Die Vakuumtechnik hat heute einen beträchtlichen Einfluss auf die Montage von Automobilen. Insbesondere beim Befüllen von Bremsen, Servolenkungen und
Klimaanlagen ist sie unverzichtbar geworden.[...]
Es gibt kaum einen Industriezweig, in dem heute nicht Vakuumpumpen arbeiten oder unter
Vakuum hergestellte Produkte verwendet werden.
Auch im Automobilbau ist dies nicht anders. Der Einsatz von Vakuumpumpen löst dort
Probleme wie einwandfreies Einfüllen der vielen Flüssigkeiten ohne Beeinträchtigung von
Mensch und Umwelt. Zusätzlich sorgen verfahrenstechnische Prozesse, die unter Vakuum
ablaufen, für Sicherheit.
Untersuchung der Evakuierbarkeit von
Fahrzeugbremssystemen
Angefertigt von:
Alexander Perminow
Hochschule: Hochschule
Bremen
Fachbereich
Maschinenbau
Fachrichtung
Produktionstechnik
Bearbeitungszeitraum:
16. März 2000 bis 30. August 2000
Werk Bremen, PRB-SL2
Inhaltsverzeichnis
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1
Inhaltsverzeichnis
1
INHALTSVERZEICHNIS ... 2
2
SELBSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG ... 4
3
VORWORT... 5
4
KURZFASSUNG... 6
4.1 S
UMMARY
... 6
4.2 Z
USAMMENFASSUNG
... 6
5
EINLEITUNG... 7
5.1 D
IE
E
NTWICKLUNG DER
V
AKUUMTECHNIK
... 7
6
VAKUUMBEFÜLLVERFAHREN BEIM AUTOMOBIL ... 10
6.1 E
INLEITUNG
...10
6.2 W
ARUM
V
AKUUMTECHNIK
?...10
6.3 S
PEZIFISCHE
A
NFORDERUNGEN DER
A
UTOMOBILFIRMEN
...11
6.4 B
ESCHREIBUNG EINES
F
ÜLLVORGANGES
...11
6.4.1
Verfahrensschritte... 12
6.5 B
REMSBEFÜLLANLAGE
...12
6.6 B
REMSENPRÜFUNG
...15
6.6.1
Elektronisches Bremsdruckprüfgerät mit Pedalprüfzylinder ... 15
7
FAHRZEUGBREMSSYSTEM ... 17
7.1 B
REMSANLAGEN
...17
7.2 H
YDRAULISCHE
B
REMSE
...18
7.2.1
Aufbau ... 18
7.2.2
Wirkungsweise ... 19
7.3 E
LEKTRONISCHE
F
AHRWERK
-R
EGELSYSTEME
...19
7.3.1
Wirkungsweise ... 20
7.3.2
Funktionsbeschreibung ... 20
8
EINFLUSSGRÖßEN AUF DIE EVAKUIERBARKEIT... 23
8.1 S
TEUERGRÖßEN
...23
8.2 S
TÖRGRÖßEN
...25
8.2.1
Autoelektrik ... 25
8.2.2
Software... 25
8.2.3
H
2
O-Gehalt ... 25
8.2.4
Montage ... 25
8.2.5
Hardware ... 25
9
THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN... 26
9.1 A
UFGABENSTELLUNG
...26
9.2 L
ÖSUNG
...27
9.3 E
RGEBNISSE
...28
9.4 A
USWERTUNG
...35
9.5
F
AZIT
...36
10
PRÜFSTAND... 37
10.1 A
NFORDERUNGSPROFIL
...37
10.1.1
Funktionalität... 37
10.1.2
Sicherheit ... 37
Werk Bremen, PRB-SL2
Inhaltsverzeichnis
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SEITE 3
10.1.3
Wirtschaftlichkeit... 37
10.1.4
Werkstoffauswahl ... 38
10.1.5
Montage ... 38
10.1.6
Transport... 38
10.1.7
Bedienung ... 38
10.1.8
Energieversorgung ... 38
10.1.9
Wartung... 38
10.1.10
Umweltgerecht... 38
10.1.11
Befüllung und Entleerung ... 38
10.1.12
Messaufnehmer... 38
10.1.13
Messwertverarbeitung und Prüfstandsteuerung... 39
10.1.14
Ergonomie... 39
10.2 F
UNKTIONSEINHEITEN
...39
10.2.1
Gestell ... 39
10.2.2
Fahrzeughydraulik und Fahrzeugelektrik... 40
10.2.3
Messeinrichtung... 41
11
EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN... 44
