Ob flüssige oder gasförmige Medien – die Prüfung kraftstoffberührender Komponenten muss höchste Ansprüche an Sicherheit, Präzision und Zuverlässigkeit erfüllen. Sonplas entwickelt dafür maßgeschneiderte Prüfstände, die selbst komplexeste Aufgaben meistern. Jede Anlage ist ein Unikat, exakt auf die Kundenanforderungen zugeschnitten. Damit kann der Sondermaschinenbauer auch sehr anspruchsvolle Prüfaufgaben lösen. Worauf es bei all diesen Anwendungen wirklich ankommt, erklärt Sonplas-Experte Werner Riederer.

 

Werner Riederer, Vertriebsingenieur für den Bereich Fuel Technologie

„Aktuell beschäftigen wir uns mit einem spannenden Projekt“, berichtet Werner Riederer, Vertrieb Fuel Technologie bei Sonplas: „Für einen Kunden entwickeln wir ein komplettes Testcenter für die Kraftstoffe Methanol und Ammoniak.“ Dabei bietet der Sondermaschinenbauer aus dem bayrischen Straubing neben dem technischen Know-how noch mehr. Von der Produktidee bis zum funktionsfähigen Prüfstand unterstützen die Experten unter anderem bei Genehmigungsprozessen und der Abnahme vor Ort, zum Beispiel durch den TÜV. Dazu kommt ein wichtiger Punkt: die Aufklärung. Denn gerade, wenn es sich etwa um den ersten Prüfstand in der Region handelt, stellen sich häufig Fragen: Wie geht die örtliche Feuerwehr damit um, was müssen die Anwohner wissen? „Für viele ist das Neuland“, weiß Riederer. „Wir nehmen ihnen die Bedenken und zeigen, dass mit uns Profis am Werk sind, die genau wissen, was sie tun.“ Der Sondermaschinenbauer konnte sich mit seinem umfangreichen Fachwissen in der Prüftechnik als Vorreiter auf dem Markt positionieren.

 

Vielfältige Prüfmöglichkeiten unter realistischen Bedingungen

Sonplas profitiert von über 30 Jahren Erfahrung in der Montage, vor allem aber in der Prüfung kraftstoffberührender Komponenten für den Automobilbau – darunter Ventile, Injektoren, Druckregler, Verteilerleisten sowie Einspritz- und Vorförderpumpen. Dieses umfassende Know-how überträgt der Maschinenbauer erfolgreich auf andere Branchen, etwa Luftfahrt, maritime Anwendungen und Elektromobilität. „Die Unterschiede liegen oft in der Größe der zu prüfenden Komponenten, aber auch in den Drücken und Durchflussmengen“, erklärt Riederer.

Die Prüfanlagen bieten variable Test- und Umgebungsbedingungen für eine realitätsnahe Simulation. So lassen sich Durchfluss, Druck und Leckagen hydraulisch messen sowie mechanische und elektronische Systeme auf ihre Lebensdauer prüfen. Auch Einspritzmengenmessungen für Flüssigkeiten und Gase sind möglich.

„Wir haben eigene Thermokammern im Einsatz“, erläutert Riederer. „Damit sind wir in der Lage, Komponenten bei Temperaturen von -60 bis 150 Grad zu testen.“ Ergänzend lassen sich weitere Umweltparameter wie Feuchtigkeit und Luftdruck simulieren. Das ist vor allem für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt ein ganz entscheidender Faktor.

Darüber hinaus verfügt Sonplas über ein hauseigenes Entwicklungslabor für Machbarkeitsanalysen und Produkttests. Hier werden beispielsweise Einspritzraten bestimmt sowie Funktions- und Dauerlaufprüfungen einzelner Komponenten oder kompletter Systeme durchgeführt. Damit passt Sonplas alle Prüfverfahren präzise an die jeweiligen Kundenanforderungen an.

Mit den Funktions- und Lebensdauertests am Prüfstand stellt Sonplas sicher, dass die Komponenten im späteren Serieneinsatz zuverlässig arbeiten.

Sicherheit – damit nichts in die Luft fliegt

Kraftstoffe wie Benzin, Methanol, Ammoniak und Wasserstoff können in bestimmten Konzentrationen in der Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden. „Durch unser Know-how im Explosionsschutz planen wir sichere Maschinen und Anlagen für den Betrieb mit diesen Stoffen“, sagt der Sonplas-Experte. Die Konzepte entsprechen der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU und basieren auf der Normenreihe IEC 60079. Neben dem Einsatz von ATEX- und IECEx-zertifizierten Komponenten erfüllen die Maschinenbauer auch die Anforderungen an die funktionale Sicherheit, etwa Performance Level (PL) oder Safety Integrity Level (SIL).

„Unsere Kunden schätzen unsere Expertise besonders auch in der Beratung“, ergänzt Riederer. „Denn für einen sicheren Prüfstand reichen die Entwicklung und Montage allein nicht aus – der Raum muss auch entsprechend vorbereitet sein.“ Dazu gehören eine entsprechende Sensorik, Überwachungssysteme oder Absaugmöglichkeiten. Grundlage ist stets eine Gefährdungsbeurteilung mit passendem Sicherheitskonzept.

