Optimierte Kontrolle - WIKA baut individuellePrüfanlagen für  Automotive-Unternehmen

Die Funktionssicherheit aller Komponenten für den Fahrzeugbetrieb hängt entscheidend
von den Kontrollprozessen während der Herstellung ab. Für Automotive-Unternehmen
baut der Messtechnik-Hersteller WIKA spezifische Prüfanlagen, zum Beispiel
Inline-Temperaturkompensationsanlagen zur Genauigkeitskontrolle bei Drucksensoren
oder Dichtheitsprüfstände für medien- und druckführende Bauteile. Alle basieren auf
WIKA-eigenen, praxiserprobten Systemen.

Drucksensoren gehören in jedem Auto zu den unverzichtbaren Nervenzellen des Steuerungssystems.
Sie werden in Millionen Stückzahlen hergestellt. Daher bieten sich Inline-Temperaturkompensations-anlagen zur Kontrolle ihrer Genauigkeit an. Diese sind zugeschnitten auf den Einsatz in einer  Massenfertigung mit hohem Automatisierungsgrad und kurzen Taktzeiten.

Der Kalibrier- und Abgleichprozess erfordert hierbei vor allem eine schnelle Temperierung, eine hohe
Temperaturstabilität, eine schnelle Druckbereitstellung und eine präzise Regelung. Sämtliche Abläufe
in der Anlage, das Be- und Entladen, die Kontaktierung der Sensoren und das Umrüsten, erfolgen
vollautomatisch. Die Sensoren werden nach der Montage an der Übergabestation in das Inline-System
eingeschleust. Sie werden mittels Roboter auf Werkstückträgern platziert, auf denen sie durch die
verschiedenen Prüfstationen gefahren werden. Der Kalibriervorgang vollzieht sich in mehreren, in der
Regel zwei bis vier, aufeinander folgenden Temperierkammern mit Vortemperier- und Abgleichzone.
Für jede Kammer wird eine Abgleichtemperatur definiert, die typischerweise zwischen -40°C und +140°C rangiert.

Um den Temperiervorgang zu beschleunigen, hat WIKA für die Werkstückträger in seinen Anlagen ein
Transportsystem mit sogenannten Temperierschienen entwickelt. Bei diesem patentierten Verfahren
werden die Sensoren, die auf dem Träger in Metalleinsätzen stecken, zusätzlich zur Strahlwärme/-kälte
über die unmittelbar wirkende Kontaktwärme/-kälte innerhalb kürzester Zeit auf die definierte Abgleichtemperatur gebracht. Haben sie diesen Wert erreicht, werden die Sensoren in den Abgleichzonen der Temperierkammern druckseitig und elektrisch kontaktiert. Ein Druckcontroller mit einer Genauigkeit von bis zu 0,008 % beaufschlagt die Prüflinge anschließend mit Druck und kalibriert sie. Eine
Herstellersoftware vergleicht die Messwerte mit der Referenz des Controllers und ermittelt, wie weit
die Ausgangssignale der Prüflinge von der idealen Kennlinie abweichen. Bei Nichteinhaltung der
Spezifikation können die Korrekturwerte über die Software in den ASIC des Sensors hineingeschrieben
werden.

Wie alle druck- und medienführenden Bauteile eines Fahrzeugs müssen Sensoren auch auf Dichtheit geprüft werden, in ihrem Fall ist dieser Prozess in die Inline-Anlage integriert. Bei den  Dichtheitsprüfständen im Automotive-Bereich stehen zwei Systeme im Vordergrund: die pneumatische Druckveränderungsprüfung (Druckabfall-, Druckanstiegs- oder Differenzdruckmethode) und die Heliumprüfung, die im Vergleich bis zu 100.000mal empfindlicher auf Undichtigkeiten reagiert. Helium-Prüfstände werden daher vorwiegend für Aufgaben im Bereich Einspritztechnik, Brennraum
und Klimaanlage herangezogen. Aber nicht nur: Im Auftrag eines Start-ups für Elektroautos hat WIKA
ein solches System für die Dichtheit von Wärmetauscher-Gehäusen entwickelt und gebaut. Elektroautos
benötigen einen Wärmetauscher, um Heizungsluft zu erzeugen. Auf dessen Aluminiumgehäuse wird
ein Deckel hartgelötet, der die Thermostate aufnimmt und auf dem nachfolgend die Steuerungsplatine
montiert wird. Um die Dichtheit der Verbindungsnaht zu kontrollieren, wird das Gehäuse in der Prüfkammer bei einem Druck von drei bar mit Helium gefüllt. Austretende Gas-Atome werden
über einen definierten Zeitraum von einem Detektor ermittelt. Ihre Summe gibt Auskunft, ob das Gehäuse
die spezifizierte Wasserdichtheit im Bereich 0,5 ccm/min erfüllt.

Auch Dichtheitsprüfsysteme müssen die Effizienz einer Serienfertigung unterstützen. Die Gehäuse
von Kfz-Wasserpumpen zum Beispiel werden pneumatisch auf Leckagen untersucht. Die Zeit für
den Druckaufbau bemisst sich nach der Größe des Innenvolumens. Diesen Ablauf hat WIKA für einen
Hersteller konstruktiv optimiert. Durch eine intelligente Konstruktion der Wechselspannvorrichtung
werden die Innenvolumina der Prüflinge von bis zu drei Litern in der Aufnahme auf ein Minimum
reduziert. Der gesamte Kontrollzyklus inklusive Teilehandling, Füll-, Stabilisierungs- und Prüfzeit bleibt
so auf etwa 25 Sekunden begrenzt.

Fazit

Bei Prüfanlagen, egal welcher Art, gibt es keine Standardlösungen. Nur eine aufgabenspezifische
Konstruktion gewährleistet die angestrebte Testsicherheit und Effizienz. Die Erfahrung von WIKA
als Sensorhersteller und Anlagenbauer, der Prüfprozesse und Automatisierungstechnik gleichermaßen
beherrscht, ist dabei eindeutig: Das Optimierungspotenzial ist vielschichtig.

Monika Adrian
WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG
Alexander-Wiegand-Str. 30
63911 Klingenberg am Main
09372 132-8012
monika.adrian@wika.com
www.wika.com

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