11.1 E
INLEITUNG
...44
11.2 V
ERSUCHSVORBEREITUNG
...44
11.2.1
Kalibrierung der Messaufnehmer... 44
11.2.2
Vakuumversorgungseinrichtung... 45
11.2.3
Versuchsaufbau ... 46
11.3 V
ERSUCHSREIHE
I: E
XPERIMENTELLE
B
ESTIMMUNG DES
A
USPUMPVERHALTENS UNTER
NORMALEN
B
EDINGUNGEN
...46
11.3.1
Ziel... 46
11.3.2
Versuchsablauf ... 46
11.3.3
Ergebnisse... 47
11.3.4
Auswertung ... 51
11.4 V
ERSUCHSREIHE
II: E
XPERIMENTELLE
U
NTERSUCHUNG DES
E
INFLUSSES VON
U
NDICHTIGKEITEN IM
B
REMSSYSTEM AUF DIE
E
VAKUIERBARKEIT
...53
11.4.1
Ziel... 53
11.4.2
Versuchsablauf ... 53
11.4.3
Ergebnisse... 54
11.4.4
Auswertung ... 60
11.5 V
ERSUCHSREIHE
III: E
XPERIMENTELLE
U
NTERSUCHUNG DES
E
INFLUSSES VON
F
EUCHTIGKEIT
IM
B
REMSSYSTEM AUF DIE
E
VAKUIERBARKEIT
...62
11.5.1
Ziel... 62
11.5.2
Versuchsablauf ... 62
11.5.3
Ergebnisse... 63
11.5.4
Auswertung ... 67
12
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN DIPLOMARBEIT ... 69
13
ABKÜRZUNGEN... 70
14
BILDER ... 71
15
DIAGRAMME ... 72
16
TABELLEN ... 75
17
LITERATUR ... 76
Werk Bremen, PRB-SL2
Selbständigkeitserklärung
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SEITE 4
2
Selbständigkeitserklärung
Ich versichere hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig verfasst, keine anderen als
die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt sowie alle wörtlich oder sinngemäß
übernommenen Stellen in der Arbeit gekennzeichnet habe.
Bremen, den 30. August 2000 ...
Alexander Perminow
Werk Bremen, PRB SL-2
Vorwort
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3
Vorwort
Die vorliegende Diplomarbeit entstand im Rahmen meines Studiums, Maschinenbau
Fachrichtung Produktionstechnik, an der Hochschule Bremen.
Durchgeführt wurde sie bei DaimlerChrysler AG im Werk Bremen, in der Abteilung Planung
Rohbau (PRB-SL2).
Für eine interessante Aufgabenstellung, sehr gute Betreuung und ständige Unterstützung
während der Diplomarbeit möchte ich mich bei meinem Betreuer Herrn Wendelken bedanken.
Insbesondere möchte ich Herrn Stadthalter danken, der sich bei jeglicher Art von Problemen
als hilfsbereiter und kompetenter Betreuer erwies und durch sachliche und fachliche
Ratschläge und Zusammenarbeit wesentlich zum Gelingen dieser Arbeit beitrug.
Des weiteren gilt mein Dank Herrn Wenske der mir bei Fragen jederzeit gute Ratschläge gab.
Für die Betreuung meiner Arbeit von Seiten der Hochschule Bremen möchte ich mich bei Herrn
Prof. Dipl.-Ing. Potthast bedanken.
Ich danke auch dem Teamleiter Herrn Hoffmann für sein Interesse, sein Entgegenkommen und
die freundliche Aufnahme während meiner Arbeit.
Werk Bremen, PRB-SL2
Kurzfassung
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4
Kurzfassung
Die Vakuumtechnik hat heute einen beträchtlichen Einfluss auf die Montage von
Automobilen. Insbesondere beim Befüllen von Bremsen, Servolenkungen und
Klimaanlagen ist sie unverzichtbar geworden.
4.1
Summary
The use of vacuum or vacuum pumps can be found in almost every branch of manufacturing.
