Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der Dieselinjektor als komplexes technisches System wird aus ca. 25 verschiedenen Einzelteilen montiert. Die Tolerierung der Einzelteile liegt dabei im Bereich 5 \u00b5m. Eine Ursache f\u00fcr NIO-Injektoren k\u00f6nnen defekte Komponenten sein. Hauptverursacher f\u00fcr fehlerhafte Injektoren ist jedoch die Montage von Teilen bei denen die Bearbeitungsma\u00dfe an der oberen bzw. unteren Toleranzgrenze liegen. Die NIO-Injektoren werden demontiert und s\u00e4mtliche Einzelteile dem Montageprozess wieder zugef\u00fchrt. Eine Verbesserung der Fertigung ist nicht m\u00f6glich, da diese immer gewissen Schwankungen unterliegt. Mit Hilfe einer prozess\u00fcberwachten Demontage erh\u00f6ht sich die Wiederverwendungsquote der Teile um 20% bis 40%. F\u00fcr eine besch\u00e4digungsfreie Demontage m\u00fcssen bestimmte Prozessparameter eingehalten werden, um die Wiederverwendung der Einzelteile zu gew\u00e4hrleisten. Bei einer Einsparung von 8 Bearbeitungsmaschinen im Jahr, mit einer Leistung von 10 kW je Maschine, k\u00f6nnen ca. 298 Tonnen CO2 eingespart werden. Das neue Wirkprinzip liefert somit einen wirkungsvollen Beitrag zu ressourcenschonenden Fertigungsmethoden auch bei bereits hochgenauen und hochproduktiven Produktionsprozessen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBeim L\u00f6sen der D\u00fcsenverschraubung an Dieselinjektoren muss zur besch\u00e4digungsfreien Demontage eine Anpresskraft auf die D\u00fcse erfolgen. Erst nach dem Aufbringen der Anpresskraft wird die Verschraubung gel\u00f6st. W\u00e4hrend des L\u00f6sens der Verschraubung darf die Anpressvorrichtung auf der feststehenden D\u00fcse keine Relativbewegung ausf\u00fchren. Besch\u00e4digungen am D\u00fcsengrundk\u00f6rper und D\u00fcsenverschraubung sind irreparabel. Zus\u00e4tzlich ist es unzul\u00e4ssig die Anpresskraft auf die D\u00fcsenverschraubung zu \u00fcbertragen. Besch\u00e4digungen an der D\u00fcsenverschraubung f\u00fchren zu nicht wieder verwendbaren Teilen. F\u00fcr den Einbau einer Kraftmesseinrichtung muss eine Neukonzeption der Station zum L\u00f6sen der D\u00fcsenverschraubung erfolgen. Dabei ist es notwendig, die Kraft permanent zu \u00fcberwachen und zu protokollieren. Jeder Demontagevorgang wird entsprechend registriert, wobei beim Nichterreichen der erforderlichen Anpresskraft der Prozess nicht beginnt. Dadurch k\u00f6nnen Einfl\u00fcsse, wie beispielsweise Verschlei\u00df an F\u00fchrungen und Zylindern und Schwankungen im Druckluftnetz, welche den Prozess negativ beeinflussen, ausgeschlossen werden. Weiterhin ist eine Erh\u00f6hung der Taktzeit durch eine permanente Kraftmessung unzul\u00e4ssig.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Eine permanente Messung und Auswertung jedes Injektors wurde durch Neugestaltung der Bearbeitungsstation L\u00f6sen D\u00fcsenverschraubung sowie der Implementierung in die bereits bestehende Anlage realisiert. In Versuchsreihen wurde die Prozessf\u00e4higkeit des Gesamtmess- und Auswertesystems nachgewiesen. Es handelt sich um einen f\u00e4higen Prozess, wobei die gemessenen Mittelwerte au\u00dferhalb der Toleranzmitte liegen. Ursache ist die Auswahl des Pneumatikzylinders, dabei wurde die kleinstm\u00f6gliche Kolbenfl\u00e4che gew\u00e4hlt, um den Luft- und Energieverbrauch zu minimieren. <\/p>\n
