Die im bayrischen Memmingen ansässige Firma Anlagen- und Verfahrenstechnik AVT liefert Prüfanlagen, welche die Anforderungen der Motorindustrie nach einheitlichen Einspritzdüsen erfüllen. Das Herzstück der Kalibrierung bilden Coriolis-Massendurchflussmesser der Serie MASSFLO von Danfoss. Auf diese Art erreicht man Düsen mit einer Toleranz von 1 Prozent.
Dipl.-Ing. Christian Prakesch, Danfoss, Offenbach
Die heutigen Anforderungen an Dieselmotoren sind maximale Kraftstoffausnutzung, minimale Schadstoffemission und gleichmäßiger Lauf des Motors. Um diese Anforderungen zu erfüllen, muss das Dieselöl ständig mit der richtigen und vor allem konstanten Dosis eingespritzt werden. Dies klingt einfach, ist aber leichter gesagt als getan. Die Fertigung dieser so wichtigen Einspritzdüsen ist eine Präzisionsaufgabe, und die verwendeten Werkzeuge müssen dieser Aufgabe angemessen sein.
Die Firma Anlagen- und Verfahrenstechnik AVT hat jetzt ein solches hochgenaues Werkzeug für die Motorindustrie entwickelt. Bei AVT konzentrieren sich Spezialisten für elektrochemische Metallbearbeitung auf die Entwicklung und Fertigung von Anlagen für Industriezweige, die beispielsweise ein äußerst genaues Abgraten von beim Fräsen, Drehen, Schleifen und Bohren entstandenen Kanten oder ein präzises Abrunden von Ecken erfordern.
Qualität durch spezielles Nachbearbeitungsverfahren
Die von der Motorindustrie gestellte Aufgabe bestand darin, eine Anlage zu entwickeln, die in der Lage ist, Einspritzdüsen exakt nach zu bearbeiten, schon ab ihrer ersten Rohform mit einem vom Düsentyp abhängigen Bohrdurchmesser von 0,1 bis 0,4 mm. Drei Faktoren sind für die Qualität entscheidend:
– Der Restgrat vom Bohren der Einspritzlöcher in der Grundbohrung muss entfernt werden.
– Verschiedene Düsendurchflüsse müssen gleichgemacht werden. Abweichungen von ±10% vom Sollwert sind für die Nachbearbeitung nicht akzeptabel.
– Voralterung muss einen allmählich zunehmenden Durchfluss und somit einen steigenden Kraftstoffverbrauch während der Lebensdauer der Düse verhindern.
Bei dem neuentwickelten AVTecm Verfahren zur Kalibrierung von Einspritzbohrungen werden diese Faktoren berücksichtigt. „Die Düsen werden in der Anlage einem Elektrolyseverfahren unterzogen“, berichtet Thomas Frieß, Leiter der Abteilung Entwicklung und Konstruktion. „Sie werden in ein Spezialgerät eingelegt, in dem eine 15-prozentige Salzlösung unter Hochdruck durch sie hindurchströmt. Das Metall wird durch einen exakt bemessenen elektrischen Strom von dem Werkstück abgestreift“, erläutert er.
Genauigkeit ist entscheidend
Für die Kalibrierung des Durchflusses durch die Einspritzdüsen wählte AVT einen Coriolis-Durchflussmesser MASSFLO. Dieser sorgt dafür, dass der Elektrolyse-Prozess exakt bei dem gleichen Durchflusswert unterbrochen wird. Ein Regelungsprozess hält dafür den Druck konstant. Die Genauigkeit war für ATV das entscheidende Kriterium für die Wahl des Durchflussmessers MASSFLO mit Nennweite DN 3 für das Kalibierverfahren.
„Wir erforschten den Markt für Coriolis-Durchflussmesser und fanden zwei mögliche Geräte. Von diesen beiden Geräten war der Danfoss Durchflussmesser das genauere. Es liefert ein klares, stabiles Signal und ermöglicht es uns, unser Toleranzziel von ±1% zu erreichen“, erzählt Thomas Frieß und fügt hinzu: „Wenn Sie keine volle Kontrolle über das Volumen und den Druck haben, ist Ausschuss unvermeidlich. Dies kann man in einem Kalibierverfahren nicht hinnehmen.“ Das größte Problem für alle Komponenten der AVTecm Anlage ist das aggressive Salzwasser, das für die Elektrolyse benutzt wird. Dies kann jedoch dem Durchflussmesser MASSFLO nichts anhaben, da dieser aus Edelstahl besteht.
Diese Anlage ist für AVT eine wichtige Neuentwicklung, und die Firma versucht zur Zeit, sie auf dem Weltmarkt fest zu etablieren. Nach Aussagen von Frieß ist das Interesse groß. „Die Anforderungen nach saubererer Verbrennung und Kraftstoffeinsparung werden immer strenger, so dass es erforderlich ist, die Einspritzdüsen und die zu ihrer Herstellung erforderlichen Werkzeuge zu verbessern. Die Nachfrage nach unserer Anlage wird zweifellos groß sein“, sagt er voraus.
AVT zählt bereits MAN, Alfing Keßler und somit auch Audi, Porsche und Mercedes zu ihren Kunden. Außerdem sind Lucas und Duap dabei, ihre Fertigung von Hunderttausenden von Düsen pro Jahr neu zu organisieren, um sich dem Kalibrierverfahren von AVT anzupassen. „Um der hohen Anzahl von betroffenen Werkstücken gerecht zu werden, bauen wir relativ große Anlagen, die mit vier bis zehn MASSFLO Durchflussmessern ausgerüstet sind, so dass entsprechend die gleiche Anzahl von Düsen gleichzeitig bearbeitet werden kann“, berichtet Thomas Frieß. Ausführliche Unterlagen und interessante Anwendungshinweise über die Coriolis-Durchflussmesser MASSFLO erhalten Sie kostenlos über die Kennziffer.
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