This is also true for the automobile industry, where the employment of vacuum as a positive
solution for the problems associated with the correct and precise filling of the various fluid
systems, without having any adverse effect on the environment or operating personnel.
In addition to this, the use of vacuum as a technical process in the fluid filling procedure has had
a marked improvement in the vehicles safety.
4.2
Zusammenfassung
Es gibt kaum einen Industriezweig, in dem heute nicht Vakuumpumpen arbeiten oder unter
Vakuum hergestellte Produkte verwendet werden.
Auch im Automobilbau ist dies nicht anders. Der Einsatz von Vakuumpumpen löst dort
Probleme wie einwandfreies Einfüllen der vielen Flüssigkeiten ohne Beeinträchtigung von
Mensch und Umwelt. Zusätzlich sorgen verfahrenstechnische Prozesse, die unter Vakuum
ablaufen, für Sicherheit.
Werk Bremen,PRB-SL2
Einleitung
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5
Einleitung
5.1
Die Entwicklung der Vakuumtechnik
Seit dem griechischen Philosophen Aristoteles wurde im Altertum um im Mittelalter, ja, noch bis
in die Neuzeit hinein allgemein geglaubt, die Natur habe einen Abscheu vor dem absolut leeren
Raum, dem Vakuum, oder wie man es lateinisch nannte einen "Horror vacui". Man konnte
sich entsprechend der damaligen spekulativen Naturbeobachtung nicht vorstellen, dass es ein
Vakuum geben könne und folgerte daraus, dass es auch keins geben dürfe. Selbst Galilei
(1564-1642), der sich nicht mehr an die fast dogmatisch geltenden spekulativen Glaubenssätze
der aristotelischen Naturphilosophie hielt, war noch ein Anhänger des ,,horror vacui" und dies,
obwohl er durch Hineinpressen von Luft in eine Flasche eine Gewichtszunahme feststellt, also
bewiesen hatte, dass auch Luft ein Gewicht hat. Der erste, der den ,,horror vacui" überwand,
war Torricelli (1608-1647), ein Schüler Galileis. Er füllte ein langes Glasrohr mit Quecksilber,
verschloss das untere Ende mit dem Daumen, tauchte dieses Ende in ein mit Quecksilber
gefülltes Becken und ließ die Öffnung frei. Das Quecksilber sank bis zur Höhe von etwa 76 cm,
darüber hatte sich das erste experimentell hergestellte Vakuum gebildet, mit dem später auch
Torricellis Schüler experimentierten. Die Ansicht, dass die Natur einen Abscheu vor dem
Vakuum habe, war damit wenigstens für einen Teil der Zeitgenossen widerlegt. Der andere Teil
der damaligen wissenschaftlichen Welt bekämpfte diese Ansicht heftig. Deshalb wiederholte
Blaise Pascal (1632-1662) Torricellis Versuche und stellte fest, dass der Luftdruck beim
Besteigen eines Turmes oder eines Berges abnimmt. [9]
Das von Torricelli erfundene Quecksilberbarometer dient noch heute als genaues Barometer zu
Druckanzeige, wenngleich es durch handlichere Geräte (Aneroidbarometer) vielfach verdrängt
wurde.
Unabhängig von Torricelli wirkte in Deutschland
Otto von Guericke (1602-1686), den man wohl mit
Recht als einen der epochemachenden
Vakuumphysiker bezeichnen darf (Bild 1).
Bild 1: Otto von Guericke (1602 bis 1686) Bürgermeister
von Magdeburg, Erfinder der Luftpumpe.
Angeregt durch die Erkenntnisse Keplers, stellte
er sich Frage, ob sich die Planeten im leeren
Raum bewegen. Guericke bejahte diese Frage, da
sie sich durch den Widerstand der umgebenden
Luft sonst allmählich zum Stillstand kommen
müssten. Um das Vorhandensein eines Vakuums
zu beweisen, benützte er zunächst eine
Wasserpumpe, die seit altersher bekannt ist und
deren Erfindung man Ktsebios (2.Jh v. Chr.)
zuschreibt.
Mit dieser Wasserpumpe versuchte er, ein wassergefülltes Fass leerzupumpen. Nach dem es
drei kräftigen Männern mit großer Mühe gelungen war, das Wasser aus dem Fass
herauszupumpen, hörte man die Luft durch Fassboden und Poren wieder pfeifend eintreten.
