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Präzise 3D-Prüfung von Pumpengehäusen – wenn Gusskonturen und Toleranzen keine Kompromisse dulden

Das Pumpengehäuse gehört zu den messtechnisch anspruchsvollsten Bauteilen im Maschinen- und Anlagenbau. Seine doppelt gekrümmten Innenflächen, die oft sand- ode

Objektmerkmale, die jede Messung herausfordern

Pumpengehäuse aus Grauguss, Sphäroguss oder Edelstahlguss bringen typische Wandstärken zwischen fünf und dreißig Millimetern mit, je nach Druckstufe und Nennweite.

Die Spiralgeometrie des Innenraums, die sogenannte Volute, weist stetig veränderliche Querschnitte auf, die mit Tastern nur punktuell und mit hohem Programmieraufwand zu erfassen sind.

Hinzu kommen Dichtflächen für Gleitringdichtungen oder Stopfbuchsen, deren Ebenheit und Parallelität im Hundertstelbereich liegen müssen. Die Oberflächen sind im Gusszustand meist matt bis seidenmatt, können aber durch spanende Nachbearbeitung an definierten Funktionsflächen spiegelnd oder sehr glatt ausfallen.

INSVISION AlphaScan 3D-Scan-Demonstration

Validierungscheckliste für den Einsatz

Schwerpunkt Entscheidungspunkt Umsetzungshinweis
Bauteilbezug Größe, Oberfläche und Toleranzen mit der Scanaufgabe abgleichen Mit einem typischen Teil einen vollständigen Testlauf durchführen
Datenfluss Prüfen, ob Punktwolke, Abweichungskarte und Bericht in den QS-Prozess passen Exportformat und Freigabeverantwortung vorab klären
Einsatz vor Ort Schulung, Kalibrierung, Lichtverhältnisse und Arbeitsraum bewerten Die Ergebnisse als Standard für Serienprüfungen dokumentieren

An solchen Partien stößt ein optisches Messsystem ohne angepasste Belichtungsstrategie schnell an seine Grenzen.

Gleichzeitig enthalten die Gehäuse tiefe Gewindebohrungen, Entlastungsbohrungen und Schmierölkanäle, die mit klotzförmigen Tastern nicht erreichbar sind, aber für die Bauteilfunktion sicher freigegeben werden müssen.

Die Kombination aus großen, stetig gekrümmten Flächen und kleinen, schwer zugänglichen Funktionsdetails macht das Pumpengehäuse zu einem Referenzobjekt für die Leistungsfähigkeit eines 3D-Scansystems.

INSVISION AlphaScan 3D-Scan-Anwendung
INSVISION AlphaScan 3D-Scan-Anwendung

Szenarioüberblick

Der Artikel lässt sich praktisch über dieses Szenario lesen:

  • Objektmerkmale, die jede Messung herausfordern: Pumpengehäuse aus Grauguss, Sphäroguss oder Edelstahlguss bringen typische Wandstärken zwischen fünf und dreißig M…
  • Warum taktile Prüfkonzepte an ihre Grenzen stoßen: Eine konventionelle Koordinatenmessmaschine tastet das Pumpengehäuse an vorab definierten Punkten ab.
  • Scanstrategie für Pumpengehäuse mit dem AlphaScan: Der AlphaScan von INSVISION arbeitet mit strukturiertem Licht und einer integrierten Photogrammetrie, die es erlau…

Warum taktile Prüfkonzepte an ihre Grenzen stoßen

Eine konventionelle Koordinatenmessmaschine tastet das Pumpengehäuse an vorab definierten Punkten ab. Das Ergebnis ist ein lückenhaftes Bild, das über die Flächenform zwischen den Messpunkten keine Aussage zulässt.

Gerade bei Gussbauteilen mit lokalem Versatz, Formschräge oder geringfügigem Verzug bleibt die tatsächliche Kontur unerkannt. Die Rüstzeit für das Einrichten und Ausrichten des Gehäuses auf dem Messtisch ist beträchtlich, die Messung selbst dauert je nach Punktedichte mehrere Stunden.

Für die Serienfertigung von Pumpen bedeutet das, dass nur Stichproben geprüft werden können, während die Mehrzahl der Gehäuse unkontrolliert in die Montage geht.

Ein weiteres Problem ist die eingeschränkte Zugänglichkeit: Tasterköpfe mit Kugelradius können tiefe Durchbrüche und Hinterschneidungen nicht vollständig erfassen. Die Folge sind Messprotokolle, die an kritischen Stellen Lücken aufweisen, obwohl genau dort die höchste hydraulische Belastung auftritt.

Ein handgeführter 3D-Scanner überwindet diese Einschränkungen, indem er die gesamte sichtbare Oberfläche in kurzer Zeit digitalisiert und eine flächenhafte Ist-Kontur liefert.

INSVISION AlphaScan 3D-Scan-Anwendung
INSVISION AlphaScan 3D-Scan-Anwendung

Scanstrategie für Pumpengehäuse mit dem AlphaScan

Der AlphaScan von INSVISION arbeitet mit strukturiertem Licht und einer integrierten Photogrammetrie, die es erlaubt, große Gehäuse ohne feste Positioniereinrichtung im stehenden wie im liegenden Zustand zu erfassen.

Vor dem Scan werden rund um das Gehäuse einige wenige Referenzmarken geklebt, die das System automatisch erkennt und zur globalen Registrierung nutzt. Der Bediener führt den Scanner entlang der Außenkontur und anschließend durch die Saug- und Druckstutzen in den Innenraum.

Die variable Belichtungssteuerung regelt die Helligkeit für jede Teilaufnahme so, dass sowohl die matte Gusshaut als auch die spiegelnden Planflächen durchgängig mit Punkten belegt werden. Entscheidend für die Genauigkeit ist die Erfassung von Passungen und Lagersitzen, die oft nur wenige Mikrometer Toleranz zulassen.