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Datenlogger für Durchlauföfen

Ein Messsystem im Hochtemperaturbereich 

Projektergebnisse

  • Das neue Messystem erfüllte die Genauigkeitsanforderungen der Qualitätssicherung

  • Die eingeführten Massnahmen zur Absicherung der bekannten Fehlerfälle wurden bei der Endabnahme verifiziert

  • Das System wurde in weiteren Abteilungen baugleich eingesetzt

Leistungsumfang

  • Gesamtkonzeption

  •  Mechanische Konstruktion (Auto-CAD) 

  • Komponentenauswahl

  • Dokumentation

  • Abnahme des Systems

Der Auftraggeber für dieses Projekt war ein TIER-1 der Automobilindustrie, welcher in seinem Werk unter anderem Motor-Steuergeräte produzierte. Die darin enthaltenen Keramiksubstrate wurden in Dickschicht-Hybridtechnik beschichtet. Nach jedem Siebdruckvorgang musste die aufgebrachte Paste in einem sogenannten Durchlaufofen unter Einhaltung genauer Temperaturkurven und Haltezeiten gesintert werden. Die Temperaturen bewegen sich zwischen 850 und 1000°C die Durchlaufzeiten zwischen 30 und 70 Minuten.
Der Auftrag bestand darin ein mobiles Kalibriersystem zu entwickeln, welches die Temperaturkurve in den Öfen an drei Stellen (Links, Mitte, Rechts) des Drahtbandes während des Durchlaufs mit Abtastraten von 1 Messung pro Sekunde aufzeichnen konnte. Die zulässige Messtoleranz lag bei 0.5% des Absolutwerts. Die mit Inconel ummantelten Messdrähte hatten eine Länge von 15 Metern. Die Problematik dieses Materials ist die geringe Elastizität und leichte Verformbarkeit. Die Drähte verbogen sich leicht und dies hatte in der Vergangenheit zu unterschiedlichen Problemen beim Abwickelvorgang während der Messung geführt. Ein weiteres Problem in der Vergangenheit war das Abreisen der Messdrähte gewesen. Diese wurden auf dem Transportband mittels Drahts befestigt und durch den Ofen geschleppt. Wenn diese nicht rechtzeitig vom Transportband des Ofens gelöst wurden, rissen sie nach Erreichen der Ausrolllänge ab.  
Unter Berücksichtigung der geschilderten Eckdaten wurde ein Transportwagen mit speziell unterteilter Haspel entwickelt. An diesen konnte der Datenlogger während der Messung fixiert werden

Ausgewählt wurde ein tragbarer Datenlogger mit 4 Kanälen, an welchen sich Typ N Thermoelemente anschließen lassen konnten. Diese erreichen eine Wiederholgenauigkeit von 0,4% bis 1300°C. Er verfügte über einen digitalen Ausgang, der beim Start der Messung geschaltet wurde. Dieser Ausgang wurde für eine Zeitschaltung genutzt, welche den Bediener nach Ablauf der voreingestellten Dauer akustisch an die Messung erinnern sollte. Zudem wurde eine spezielle Feder entwickelt, welche auf den Maschen des Transportbandes fixiert wurde. Diese Feder konnte die entstehenden Zugkräfte während des Schleppvorgangs aufnehmen, sollte aber im Fehlerfall das Thermoelement freigeben, so dass dieses nicht mehr abreißen konnte.
Die Kurven konnten nach Ablauf der Messung über eine Software auf dem PC ausgelesen, analysiert und gesichert werden. 

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