Nicht viel besser war es, als er das Fass in einen größeren Wasserbehälter stellte. Durch diese
Misserfolge ließ er sich aber nicht entmutigen. Das Holzfass wurde durch ein Metallgefäß
Werk Bremen,PRB-SL2
Einleitung
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SEITE 8
ersetzt, zunächst mit dem Erfolg, dass es eingedrückt wurde. Erst als er kugelförmige
Metallgefäße verwendete und auf die Wasserfüllung von Pumpen und Kugel verzichtet, gelang
es ihm, eine Kugel ,,luftleer" zu pumpen. Dadurch wurde er
gleichzeitig zum Erfinder der Luftpumpe. Ein Original dieser
Pumpe (Bild 2) steht im Deutschen Museum in München.
Bild 2: Guerickes Luftpumpe.
Mit seiner Luftpumpe vollführte Guericke umfangreiche
Experimente. Sein berühmtestes ist wohl der
Halbkugelversuch (Bild 3), den er im Sommer 1657 in
Magdeburg durchführte: 8 + 8 Pferden gelang es nicht, zwei
evakuierte Kupferhalbkugeln von etwa 50 cm Durchmesser,
die durch einen Lederstreifen gedichtet waren, zu trennen.
Bild 3: Guerickes Versuch mit den Magdeburger Halbkugeln (1657)
Er stellte auch ein Wasserbarometer her und bestimmte das Gewicht der Luft. Weiter zeigte er,
dass eine Glocke im Vakuum nicht zu hören ist, die Magnetkraft aber durch das Vakuum nicht
beeinflusst wird. Um Vorgänge im Vakuum beobachtet zu können, verwendete er vielfach
anstelle der Metallbehälter Glasbehälter. Als solche benützte er Arznei-Vorratsflaschen, die
"recipienten" heißen, ein Ausdruck, der sich für Vakuumgefäße bis heute erhalten hat. [9]
Durch diese Versuche war Mitte 17. Jahrhunderts klar, dass wir auf dem Grunde eines riesigen
Luftmeeres leben. Das Gewicht der Luft, welches auf 1 cm² Bodenfläche lastet, wurde mit etwa
1 kg bestimmt. Auf 1 m² Bodenfläche lastet demnach ein Gewicht von etwa 10 Tonnen. Dies ist
auch Grund, dass es der Kraftanstrengungen von zweimal 8 Pferden nicht gelang, die
evakuierten Kupferkugeln auseinander zu bringen, auf deren beide Seiten der Luftdruck
entgegen der Zugkraft der Pferde wirkte.. Dass wir von diesem Druck übrigens nichts merken,
liegt daran, dass in unserem Inneren ebenfalls Luft vom gleichen Druck vorhanden ist. Recht
eindrucksvoll wurde dies von R. Boyle (1627-1691) gezeigt, indem er Tiere ins Vakuum
brachte: sie zerplatzten. Boyle, der Begründer der wissenschaftlichen Chemie, hatte durch den
Jesuitenpater Schott von Guerickes Versuchen gehört und an seiner Luftpumpe als
Verbesserung einen Zahnradantrieb gebracht.
Werk Bremen,PRB-SL2
Einleitung
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SEITE 9
Durch die Weiterentwicklung der Mechanik war man in der Lage die Luftpumpe von Guericke
zu verbessern. Solange man aber das schädliche Volumen nicht vermieden könnte, wurden
nur mäßige Enddrucke erreicht. Nach dem Vorgang von Robert Gill wurde daher von Fleuss
eine Pumpe konstruiert, bei der der schädliche Raum durch Ölfüllung vermieden wurde. Fleuss
nannte diese Pumpe zu Ehren Guerickes Gerk-Pumpe. Sozusagen durch einen Kolben aus
dem Quecksilber hat Geißler 1857 den schädlichen Raum
ebenfalls vermieden. Die Geißlersche Pumpe wurde später
durch Töpler (1862) und Poggendorf (1796-1877) verbessert.
Eine etwas anderer Art mit Quecksilbertropfen, die wie kleine
Kolben wirkten, gab 1865 Sprengel an. [9]
Bild 4: W. Gaede (1878-1945) Gründer der modernen Vakuumtechnik
Diese Pumpen haben sich aber ebenso wenig wie die
Gaedesche Quecksilberpumpe (1905), die im wesentlichen ein
mit Quecksilber gefüllter nasser Gaskammerzähler ist,
durchgesetzt. Der Durchbruch gelang mit der von Gaede (1878-
1945) erfundene (1909) Kapselpumpe, die als Vorläufer der
heute benutzten Rotationsvakuumpumpen anzusehen ist.
