Präzise Vermessung der Form- und Lagetoleranzen in Bohrungen von ABS- /Ventilsteuerblöcken

Das Antiblockiersystem (ABS) wird vorwiegend in Kraftfahrzeugen, aber auch in Flugzeugfahrwerken verwendet. Bei starkem Bremsen wirkt es einem möglichen Blockieren eines Rades entgegen, indem an dem Rad der Bremsdruck reduziert wird. Einerseits wird dadurch die Lenkbarkeit des Fahrzeuges beim Bremsen erhöht, auf der anderen Seite der Verschleiß am Rad reduziert. Somit kommt dem ABS-Steuerblock eine sicherheitsrelevante Bedeutung zu. Dies stellt besondere Anforderungen an die Qualität der Bohrung in Bezug auf Rundheit, Geradheit der Bohrung, Durchmesser und Oberflächengüte.

Messaufgabe:
Um die Dichtheit des Systems zu gewährleisten, ist es wichtig, dass der Kolben zentrisch in der Bohrung läuft. Somit müssen die Konzentrizitäten der einzelnen Bohrsegmente in engen Toleranzen liegen. Verschiedene Durchmesser in komplexen Bohrungen können mit dem i-Dex tf in einer einzigen Messung gemessen werden. Die einzelnen Durchmesser werden durch »best fit« bestimmt. Somit ergeben sich auch Zylindrizitäten, Rundheiten und Konzentrizität. Ebenso sind Winkel und Rauheiten messbar.

System und Messung:
Um diese Bohrungen präzise und schnell zu vermessen, setzen immer mehr Automobilzulieferer auf den in i-Dex tf integrierten Innenraumsensor RayDex cr von ISIS sentronics.
Die grundlegende Technologie ist eine Variante der optischen Weißlicht-Interferometrie. Dabei wird Licht durch den sich ändernden Abstand zwischen Lichtaustritt und Objekt-Auftreffpunkt optisch kodiert. Das bedeutet, dass das Spektrum des breitbandigen Lichtes – daher der Name „Weißlicht“ – in regelmässigen Abständen eine hohe Intensität und dazwischen eine abgeschwächte enthält. Dieses kodierte Spektrum ist also intensitätsmoduliert und die Modulationsfrequenz hängt exakt von obigem Abstand ab. Diese Modulationsfrequenz wird durch einen variablen optischen Filter – mit einem „durch-sweepbaren“ Frequenzspektrum – wieder dekodiert um so mit einer einzelnen Photodiode zeitlich sequenziell die Abstands-Information zu erhalten.
Vorteil dieser Variante ist der Wegfall eines zeitaufwendigen Rechenschrittes und hohe Signalausbeute, da das Spektrum für einen bestimmten Abstand parallel ausgewertet wird. Mit dieser Technik kann ein festgelegter Abstandsbereich von etwa bis zu 100 μm in 0.25 ms aufgenommen werden.
Die an dem Sensor befindliche Messnadel dreht mit bis zu 180 U/min und nimmt 4.000 Messpunkte pro Sekunde auf. Durch den integrierten Vorschub wird ein kompletter 3D-Scan der Bohrung erzeugt.

Benefits:
• Sehr schnelle Messung von komplexen Bohrungen
• Berührungslose und damit zerstörungsfreie Messung
• Mehrere Durchmesser mit einer Messnadel erfassbar
• Form- und Lagetoleranzen darstellbar
• Rauheit der Bohrung ermittelbar
• Durchmesser von 0,9 bis 84 mm detektierbar
• Bei langsamern Scanmodus ist radial alle 0,009 Grad ein Messpunkt und alle 1 μm in axialer Richtung