Thermische Prüfanlage von Drucksensoren

Für seine Bachelorarbeit zur Entwicklung einer Druckkammer wurde der Maschinenbau-Student Flavio Rosa mit dem Siemens Excellence Award ausgezeichnet.

Für den Sensorhersteller Kistler AG aus Winterthur hat Flavio Rosa ein Druckkammer als thermische Prüfanlage entwickelt. Die Druckkammer dient dazu, hochsensible Sensoren bei Temperaturen bis zu 300 Grad Celsius und bis zu 50 bar Druck auf ihre Verlässlichkeit zu testen. Die damit geprüften Sensoren kommen bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren in der Automobilindustrie zum Einsatz.

Im Rahmen einer Konzeptstudie wurde die Druckkammer entwickelt. In der anschliessenden Auslegungsphase erbrachte die thermisch-mechanische FE-Simulation den Festigkeitsnachweis. Durch eine strömungsmechanische, nummerische Simulation erfolgte die Optimierung der Temperaturverteilung hin zu einer hohen Rotationssymmetrie der Strömung. Nach der Fertigungsphase wurde die Druckkammer mit der ausgelegten Gasanlage im Prüfstand in Betrieb genommen und getestet.

Die Druckkammer ist wie geplant umgesetzt und erfolgreich in Betrieb genommen worden. Sie hält den hohen thermischen und mechanischen Belastungen wie berechnet stand. Diverse Mess- und Prüfverfahren wie Überdrucktests und Wärmestrommessungen zeigten die korrekte Arbeitsweise des umgebauten Prüfstandes auf. Zusätzlich ist das inhomogene Wärmestromfeld im Prüfstand ausgemessen und eine neue Wärmestromsonde getestet worden.

• Auftraggeber: Kistler Instrumente AG
• Coach: Prof. Dr. Christoph Gossweiler, Prof. Dr. Norbert Hofmann