Von Aristoteles bis Guericke hat es etwa 2000 Jahre gedauert, bis der horror vacui
überwunden wurde. Seither sind nur 300 Jahre vergangen. Mit Hilfe des Vakuums sind
inzwischen so grundlegende Entdeckungen gemacht worden, wie die des Elektrons, der
Röntgenstrahlung, der direkten Bestimmung der Atommasse und überhaupt die Klärung des
Atombegriffes -- um nur einige zu nennen. Eine ganze Reihe von Forschungen ist erst durch
die Verwendung von Vakuum möglich geworden. Die Vakuumtechnik ist daher heute auch
nicht mehr aus unserem täglichen Leben wegzudenken.
Werk Bremen, PRB-SL2
Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
C:\EIGENE DATEIEN\DIPLOM\DIPLOM.DOC
SEITE 10
6
Vakuumbefüllverfahren beim Automobil
6.1
Einleitung
Während die Vakuumverfahrenstechnik mit den Prozessen Entgasung, Trocknung und
Evakuierung (Gasentfernung aus geschlossenen Systemen) in der allgemeinen Technik schon
sehr lange eingesetzt wird, hat sie in der Automobiltechnik erst sehr spät Einzug gehalten.
Erst der vermehrte Einsatz von hydraulischen Systemen wie bei den Bremsen und der
Servolenkung führte zu einem weitreichenden Einsatz der Vakuumtechnik im Automobilbau.
Gleichzeitig erzwang die Erhöhung der gebauten Stückzahlen und die damit einhergehende
Verkürzung der Taktzeiten an den Bändern eine beispielhafte Automatisierungswelle.
6.2
Warum Vakuumtechnik?
Werden Flüssigkeiten in ein geschlossenes System gefüllt, wird das darin enthaltene Gas (Luft)
verdrängt, es bleibt entweder als Gaspolster im System oder muss durch eine weitere Öffnung
entweichen.
Während das erste zu Störungen im späteren Hydrauliksystemen führen kann, kommt es beim
zweiten zu Verlusten durch Austritt des eingefüllten Mediums bei vollständiger Befüllung des
Systems.
Mit Hilfe einer Vakuumpumpe kann das Gas abgepumpt werden und die Flüssigkeit ohne
Probleme eingefüllt werden. Der Einsatz von Vakuumpumpen bringt aber noch eine Menge
weiterer Vorteile.
Aus der Physik kennen wir die Eigenart von Flüssigkeiten, dass sich Gase in ihnen lösen.
Dieser Effekt wird vom Henry-Gesetz beschrieben (Formel 0.1). [7]
2
2
p
H X
(0.1)
Dies besagt, dass der Anteil des gelösten Stoffes X
2
proportional dem Partialdruck der
betreffenden Komponente p
2
in der Gasphase ist. Der Henry-Faktor H ist stoff- und
temperaturabhängig.
Daraus ersehen wir: der Anteil eines gelösten Stoffes ist um so kleiner, je niedriger der Druck
und um so höher die Temperatur ist.
Weiterhin kennen wir den Begriff der Hygroskopie, also der Eigenschaft von Stoffen
Feuchtigkeit, insbesondere in Form von Wasser zu binden. Diese Eigenart führt dazu, dass in
Flüssigkeiten, insbesondere bei den in der Technik verwendeten Qualitäten, Wasser in
kleineren oder größeren Mengen enthalten ist. Dieses Wasser führt aber zu einer
Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften, die oft nicht erwünscht sind.
Abhilfe bieten die verfahrenstechnischen Prozesse Entgasung und Trocknung unter Vakuum.
Das Austreten von Flüssigkeiten führt zu einer Beeinträchtigung der Funktion (nicht mehr
genügende Menge) und zu einer Verunreinigung von Bauteilen mit Gefahren für die Funktion
derselben und nicht zuletzt zu einer Umweltverschmutzung.
