Ein Glied am Ende der Qualitätskette

Deutsche Verbrennungsmotoren im Test: mayr^®-Bremsen sorgen in End-of-Line-Prüfständen zuverlässig für Sicherheit

Er ist das Herzstück des deutschen Automobilbaus: der Verbrennungsmotor. Damit er einwandfrei funktioniert, wird er auf sogenannten Kalt-Prüfständen umfassenden Funktionstests unterzogen. Diese End-of-Line-Prüfstände stehen am Ende der Qualitätskette – dementsprechend hoch ist ihre Bedeutung. Und, sie laufen rund um die Uhr. Daher müssen auch all ihre Komponenten die dauerhaft hohe Belastung aushalten können. Als einer der weltweit führenden Hersteller von Fertigungslösungen setzt KUKA in einer seiner neuen Testanlagen auf ROBA^®-linearstop Sicherheitsbremsen von mayr^® Antriebstechnik.

Fahrer auf der ganzen Welt schätzen Autos aus Deutschland – dementsprechend hoch ist die Nachfrage. Und so verlässt zum Beispiel bei einem Hersteller etwa alle 30 Sekunden ein fertiger Motor die Produktion. Aber nur, wenn er unmittelbar zuvor den abschließenden Funktionstest auf dem End-of-Line-Prüfstand bestanden hat. „Es handelt sich dabei um einen Verbau- und Funktionstest“, erläutert Hans-Jürgen Kemnade, Senior Test Applications Engineer bei KUKA Business Unit Assembly & Test am Standort Bremen. „Hier wird die funktionale Einheit geprüft, alle Subgruppen müssen jetzt passen, jedes einzelne Teil muss richtig verbaut sein.“ Gängig sind heute mittlerweile sogenannte Kaltprüfstände. Das bedeutet, die Motoren werden nicht gezündet, sondern von einem Elektromotor als externer Antriebsquelle gedreht. Somit wird der Betriebszustand simuliert. Der Kalttest ist im Vergleich zum Heißtest, bei dem die Verbrennung gestartet wird, schneller und umweltschonender durch die Einsparung von Kraftstoff, Kühlwasser und Verbrennungsabgasen. „Die End-of-Line-Prüfstände bilden heute für die Motorenhersteller den abschließenden Teil der Qualitätskette“, betont Kemnade. „Dementsprechend hoch ist auch die Wichtigkeit dieser Maschinen. Sie sind zum Teil ausgelegt für Verfügbarkeiten über 95 Prozent, ohne Schichtbegrenzung. Für uns ist daher entscheidend, dass alle Komponenten, die wir in den Testanlagen verbauen, hochwertig und belastbar sind. Denn sie stehen dauerhaft unter Stress und müssen diese hohen Beanspruchungen aushalten können.“ In einem neuen Kaltprüfstand, der bei deutschen Automobilherstellern zum Einsatz kommt, setzt das Unternehmen daher auf die bewährten ROBA^®-linearstop Sicherheitsbremsen von mayr^® Antriebstechnik aus Mauerstetten im Allgäu. Diese arbeiten positionsgenau und spielfrei und sorgen zuverlässig für die Sicherheit der komplexen Maschinen.

Weltweit führende Prüfstandstechnik

KUKA produziert am Standort Bremen in erster Linie Montage- und Testanlagen für die Fabrikationshallen großer Automobilproduzenten und Zulieferer und ist damit gerade im Bereich Motorentest weltweit führend. Und so ist auch der neue End-of-Line-Prüfstand, mit dem Drei- bis Zwölfzylindermotoren getestet werden können, anspruchsvoll. Er liefert in etwa 130.000 Messwerte pro Sekunde und insgesamt etwa 14 Millionen Messwerte pro Prüflauf. Die Datenerfassung erfolgt digital über 70 Messkanäle. Bestückt wird der Prüfstand automatisch über ein fahrerloses Transportfahrzeug. „In der Maschine gibt es ein Ablagenest, auf das der Motor automatisch abgelegt wird. Dieses rund 650 Kg schwere Nest, das auf Luft gelagert ist und sich an die Motorablage anschmiegt, wird ausgelenkt.“, erläutert Hans-Jürgen Kemnade. Innovativ ist neben der kraftarmen Kopplung durch Luftlagerung auch die neue Ausrichtungssystematik: Der Prüfstand richtet sich zum Prüfling aus. „Die Maschine macht eine Drehung und einen Querverschub und bewegt sich auf den Messling zu“, so Kemnade weiter. „Die beiden ROBA-linearstop Bremsen sind am Verschubmechanismus verbaut und stellen sicher, dass er quer und längs festgestellt ist. Wenn die Bremsen nicht funktionieren, würde uns die Masse außer Kontrolle geraten und dann hätten wir schnell einen hohen Schaden an der Maschine. Hier geht es darum, den Prüfstand zu schützen.“

Der neue KUKA End-of-Line-Prüfstand, mit dem Drei- bis Zwölfzylindermotoren getestet werden können, ist anspruchsvoll. Er liefert in etwa 130.000 Messwerte pro Sekunde und insgesamt etwa 14 Millionen Messwerte pro Prüflauf. Die Datenerfassung erfolgt digital über 70 Messkanäle.

Die ROBA®-linearstop Bremsen sind am Verschubmechanismus verbaut und stellen sicher, dass er quer und längs festgestellt ist.

Zuverlässige Bremse mit spielfreier Kraftübertragung

Die elektromagnetischen ROBA^®-linearstop Bremsen, die im End-of-Line-Prüfstand zum Einsatz kommen, haben eine Haltekraft von jeweils 6500 N. Wie alle Sicherheitsbremsen von mayr^® Antriebstechnik arbeiten sie nach dem Fail-Safe-Prinzip. Das heißt, sie sind im energielosen Zustand geschlossen. Die Bremskraft wird durch Druckfedern erzeugt. Die ROBA^®-linearstop wirkt auf eine separate Bremsstange. Wenn die Bremse schließt, wird die Stange spielfrei gehalten. Die ROBA^®-linearstop arbeitet ohne selbstverstärkende Keilwirkung und wirkt damit in beide Bewegungsrichtungen. Als kompakte Bremseinheit kann sie einfach, schnell und ohne aufwändige Einstellarbeiten auch in bereits bestehende Maschinen- und Anlagenkonstruktionen integriert werden. Jede einzelne Sicherheitsbremse, die das Werk von mayr^® Antriebstechnik verlässt, muss nach der Komplettmontage und Einstellung eine 100%-Prüfung bestehen. Alle ermittelten Messwerte werden zusammen mit der dazugehörigen Seriennummer der Bremse in der elektronischen Datenbank archiviert. Das gewährleistet eine 100-prozentige Rückverfolgbarkeit.

Qualität aus Mauerstetten

Dass die Qualität der mayr^®-Produkte überzeugt, zeigt der Einsatz in einem so komplexen und anspruchsvollen Feld wie der Prüfstandstechnik. „Es gibt weltweit nur wenige Firmen, die Prüfmaschinen für den Motorentest herstellen“, ergänzt Hans-Jürgen Kemnade. „Wenn man hier als Komponentenhersteller mit dabei ist, ist das schon bemerkenswert. Man liefert eigene Teile für diesen abschließenden Teil der Qualitätskette.“ In weiteren Testanlagen des Unternehmens kommen neben den Sicherheitsbremsen auch andere Produkte aus Mauerstetten zum Einsatz, unter anderem Wellenkupplungen oder auch Sicherheitskupplungen, die rotierende Massen freischalten.

Quelle: Der Konstrukteur, ASB 2019, Seite 50-51