 

Ein Prüfstand für Benzin-Injektoren: Hier sind unter anderem Spray- und Durchflusstests, Dichtheits- und optischen Prüfungen möglich. Bild

Wasserstoff – eine alternative in der Zukunft

Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger der Zukunft. Die Erzeugung von grünem Wasserstoff ist dabei essenziell. Es kommt besonders auf die Qualität und Effizienz der Komponenten im Elektrolyseur an. Hierfür muss die elektrische Performance der Stacks geprüft werden – „dabei können wir unsere Expertise aus der Leistungselektronik einbringen“, sagt Riederer. Damit verschmelzen bei der Entwicklung und Erprobung neuer Systeme zwei Welten: Electronic Testing und Fuel Testing.

Hersteller von wasserstoffführenden Komponenten, die in Elektrolyseuren und H2-Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, müssen ihre Bauteile unter seriennahen Prüfbedingungen testen, um die erforderliche Leistungs- und Sicherheitsqualität im Serieneinsatz sicherzustellen. „Auf Wunsch bauen wir für unsere Kunden die Prüfstände sowie den passenden Container für den sicheren Betrieb“, sagt Riederer. Für die Einrichtung einer eigenen Wasserstoff-Prüfinfrastruktur stellt der Sondermaschinenbauer zudem komplette Testcenter bereit, inklusive Prüfstand.

Prüfstände für Elektrolyse-Einzelzellen und -Short-Stacks

Seit über zehn Jahren arbeitet Sonplas und das Berliner Technologieunternehmen IAV zusammen. IAV hat den IAV Cross – Injection Analyzer entwickelt. Damit lassen sich Einspritzraten und -mengen im Wasserstoff-Verbrennungsmotor und in der Brennstoffzelle dynamisch und simultan präzise messen. Das Prinzip basiert auf der Druckerhöhung in einem kraftstoffgefüllten Kanal. Da der Analyzer ohne bewegliche Teile arbeitet, ist er wartungsarm und liefert reproduzierbare Ergebnisse. Die leistungsstarke Software steuert die Messeinheit, stellt alle relevanten Daten in Echtzeit dar und ermöglicht die Integration in digitale Prüfstand- und Entwicklungsumgebungen über eine Schnittstelle. Sonplas übernimmt Verkauf, Herstellung sowie Wartung von Neu- und Bestandsgeräten, die bereits erfolgreich in Prüfstände des Maschinenbauers integriert sind.

Inzwischen arbeiten beide Unternehmen an einem zweiten Projekt: Gemeinsam entwickeln sie Prüfstände für Elektrolyse-Einzelzellen und -stacks. Sie sind die zentralen Komponenten von Elektrolyseuren zur Wasserstofferzeugung. „IAV bringt dazu die erforderliche Expertise in der Entwicklung und dem Betrieb von Elektrolysesystemen mit, wir die nötige Kompetenz im Sondermaschinenbau“, beschreibt Riederer. „Gemeinsam arbeiten wir bereits an einem ersten Kundenprojekt.“

Mit dem neuen Prüfstandkonzept lassen sich verschiedene Technologien testen – unter anderem die Proton-Austausch-Membran Elektrolyse (PEM), alkalische Elektrolyse (AEL) oder auch die Anionen-Austausch-Membran Elektrolyse (AEM). Dabei liegt ein Fokus auf einer modularen Bauweise der Anlage für unterschiedliche Leistungsklassen und messtechnische Ausbaustufen, die auf die Kundenbedürfnisse angepasst werden können. Zielanwendungen sind sowohl Aufgaben bei Forschungseinrichtungen zur Grundlagenforschung als auch Untersuchungen bei Industriekunden in der Vor- und Serienentwicklung.

Eine Prüfanlage für Diesel-Injektoren. Die Durchflussprüfung erfolgt hier mit dem IAV Cross Injection Analyzer mit unterschiedlichen Ansteuerungen. Möglich ist zudem eine Leckage-Prüfung mit Drücken bis 3000 bar.

Individuelle Prüf- und Testanlagen von Sonplas

Mit mehr als 1.000 ausgelieferten Anlagen weltweit und einem wachsenden internationalen Servicenetz hat Sonplas bewiesen, dass auch sehr anspruchsvolle Prüfaufgaben lösbar sind – unabhängig von ihrer Komplexität. „Damit ist unser Anspruch klar“, resümiert Werner Riederer. „Jede Anlage ist ein Unikat, exakt zugeschnitten auf die jeweilige Kundenanforderung.“ Anwender profitieren von präzisen Messergebnissen und damit von Qualität und Zuverlässigkeit in der Serienproduktion. Durch die Kombination verschiedener Prüfverfahren in einem System lassen sich Zeit und Kosten einsparen. Modulare Konzepte ermöglichen flexible Erweiterungen und sichern Investitionen langfristig ab.