16.04.2019

Die kleinsten Stolpersteine in der Antriebstechnik, identifiziert mit Oberflächenmesstechnik

Selbst in einem großen Schiffsdiesel entscheiden häufig wenige Mikrometer über eine optimale Laufleistung und –effizienz, so wie heutzutage in fast jedem Motor. Die Herstellungsverfahren werden in der Mikrosystemtechnik und der Antriebstechnik immer präziser: Die mikrometergenaue Konstruktion eines Bauteils oder Motors ist Realität. Diese Entwicklung ist möglich, weil diese Teile immer detaillierter und bis auf die Nanoebene vermessen und kontrolliert werden können. Hier hat die Oberflächenmesstechnik im letzten Jahrzehnt sehr wichtige Impulse gegeben.

Planarität, Genauigkeit und die richtige Beschichtung

Bei der Antriebstechnik bewegen wir uns in einem sehr komplexen Umfeld, in dem es sehr viele unterschiedliche Einsatzbeispiele gibt. Da spielen viele Faktoren eine Rolle:

-      die Planarität von Oberflächen,

-      die Genauigkeit von kleinsten Bauteilen,

-      die korrekte Beschichtung von innermotorischen Komponenten und so weiter.

Bei allen diesen Faktoren können Oberflächenmessgeräte funktions- und effizienzrelevante Parameter prüfen.

Beispiele von hoch-beanspruchten Flächen

Einige Beispiele: Die Materialanteilkurve ermöglicht Aussagen über die Funktion mechanisch hoch-beanspruchter Flächen wie z.B. Gleit- oder Dichtflächen. Kernrautiefen geben Aufschluss über die wirksame Rautiefe in Gleitlagern oder im Motorzylinder.

Mit dem Parameter des Ölhaltevolumens kann das Maß für die in einem Zylinder anhaftende Ölmenge nach Abstreifen durch Kolbenringe bestimmt werden.

Komplexe Bauteile

Optische Oberflächenmessgeräte werden eingesetzt zur metrologischen Messung von

-      Achsen,

-      Wellen,

-      (Zylinder-)Laufbuchsen,

-      Lagerschalen (innen wie außen),

-      Ventilstößeln,

-      Kurbelwellen- oder

-      Pleuellagern, 

-      zylindrischen Flächen in Gehäusen,

oder ähnlichem.

Beispiel: Honstruktur

Der bewährte CWL Sensor mit chromatischer Höhencodierung liefert auf nahezu allen Oberflächen zuverlässige Daten. So wird eine laterale Auflösung im Bereich um 1 μm und eine vertikale Auflösung von wenigen Nanometern ermöglicht. Die Qualität der Honstruktur, die so vermessen werden kann, hat einen großen Einfluss auf Einlaufverhalten, Ölverbrauch, Lebensdauer, Schadstoffemissionen und Notlaufeigenschaften eines Motors.

Moderne Oberflächenmesstechnik von FRT

Moderne Messgeräte müssen flexibel, nachrüstbar und zukunftsorientiert sein. Die bewährte FRT Multi-Sensor-Technologie bietet maximale Flexibilität: Verschiedene optische Messmethoden, die ansonsten nur über Einzellösungen realisierbar sind, werden in einem universellen, platzsparenden Gerät kombiniert. Diverse Sensoren zur Messung der Topographie, der Beschichtungsdicke und der Probenstärke können in einem System kombiniert werden. Stellen Sie sich nur die Vorteile eines Oberflächenmessgerätes vor, das verschiedene Technologien, wie etwa die konfokale Mikroskopie, chromatische Verfahren und Rasterkraftmikroskopie in einem einzigen, einfach anzuwendenden Arbeitsablauf vereint.

Dadurch bietet sich die Möglichkeit mit unterschiedlichen Sensoren eine Messaufgabe zu lösen, indem jeder Sensor eine Messung durchführt. Die verschiedenen Ergebnisse werden dann miteinander verrechnet.

Das Messgerät und das verwendete Rezept muss die komplette Messaufgabe kennen und vollständig umsetzen. D.h. nicht nur die Messungen mit allen notwendigen Sensoren werden automatisiert erledigt, sondern die Software nimmt auch die unterschiedlichen Messergebnisse auf und errechnet daraus die gewollten Parameter.

Die MicroProf®-Serie

Die Messgeräte der MicroProf®-Serie bieten die Option der beidseitigen Probenprüfung. Dies ermöglicht die gleichzeitige Messung der Ober- und Unterseite der Probe und sowie die Bestimmung der Probendicke. Somit ist Bestimmung der Gesamtdickenvariation (TTV) der Probe zusammen mit Oberflächenparametern, z.B. Rauheit und Ebenheit beider Seiten möglich.

Ein weiteres großes Plus der optischen Oberflächenmesstechnik, ist ihre kurze Messdauer. Messungen können mit optischen Sensoren in wenigen Minuten durchgeführt werden, wo taktile Systeme häufig mehrere Stunden benötigen. Schließlich ist die optische Messung zerstörungsfrei und berührungslos und kann in Produktionsabläufe vollautomatisiert integriert werden.

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