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30.10.2013

Mikroskop

Analyse von Zylinderlaufbahnen

Kombination aus Stativ und bildgebendem Mikroskop

Die Herausforderung eines Motorenbauers besteht darin, Mikrostrukturen in sehr engen Toleranzgrenzen in der Serienproduktion herzustellen. Anforderungen hinsichtlich guter tribologischer Eigenschaften, wie z.B. der Schmiermittelrückhaltung, müssen erfülltwerden. Die dafür nötigen Mikrostrukturen können durch Honriefen (kreuzförmig verlaufende Riefen), aber auch durch Taschen bzw. Erhöhungen geschaffen werden. Dazwischen kann sich ein Ölreservoir halten, dasdie Reibung der Kolbenhübe effektiv reduziert.

Der Einsatz von gewichtsreduzierenden Leichtmetallwerkstoffen spielt ebenfalls eine große Rolle. Diese erfordern eine spezielle Bearbeitung der Aluminiumlaufflächen. Dabei werden durch das Honverfahren in der Aluminiummatrix eingebettete Siliziumkristalle freigelegt. Diese haben die benötigte Härte und Standfestigkeit, um den Belastungen standzuhalten, die durch den Kolben im laufenden Betrieb entstehen. Es existieren verschiedene weitere Möglichkeiten von Beschichtungen, deren Oberflächen auch individuell optisch inspiziert werden müssen.

Die Opto GmbH aus Gräfelfing bei München ist ein Spezialist für die Intergration von optomechatronischen Systemen in Maschinen. Für die beschriebene Aufgabe hat Opto eine Kombination aus Stativ und bildgebendem Mikroskop entwickelt, den CylinderInspector (CI). Der CI wird auf einem Motorblock so aufgesetzt und fixiert, dass die Mikroskopoptik mit besonders langem Tubus sicher und berührungslos in die Mitte eines Zylinders einfahren kann. Auflageflächen, die mit dem Motor in Kontakt treten können, sind mit Teflon beschichtet.

Das Objektiv am unteren Ende des Tubus ist um 90 Grad abgewinkelt. Die gesamte Optik kann um 360 Grad gedreht und in jede Höhe verstellt werden. Dadurch bleibt nach Angaben des Herstellerskein Bereich ungeprüft. Am oberen Ende des Mikroskops befindet sich entweder ein Okular zur visuellen Prüfung oder eine digitale Kamera. Zur Beleuchtung der Szenerie wird das Licht einer LED über einen flexiblen Lichtleiter koaxial in das Objektiv eingekoppelt und genau der Bereich ausleuchtet, der beobachtet wird.

Dem Motorenbauer stehen zwei Versionen des CIzur Verfügung, die sich im Wesentlichen in der mechanischen Ausführung und im Automationsgrad unterscheiden. Der handgeführte "CI Quick-Test" ermöglicht schnelle visuelle Stichproben und ist mobil einsetzbar. Eine Drei-Finger-Zentriermechanik, die genau auf den Innendurchmesser des Zylinders eingestellt wird, wird zusammen mit der Mikroskopeinheit in den Zylinder eingefahren.

Der "Manual CI" wurde speziell für den Einsatz im Messlabor konzipiert. Mit einer Basisplatte wird der Manual CI auf einen Motorblock aufgesetzt und kann genau zentrisch über einem Zylinder fixiert werden. In der Basisplatte befindet sich eine Bohrung, durch die die Optik in den Zylinder gefahren wird. Mikroskopoptik und Feinjustage befinden sich an einer stabilen Stativsäule. Bei Sonderwünschenkann der CI anwenderspezifisch angepasst werden.

Die Kamerabilder können mit der CI-Software gespeichert werden. Der Anwender kann sie aber auchzusammensetzten und vermessen. Zudem lassen sie sich anwendungsspezifisch nach allen relevanten Kriterien analysierenund dokumentieren. Durch das Abspeichern von verschiedenen Messszenarien lassen sich definierte Prüfpunkte für unterschiedliche Motorentypen und Messszenarien anlegen. Aus der (halb-)automatischen Analyse kann der Anwender seinenspezifischenBericht erstellen.

Opto GmbH
www.opto.de

Unternehmensinformation

Opto GmbH

Lochhamer Schlag 14
DE 82166 Gräfelfing
Tel.: 089 898055-0
Fax: 089 898055-18

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