50 H7 74.4

360 0.3 108.6 12 H7 70 H7 105.6

ø - Durchmesser

Standard-Messzahnräder ZA- / ZAZ / ZAN



Maßzeichnung – Standard-Messzahnrad mit Referenzmarke Fahne – ZAN

1

2

104

4104

2 +0,5

3 -1

2 +0,5

0,015

ø 2

0,51

10,1

2

alle Maße in mm① Referenzmarke G (Spalt auf Zahn)② Messzahnrad

Ausführung – Standard-Messzahnrad ZAN

Zähnezahlz

Modulm

[mm]

Außen-øda

[mm]

Innen-øStandard

[mm]

Innen-ødi max.[mm]

Bund-ødr

[mm]

100 0.5 51.0 12 H7 30 H7 47

125 0.5 63.5 12 H7 40 H7 60

128 0.5 65.0 12 H7 40 H7 61

200 0.5 101.0 12 H7 70 H7 97

250 0.3 75.6 12 H7 45 H7 72

250 0.5 126.0 25 H7 85 H7 122

256 0.3 77.4 12 H7 50 H7 74

256 0.5 129.0 25 H7 90 H7 125

360 0.3 108.6 25 H7 70 H7 105

500 0.3 150.6 25 H7 110 H7 147

512 0.3 154.2 25 H7 110 H7 151

ø - Durchmesser

Standard-Messzahnräder ZAG



Typenschlüssel

ReferenzmarkeG mit Referenzspalt, Position: deckungsgleich mit einem Zahn

Modul4 Modul 0,45 Modul 0,5

Zähnezahl_ _ _ _ entsprechend Tabelle „Ausführung Standard-Messzahnräder“

Innendurchmesser in mm_ _ _._ Angaben zu Maximal- und Minimaldurchmesser, siehe Tabelle „Ausführung“

ZA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Maßzeichnung – Standard-Messzahnrad mit Referenzmarke Spalt – ZAG

12

1

1

6

d a d i

20°

20°

A

b

6

0.015 A

1

2

alle Maße in mm① Referenzmarke G (Spalt auf Zahn)② Messzahnrad

Ausführung – Standard-Messzahnrad ZAG

Zähnezahlz

Modulm [mm]

Außen-øda [mm]

Innen-ødi min [mm]

Innen-ødi max. [mm]

Maß b(1)

128 0.5 65.0 12 H7 35 H7 1.5

256 0.5 129.0 12 H7 90 H7 1.5

128 0.4 52.0 12 H7 30 H7 1.2

256 0.4 103.2 12 H7 70 H7 1.2

384 0.4 154.4 12 H7 110 H7 1.2

ø - Durchmesser

(1) Abhängig vom Modul

Kundenspezifische Messzahnräder ZFM

gemäß Zeichnung gefertigt


Beispiel einer Maßzeichnung – Messzahnrad mit Referenzmarke Nut – ZFM

1

2

10

11

0.015 A

64

d a d i

20°

A

20°

b

1

b 1,2 … 1,6 (abhängig vom Modul)da Außendurchmesser (abhängig von Modul und Zähnezahl)di Innendurchmesser

alle Maße in mm

① Referenzmarke M (Nut)② Messzahnrad

Montage


Aufschrumpfen

Bei diesem Verfahren wird das Messzahnrad nicht passge-nau zur Welle angefertigt, sondern der Innendurchmessergeringfügig kleiner ausgeführt. Das Messzahnrad kann beiNormaltemperatur nicht mit der Welle verbunden werden.Durch Erhitzen des Messzahnrads dehnt sich das Materialaus und kann auf die Welle aufgeschoben werden. DurchErkalten des Messzahnrads schrumpft es und wird fest aufdie Welle gepresst.

Anschrauben an Wellenschulter

Das Messzahnrad wird auf die Welle geschoben und mitSchrauben an der Wellenschulter befestigt.

Klemmen über Wellenmutter

Das Messzahnrad wird auf die Welle geschoben und mit-tels einer Wellenmutter an ein Bauteil gepresst. Auf Anfra-ge kann das Messzahnrad auch mit einer integrierten Wel-lenmutter ausgestattet werden, hierfür wird der Innen-durchmesser mit einem entsprechenden Gewinde verse-hen.

Verdrehsicherung

Für besondere Applikation können Passfedernuten am In-nendurchmesser das Messzahnrad gegen Verdrehen aufder Welle sichern.

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