Prüfung von KFZ-Bedienelementen

Es geht rund

Bei der Konstruktion von Sondermaschinen für die Prüfung von Bedienelementen im Fahrzeug setzt Schuhriemen Maschinenbau auf Kraft- und Drehmomentsensoren von Kistler. Die piezoelektrischen Komponenten bewähren sich bei der automatisierten Qualitätssicherung.

Haptik-Prüfung mittels piezoelektrischem Drehmomentsensor, Typ 9039. (Bild: Kistler)

Das im Auto integrierte Navigationssystem lässt sich meist mit nur einem Knopf, dem Drehsteller, komfortabel steuern: Verschiedene Funktionen weiterer Bordsysteme wie Klimaanlage und Radio lassen sich damit durch Drehen, Kippen oder Drücken intuitiv bedienen. Um die Qualität dieser Bedienelemente zu sichern kommen End-of-Line-Prüfautomaten am Ende der Fertigungslinie zum Einsatz und ermöglichen eine automatische Haptik-Prüfung.

Gebaut werden die Haptik-Prüfautomaten von Sondermaschinenbauern wie Schuhriemen Maschinenbau. Das Familienunternehmen liefert seine Maschinen weltweit an große und kleine Automobilbauer. „Der Schlüssel zum Erfolg heißt Geschwindigkeit. Die Zykluszeiten sind bei uns oft kürzer als bei den Mitbewerbern“, sagt Hans-Julius Schuhriemen, Geschäftsführer der Firma. Dabei werden die Sondermaschinen zwar meist vom Endkunden, also dem Automobilbauer, erworben – erster Ansprechpartner ist jedoch üblicherweise der Automobilzulieferer, der die Qualitätsvorgaben des Autoherstellers umzusetzen hat und deshalb auf nachweislich hohe Qualität angewiesen ist.

In Sachen Messtechnik und Automatisierung kooperiert Schuhriemen aus Sommerloch seit vielen Jahren mit dem Ingenieurbüro Borrmann aus Ingelheim. „Seit 1990 setzen wir in den Maschinen Sensoren von Kistler ein. Entscheidend sind für uns Vorteile wie Überlastsicherheit, breiter Messbereich, Steifigkeit und vor allem die Langlebigkeit“, betont Andreas Borrmann, Inhaber des Ingenieurbüros.

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450 Prüfmerkmale

Überprüfung der horizontalen Kippkraft mittels piezoelektrischen Sensor, Typ 9311. Da bei der horizontalen Betätigung der Kipp-Bewegung Querkräfte wirken, müssen diese mittels mechanischer Ausgleichselemente kompensiert werden. (Bild: Kistler)

Im aktuellen Projekt war die Aufgabe, eine automatisierte Prüfung der Kippen-Drehen-Drücken-Bewegung am Drehsteller einer zentralen Bedieneinheit zu realisieren. Der von Schuhriemen gebaute Prüfautomat besteht aus acht Stationen, an denen bis zu 450 Prüfmerkmale erfasst werden. Ein mittels Rundtakt-Tisch realisierter Zyklus dauert etwa zwanzig Sekunden, was einer Jahresproduktion von über 300.000 Bedienelementen entspricht. An drei der acht Stationen kommen dabei piezoelektrische Kraft- oder Drehmomentsensoren von Kistler zum Einsatz: Ein piezoelektrischer Drehmoment-Sensor mit einer Auflösung bis 0,1 Newtonmillimeter prüft an Station vier die Anzahl der Rastungen sowie die Rastmomente beim Drehen des Drehstellers – Werte außerhalb der festgelegten Grenzwerte weisen dabei auf Montage- oder Materialfehler hin.

Station fünf ist für die Prüfung von vertikalen Druckkräften vorgesehen. Mit den Sensoren von Kistler werden dabei Auflösungen von 0,02 Newton (Kraft) oder 0,002 Millimeter (Weg) erreicht. An Station sieben steht die Haptik-Messung der Kippbewegung auf dem Prüfstand. Welche Herausforderungen waren hier konstruktiv zu meistern? „Der Drehsteller ist deutlich größer als bei bisherigen Produkten. Dadurch treten bei horizontalen Bewegungen störende Querkräfte in vertikale Richtung auf. Diese werden mittels vertikaler Ausgleichs-Elemente kompensiert“, erläutert Andreas Borrmann. Mit den von der Schuhriemen seit 1989 entwickelten End-of-Line-Testern wurden bis heute über eine Milliarde Haptik-Prüfungen an Kfz-Bedienelementen durchgeführt. as

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