Lambdasondenschlüssel Pelletkessel / Lambda probe wrench for pellet boilers Buderus/Biotech/Sieger KOB

Nach 12 Jahren begann die Lambdasonde meines Pellet Kessels von Buderus im Betrieb davonzudriften, sie meldete während des Brennprozesses Werte von 12% bis 19% Sauerstoff, statt der geforderten 6%.

Ich orderte die Original Bosch/Buderus Ersatzteile: Die Sonde und den Isolations- und Dichtsatz.

Leider ergaben sich beim Ausbau Schwierigkeiten:  Ein günstiger Standard Lambdasondenschlüssel passte nicht. Die Sonde wird nicht über den Sechskant eingeschraubt sondern über eine spezielle Composite Kronenmutter. Diese lässt sich zwar leicht ausbauen, wenn man sie 12h zuvor mit Caramba einsprüht, der Einbau erfordert aber in jedem Fall ein kontrolliertes Drehmoment. Den dazu passenden Sondenschlüssel kann man zwar zu einem astronomischen Preis ordern, dagegen sträubte sich mein Ingenieursgeist jedoch. Das folgende Bild zeigt rechts meine Alternativlösung: ein massiver 3D Druck.

Das Werkzeug wird aus zwei spiegelgleichen Teilen mit Hilfe von 3 Schellen vor dem Einbau um die Sonde geklemmt, während das Kabel durch den Kanal nach außen geführt wird. Das Zusammengesteckte Werkzeug passt dann exakt auf bzw. um die Kronenmutter und umschließt diese fest.

Der Druck in PETG

Ich habe die Teile Senkrecht gedruckt, mit 100% Infill und 6 Perimetern. Die Stärkste Beanspruchung liegen auf den Stegen (linkes Bild) und durch Torsion am Drehmomentschlüsselvierkant

Ich habe daher im Design, die Stege in einen inneren und äußeren Ring eingebunden, damit verteilt sich die Scherkraft in x/y Richtung auf 12 Stellen, also auf 3 Stellen pro Steg.

Die Sonde soll mit 25 Nm angezogen werden. Die Kronenmutter hat einen Radius von 15  mm. Damit wirken auf die Mutter 25 Nm / 0,015 m = 1666 N. Diese verteilt sich auf 4 Stege = 417 N. Die Scherkraft pro Steg verteilt sich an 3 Fixierflächen = 139 N pro Fixierfläche das entspricht der Kraft mit der ein 14 kg Gewicht wirken würde.

Die Fixierfläche ca. 3 x 4 mm = 12 qmm, was zu einer Scherspannung von 139 N / 12 qmm = ca 12 N/mm. Typische PETG Werte liegen bei 25-40 MPa (= N/qmm) bzw. konservativ bei 12-18 MPa. Damit sollte das 3D Druckteil der Belastung standhalten (und vorweggenommen, es hat problemlos standgehalten :-)

Um die Kräfte des Drehmomentschlüssel besser auf die zusammengeklemmten Werkzeugteile zu übertragen, habe ich für den Antrieb eine Halbzoll Nut vorgesehen, obwohl die meisten Drehmomentschlüssel bis 25 Nm eine Viertelzoll Stecknuss besitzen. Ich habe einen Adapter Viertel->Halbzoll verwendet.

GEDRUCKTER APDAPTER FUNKTIONIERT NICHT. Ich habe für euch versucht den Stahl Adapter druch einen selbst gedruckten Adapter aus einem Guß zu ersetzen. Das funktioniert nicht. Der Radius auf dem sich die Torsionskräfte verteilen ist zu klein. Der Adapter weite sich auf. 

Benötigte Teile

Ich habe mich beim Amazon Partnernet registriert, verdiene daher als Amazon-Partner an qualifizierten Verkäufen und bedanke mich daher, wenn ihr die Links nutzt

• Drehmomentschlüssel 25 Nm: https://link.amazon/B0hkNQBLJ

• Adapternuten: https://link.amazon/B00h5UgOA

• verwendetes PETG Filament: https://link.amazon/B0duxGUFX

• Schellen 32-50 mm; https://link.amazon/B05R8L15Z

Sondenwechsel

Haftungsausschluss / Disclaimer

Wichtiger Hinweis (Disclaimer): Dieses Werkzeug / Modell wurde nach bestem Wissen und Gewissen für den Eigenbedarf entwickelt und erfolgreich getestet. Ich bin jedoch kein ausgebildeter Heizungs- oder Sanitärfachmann.

• Nutzung auf eigene Gefahr: Der Nachdruck und die Verwendung dieses Werkzeugs sowie Arbeiten am Kessel erfolgen vollständig auf eigene Verantwortung und eigenes Risiko.

• Haftung: Ich übernehme keinerlei Haftung für Schäden an Bauteilen, Geräten, Personen oder Folgeschäden, die durch die Nutzung dieses Modells oder den eigenmächtigen Einbau von Ersatzteilen entstehen.

• Sicherheit: Bitte beachtet stets die Herstellervorgaben, Sicherheitsbestimmungen und schaltet das Gerät vor allen Arbeiten spannungsfrei. Im Zweifelsfall sollte der Austausch von einem qualifizierten Fachbetrieb durchgeführt werden.

• Nach dem Austausch der Lambdasonde müssen die Verbrennungswerte im Zuge der nächsten regulären Messung durch einen Schornsteinfeger oder Heizungsfachmann überprüfet werden, um einen dauerhaft sicheren und normgerechten Betrieb zu gewährleisten.

