Prüfung von Turboladern

Applikationsbericht der PRAE-TURBO GmbH & Co. KG und Rohmann GmbH

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Bauteile und Komponenten von Turboladern werden im Betrieb höchsten Belastungen ausgesetzt. Die aktuell eingesetzten, aufgeladenen Motoren sind bei geringem Hubraum und hoher Drehzahl auf den Einsatz hochpräziser und zuverlässiger Aufladetechnik angewiesen. Ein besonders beanspruchtes Bauteil ist hier das sogenannte Verdichterrad.

Eine der höchstbelasteten Zonen dieser Verdichterräder liegt im Bereich der Mittelbohrung, welche das Rad mit der Welle des Turboladers verbindet. Aufgrund eines Schadensfalles, bei dem ein Bruch des Rades in diesem kritischen Bereich zum Ausfall des Turboladers führte, wurde in Zusammenarbeit mit der Rohmann GmbH ein Prüfverfahren unter Einsatz der Wirbelstromtechnologie entwickelt. Um die Fehlersignale der Wirbelstromprüfung zu überprüfen, führte der Hersteller umfangreiche materialtechnische Untersuchungen an den Prüfteilen durch und detektierte im Bruchbereich eine mit dem Bruchbild verlaufende Seigerung (fertigungsbedingte Entmischung bestehend aus Titan) die den endgültigen Bruch des Rades zur Folge hatte.

Durch den Einsatz einer rotierenden Prüfsonde mit entsprechendem Manipulator konnten die Entmischungen in den Verdichterrädern vor der Endbearbeitung auf einer CNC-Fräsmaschine detektiert werden. So können nicht nur die einzelnen Chargen auf Seigerungen geprüft, sondern auch eine aufwendige und umfangreiche CNC-Bearbeitung eingespart werden.

Bei der Prüfung in verschiedenen Messtiefen, stellten sich eindeutig auswertbare Wirbelstromsignale der Titanseigerung ein, die eine präzise Lokalisierung der Fehlerstelle in der geprüften Bohrung ermöglichten.

Nach den erlangten Erkenntnissen zum Einsatz der Wirbelstromprüfung bei der Detektion von Materialentmischungen, werden zukünftig produzierte Verdichterräder nun schnell und unter geringem Zeitaufwand geprüft und so ein Bruch des Rades im Betrieb verhindert.

Ermöglicht wurde die Veröffentlichung des Artikels durch enge Zusammenarbeit mit Frau Dipl.-Ing. Angela Au (Leiterin Werkstofftechnik; Fa. PRÄWEST) und Herrn Dipl.-Wirt. Ing. Stephan Reich (Leiter Qualitätssicherung; Fa. PRAE-TURBO GmbH & Co. KG)