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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Körperschallmessung
an einem Aggregat eines Kraftfahrzeugs nach der im Oberbegriff von
Anspruch 1 näher
definierten Art.
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Aus
einem internen Stand der Technik ist eine gattungsgemäße Vorrichtung
bekannt. Dabei wird eine komplette Lenkung mitsamt dem Ölbehälter und
der zur Zuführung
des Öls
zu den relevanten Stellen innerhalb der Lenkung erforderlichen elektrohydraulischen
Pumpe einer Prüfstation
zugeführt. Die
Lenkung ist dabei auf einem Werkstückträger angebracht, um dieselbe
besser transportieren zu können.
Zur Körperschallmessung
wird ein Taststift mit dem Werkstückträger in Kontakt gebracht und
der zum Antrieb der elektrohydraulischen Pumpe vorgesehene Elektromotor
wird eingeschaltet. Da die Pumpe gegenüber den restlichen Bauteilen
der Lenkung elastisch angebracht ist, schwingt dieselbe samt dem Ölbehälter, was
im späteren
Einsatz der Lenkung in einem Kraftfahrzeug verschiedene andere Bauteile, ins besondere
Fahrwerks- und Rahmenteile des Kraftfahrzeugs zu entsprechenden
Schwingungen anregen kann. Dies kann zu Reklamationen seitens des
eine solche Servolenkung verbauenden Automobilherstellers führen, was
durch die mit der bekannten Vorrichtung durchgeführte Körperschallmessung im Vorfeld
ausgeschlossen werden soll.
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Allerdings
hat es sich in der Praxis gezeigt, dass diese bekannte Vorrichtung
nicht in der Lage ist, hinreichenden Aufschluss über den tatsächlich von der
Lenkung und insbesondere von der Pumpe und dem mit derselben eine
Baueinheit bildenden Ölbehälter erzeugten
Körperschall
zu geben. Die Folge hiervon können
einerseits fehlerhafte aber dennoch ausgelieferte, andererseits
fehlerlose aber als Ausschuss bzw. Nacharbeit behandelte Lenkungen
sein, wobei letztere in der Mehrzahl sein dürften.
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Bezüglich des
allgemeinen Standes der Technik bei Vorrichtungen und Verfahren
zur Messung des Körperschalls
bei den verschiedensten Bauteilen wird rein beispielhaft auf die
DE 44 32 808 A1 ,
die
DE 100 65 954
A1 , die
DE
101 46 121 A1 , die
DE 102 02 852 A1 und die
US 6,178,820 B1 verwiesen.
Des weiteren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Beschleunigungsaufnehmer,
die zur Durchführung
solcher Körperschallmessungen
verwendet werden können,
in den verschiedensten Ausführungen
bekannt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung einer
Körperschallmessung
an einem Aggregat eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit tels welcher
verlässliche Messwerte
in einer für
die Serienfertigung geeigneten Art und Weise erlangt werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch
das erfindungsgemäße Halteelement und
dessen Anpassung an die äußere Form
des Aggregats ergibt sich während
der Durchführung
der Körperschallmessung
eine starre Verbindung des Halteelements mit dem Aggregat. Dadurch
bildet das Halteelement einen integralen Bestandteil des Aggregats,
dessen Körperschall
gemessen werden soll, so dass die Schwingungen, die das Aggregat
ausführt,
ohne Verluste auf den Beschleunigungsaufnehmer übertragen werden, und zwar
sowohl bezüglich der
Frequenz als auch der Amplitude der Schwingungen. Der Beschleunigungsaufnehmer
schwingt also analog zu den Schwingungen des Aggregats. Dadurch
werden bislang durch den Werkstückträger verfälschte Ergebnisse
verhindert und es können sehr
genaue Rückschlüsse auf
den von dem Aggregat während
seines Betriebs tatsächlich
erzeugten Körperschall
gezogen werden.
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Durch
die erheblich höhere
Genauigkeit, die eine derartige Vorrichtung bei der Körperschallmessung
erlaubt, ergibt sich vorteilhafterweise eine höhere Trennschärfe und
es können
sehr viel engere Grenzwerte für
ein Gut- oder Ausschussteil festgelegt werden, wodurch bei einer
nachfolgenden Funktionsprüfung
des Aggregats in seinem tatsächlich verbauten
Zustand innerhalb des Kraftfahrzeugs mit einer erheblich geringeren
Reklamationsrate gerechnet werden muss. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
sehr gut für
die Serienfertigung geeignet und es ergibt sich durch die mit einer
solchen Vorrichtung durchgeführten
Körperschallmessung
eine erhebliche Einsparung bei den Herstellungskosten und somit
ein höherer
Gewinn.
