Servopressen verbessern die Montage von Dieselmotoren

Oct 29, 2023

Mit Servopressen werden Bauteile wie Stahlkugeln, Ventilsitze und -führungen, Dichtungen, Einlauftrichter und Auslauföffnungen montiert. Foto mit freundlicher Genehmigung von Kistler Instrument Corp.

Neben Standard-Pressmodulen lieferte Kistler auch ein kundenspezifisches Fügemodul mit extralangem Hub: 1.000 Millimeter gegenüber der Standardlänge von 400 Millimetern. Foto mit freundlicher Genehmigung von Kistler Instrument Corp.

Liu zeigt seinen Kollegen bei Yuchai den Umgang mit dem Prozessüberwachungssystem maXYmos NC. Foto mit freundlicher Genehmigung von Kistler Instrument Corp.

Das NCFH-Fügesystem besteht aus einer Servopresse (links), einem Anzeigemodul (Mitte) und dem maXYmos NC-Steuerungsmodul (rechts). Foto mit freundlicher Genehmigung von Kistler Instrument Corp.

Yuchai montiert kraftstoffeffiziente und emissionsarme Dieselmotoren für Lkw, Busse und andere Nutzfahrzeuge. Foto mit freundlicher Genehmigung von Guangxi Yuchai Machinery Co. Ltd.

Abgase von Dieselmotoren sind eine Hauptquelle der Luftverschmutzung. Es ist bekannt, dass Stickoxide (NOx), Feinstaub (PM) und andere Schadstoffe aus Dieselabgasen die menschliche Gesundheit beeinträchtigen und Krebs, Herz- und Lungenschäden sowie eine Beeinträchtigung der geistigen Funktion verursachen.

Infolgedessen ergreifen Europa, die Vereinigten Staaten, Japan und China Maßnahmen, um das Problem zu entschärfen, indem sie Vorschriften erlassen, die darauf abzielen, Dieselmotoren effizienter und weniger umweltschädlich zu machen. Diese Vorschriften wurden im Laufe der Jahre in einer Reihe von Stufen oder Stufen erlassen, wobei jede Stufe strenger wurde.

China beispielsweise hat kürzlich seine Abgasnorm Stufe VI eingeführt. Basierend auf dem Stufe-VI-Standard der Europäischen Union wird der chinesische Standard in zwei Stufen umgesetzt. Stufe VI-a trat am 1. Juli 2020 in Kraft. Stufe VI-b, die Ziele zur Reduzierung von CO2, Feinstaub und NOx um zweistellige Prozentsätze festlegt, tritt am 1. Juli 2023 in Kraft.

Mit Servopressen werden Bauteile wie Stahlkugeln, Ventilsitze und -führungen, Dichtungen, Einlauftrichter und Auslauföffnungen montiert. Foto mit freundlicher Genehmigung von Kistler Instrument Corp.

Langfristig soll der Standard die Luftverschmutzung insbesondere in Chinas Megastädten deutlich reduzieren. Die Einhaltung der Norm erfordert jedoch erhebliche Änderungen in der Art und Weise, wie Dieselmotoren und -fahrzeuge konstruiert, hergestellt und betrieben werden.

Ein Hersteller, der sich mit dem Thema beschäftigt, ist Guangxi Yuchai Machinery Co. Ltd. Yuchai mit Sitz in Yulin, China, montiert kraftstoffeffiziente und emissionsarme Dieselmotoren für Lkw, Busse und andere Nutzfahrzeuge. Das 1951 gegründete Unternehmen betreibt sieben weitere Werke in ganz China. Mit mehr als 15.000 Mitarbeitern erwirtschaftet Yuchai einen Jahresumsatz von 5,7 Milliarden US-Dollar. Als einer von Chinas Markt- und Technologieführern für Motoren setzt Yuchai auf Spitzentechnologien und arbeitet mit Universitäten auf der ganzen Welt zusammen, darunter der Brunel University in London, der RWTH Aachen in Deutschland und der Shanghai Jiao Tong University in China. Die Zeichen der Zeit sehen Im Jahr 2016 begann Yuchai mit dem Bau der ersten von zwei neuen Produktionslinien an seinem Hauptsitz in Yulin, die speziell auf die Herstellung kraftstoffeffizienter und emissionsarmer Dieselmotoren ausgerichtet sind. Am 8. Januar 2018 war Yuchai der erste Hersteller im Land, der Stufe VI-konforme Dieselmotoren herstellte. Im Jahr 2019 ging die zweite Produktionslinie in Betrieb.