Werk Bremen, PRB-SL2
Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
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SEITE 11
Abhilfe bietet nur eine ausreichende Kontrolle. Die einfachste Methode hierfür ist die
Druckanstiegsmessung das Evakuieren, Absperren und die Kontrolle des Druckanstieges.
Alle diese Prozesse werden heute bei modernen Anlagen zum Befüllen von Automobilen
eingesetzt.
6.3
Spezifische Anforderungen der Automobilfirmen
Automobile werden in großen Stückzahlen hergestellt. Die Taktzeiten der Bänder liegen unter
zwei Minuten pro Auto. In dieser Zeit müssen alle Arbeitsvorgänge dieses einen Taktplatzes
abgeschlossen sein.
Der Betrieb eines Automobilwerkes läuft in Schichten, praktisch rund um die Uhr. Dies verlangt
von allen darin eingesetzten Maschine und Anlagen eine fast 100%ige Einsatzfähigkeit und
dies 24 Stunden pro Tag und auf mehrere Jahre.
Ausfälle der Anlagen führen zu Nacharbeit oder Bandstillstand. Dies bedeutet für den Hersteller
der Anlage, dass seine Konstruktion extrem robust und an Fertigung und Montage der Anlagen
höchste Ansprüche zu stellen sind.
Die Bremssysteme im Fahrzeug werden durch die erhöhten Sicherheitsanforderungen immer
aufwendiger und komplizierter. Innerhalb der Produktionspalette werden Bremsanlagen noch
den einzelnen Fahrzeugtypen angepasst. Mit dem Antiblockiersystem (ABS), der
Antriebsschlupfregelung (ASR) oder dem Elektronischen-Stabilitäts-Programm (ESP) verfügen
moderne Fahrzeuge über komplizierte Komponenten. Der Blick in einen Autokatalog zeigt die
Vielfalt der angebotenen Motorversionen und der Ausstattungen. Im Automobilwerk werden alle
Varianten eines Typs auf einem Band gefertigt.
Da außer der verschiedenen Ausstattungen auch noch Fahrzeuge für verschiedene
Bestimmungsländer gefertigt werden, entsteht eine Kombination aus den jeweils härtesten
Anforderungen der fahrzeugherstellerseitigen, den nationalen und den internationalen
Vorschriften.
Um diese Vorschriften und die ständig wachsende Sicherheitsanforderungen im Automobilbau
zu erfüllen, ist es notwendig, die Qualität der Befüllung mit intelligenten Befüllsystemen zu
gewährleisten.
6.4
Beschreibung eines Füllvorganges
Die bei einem Füllvorgang ablaufenden Vorgängen sind bei fast allen Füllanlagen ähnlich.
Bild 5 zeigt vereinfacht den Ablauf eines automatischen Füllvorganges.
Bild 5: Füllvorgang
Evakuieren
Füllen
Niveauregeln
Drucktest
Vakuumtest
Werk Bremen, PRB-SL2
Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
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SEITE 12
6.4.1
Verfahrensschritte
Evakuieren:
Die im zu befüllenden System befindliche Luft wird
abgepumpt.
Vakuumtest:
Über eine Druckanstiegsmessung wird das System auf
Dichtigkeit überprüft.
Füllen:
Das vorher entgaste Medium wird in das System eingefüllt.
Drucktest:
Das gefüllte System wird mit einem Druck beaufschlagt, um
zu prüfen, ob z.B. lose Befestigungen bei Schläuchen oder
ähnlichem vorliegen.
Niveauregelung:
Im Ausgleichsbehälter wird Flüssigkeitspegel eingestellt.
