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Nassdichtheits-Prüfstand

Die schnell fortschreitende Entwicklung der Motorentechnologie und immer höhere Qualitätsansprüche in puncto Verbrauch und Umweltverträglichkeit stellt an die Automobilzulieferer hohe Ansprüche.

Der Wirkungsgrad eines Motors hängt maßgeblich von der Qualität des Injektors ab. Auf dem Sektor der Kraftstoffeinspritzung hat die Firma Sonplas ein spezielles Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Ventilen entwickelt.

Der handbeladene Prüfstand ist für verschiedene Injektortypen geeignet, wodurch eine hohe Flexibilität bezüglich der Injektorgeometrie erreicht wird. Ein Typwechsel ist sowohl mechanisch als auch in der Software einfach und schnell durchzuführen. Die automatisierte Steuerungssoftware ermöglicht eine einfache Bedienung und hohe Flexibilität. Ergebnisse und aktuelle Werte werden in der Hauptansicht angezeigt und garantieren eine einfache Übersicht über den Prozess.

 

Produktionsanlage für GDI Injektoren

Es handelt sich hierbei um eine vollautomatische Produktionsanlage zur Durchflusseinstellung bzw. –messung, Strahlbildmessung und anschließender Dichtheitsprüfung von Kraftstoff-Hochdruckinjektoren. Die Anlage wird automatisch mit Hilfe eines Roboters bestückt. Die Injektoren werden einer Code-Lesestation und schließlich über einen Rundtisch dem Einstellmodul zugeführt. In diesem werden die Injektoren in Aufwärmbänken mit Medium befüllt und etwa 150000 Zyklen betrieben, um das Einlaufen der mechanischen Komponenten des Injektors zu gewährleisten. Anschließend wird der gewünschte Durchfluss eingestellt und zwei weitere charakteristische Prüfpunkte nachgemessen. In der Folgestation wird das Strahlbild des Injektors geprüft. Am Ende der Prüfsequenz wird die Dichtheit des Injektorsitzes überprüft. Bevor die Teile vom Roboter entladen werden, wird der Prüfling in der Ausblasstation von Medium entleert. Abschließend werden Gutteile vom Roboter palettiert, Schlechtteile werden klassifiziert und in diese dafür vorgesehenen Fehlerschienen sortiert.

GDI Laborprüfstände

Prüfstand für GDI Injektoren bestehend aus 2 Stationen:
Spraytest: Optische Vermessung des Sprühwinkels
Nassdichtheit: Leckage-Messung des Injektors im geschlossenen Zustand

Ausführung als Laborprüfstand mit hoher Flexibilität, z. B. bei der Produktentwicklung.

Kalibrier- und Prüfanlage für GDI Injektoren

Diese Produktionslinie prüft und montiert Hochdruck-Spuleninjektoren.
Sie ist konzipiert als vollautomatisierte Anlage, in der folgende Arbeitsschritte ausgeführt werden:

    - Einlaufen der Prüflinge mit Funktionsprüfung
    - Kalibrieren des dynamischen Durchflusses
    - Messung weiterer statischer und dynamischer Flüsse
    - Messung der Strahlgeometrie
    - hydraulische Dichtheitsprüfung
    - Ausblasen
    - Filtermontage
    - “Combustion seal”- Montage
    - optischer Pincheck

Ein zentraler Roboter belädt die Prüflinge aus einer Palette in Werkstückträger. Diese werden über ein Bandsystem an die Module verteilt. Zum Produktionsstart wurde die Anlage mit zwei baugleichen Prüfmodulen und einem Montagemodul ausgestattet. Bei Bedarf können noch weitere Prüfmodule in die Linie integriert werden, um die Ausbringung zu erhöhen.

HEXELL – Stahlprüfstand

Der HEXELL- Strahlprüfstand dient der Auswertung des Strahlbildes eines Injektors in Abhängigkeit von der Entfernung des Injektors zur Messzelle. Mit Hilfe des Prüfstandes kann die Produktion überwacht und neue Erkenntnis über das Einspritzverhalten von Injektoren gewonnen werden. Wegen der Abhängigkeit des Strahls von der Mediumtemperatur und des Mediumdrucks werden beide Größen mit kalibrierten Sensoren gemessen und an den Auswerteschrank übermittelt. Die mechanische Konstruktion ermöglicht es verschiedene Typen von Injektoren, bei variablen Abständen zur Messzelle, zu untersuchen. Um die Absaugzeit gering zu halten wird zur Reinigung der Messzelle ein hoher Luftstrom benötigt. Dieser wird durch eine Vakuumpumpe, die zusätzlich mit Druckluft unterstützt wird, erzeugt.

