© Deutscher Zukunftspreis / Ansgar Pudenz

Schon seit Jahrzehnten zählt die Robert Bosch GmbH weltweit zu den führenden Innovationstreibern bei der Weiterentwicklung der Benzin-Direkteinspritzung. Bei dieser Technologie wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum des Motors gebildet. In Kombination mit Downsizing-Konzepten und Turboaufladung ermöglicht diese Technologie eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen um bis zu 15 Prozent sowie eine größere Fahrdynamik.

Bei der Benzin-Direkteinspritzung dosieren und zerstäuben Hochdruckeinspritzventile, die direkt im Kraftstoffverteiler verbaut sind, den Kraftstoff. Auf diese Weise ist eine optimale Aufbereitung des Luft-Kraftstoff-Gemischs gewährleistet. Die Feinheit der Spritzlöcher spielt eine entscheidende Rolle, denn sie sorgen für maximale Flexibilität bei der Sprayauslegung und für eine minimale Wandbenetzung im Brennraum. Die Feinheit der Löcher an den Einspritzdüsen durch ein neues Verfahren zu optimieren, gehörte zu den Zielen eines Gemeinschaftsprojektes, an dem neben der Robert Bosch GmbH die Trumpf Laser GmbH + Co. KG sowie das Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena beteiligt waren. Dieses Projekt – "Ultrakurzpulslaser für die industrielle Massenfertigung – produzieren mit Lichtblitzen" – wurde mit dem Deutschen Zukunftspreis 2013 ausgezeichnet.

Werden herkömmliche Laser zum Bohren oder Schneiden von Metall oder Kunststoff eingesetzt, führt die Hitze des Lichtstrahls dazu, dass der bearbeitete Werkstoff schmilzt und nur teilweise verdampft. Dadurch können Grate oder Wölbungen entstehen, was in vielen Fällen eine Nachbehandlung erforderlich macht. Anders beim Einsatz von Ultrakurzpulslasern, deren Lichtblitze sehr kurz, aber sehr energiereich sind. So wirkt das Laserlicht hoch konzentriert auf den Werkstoff ein, das Material verdampft ohne den Zwischenschritt der Schmelze. Dies ermöglicht eine sehr hohe Genauigkeit; außerdem erübrigt sich die Nachbearbeitung der Produkte.

Im Rahmen dieses Projekts spezifizierte Bosch gemeinsam mit Trumpf den Laser, damit dieser allen Anforderungen an die Materialbearbeitung gerecht wurde. Außerdem konstruierte Bosch die Systemtechnik für die industrielle Fertigung mit diesem neuen Verfahren. Ein bedeutender Anwendungsbereich sind die Einspritzdüsen für Motoren mit lasergebohrten Spritzlöchern.

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