6.5
Bremsbefüllanlage
Eine der heikelsten und zugleich wichtigsten Flüssigkeiten, die in ein Auto eingefüllt werden, ist
Bremsflüssigkeit. Sie besteht zu 65% aus Glykol sowie zu etwa 35% aus Glykolether und
Spuren aus Rostschutzsätzen. Diese sind in verschiedenen, im Inhalt sehr ähnlichen Normen
festgelegt (SAE J 1703, FMVSS 116, ISO 4925). Die in FMVSS 116 beschrieben Merkmale
haben in USA Gesetzeskraft erlangt und gelten weltweit als maßgebend. Vom Department of
Transportation (DOT) wurden bezüglich der wichtigsten Eigenschaften verschieden
Güteklassen definiert (Tabelle 1). [1]
Prüfung nach
FMVSS 116
FMVSS 116
FMVSS 116
SAE J 1703
Anforderungen/Stand
DOT 3
DOT 4
DOT 5
Nov. 1983
Siedepunkt, mind. °C
205
230
260
205
Naßsiedepunkt, mind. °C
140
155
180
140
DOT 3: Ist für geringe Beanspruchung geeignet
DOT 4: Für normale Beanspruchung geeignet
DOT 5: Sie bietet eine große Sicherheit gegen Dampfblasenbildung und Bremsversagen
Tabelle 1: Bremsflüssigkeiten
Die Flüssigkeit (in unserem Fall ist es DOT 4) hat einen Siedepunkt von 265°C. Bei einem
Wassergehalt von 2% liegt der Siedepunkt bei ca. 200°C (Diagramm 1). Da bei einer längeren
Bremsung durchaus Temperaturen um 200°C erreicht werden, darf auch bei dieser
Temperatur nichts im Bremssystem verdampfen. Dann würden sich Dampfblasen bilden und
das Bremssystem fiele aus.
Aus diesem Grund darf Bremsflüssigkeit nie längere Zeit mit der Umgebungsluft in Kontakt
kommen.
Im Automobilwerk wird die angelieferte Bremsflüssigkeit vor der Weitergabe an die eigentliche
Füllanlage in einer Aufbereitungsanlage getrocknet und entgast.
Werk Bremen, PRB-SL2
Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
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SEITE 13
Diagramm 1: Abhängigkeit des Siedepunktes vom Wassergehalt in der Bremsflüssigkeit DOT 4. Vergleich
von BASF zu Teves (Quelle [1]).
Bild 6 zeigt eine Bremsbefüllanlage. Es handelt sich hier um
eine Füllanlage mit integrierter Aufbereitung. Darin wird
rückgesaugte Flüssigkeit und auch die frisch aus einer
Versorgungsanlage kommende Bremsflüssigkeit in einem
Entgasungsbehälter (Bild 7) über tellerartige Körper verteilt
und auf dieser großen Oberfläche getrocknet.
Bild 6: Bremsbefüllanlage mit integrierter Aufbereitung der
Bremsflüssigkeit
Bild 7: Entgasungsbehälter
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Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
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SEITE 14
M
M
Druckluftnetz
5 bar
Evakuierdruck Vakuumpumpe 1
1 mbar
messen
messen
evakuieren
evakuieren
füllen
füllen
rücksaugen
rücksaugen
0B16D
0B5D
analog
0B4D
analog
0B14.3D
0B3D
analog
0B6D
analog
Evakuierdruck
1 mbar
Fülldruck
4 bar
Entgasungs
-
druck 5mbar
Vorlaufdruck
0,5bar
Vakuumpumpe 2
0V13.1
0V13.1
0V13.2
0V15
Abluft
0S15.1E
0S15.2E
0S15.3E
Druckpumpe
0V6.2
0ME6
0ME4
Vakuumpumpe 1
Füllkopf
Füllkopf
Ablage
Ablage
Spülblock
Spülblock
Ventilbock
Ventilbock
0B14.10
0B14.20
0V6.1
Zulauf
0V14
1V5.1
1V4.1
1V11/12 1
1V11/12 2
1V5.2
1V4.2
1V6
1V3
1S19E
1V10
1V1
entlasten
rücksaugen
leckrücksaugen
-
1V9
Spülluft
Ablage
3bar
Spülluft
Behälter
1bar
Bild 8: Schema einer Bremsbefüllanlage
Der eigentliche Vorgang (Diagramm 2) läuft folgendermaßen ab: Der Füllkopf wird von dem
Werker auf den Ausgleichsbehälter am Auto aufgesetzt. Nach Betätigung eines Tasters auf
dem Füllkopf wird der Füllkopf pneumatisch verriegelt. Der Füllkopf ist über Schläuche mit einer
Laufkatze verbunden. Diese läuft in einer abgehängten Konstruktion neben dem Band her. Die
Verbindungsschläuche von der Laufkatze zur stillstehenden Füllanlage werden über
Schleppketten abgerollt.
Nach Betätigung des Tasters auf dem Füllkopf wird der Füllzyklus gestartet. Nun wird das
gesamte Bremssystem am Auto auf ein Vakuum unter 5 mbar evakuiert, danach folgt ein
Vakuumtest. Falls der Vakuumwert nicht akzeptabel ist, wird der Füllzyklus unterbrochen und
ein Alarm signalisiert dem Bedienungspersonal ein Fehler.
