Innovationen in 24 verschiedenen Kategorien, die als wegweisend für die Industrie gelten, wurden im Rahmen des Best of Industry Award 2022 ausgezeichnet. Im Bereich Mess- und Prüftechnik konnte sich ein optisch kleiner Teilnehmer gegen seine „große“ Konkurrenz durchsetzen: Der kleinste Zahnrad-Durchflussmesser der Welt von Kracht. Vergleichbares Messequipment, wie es beispielsweise 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 Durchflussmesstechnik Kracht wurde nun für seinen besonderen Kleinstmengenzähler ausgezeichnet, der eine hochpräzise Bestimmung von Volumenströmen ermöglicht (kleiner 0,5 Milliliter – das sind lediglich drei Tropfen pro Minute.) Mit diesem Kleinstmengenzähler können beispielsweise Kraftstoffinjektoren nun 4‑mal so schnell getestet werden.
Das ursprüngliche Entwicklungsziel des Unternehmens war es, einen Zahnrad-Durchflussmesser zu entwerfen, der Volumenströme von mindestens 0,5 Milliliter pro Minute selbst bei Medien mit Viskositäten von 1 Quadratmillimeter pro Sekunde zuverlässig messen kann. Um dieses Ziel zu realisieren, wählten die Experten des Unternehmens extrem korrosionsbeständigen Edelstahl als Material und überarbeiteten sämtliche funktionsrelevante Bauteile grundlegend: Zahnradgeometrie sowie Verzahnungsgestaltung wurden optimiert und spezielle Kugellager mit höchster Genauigkeitsklasse verwendet, so dass 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 besonders hochauflösende Sensorik benötigt. Zusammen mit einem Partner aus dem Bereich der Parameterüberwachung entwickelte das Unternehmen ein Sensorelement, das speziell auf die Bedürfnisse des Zahnrad-Durchflussmessers zugeschnitten wurde. Es ermöglicht die Detektion der geforderten Frequenzen bei gleichzeitig kompaktem Bauraum und unter völlig reibungsloser Abtastung. Das Ergebnis der umfassenden Neugestaltung ist nun ein Zahnrad-Durchflussmesser, der Volumenströme von 0,3 Milliliter pro Minute bei Viskositäten ab 0,8 Quadratmillimeter pro Sekunde hochpräzise, zuverlässig und reproduzierbar bestimmen kann.
Bauteilproduktion und Montage 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 spezielle 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 außerdem ein ausgefeiltes Konzept für die Bauteilsauberkeit und insbesondere die Montagearbeitsplätze ausgearbeitet. Dadurch erreicht der Hersteller die höchstmögliche Reinheit der Komponenten sowie optimale Montagebedingungen. Das Konzept umfasst beispielsweise eine spezielle Ultraschall-Reinigungsanlage, die ausschließlich für das neue Messinstrument weiterentwickelt wurde.
Die Montage des kleinsten Zahnrad-Durchflussmessers der Welt erfolgt an speziellen Arbeitsplätzen in einer Reinluftumgebung unter Verwendung von hochfeinen Luftfiltern. Dabei werden selbst minimalste Toleranzschwankungen durch spezielle Einmessvorgänge unter stabilen klimatischen Bedingungen kompensiert. Auf einem hochpräzisen Kalibrierprüfstand für kleine Durchflussraten und niedrige Viskositäten findet anschließend eine finale Überprüfung und Kalibrierung – inklusive der Erstellung eines digitalen Protokolls – jedes einzelnen Gerätes statt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jedes Modell, welches das Werk verlässt, nachweisbar den hohen Anwendungsanforderungen entspricht.
Mit dem Kleinstmengenzähler 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. „Durch die Auszeichnung mit dem Best of Industry Award sehen wir uns darin bestätigt, dass sich die intensive und komplexe Entwicklungsarbeit mehr als gelohnt hat und wir ein spannendes und zukunftsfähiges Produkt anbieten können, das Probleme löst, statt zu schaffen“, sagt Bernd Neidhardt, Leiter Strategische Unternehmensentwicklung bei Kracht.