In einer Testphase unter praxisnahen Bedingungen wurden produktionsbegleitende Untersuchungen durchgef\u00fchrt, wobei die Wiederverwendungsquote um ca. 25% gesteigert werden konnte. Die Erh\u00f6hung der Wiederverwendungsquote liegt darin begr\u00fcndet, das Besch\u00e4digungen innerhalb des Bauteils durch permanente \u00dcberwachung der Anpresskraft ausgeschlossen werden k\u00f6nnen. Dadurch sind Sch\u00e4digungen an der Dichtfl\u00e4che zwischen D\u00fcsenverschraubung und D\u00fcse sowie bei empfindlichen Bauteilen innerhalb des Piezoaktors ausgeschlossen. Bisher wurde eine hohe Anzahl an D\u00fcsenverschraubungen, D\u00fcse sowie Piezoaktor nicht in den Wiederverwendungsprozess eingeschleust, da durch eine unkontrollierte Anpresskraft Besch\u00e4digungen nicht ausgeschlossen werden konnten. Eine Zuf\u00fchrung von besch\u00e4digten Teile in den Wiederverwendungsprozess f\u00fchrt zu \u00fcberfl\u00fcssigen Montageprozessen, wobei der komplette Injektor nach der Pr\u00fcfung wieder in die Demontage gelangt bzw. hochwertige Fertigungsteile bei wiederholten Montageprozessen gesch\u00e4digt werden.<\/p>\n
Das in die Anlage installierte Mess- und Auswertesystem hat sich als wirtschaftlich und technisch sinnvoll erwiesen. Es werden Fertigungskapazit\u00e4ten eingespart, da j\u00e4hrlich ca. 600.000 Teile zus\u00e4tzlich in den Wiederverwendungsprozess gelangen. In der Testphase hat sich gezeigt, dass Schwankungen im Druckluftnetz zu einer Unterschreitung der Anpresskraft f\u00fchrte. Modifikationen und Justierarbeiten in der Ansteuerungsstrategie der pneumatischen Einzelantriebe der Maschine und dem Druckluftnetz f\u00fchrten zu einer Verringerung dieser prozessbedingten Schwankungen. Durch diese permanente \u00dcberwachung der Anpresskraft k\u00f6nnen Unterschreitungen der unteren Toleranzgrenze innerhalb des automatisierten Demontageprozesses ausgeschlossen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das hier dargestellte Prinzip wird erstmalig auf der Messe SIT 2010 in Chemnitz vorgestellt. Eine Patentanmeldung wird beabsichtigt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der innovative Charakter des Projektes ist durch die Implementierung einer Mess- und Auswerteeinheit zur Demontage von Injektoren innerhalb des Wiederverwendungsprozesses gekennzeichnet. Die Wiederverwendungsquote wurde um ca. 25% gesteigert, d. h. bei 800.000 NIO-Injektoren und drei zus\u00e4tzlichen Teilen werden dem Montageprozess ca. 600.000 Teile aus dem Wiederverwendungsprozess zugef\u00fchrt. Dadurch k\u00f6nnen bei einer durchschnittlichen Fertigungszeit von 6 min in einer Produktion in drei Schichten 60.000 Stunden eingespart werden. F\u00fcr die mechanische Fertigung bedeutet dies eine Einsparung bei 10 Bearbeitungsmaschinen, mit einer durchschnittlichen Leistung von 10 kW je Maschine, von 600.000 kWh. Durch Steigerung der Wiederverwendungsquote um ca. 25% wird der j\u00e4hrliche CO2 -Aussto\u00df um 372 t reduziert. Ein Wissenstransfer in andere technische Arbeitsgebiete wie Montage- und Demontage der Firma Sotex Sondermaschinen GmbH ist gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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