Im Rahmen des Best of Industry Award 2022 wurden Innovationen in 24 verschiedenen Kategorien ausgezeichnet, die als wegweisend für die Industrie gelten. Im Bereich Mess- und Prüftechnik konnte sich die Kracht GmbH durchsetzen: Der kleinste Zahnrad-Durchflussmesser der Welt der Volumenströme ab 0,3 ml/min zuverlässig erfasst.
Der preigekrönte Zahnraddurchflussmesser
Vergleichbares Messequipment, wie es auf Prüfständen zum Testen von Kraftstoffinjektoren eingesetzt wird, konnte bis dato diese geringen Volumenströme nicht zuverlässig und reproduzierbar messen. Besonders problematisch waren dabei dünnflüssige Medien. Der mittelständische Experte für Fluidmesstechnologie und Durchflussmesstechnik Kracht aus Werdohl wurde nun für seinen besonderen Kleinstmengenzähler ausgezeichnet, der eine hochpräzise Bestimmung von Volumenströmen ermöglicht (kleiner 0,5ml – das sind lediglich drei Tropfen pro Minute.) Mit diesem Kleinstmengenzähler können beispielsweise Kraftstoffinjektoren nun 4-mal so schnell getestet werden.
Das ursprüngliche Entwicklungsziel war es, einen Zahnrad-Durchflussmesser zu entwerfen, der Volumenströme von mindestens 0,5 ml/min selbst bei Medien mit Viskositäten von 1 mm²/s zuverlässig messen kann. Um dieses Ziel zu realisieren, wählten die Experten von Kracht korrosionsbeständigen Edelstahl als Material und überarbeiteten alle funktionsrelevanten Bauteile: Zahnradgeometrie sowie Verzahnungsgestaltung wurden optimiert und Kugellager mit höchster Genauigkeitsklasse verwendet, sodass die strengen Anforderungen an die Dichtigkeit sowie Leichtgängigkeit des Messwerks erfüllt werden konnten.
Um die Messwerte bei den avisierten minimalen Durchflussraten mit einer ausreichend hohen Frequenz ausgeben zu können, wurde eine hochauflösende Sensorik benötigt. Zusammen mit einem Partner aus dem Bereich der Parameterüberwachung entwickelte Kracht ein Sensorelement, das auf die Bedürfnisse des Zahnrad-Durchflussmessers zugeschnitten wurde. Es ermöglicht die Detektion der geforderten Frequenzen bei gleichzeitig kompaktem Bauraum und unter reibungsloser Abtastung. Das Ergebnis der Neugestaltung ist ein Zahnrad-Durchflussmesser, der Volumenströme von 0,3 ml/min bei Viskositäten ab 0,8 mm²/s hochpräzise, zuverlässig und reproduzierbar bestimmen kann.
An der Grenze des Machbaren
Bei der Fertigung und Montage des Durchflussmessers ging Kracht an die Grenzen des technisch Möglichen. In der Herstellung werden beispielsweise Fertigungsmaschinen verwendet, die ausschließlich für dieses Produkt im Einsatz sind. Zudem werden Bauteilproduktion und Montage klimatisiert sowie genauestens überwacht. Da schon kleinste Partikel die Montage der hochpräzisen Messgeräte negativ beeinflussen können, wurde ein ausgefeiltes Konzept für die Bauteilsauberkeit und insbesondere die Montagearbeitsplätze ausgearbeitet. Das Konzept umfasst eine spezielle Ultraschall-Reinigungsanlage, die für das neue Messinstrument weiterentwickelt wurde.
Die Montage des Zahnrad-Durchflussmessers erfolgt an Arbeitsplätzen in einer Reinluftumgebung unter Verwendung von hochfeinen Luftfiltern. Dabei werden minimale Toleranzschwankungen durch spezielle Einmessvorgänge unter stabilen klimatischen Bedingungen kompensiert. Auf einem Kalibrierprüfstand für kleine Durchflussraten und niedrige Viskositäten findet anschließend eine finale Überprüfung und Kalibrierung – inklusive der Erstellung eines digitalen Protokolls – jedes einzelnen Gerätes statt. So wird sichergestellt, dass jedes Modell, welches das Werk verlässt, nachweisbar den hohen Anwendungsanforderungen entspricht.
Mit dem Kleinstmengenzähler von Kracht konnte somit nicht nur das untere Limit für die Messung von Fluiden mittels Zahnrad-Durchflussmessern drastisch gesenkt werden. Das neue Gerät macht zudem Prüfstände zukunftsfähig, indem es den Test von Injektoren mit modernsten Einspritztechnologien erlaubt.
Quelle: Kracht GmbH
