Akustische Messtechnik S e n s o r a p p l i k at i o n z ur Prüfun g von Ven ti l s i tzri ngen Der Ton macht‘s Bei der Prüfung von Ventilsitzringen müssen kleine, fast unsichtbare Materialrisse aufgespürt werden. Mit Schallsensoren von ds automation, Schwerin, gelingt dies in wenigen Millisekunden. Bei auftretenden Prozessschwankungen können die Resonanzanalyse-Para meter nachgeführt werden. Der Hersteller von Zuführsystemen Ifsys, Großbardorf (siehe Kasten Seite 37), muss Ventilsitzringe für Gas- und Benzinmotoren auf kleine, fast unsichtbare Materialrisse prüfen. „Bisher setzten wir dazu vorrangig eine mechanische Prüfvorrichtung ein, mit dem Nachteil, dass gute Bauteile ohne Risse teilweise beschädigt wurden“, Bild 1. Akustische Prüfung im Montageprozess erklärt Rigobert Zehner, Geschäftsführer und Vertriebsleiter der Ifsys GmbH. Für eine neue Motorengeneration werden zwei Arten von Ringen für Gasund Benzinmotoren mit den gleichen Abmaßen, aber aus unterschiedlichen Materialien produziert. Daher darf kein Gas-Ring für einen Benzinmotor zur Montage zugeführt werden oder umgekehrt. „Dies kann jedoch beim Befüllen des Zuführsystems durch einen Werker passieren“, sagt Rigobert Zehner. „Das wollten wir ausschließen.“ In Zusammenarbeit mit ds automa tion, Schwerin (Infokasten Seite 37), suchte man nach einer Lösung für die Riss prüfung unter Beachtung einer zusätzli- chen Material- und Bauteilunterscheidung direkt im Produktionsprozess. Geprüft wird mit den kompakten Schallsensoren der Serie dsound USS4 von ds automation (Bild 1). Das Mikrofon und die gesamte Signalverarbeitungshardware sind in die Schallsensoren integriert, daher bedarf es keiner weiteren externen Geräte (Bild 2). Der Klang der guten Ventilsitzringe wird hierfür im Sensor in Form einer Trainingsdatei hinterlegt und mit den zugeführten Teilen verglichen. Durch den Teilespeicher ist es möglich, auch gemischte Prüfteile zuzuführen oder den Sensor zwischen Prüfteilen umzuschalten, ohne ihn erneut zu trainieren. Wartungsarme Anregungsart Hersteller und Anwender entwickelten eine wartungsarme Anregungsart. Dabei werden die Prüflinge mithilfe eines definierten Druckluftimpulses an einer Prallplatte angeregt und im freien Fall resonierend vermessen. Die Prüfung selbst dauert nur wenige Millisekunden, und die akustischen Sensoren liefern direkt und verzögerungsfrei die gewünschte Gut/SchlechtAussage über einen digitalen Ausgang. Die Druckluftanregung hat neben der Kon stanz des anregenden Impulses den Vorteil, dass beispielsweise eine Dämpfung durch Verschmutzung der Vorrichtung weitgehend ausgeschlossen wird. Eine besondere Herausforderung wurde erst nach Inbetriebnahme der Anlage sichtbar. Schon geringe Änderungen der Legierung oder des Härteprozesses führen zu messbaren Änderungen des Klangs der Prüfteile. Solchen Chargenstreuungen kann man durch eine Erweiterung des Erwartungsbereichs während des Trainings begegnen. Allerdings benötigt man dazu ein repräsentatives Spektrum dieser Chargen, das häufig nicht oder noch nicht vorliegt. Zudem verschiebt man die Fehlergrenzen, sodass kleinste Abweichungen nicht mehr erkannt werden. Die Partner gingen einen anderen Weg. Neben den Schallsensoren lieferte ds automation einen Mini-PC mit Schnitt- © Carl Hanser Verlag, München Internet-PDF-Datei. Diese PDF Datei enthält das Recht zur unbeschränkten Intranet- und Internetnutzung, sowie zur Verbreitung über elektronische Verteiler. Ein

Akustische Messtechnik Die Prüfmethode Die akustische Resonanzanalyse, auch Klangprüfung genannt, ist eine volumenorientierte Prüfmethode, die die Gesamtmenge aller Merkmale eines Werkstücks bewertet, indem sie das physikalische Phänomen der Eigenschwingungen von Bauteilen nach äußerer Anregung ausnutzt. Dieses Eigenschwingverhalten wird von den jeweiligen Materialeigenschaften beeinflusst. Über ein spezielles Sensortraining zum Einlernen eines Referenzklangs wird dieses Prinzip zur vergleichenden Messung mit typischen GutTeilen genutzt. Die Resonanzanalyse eignet sich bei Prüflingen aus harten...