Die neuen Linien verfügen über modernste Produktionsanlagen. Vom ersten Tag an wurden elektromechanische Fügesysteme von Kistler Instrument Corp. für Einpressprozesse eingesetzt – eine Wahl, die auf ihrer Kombination aus Genauigkeit, Energieeffizienz und Echtzeit-Prozessüberwachung beruhte.

„Früher haben wir hydraulische und pneumatische Einpresssysteme betrieben. Sie funktionieren gut, sind aber energieintensiv und vor allem sehr laut“, sagt Herr Liu, Leiter der Betriebssicherheit im Yuchai-Betrieb in Yulin. „Dank Kistler konnten wir uns für eine bessere Alternative entscheiden. Jetzt ist alles viel sauberer und leiser und der gesamte Prozess läuft deutlich geordneter ab.“

Yuchais Yulin-Betrieb ist eine geschlossene Produktionsumgebung, die mit zahlreichen Klimaanlagen ausgestattet ist, sodass die Begrenzung des Geräuschpegels keine Kleinigkeit ist. Auch bei der Einrichtung der einzelnen Stationen und bei der Wartung bringt der neue Ansatz Vorteile: „Die Anlagen von Kistler sind kompakter und flexibler und lassen sich einfacher in Betrieb nehmen – so fallen auch regelmäßige Wartungsarbeiten einfacher“, sagt Herr . Liu, der für die technische Ausrüstung, Wartung und Fehlerbehebung im Werk verantwortlich ist.

Von den sechs Serien elektromechanischer Verbindungssysteme, die Kistler anbietet, verwendet Yuchai zwei: NCFN und NCFH. Der NCFN ist für Anwendungen vorgesehen, die eine Kraft von 5 bis 300 Kilonewton erfordern. Für hochdynamische Prozesse und kurze Taktzeiten ist der NCFH mit einem Hohlwellenmotor ausgestattet. Seine Kraftabgabe reicht von 1 bis 60 Kilonewton. Beide Serien verfügen über eine integrierte Kraftregelung sowie eine hohe Geschwindigkeit und Messgenauigkeit. Und beide sind mit einer aktiven Durchbiegungskompensation ausgestattet. In Verbindung mit dem Prozessüberwachungssystem maXYmos Numeric Control von Kistler lassen sich diese Systeme effizient über Ethernet in hochautomatisierte Produktionslinien integrieren.

An mehreren Stationen beider Linien kommen zahlreiche NCFN- und NCFH-Module von Kistler für Fügeprozesse zum Einsatz. Mit ihnen werden Bauteile wie Stahlkugeln, Ventilsitze und -führungen, Dichtungen, Einlauftrichter und Auslauföffnungen montiert. Die Einpressmontage von Motorkomponenten erfolgt heute vollständig mit Kraft-Weg-Überwachung.

„Ein einfacher Test reicht manchmal nicht aus, um potenzielle Mängel zu erkennen und die Qualität des Prozesses zu optimieren“, sagt Herr Liu. „Dank der Systeme von Kistler können wir nun auf Herausforderungen reagieren, die in vielen Bereichen auftreten können: Teiletoleranzen, Maschineninstabilität, Prozessfehler und andere versteckte Faktoren, die sich negativ auf die Prozesssicherheit auswirken. Dadurch können wir in unserem Unternehmen eine sehr hohe Qualität erreichen und halten.“ Einpressverfahren.“

Neben Standard-Pressmodulen lieferte Kistler Yuchai auch ein maßgeschneidertes Fügemodul, das kein anderer chinesischer Motorenhersteller hat. Diese Variante des NCFN-Moduls verfügt über einen extra langen Hub: 1.000 Millimeter gegenüber der Standardlänge von 400 Millimetern.

„Dank dieser maßgeschneiderten Lösung konnten wir unsere Produktion nachhaltig optimieren“, sagt Herr Liu. „Kistler hat im gesamten Prozess herausragende Flexibilität und technisches Verständnis bewiesen. Systeme von Kistler sind einfach zu bedienen und äußerst zuverlässig.“