BEYOND SURFACES

lösungen Fahrzeughersteller und Endkunden erwarten von modernen Motoren, dass der Kraftstoff so effizient wie möglich verbrannt wird – aus Leistungs, Kosten und Umweltgründen. Nur 43 mm lang und gerade 4 mm breit, spielen Düsennadeln dabei eine wesentliche Rolle, denn sie sorgen für die korrekte Einspritzung des Kraftstoffes vom Injektor in den Brennraum. Ihre Geometrie, die fertigungstechnische Präzision zusammen mit dem Düsenkörper, und die räumlich genaue Position sind entscheidend für die optimale Vernebelung des Kraft­ stoffes, damit dieser effizient verbrannt wird. Kleinste Fehler können zum Totalausfall führen Die Bautoleranzen für die Düsennadeln liegen im einstelligen µmBereich. Um sie vor Verschleiss zu schützen, setzt Vitesco Technologies auf BALINIT DLC von Oerlikon Balzers. Die nur wenige Mikrometer dünne Schicht ist extrem hart und sorgt für geringere Reibung. Dadurch kann der Motor seine Leistung voll entfalten, bei weniger Verbrauch und geringeren Emissionen. Aller­ dings nur, wenn die Qualität der Beschichtung 100% stimmt. »Selbst kleinste Produktionsfehler können den Gegenkörper im tribologischen System – den Düsen­ körper – beschädigen. Das führt dann zu einer Leckage, höheren Einspritzmengen, höherem Kraftstoffverbrauch und im schlimmsten Fall zum kompletten Ausfall des Systems«, erklärt Harald Schröder, Global Account Manager bei Oerlikon Balzers. Bisher wurde die Oberflächenqualität der beschichteten Düsennadeln von Mitarbeitenden im Oerlikon Balzers Kundenzentrum Stollberg, Deutschland, stichprobenartig unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) geprüft. Eine sehr zeitaufwändige Arbeit, bei der zudem die Gefahr von subjektiven Ergebnissen nicht ausgeschlos­ sen werden konnte. Objektive Messbarkeit dank Prüfalgorithmus Gemeinsam mit dem Vitesco TechnologiesStandort in LimbachOberfrohna und dem Prüfanlagenherstel­ ler GPP aus Chemnitz initiierte Oerlikon Balzers ein anspruchsvolles technisches Projekt. »Wir wussten zwar, wo wir hinwollten, aber nicht, wie wir dahin kommen«, beschreibt Harald Schröder die grosse Herausforderung. Diese lautete: Wie können wir Beschichtungsfehler im µmBereich ausfindig und ihre Häufigkeit objektiv messbar machen – und dies unter Serienbedingungen an jeder einzelnen Düsennadel? Ziel war es, eine vollautomatisierte Anlage zu entwickeln, die täglich mehrere Tausend Düsennadeln mit Kamera­ unterstützung prüft und eindeutig klassifiziert. Nach zwei Jahren engster Entwicklungszusammenarbeit konnte die Prüfanlage vor kurzem in Betrieb genommen werden – und prüft seither eine komplette Charge in der gleichen Zeit, in der zuvor sechs Nadeln manuell kontrolliert werden konnten. »Das System erkennt Grösse und Anzahl der Oberflächendefekte in einem Düsennadeln in Common-Rail-Systemen von Dieselmotoren sind nur wenige Millimeter klein, spielen aber eine grosse Rolle für die reibungslosen und effizienten Abläufe im Motor. Vitesco Technologies, die Antriebssparte von Continental, lässt diese Nadeln mit BALINIT DLC beschichten. Wie aber garantiert man, dass die Beschichtungsqualität mehrerer Millionen dieser kleinen Bauteile stimmt? »Das System erkennt Grösse und Anzahl der Oberflächen­ defekte in einem festgelegten Prüffenster. Ein Prüfalgorith­ mus errechnet daraus einen Dichtewert. Wird dieser von einem Bauteil überschritten, wird es aussortiert.« Patrick Donner, Projektleiter, Oerlikon Balzers 37