Fünfundsechzig tausendstel Millimeter bei der

Fünfundsechzig tausendstel Millimeter
bei der Treibstoffeinspritzung
Applikationen
Piezo-Aktuatoren der Firma EPCOS für Einspritzsysteme
auf Erfolgskurs
Sinkende Abgasemissionen, reduzierter Verbrauch, steigende Motorleistung und verringertes Motorengeräusch – diese Vorteile kommen den Autos zugute, in denen PiezoEinspritzsysteme eingebaut sind.
EPCOS setzt die Sartorius Filterwaage LA130S-F im Produktionsprozess von PiezoAktuatoren, dem Herzstück der neuen Einspritzanlagen, erfolgreich ein.
Das Unternehmen
Die EPCOS AG mit Sitz in München ist aus
dem 1989 von Siemens und Matsushita
gegründeten Joint Venture hervorgegangen.
Der Name EPCOS selbst steht für Electronic
Parts and Components. Das Unternehmen
produziert passive elektronische Bauelemente
und bietet mit etwa 40.000 unterschiedlichen
Produkten ein umfassendes Angebot aus einer
Hand. Passive elektronische Bauelemente
befinden sich in jedem elektrischen und
elektronischen Gerät, von Anwendungen der
Automobil- und Industrie-Elektronik über
Informations- und Kommunikationstechnik
bis hin zu solchen der Konsum-Elektronik.
EPCOS, Marktführer in Europa und weltweit
die Nummer zwei, verfügt über Entwicklungs-, Produktions- und Vertriebsstätten
in Europa, Nord- und Südamerika sowie in
Asien. 2004 konnte der Umsatz um sieben
Prozent auf 1,36 Milliarden Euro gesteigert
werden. Qualität und Innovationskraft sind
die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale
von EPCOS im globalen Wettbewerb.
Die Piezo-Technologie
Bei der Kraftstoffeinspritzung führt der Einsatz der Piezo-Technologie zu beeindruckenden Erfolgen: Die Abgasemissionen sinken
um bis zu 20 Prozent und der Kraftstoffverbrauch reduziert sich um bis zu 15 Prozent.
Gleichzeitig wird die Motorleistung gesteigert
und das Motorengeräusch wahrnehmbar verringert.
Die EPCOS OHG fertigt das Herzstück dieser
neuen Piezo-Einspritzsysteme von Siemens
VDO und Bosch am Standort Deutschlandsberg in der Steiermark in Österreich. Es ist das
einzige Unternehmen, das die Großserienfertigung beherrscht. Piezo-Schaltelemente sind
wegen ihrer geringen Masse und blitzschnellen Reaktionszeit den Magnetstellern, die
bisher zur Bewegung der Einspritznadel verwendet wurden, weit überlegen.
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Applikationen
Bedrucktes Substrat am Wägeteller der LA130S-F.
Nachdem zunächst der französische Konzern
PSA Peugeot Citroën die kraftsparenden
Piezo-Einspritzsysteme in seinem Modell Peugeot 307 verwendet hat, findet sich diese
Technologie mittlerweile auch in den Typen
Audi A6 und A8, Jaguar S-Type, Ford Mondeo
und im neuen Audi High-Tech Turbodiesel V6
TDI 3.0 für den VW Tourag und den Phaeton
wieder.
Schließlich entschied man sich für die
Sartorius Filterwaage LA130S-F, die optimal
den Anforderungen entsprach. Die spezielle
Konstruktion des Wägetellers ermöglicht das
hochgenaue Abwägen der großen Substrate
und ist somit insbesondere für diese großflächigen Produkte geeignet. Die Genauigkeit
der Prozesskontrolle ist seitdem erheblich
verbessert worden.
Mit der zunehmenden Bedeutung des
Umweltschutzes und der Schonung der
natürlichen Ressourcen wird sich die PiezoTechnologie zunehmend auch als Standard in
der Automobilindustrie durchsetzen. 2005
sollen schon 18 Modelle mit dieser Einspritzung ausgestattet werden.
Mittels Messsystemanalyse konnte die Eignung der Waage sogar für den Anwendungsfall nachgewiesen werden.
Zur Durchführung der Messmittelanalyse
wurden 15 Werkstücke von drei Mitarbeitern
je drei Mal verwogen. Die nachgewiesene
Toleranzausnutzung von < 10% belegt,
dass die Eignung für den Anwendungsfall
gegeben ist.
EPCOS wurde mit dem „Umweltpreis des
ARBÖ 2004“ für hervorragende Leistungen im
Verkehrsbereich ausgezeichnet (ARBÖ =
Auto-, Motor- und Radfahrerbund Österreich).
Informationen zu der Piezo-Technologie wurden auch in der österreichischen Fachzeitschrift „Freie Fahrt“ Ende 2004 abgebildet
und erläutert.
Aufbringen der leitenden Strukturen auf die Substrate
mittels Siebdruckverfahren.
Der Einsatz der Sartorius LA130S-F Filterwaage in der Grünfertigung von PiezoAktuatoren
In Piezo- Aktuatoren sind je nach Typ bis zu
1800 Lagen aus piezo-elektrischem Material
übereinander geschichtet. Auf der Länge von
45 mm ergibt sich dabei ein Hub von 65 tausendstel Millimeter, der für das Heben der
Nadel in der Einspritzdüse genutzt wird.
Mittels Siebdruckprozess werden die leitenden Strukturen auf keramische Substrate aufgebracht. Die Prozesskontrolle erfolgt über
die Bestimmung der beim Siebdruckprozess
auf das Substrat aufgebrachten Masse leitfähigen Materials. Eine für das Wiegen ungünstige große Geometrie der Substrate führte
bei Verwendung herkömmlicher Waagen zu
relativ großen Bestimmungsfehlern für das
Übertragsgewicht. Daher suchte man bei
EPCOS nach einer Waage, die diese Fehler
ausschließen konnte.
Durch den Einsatz der Sartorius Filterwaage
bei der Herstellung der Piezo-Aktuatoren ist
Sartorius an diesem Sprung in einen zukunftsträchtigen Markt in der Automobilbranche
maßgeblich beteiligt. Die LA130S-F ist, soweit
bekannt, weltweit die einzige Waage, die es
erlaubt, Substrate dieser Abmessungen mit
der Anzeigegenauigkeit von 0,1 mg zu
bestimmen.
EPCOS und Sartorius arbeiten schon seit über
zehn Jahren gut und eng zusammen. Dies
soll in Zukunft auch weiter beibehalten bzw.
ausgebaut werden. Unter anderem führt
Sartorius bei der EPCOS OHG die gesamte
Prüfmittelüberwachung von mehr als 160
Waagen durch.
Kennziffer: 132
Die spezielle Konstruktion der LA130S-F mit ihrem abgeschlossenem Wägeraum erlaubt eine von Umgebungseinflüssen, wie z.B. Luftzug, nahezu unbeeinflusste Wägung
großflächiger Substrate.
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