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Messtechnik Rauheit und Mikrostruktur von Kolbenringlaufflächen berührungslos messen

| Redakteur: Jan Vollmuth

Federal-Mogul Powertrain und die Nano Focus AG haben gemeinsam ein automatisiertes Verfahren zur berührungslosen, optisch-konfokalen Messung der Rauheit und Mikrostruktur von Kolbenringen entwickelt.

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Das berührungslose Messverfahren für Kolbenringe basiert auf dem spezifischen Zusammenspiel eines Konfokalmikroskops mit spezieller Software und einer Produktdatenbank mit hinterlegten Kenngrößen.
Das berührungslose Messverfahren für Kolbenringe basiert auf dem spezifischen Zusammenspiel eines Konfokalmikroskops mit spezieller Software und einer Produktdatenbank mit hinterlegten Kenngrößen.
(Bild: Federal-Mogul)

Bei der Gemeinschaftsentwicklung für die Produktionskontrolle und Qualitätssicherung in der Kolbenringfertigung bei Federal-Mogul Powertrain in Burscheid handelt es sich um die Kombination eines optischen Messsystems von Nanofocus mit einer Software und Produktdatenbank von Federal-Mogul.

Kolbenringe tragen entscheidend zur Funktion und dem Emissionsverhalten von Motoren in Fahrzeugen bei. So ermöglichen die Kolbenringlösungen von Federal-Mogul Powertrain mit ihren optimierten Reibungs-, Verschleiß- und Dauerhaltbarkeitseigenschaften eine Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen sowie eine längere Motorlebensdauer. Als mechanisch stark beanspruchte Komponenten im Tribologie-System von Kolben, Kolbenring und Zylinder wird ihr Reibungs- und Verschleißverhalten durch funktionale Oberflächenstrukturierungen definiert.

Effizientere Lösung gesucht

Eine abtastende Rauheitsmessung auf den Duroglide-beschichteten LKZ-Ölabstreifringen mit ihren konisch-zylindrischen Laufstegen und auf Stahllamellen gestaltet sich relativ aufwändig. Zudem kann ein Bedienereinfluss bei der Auswahl der richtigen Messstellen nicht ausgeschlossen werden. Eine gegenüber taktilen Verfahren bessere und effizientere Messtechniklösung war gefragt.

Die beiden Partner brachten dazu ihr Know-how zusammen: Das optisch-konfokale µsurf-Messsystem von Nanofocus wurde hardware- wie softwareseitig speziell für die Analyse von Kolbenringlaufflächen bei Federal-Mogul Powertrain angepasst. Das System biete die Möglichkeit zur fertigungsnahen Messung großer Stückzahlen, so die Unternehmen. Dies werde zum einen durch ein benutzerfreundliches und effizientes Probenhandling realisiert, da Kolbenringe schnell eingelegt und für die Messung präzise positioniert werden können. Zudem seien der Messvorgang und die Messdatenauswertung voll automatisiert.

Infos aus der Produktdatenbank

Die Messstelle auf der Kolbenringlauffläche wird vom Messsystem halbautomatisch angefahren und anhand eines definierten Messflecks von 0,8 mm2 x 0,8 mm2 gemessen. Anschließend erfolgt die automatische Analyse mittels einer Software von Federal-Mogul Powertrain, die Daten aus der hauseigenen Kolbenring-Produktdatenbank abruft. (jv)

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