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25.02.2015

Standardmessgerät Hommel-Etamic F435 von Jenoptik misst Form- und Lagetoleranzen von Bremsscheiben

Standardmessgerät Hommel-Etamic F435 (Foto: Frank Mueller © Jenoptik)

Dreifachprüfung

Die Bremsanlage, insbesondere die Bremsscheibe, ist das wichtigste Sicherheitssystem in einem Fahrzeug. Um kurze Bremswege, komfortables Bremsverhalten ohne Geräusche und Pulsieren sowie die Langlebigkeit der Bremsscheibe gewährleisten zu können, müssen die eingesetzten Materialien hohe Formbeständigkeit auch bei großer Hitze aufweisen. Eine gleichbleibend hohe Qualität in der Fertigung ist nur durch ständige Qualitätskontrolle zu erreichen. Dazu hat die Jenoptik-Sparte Industrielle Messtechnik, Villingen-Schwenningen, eine individuelle Lösung auf Basis des Standardmessgeräts Hommel-Etamic F435 entwickelt, das bei Automobilherstellern in der Testphase von Bremseinheiten zum Einsatz kommt.

Das Messsystem ist auf die präzise Bestimmung aller Form- und Lagetoleranzen ausgelegt. In der Konzeption des Messplatzes mussten drei entscheidende Faktoren berücksichtigt werden: Da die Hersteller die passende Abmessung der Bremsscheibe für jedes Fahrzeugmodell individuell berechnen und konstruieren, muss das Messsystem auf unterschiedliche Bremsscheibentypen und -größen ausgelegt sein. Gleichzeitig sollten schnelle Messdurchläufe gewährleistet werden. Als drittes Kriterium muss das System komplexe Messaufgaben mit unterschiedlichsten Antastpositionen ohne CNC-Unterbrechung bewältigen können.

Der Bremsscheibenmessplatz wurde für diese Aufgaben mit einer motorisch bewegbaren Dreh- und Schwenkarmeinrichtung mit zwei Tastsystemen ausgestattet. Diese Module positionieren die Taststäbe auf dem Werkstück in der jeweils vorgeschriebenen Position, auch an schwierig zugänglichen Stellen. In Verbindung mit den eingesetzten Tastsystemen sind vollautomatische Axial- und Radialmessungen möglich, ohne den CNC-Ablauf zu unterbrechen. Das Messsystem wurde für das breite Werkstückspektrum entsprechend verlängert und kann für Bremsscheiben mit einem Durchmesser von 200 bis 500 Millimetern eingesetzt werden.

Der Messumfang beinhaltet vier verschiedene Untermerkmale, die zusammen das Bremsscheiben-Merkmal definieren: Gemessen werden die Scheibendicke mit Dickenschwankung (DTV), der Taumelfehler, die Welligkeit sowie der Planlauf. Diese Kenngrößen beschreiben die Qualität der Bremsscheibe nach dem Herstellungsprozess und müssen jeweils gesondert geprüft werden.

Zunächst wird die Bremsscheibe auf einer Auflagefläche abgelegt, ausgerichtet und zentriert. Mit der ersten Messung ermittelt der Messplatz im Topf der Bremsscheibe den Bezugswert, der als Basiswert für die späteren Messungen der Formmerkmale verwendet werden kann. Ohne den CNC-Ablauf zu unterbrechen, wechselt das System von der Bezugswertermittlung zur Messung der Reibflächen und damit vom Radialtaster zu einem Axialtaster. Dieser kann die Reibfläche der Scheibe von oben und unten antasten.

Da die Bremsscheibe die aus dem Bremsvorgang erzeugte Wärme aufnimmt und diese – um Überhitzungsschäden zu vermeiden – möglichst schnell wieder an die Umgebungsluft abgibt, arbeiten die Hersteller Lüftungskanäle in die Reibringe der Bremsscheiben ein. Dieses konstruktive Verfahren ist insbesondere bei Carbon-Keramik-Scheiben von hoher Bedeutung, denn den vielen Vorteilen des Hochleistungswerkstoffs steht die schlechtere Wärmeleitfähigkeit entgegen.

Die besondere Bauweise der Bremsscheiben muss bei den Messabläufen ausgeglichen werden. Die Messtechnik reagiert darauf mit speziellen konstruktiven Maßnahmen, die verhindern, dass die Tastsysteme in Bohrungen und Nuten eintauchen. Auf diese Weise bleiben die Messergebnisse der Reibflächen langzeitstabil vergleichbar.

Für die komplexen Messaufgaben hat der Gerätehersteller die Software Turbo Form entwickelt. Mit ihrer Hilfe soll das Personal in der Qualitätssicherung die Messstellen und die Achsbezüge einfach definieren können. Die CNC-Programme lassen sich durch Einzelschritte über Piktogramme im Teach-in-Modus erzeugen. Zur Auswertung der Bremsscheiben-Merkmale hat Jenoptik eine spezielle Software-Option mit den dazugehörigen Diagrammtypen entwickelt.

Die im Messraum analysierten Bremsscheiben werden bei den Automobilherstellern in Testfahrzeuge verbaut. Dabei bewertet ein im Fahrzeug installierter Computer das Verhalten des Bremssystems während der Testfahrten. Im Anschluss erfolgt wiederum die Messung der ausgebauten Scheibe. So kann der Verschleiß analysiert und Rückschlüsse auf die Lebensdauer der Bremsscheibe gezogen werden. Zusammen mit den Erprobungsfahrten entscheiden die Prüfstandtests mit dem Messplatz über die Freigabe des Bauteils, das dann den hohen Anforderungen im alltäglichen Einsatz gewachsen ist.

Foto: Frank Mueller © Jenoptik

Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
www.jenoptik.com/messtechnik

Unternehmensinformation

JENOPTIK Industrial Metrology Germany GmbH

Alte Tuttlinger Str. 20
DE 78056 Villingen-Schwenningen
Tel.: 07720 602-0
Fax: 07720 602-123

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