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06.02.2014

Zygolot-Weisslichtinterferometer für Schiffsdiesel-Einspritzsysteme

Hochdruck mit Sicherheit

Weisslichtinterferometer für Schiffsdiesel-Einspritzsysteme (Bild: Zygolot)

Moderne Dieselmotoren sind mit einem Common-Rail-System ausgestattet. Dieses Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzsystem optimiert den Verbrennungsprozess und die Motorlaufeigenschaften und reduziert die Emission von Abgaspartikeln.

Wichtige Komponenten sind eine Hochdruckpumpe, die den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau bringt, das als "Common Rail" bezeichnete Hochdruckspeicher- und -verteilerrohr für den Kraftstoff und die an das Rohr angeschlossenen Einspritzdüsen (Injektoren), die den Kraftstoff fein zerstäubt in den Brennraum der Zylinder spritzen. An den Düsen herrschen Einspritzdrücke von bis zu 1 800 bar. Die Funktionsfähigkeit der Pumpen und Düsen hängt von Präzisionsbauteilen ab, die unter Einhaltung engster Toleranzgrenzen gefertigt werden.

Zum Messen der Funktionsflächen-Oberflächenstruktur eignet sich die Weißlichtinterferometrie nach ISO25178-604. Sie arbeitet berührungslos, ist sehr leistungsfähig und ermöglicht hohe Messgeschwindigkeiten. Einer der international führenden Hersteller von Großdieselmotoren setzt für diese Aufgabe seit Kurzem ein scannendes Weißlichtinterferometer Newview 7300 des Messgeräteherstellers
Zygolot, Darmstadt. ein. Es kann die Mikrostruktur und Topografie der Oberflächen quantitativ messen und dreidimensional abbilden.

Die zu prüfenden Teile sind relativ groß und schwer, und auch die Messflächen sind im Vergleich mit anderen Prüfobjekten, beispielsweise Kontaktelementen von elektromechanischen FI-Schutzschaltern, sehr groß. Diese Besonderheiten mussten bei der Konzeption der Prüfanlage berücksichtigt werden. Die Anlage ist deshalb wie ein Koordinatenmessgerät portalartig aufgebaut, wobei das Weißlichtinterferometer die Stelle des dort üblichen Messkopfs einnimmt. Die Prüfobjekte werden nicht direkt unter das Messgerät auf den Probentisch gestellt, sondern auf einem luftgelagerten Schlitten zum Probentisch gefahren. Da die Last auf Luft schwebt, spürt der Bediener das Gewicht gar nicht. Als Option ließe sich ein Kran nutzen, um den Schlitten zu bestücken.

Der Arbeitstisch ist eine Granitgrundplatte mit spezieller Schwingungsisolierung. Um eine große Flexibilität bei den zu messenden Teilen in Bezug auf die Bauteilhöhe zu erreichen, wurde zusätzlich zur motorisierten Z-Achse mit 100 mm Verfahrweg eine manuell zu betätigende Z-Achse mit 300mm Verfahrweg eingebaut. Die Verfahrwege in X- und Y-Richtung betragen 200 und 300 mm. Somit können Prüfstücke mit bis zu 200bzw. 300 mm Durchmesser durch "Stitching" vermessen werden.

Die Objektive haben ein einzelnes Bildfeld von 60mm, was im Vergleich zu den meisten anderen Messaufgaben von Weißlichtinterferometern enorm ist. Um trotz der großen Messflächen die Messzeiten kurz halten zu können, ist das Messgerät mit einer sehr schnell arbeitenden Kamera ausgestattet: Die Bilderzeugungsrate beträgt laut Hersteller 180 Hz bei 1 000 x 1 000 Pixeln und ist damit um den Faktor 3,7 schneller als die der Standardkamera mit weniger als 50 Hz. Die Verarbeitung dieser Datenmengen erfolgt durch MetroPro 9 unter dem 64-bit-Betriebssystem Windows 7. Eine weitere Besonderheit ist der lasergesteuerte Abstandsensor, der, angesteuert über die Software, eine Grobeinstellung bewirkt. Die Feineinstellung des Arbeitspunkts erfolgt dann per Autofokus durch das Messgerät selbst.

Das Messgerät ist in dieser Sonderversion in einem speziellen Prüfraum installiert. Das Gerät kann in der Standardversion auch voll in die Produktion integriert und direkt an einer Maschine aufgestellt werden, beispielsweise einer Schleifmaschine. Das gibt dem Bediener die Möglichkeit, während der Fertigung laufend die Qualität der geschliffenen Teile und damit die Qualität des Schleifprozesses zu überprüfen und, wenn nötig, den Prozess umgehendzu korrigieren.

In der Portalversion lässt sich das Messgerät auch einsetzen, um Komponenten für andere Großdieselmotoren, beispielsweise für Hydraulikbagger im Kohlebergbau, zu prüfen. Auch in großen Stückzahlen gefertigte Kleinteile, beispielsweise Komponenten von Schutzschaltern, können mit dem Newview 7300 in dieser Version gemessen werden, wenn sie in sehr großen Halterungen angeliefert werden.

Weitere Teile, deren Funktionsflächen mit dem Messgerät geprüft werden können, sind Komponenten für Hydrauliksysteme, Bauteile für die Mikroelektronik, die Halbleitertechnik, die Optik, darunter Linsen aller Art, die Photovoltaik, beispielsweise Solarzellen, Bauteile für Mikrolaser-Systeme sowie Implantate und andere medizintechnische Komponenten.

Foto: xx © xx

Unternehmensinformation

Ametek Germany GmbH Abteilung Zygo

Rudolf-Diesel-Straße 16
DE 64331 Weiterstadt
Tel.: 06150 543-1161
Fax: 06150 543-1500

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