Ist der Test erfolgreich, wird Bremsflüssigkeit in das evakuierte System eingefüllt. Der Fülldruck
liegt bei ca. 4 bar. Es folgt der Drucktest, auch hier wird Alarm gegeben, wenn ein Leck
festgestellt wird.
Nach erfolgreicher Beendigung der Füll- und Testzyklen wird die Bremsflüssigkeit auf das
definierte Niveau im Ausgleichsbehälter zurückgesaugt und der Füllkopf wird von dem Werker
entriegelt.
Die rückgesaugte Bremsflüssigkeit wird über den Entgasungsbehälter wieder dem
einfüllfertigen Vorrat zugeführt.
Am Ende des Füllzyklus schaltet die Anlage in Stand-By. Dabei wird der Füllkopf in die
Füllkopfablage eingesetzt und belüftet. Die Bremsflüssigkeitsreste werden aus der
Füllkopfablage zurückgesaugt. Damit wird eine Tropffreiheit am Füllkopf garantiert.
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Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
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SEITE 15
Bremsflüssigkeit ist aggressiv und würde sofort die fertige Lackierung des Autos beim Tropfen
beschädigen.
V
akuum
Ü
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Diagramm 2: Zyklusdiagramm der Bremsbefüllung
6.6
Bremsenprüfung
6.6.1
Elektronisches Bremsdruckprüfgerät mit Pedalprüfzylinder
Das im Werk Bremen eingesetzte Bremsdruckprüfgerät ist ca. eine halbe Stunde nach dem
Befüllen der Bremsanlage im Einsatz. Es handelt sich dabei um eine statische Prüfung des
hydraulischen Bremssystems. Geprüft wird der Primärkreis der Bremsanlage.
Der Pedalprüfzylinder wird zwischen dem Bremspedal und der vorderen Abschlusskante am
Bodenblech-Fahrersitz eingesetzt. Innerhalb einer bestimmten Zeit werden festgelegte
Prüfschritte abgerufen und durchgeführt. Dabei führt der Zylinder Hubbewegungen mit
konstantem Weg durch und ermittelt Istwerte die mit den vorgegebenen Sollwerten verglichen
werden. Folgende Prüfungen führt das Gerät durch:
-
Prüfen auf ,,Weiche Bremse"
-
Leckagetest
Weiche Bremse
Eine ,,Weiche Bremse" bedeutet, dass bei der Bremsenprüfung der Pedalweg zu groß ist, die
Bremskraft nicht erreicht wird und Luft in der Bremsanlage ist.
Luft in der Bremsanlage spielt eine nicht zu vernachlässigende Rolle bei der Bremsprüfung und
hat großen Einfluss auf die Funktion der Bremsanlage. Die Luft tritt auf, wenn sie aus dem
gelösten Zustand der Bremsflüssigkeit ausgeschieden wird oder wenn bei der
Vakuumbefüllung nicht richtig evakuiert werden kann und sich in den sogenannten ,,toten
Werk Bremen, PRB-SL2
Vakuumbefüllverfahren
beim
Automobil
C:\EIGENE DATEIEN\DIPLOM\DIPLOM.DOC
SEITE 16
Ecken" festsetzt, die beim Befüllvorgang der Bremsanlage nicht ausreichend durchströmt
werden. Außerdem können sich zum Beispiel in den Windungen von Federn oder zwischen
diesen und den sie umgebenden Zylindern - zum Beispiel im Hauptbremszylinder - feinste
Gasbläschen festsetzen, die mit den üblichen Mitteln nicht zu entfernen sind.
Leckagetest
Die Sicherheit beim Bremsen ist nicht mehr gegeben, wenn an der Bremsanlage eine Leckage
auftritt. Die Suche nach möglichen Leckage muss daher ein wichtiger Aspekt innerhalb der
Bremsprüfung sein. Ein Ziel der Bremsenprüfung mit Pedalprüfung ist daher bei der
Leckagemessung Undichtigkeiten festzustellen, so dass kein sicherheitsbedenkliches
Fahrzeug zum Kunden gelangen kann.
Ende der Leseprobe aus 77 Seiten
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