Baugleiche & bauähnliche Modelle zu Buderus SP 161-9:

Alle Aktivitäten und Bilder stammen von der Buderus Logano 161-9.  Dieses Werkzeug / Modell passt nicht nur für den Buderus Logano SP161-9 (bzw. SP261), sondern für alle baugleichen Pelletkessel der Biotech PZ-Serie (z. B. PZ 8RL, PZ 15RL) sowie die identischen OEM-Ableger von Sieger (KOB / SLP). Da diese Kessel dieselbe Lambdasonde (Bosch LSM 11) und dieselbe Gehäuseaufnahme nutzen, nehme ich an, dass das Spezialwerkzeug bei all diesen Modellen problemlos funktioniert. Eventuell passt es auch zu anderen Modellen.

Im folgenden schildere ich, wie ich den Sondenaustausch bewerkstelligt habe, dabei schildere ich ausschließlich die Arbeiten direkt an der Lambdasonde. Zuvor habe ich die Heizung abgeschaltet und den Notaus betätigt, danach den Heizungsdeckel abmontiert. Die dazu notwendige Vorgehensweise findet Ihr im Wartungshandbuch eures Kessels.

Schritt 1: Abziehen des Sondensteckers (zweiteiliges codiertes Kabel) und Abziehen des Käfigs (2) um die Sonde, beides beiseite legen

Nach dem Wegklappen der Isolierung wird die Sonde {D} und der Isolierring {A} sichtbar

Den Isolierring innen und außen mit Caramba Spray benetzen. Das ganze habe ich drei mal (alle 2 Stunden) gemacht, damit das Caramba-Öl "einkriechen" kann. (3)

Ich habe einen halben Tag gewartet, danach habe ich den Isolierring mit der Sonde durch leichte Schläge mit einem Schraubenzieher (4) ausgebaut. Das ging sehr einfach, ich konnte ihn nach 2 leichten Schlägen mit der Hand ausdrehen.

Nun bereite ich die Sonde vor. Das folgende Bild zur Begriffserklärung.

• (A) Isolierring aus Composite Material

• (B) Haltering, wird auf die Sonde geschraubt

• (C) zwei Dichtzwischenringe

• (D) die Sonde selbst mit dem zweiteiligen Kabelsatz

Zunächst (Schritt 5) stecke ich eine Hälfte des 3D Drucks in die Nuten der Kronenmutter/Isolierring {A}.  Danach stecke ich die Sonde durch den Ring (Schritt 6+7) und lege einen Dichtring {C} auf die Sonde. Dann (Schritt 6+7) wird der Befestigungsring {B} auf die Sonde geschraubt, so dass der Dichtring {C} in die Kante greift. Der Ring sitzt danach locker, das ist so in Ordnung, er wird beim einschrauben eingepresst. Der zweite Dichtring {C} wird später in die Heizungsbuchse eingelegt. In Schritt 8 lege ich die Schlauchklemmen um die gesamte Konstruktion und schraube sie fest - 2 Klemmen oberhalb des Kabelauslasses, eine knapp darunter.

Das gesamte Konstrukt wird nun in den Kessel eingebracht. Vorher nicht vergessen, den zweiten Dichtring {C} einzusetzen.

Zuletzt habe ich in Schritt 9+10 die Sonde mit dem Drehmomentschlüssel mit 25 Nm eingeschraubt. Da ich nicht sicher war, ob meine "Kraft-Theorie" sich in der Praxis bewährt, habe ich zunächst mit 10 Nm, dann mit 15, 20 und schließlich mit 25 Nm angezogen.

Kalibrierung

Nach dem Einbau der Sonde müsst ihr diese Kalibrieren. Das macht ihr im Menüpunkt

Aggregattest/Eingang/Lambda/Kalib

Die Kalibrierung läuft in der Regel vollautomatisch ab und dauert etwa 10 bis 15 Minuten. Du musst sie normalerweise nicht manuell abbrechen oder ausschalten.

Das passiert währenddessen:

1. Aufheizphase: Der Kessel heizt das Heizelement der neuen Sonde auf Betriebstemperatur auf (dauert ca. 3–5 Minuten).

2. Spülung mit Raumluft: Das Saugzuggebläse läuft an, um frische Umgebungsluft (enthält 21% Sauerstoff) an der Sonde vorbeizuziehen.

3. Wertspeicherung: Sobald das Signal der Sonde absolut stabil ist, speichert die Steuerung diesen Wert als neuen Referenzpunkt ab.

4. Danach steht im Dispaly wieder BEREIT

In meinem Fall war die Kalibrierung nach 16 Minuten mit dem stabilen Wert 19,06 % und dem dazugehörigen Korrekturwert von -7,1 mV beendet. Dieser Wert wurde dauerhaft gespeichert und gleicht die feinen Fertigungstoleranzen der neuen Sonde aus.

Ich habe die Heizung dann gestartet. Während der Rostreinigung, also zu einem Zeitpunkt wo der Brenner noch kalt ist, sieht man nun den korrekten Sauerstoffgehalt der Raumluft: 21 %

Nachdem die Heizung einige Minuten lief stellt sich der IST Sauerstoff Wert einer perfekten Verbrennung auf den Sollwert 6% ein.

Ihr findet dazu demnächst hier auch einen Link auf mein Youtube Video.