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Eine
sehr einfache und sichere Anbringung des Halteelements an dem Aggregat
ergibt sich, wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
das Halteelement eine Bohrung aufweist, welche wenigstens annähernd an
die äußere Form
eines Teils des Aggregats angepasst ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass die Bohrung eine bei der Anbringung des Halteelements
an dem Aggregat dem Aggregat zugewandte Einführschräge aufweist. Eine derartige
Einführschräge ist insbesondere
dann sinnvoll, wenn das Aggregat elastisch aufgehängt ist
und daher seine Position vor der Körperschallmessung relativ zu
der Handhabungseinrichtung und dem an derselben angebrachten Halteelement
verändern
kann.
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Besonders
gute Messergebnisse können
erzielt werden, wenn der Beschleunigungsaufnehmer als dreidimensionaler
Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet ist.
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Eine
zu bevorzugende Anwendung der vorliegenden Erfindung kann gegeben
sein, wenn das Aggregat eine aus einer elektrohydraulischen Pumpe und
einem Ölbehälter für eine Servolenkung
bestehende Baueinheit ist, wobei das Teil, an dessen äußere Form
die Bohrung des Halteelements wenigstens annähernd angepasst ist, ein De ckel
des Ölbehälters ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer ersten Position einer Körperschallmessung
an einem Aggregat eines Kraftfahrzeugs;
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2 die
Vorrichtung aus 1 in einer zweiten Position;
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3 die
Vorrichtung aus 1 in einer dritten Position;
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4 die
Vorrichtung aus 1 in einer vierten Position;
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5 die
Vorrichtung aus 1 in einer fünften Position;
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6 eine
Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
des Halteelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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7 einen
Schnitt nach der Linie VII-VII aus 6; und
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8 eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform
des Halteelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt
in einer sehr schematischen Darstellung eine Servolenkung 1 für ein in
seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Kraftfahrzeug, von der neben
einem Zahnstangengehäuse 2 auch
eine aus einer elektrohydraulischen Pumpe 3 und einem Ölbehälter 4 bestehende
Baueinheit 5 dargestellt ist. Die Baueinheit 5 ist
mit der Servolenkung 1 in nicht dargestellter Weise elastisch
verbunden, beispielsweise mittels Schrauben und einer geeigneten
Dämpfung. Die
Pumpe 3 ist dabei dafür
vorgesehen, das sich in dem Ölbehälter 4 befindliche Öl in nicht
dargestellter Weise zu denjenigen Bereichen der Servolenkung 1 zu
fördern,
in denen es für
eine hydraulische Unterstützung
benötigt
wird. Hierzu weist die Pumpe 3 einen nicht dargestellten,
zum Antrieb derselben vorgesehenen Elektromotor auf. Die aus der
Pumpe 3 und dem Ölbehälter 4 bestehende
Baueinheit 5 stellt somit ein Aggregat 5a des
Kraftfahrzeugs dar, das mit der Servolenkung 1 ausgestattet
ist.
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Mittels
einer ebenfalls in 1 dargestellten Vorrichtung 6 soll
die Baueinheit 5 einer Körperschallmessung bzw. -prüfung unterzogen
werden. Hierzu weist die Vorrichtung 6 einen Beschleunigungsaufnehmer 7 auf,
der dafür
vorgesehen ist, den von der Baueinheit 5 ausgehenden Körperschall
zu messen. Der Beschleunigungsaufnehmer 7 ist an einem
Halteelement 8 angebracht, welches mittels einer Handhabungseinrichtung 9 relativ
zu der Baueinheit 5 bewegt werden kann. Um die Körperschallmessung
durchzuführen,
wird die Servolenkung 1 mit der daran angebrachten Baueinheit 5 zum
Beispiel mittels eines nicht dargestellten Förderbandes zu der Vorrichtung 6 transportiert,
woraufhin die Handhabungseinrichtung 9 das Halteelement 8 mit
dem darauf angebrachten Beschleunigungsaufnehmer 7 in Richtung
der Baueinheit 5 bewegt. Um das Halteelement 8 an
der Baueinheit 5 anbringen zu können, weist das Halteelement 8 eine
Bohrung 10 auf, welche wenigstens annähernd an die äußere Form
eines Deckels 11 des Ölbehälters 4 angepasst
ist und über den
Deckel 11 gestülpt
wird. In 2 ist die Position, in der das
Halteelemente 8 an dem Deckel 11 des Ölbehälters 4 der
Baueinheit 5 angebracht ist, aufgezeigt. Der Deckel 11 stellt
in diesem Zusammenhang einen für
die Handhabungseinrichtung 9 der Vorrichtung 6 sehr
einfach zu erreichenden Punkt dar. In den 2 bis 5 ist
jeweils der von der Handhabungseinrichtung 9 bis zu der
dargestellten Position zurückgelegte
Weg mittels Pfeilen angedeutet.