Dauerlaufprüfstand für Hochdruck- Benzineinspritzventile

Der 12-fach Dauerlaufprüfstand ist für die Langzeitprüfung von
Hochdruck-Benzineinspritzventilen verschiedener Bauformen konzipiert.
Die Anpassung der Injektoren erfolgt über wechselbare Aufnahmen. Die Versorgung mit Kraftstoff wird über einen mobilen Tankwagen vorgenommen. Dieser ist mit einer Kreiselpumpe und einer groß dimensionierten Edelstahl- Auffangwanne ausgestattet. Die Ankopplung an den Prüfstand erfolgt über tropffreie Schnellkupplungen. Temperatur und Füllstand des Tanks werden kontinuierlich überwacht. Bei der Eingabe der Testplandaten kann die Anzahl der zu prüfenden Stationen ausgewählt werden. Während des Tests werden Kraftstoffdruck und elektrisches Ansteuersignal zeitgesteuert vorgegeben und dabei die Durchflüsse und Temperatur erfasst. Die Erzeugung des Hochdrucks erfolgt mit einer Radialkolbenpumpe. 

Prüfstand für Durchflussmessung bei extremen Temperaturbedinungen

Der Klimaprüfstand dient zum Testen des Durchflusses von Piezo- Injektoren bei extremen Temperaturbedingungen, wie sie in Verbrennungsmotoren vorkommen. Als Prüfmedium kann Exxsol oder n-Heptan verwendet werden. Der mögliche Temperaturbereich liegt zwischen -40°C und +150°C, wobei ein Temperaturunterschied von Kammer- zu Mediumtemperatur von bis zu 150°C möglich ist. Die Kammer beinhaltet 4 Injektorbänke. Jede Bank kann bis zu 6 Piezo- Injektoren aufnehmen. Die Durchflüsse können je nach Wahl über ein Coriolis- Durchflussmessgerät oder über eine Waage gemessen werden.
Jede der 4 Bänke wird über eine eigene Hochdruckpumpe versorgt. Pro Bank ist ein Durchfluss von bis zu 5,5 l bei 250 bar möglich. Um den Explosionsschutz zu gewährleisten, wird die Kammer vor dem Starten der Messung mit Stickstoff gespült und anschließend mit Überdruck beaufschlagt, so dass eine inerte Umgebung in der Kammer entsteht.

Linie zur Durchflusseinstellung von Kraftstoffinjektoren

Die Anlage hat eine Zykluszeit von 15 Sekunden. Durch Integration eines dritten Moduls ist eine Reduzierung der Zykluszeit auf 10 Sekunden möglich. Alle Ergebnisse der Stationen werden in einer MySql- Datenbank gespeichert und können dadurch sehr einfach in das Auswertesystem des Kunden übertragen werden. Die Bedienpulte der Module sind mit Touchscreen- Monitoren ausgestattet. Zu Wartungszwecken ist ein so genanntes „Mini- Panel“ vorhanden, mit dem alle wichtigen Tätigkeiten im Handbetrieb direkt an den Stationen ausgeführt werden können. Zur Kalibrierung der Dichtheitsmessstation wird ein Leckmaster mit einem definierten Leck geliefert. Die Station wird mit diesem Masterteil und einer Softwareroutine kalibriert. Die Injektoren werden in Kalibrieraufnahmen durch die ganze Anlage transportiert. An der Roboterstation werden die Aufnahmen be- und entladen.

Linie zur Durchflusseinstellung von Kraftstoffinjektoren nach dem “Lean Konzept”

Diese vollautomatische Einstelllinie mit Handbeladung führt folgende Prüfungen an einem Injektor (Benzin Niederdruck) durch:

  • Vor- Einpressen des Filters um kürzere Taktzeiten zu erreichen
  • Einlaufen der Prüflinge mit Überwachung der Spule durch spezielle Endstufen
  • Messung des statischen Flusses
  • Kalibrierung des dynamischen Flusses
  • Rückmessung des eingestellten dynamischen Flusses
  • Bestimmung der Injektorsitz- Leckage mittels patentierter Messmethode
  • Montage eines Identifikationsclips

HPI Injektor Funktionsprüfstand

Injektor-Durchfluss-Prüfvorrichtung 1,bestehend aus:

  • Gravimetrischem Messsystem mit hochpräziser Waage im drucklosen Bereich
  • Volumetrisches Messsystem mit Coriolismessgerät von Siemens im Druck-  Versorgungsbereich


Injektor-Entwicklungs-Prüfvorrichtung 2, bestehend aus:

  • Strahlprüfkammer in Downstream-Anordnung, ausgelegt für einen Kammerdruckbereich von -0,7…10 bar relativ (Stickstoff)
  • Laservibrometer zur Adaption an den axialen unteren Kammerflansch zur berührungslosen Öffnungshubmessung des Piezoinjektors
  • Volumetrisches Shot to Shot-Messgerät PLU 131 HD STS zur Ermittlung von  Einzelschussmengen und -verläufen
  • Unabhängige Konditionierung der Injektorvorrichtung und des Prüfkraftstoffes im Bereich -32…140°C


Sitzleckagemessung, bestehend aus:

  • Sonplas-Pressure-Booster für Prüfdruckbereich von 20…320 bar
  • Gas-Photometer (NDIR) Fa. Fresenius zur Messung der Kraftstoffkonzentration des Kraftstoff-Stickstoff-Gasgemisches, das den Injektor umspült

Einstell- und Testlinie für Piezobetätigte Hochdruck-Einspritzventile

Diese Produktionslinie ist eine vollautomatische Anlage zum Bearbeiten und Testen von Hochdruck-Benzin-Injektoren.
Die Bearbeitung beginnt mit dem Laden des Injektors durch einen Roboter in Werkstückträger, die zwischen den Modulen durch ein Bandsystem transportiert werden. Nach Lesen der Seriennummer (DMC) und einer elektrischen R-C-L Vermessung des Piezo Stacks kommt der Injektor in eines von fünf baugleichen Einstellmodulen. Im Einstellmodul wird der Injektor ca. 10 Min. betrieben. Dies soll ein Einlaufen und Stabilisieren des Injektors bewirken. Der Injektor wird nun auf den Solldurchfluss eingestellt und der Durchfluss an verschiedenen Arbeitspunkten nachgemessen. Anschließend erfolgt die von Sonplas patentierte hydraulische Dichtheitsprüfung. 15 % der Injektoren werden in einer Audit-Station mit Hilfe von drei verschiedenen physikalischen Messprinzipien nachgemessen. Erkennt die Audit eine Abweichung von den Sollwerten, werden die Einstellmodule automatisch nachgeregelt, oder bei größeren Abweichungen auch abgeschaltet. Folgend wird der Spray des Injektors mit Hilfe von drei Kameras vermessen. Dabei werden die Spraywinkel berechnet und der Spray auf Lücken kontrolliert. Nach diversen Montageprozessen werden die Produktionsdaten auf den Injektor gelasert. Eine optische Qualitätskontrolle durch ein Bildverarbeitungssystem schließt die Bearbeitung des Teils in der Linie ab.

Qualitätsprüfstand für GDI-Injektoren

Der Prüfstand wurde für die Untersuchung aller wichtigen Eigenschaften von GDI-Injektoren entwickelt. Er ist mit explosionssicheren Komponenten ausgerüstet. Als Prüfflüssigkeit wird N-Heptan oder Exxsol D40 verwendet.
Folgende Prüffunktionen sind verfügbar:

  • Dynamischer Durchflusstest in mg/inj (volumetrische und gravimetrische Messung) zur Berechnung der Injektor-Linearität
  • Statischer Durchflusstest in g/s (volumetrische und gravimetrische Messung)
  • Ermittlung der Öffnungs- und Schließzeiten
  • Ermittlung des Spulenwiderstands und der Spuleninduktivität
  • Ermittlung des Isolationswiderstands
  • Überprüfung der Druckfestigkeit
  • Ermittlung der Leckage des Ventilsitzes
  • Optische Analyse des Einspritzstrahls (Strahldichte, axiale- und radiale Strahlgeometrie)

Roboterlader für Erodiermaschinen

Der Lader dient zum vollautomatischen Be- und Entladen von 2 Erodiermaschinen sowie zur Konservierung und Durchfluss-
messung von erodierten Düsenelementen für Benzindirekt-
einspritzung. Die Rohteile werden über einen Schwingförderer der Roboterzelle zugeführt. Ein Roboter verteilt die Teile zwischen den externen Erodier-
maschinen, der Konservierstation, der Lochkontrolle und der Messstation. Die erodierten und geprüften Teile werden in einer Schublade mit 9 klassifizierten Boxen abgelegt.

Durchfluss- u. Strahlprüfstand für Benzininjektoren

Der Durchfluss- und Srahlverteilungs-Prüfstand wird zur Ermittlung aller wichtigen Parameter von Niederdruck-Benzin-Injektoren verwendet. Als Prüfflüssigkeit wird n-Heptan, wahlweise auch Exxsol D40, verwendet. Deshalb ist die Anlage mit explosionsgeschützten Komponenten aufgebaut.

Folgende Prüfungen können realisiert werden:

  • Dynamischer Durchflusstest in g/1000inj (gravimetrisch)
  • Statischer Durchflusstest in g/s (gravimetrisch)
  • Überprüfung des Linearitätsverhaltens des Injektors
  • Bestimmung der minimalen Öffnungs- und Schließspannung
  • Ermittlung des Spray-Verhaltens mittels diskreter, gravimetrischer Messung der geometrischen Verteilung der eingespritzten Menge

HDEV-Einstellrundtisch

Für einen namhaften Automobilzulieferer wurde diese Anlage als Pilotlinie zur Einstellung des dynamischen Durchflusses und der Endprüfung von HDEVs (Benzin- Hochdruckeinspritzventile) entwickelt. Die Anlage ist als Rundtischautomat konzipiert und wird von einem ADEPT ONE Roboter be- und entladen. Ein vorgeschalteter Stationsblock dient dem Einlaufen der Injektoren vor der Einstellung. Ebenfalls in der Anlage enthalten ist eine Nieder- und Hochdruckkraftstoffversorgung.

Laseroptische Injektor-Strahbildprüfung

Dieses Gemeinschaftsprojekt (BMW, RWTH-Aachen, LaVision, TSI, Sonplas) ermöglicht die Strahlbilduntersuchung von Einspritzdüsen unter reproduzierbaren, motorisch relevanten Bedingungen, unbeeinflusst von den Schwankungen eines realen Motors. Es kommen dabei zwei unterschiedliche Messverfahren zum Einsatz:

 

MIE/LIF

Mit Hilfe der Laser Induzierten Fluoreszenz ist eine schnelle 2-dimensionale Untersuchung des Strahlbildes hinsichtlich Form und Dichte möglich.

Mit Hilfe der Laser Induzierten Fluoreszenz ist eine schnelle 2-dimensionale Untersuchung des Strahlbildes hinsichtlich Form und Dichte möglich.

PDA

Die Phasen Doppler Analyse bestimmt Größe und Geschwindigkeit der einzelnen kugelförmigen Partikel, ohne dabei den Durchfluss bzw. die Strömung zu beeinflussen.


Fluss- & Strahbildprüfstand

Der Prüfstand dient zur Strahlbilduntersuchung und Durchflussmessung von Einspritzdüsen und Düsenelementen. Nach dem manuellen Einsetzen der Prüflinge in die Vorrichtung startet der automatische Prüfablauf mit anschließender Auswertung von Strahlbilddaten und Durchflussmenge. Die Anlage ermöglicht sowohl radiale Backlight-Aufnahmen als auch axiale Lichtschnitt-Aufnahmen vom Einspritzstrahl. Mit Hilfe eines Schrittmotors kann die Prüflingsaufnahme gedreht werden, wodurch eine Untersuchung des Einspritzstrahls von jeder beliebigen Position möglich ist.
Die Positionierung des axialen Lichtschnitts erfolgt durch eine motorisierte Traversierung.

µHammering Einstellprozess

Konventionelle Einstellprozesse mit Keilverstellung oder Spindelantrieben können die Ansprüche vieler Anwendungen in Punkto höherer Positioniergenauigkeit nicht mehr erfüllen - erhöhte Ausschussquoten und steigende Produktkosten sind die Folge.
Microhammering wurde entwickelt um diese Ansprüche zu erfüllen, bekannte Nachteile der etablierten Techniken zu eliminieren und neue Möglichkeiten in der Montage- und Einstelltechnik zu eröffnen:

  • Deutlich höhere Positioniergenauigkeit
  • Eliminieren des Stick-Slip Effekts beim Einpressen durch Microimpuls-Vorschub
  • Reduzierter Bauteilstress durch minimierte statische Kraftbelastung
  • Intelligente Prozessteuerung mit hoher Robustheit gegen Chargeneinflüsse und Variationen der Presspassungstoleranzen
  • Reduzierter Einfluss der elastischen Bauteilverformung auf das Positionierergebnis

Microhammering erwirkt Vorschübe im Gegensatz zu herkömmlichen Prozessen nicht mit hohen statischen Kräften, sondern mit dosierten Kraftimpulsen im Microsekundenbereich. Diese Technik reduziert die elastische Verformung der Bauteile, sowie die daraus resultierende Hemmung und den Anstieg der Einpresskraft. Dadurch werden die Bauteile erheblich geringeren effektiven Kräften ausgesetzt und unerwünschten Materialverformungen vorgebeugt.

Weitere Informationen können Sie hier abrufen...

Sonplas GmbH- Sachsenring 57 - D-94315 Straubing - Deutschland - Tel: +49 (0) 94 21 / 92 75 - 0 Fax: +49 (0) 94 21 / 92 75 199 - info(at)sonplas.de

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