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Um
Bewegungen des Halteelements 8 und damit des Beschleunigungsaufnehmers 7 zu
ermöglichen,
wird nach der Anbringung des Halteelements 8 an der Baueinheit 5 die
Handhabungseinrichtung 9 von dem Halteelement 8 entfernt,
wie in 3 dargestellt. Zum Transportieren des Halteelements 8 weist die
Handhabungseinrichtung 9 im vorliegenden Fall zwei Greifelemente 9a und 9b auf,
die in dem Verfahrensschritt gemäß 3 gelöst werden.
Daraufhin kann die Körperschallmessung
durchgeführt
werden, wozu die Pumpe 3 so betrieben wird, wie dies ihrem Einsatz
in einem Kraftfahrzeug entspricht. Die dabei insbesondere durch
die elasti sche Lagerung der Baueinheit 5 sowie durch die
Bewegungen einer nicht dargestellten Schlauchleitung, mit der das Öl in das
Zahnstangengehäuse 2 gepumpt
wird, verursachten Schwingungen werden sowohl bezüglich ihrer
Frequenz als auch ihrer Amplitude von dem vorzugsweise dreidimensional
arbeitenden, als Messwertaufnehmer dienenden Beschleunigungsaufnehmer 7 als
Beschleunigungen erfasst und an eine mit demselben über eine
in 1 dargestellte Signalleitung 12 verbundene
Auswerteeinrichtung 13 weitergeleitet. Die Auswerteeinrichtung 13 kann
dabei der Handhabungseinrichtung 9 zugeordnet sein. Während der
Körperschallmessung
ist die Signalleitung 12 somit die einzige Verbindung der
Baueinheit 5 mit einem starren Teil. Es ist jedoch offensichtlich,
dass die Signalleitung 12 die Schwingungen der Baueinheit 5 nur
in einem äußerst geringem
Maße beeinflussen
kann.
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Während der
Körperschallmessung
ergibt sich also durch die Anpassung des Halteelements 8 an
die äußere Form
der Baueinheit 5 eine starre Verbindung des Halteelements 8 mit
der Baueinheit 5. Das Halteelement 8 und die Baueinheit 5 sind schwingungstechnisch
betrachtet somit als ein Teil anzusehen und der Beschleunigungsaufnehmer 7 kann
exakt die Schwingungen der Baueinheit 5 abbilden, wodurch
sehr genaue Ergebnisse hinsichtlich der Frequenz und der Amplitude
der auftretenden Schwingungen der Baueinheit 5 erzielt
werden können.
Eine auf diese Weise durchgeführte
Körperschallmessung
lässt eine
hinreichende Prüfung
zu, ob es sich bei der jeweiligen Baueinheit 5 um ein Gut- oder
ein Ausschussteil handelt. Eine eventuelle Beeinflussung der Schwingungen
der Baueinheit 5 durch das Halteelement 8 kann
dadurch reduziert werden, dass das Halteelement 8 aus einem
sehr leichten Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium, besteht.
Auch wenn die Schlauchleitung eine größere Auslenkung der Baueinheit 5 verursacht,
kann dies durch die beschriebene Anbringung des Halteelements 8 an
derselben ausgeglichen werden, da sich das Halteelement 8 mit
der Baueinheit 5 mitbewegt.
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Nach
der erfolgten Körperschallmessung wird
die Handhabungseinrichtung 9 wieder mit dem Halteelement 8 verbunden,
wie in 4 dargestellt. Anschließend erfolgt das Entfernen
des Halteelements 8 von dem Deckel 11 des Ölbehälters 4 der Baueinheit 5 mittels
der Handhabungseinrichtung 9, wie dies aus 5 hervorgeht.
Während
der Körperschallmessung
können
an der Servolenkung 1 auch andere Prüfzyklen durchgeführt werden,
auf welche hierin jedoch nicht näher
eingegangen wird.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf das Halteelement 8, in dem die Bohrung 10 und
der mit dem Halteelement 8 starr verbundene Beschleunigungsaufnehmer 7 zu
erkennen sind. Des weiteren geht aus dieser Draufsicht hervor, dass
das Halteelement 8 in Form eines Bügels ausgebildet ist, und dass
die Bohrung 10 einen Schlitz 14 aufweist, wodurch
sich eine Elastizität
des Halteelements 8 ergibt und dieses noch besser an das
jeweilige Teil des Aggregats 5a, im vorliegenden Fall also
an den Deckel 11 der Baueinheit 5, angepasst werden
kann. Des weiteren ist in 6 erkennbar,
dass das Halteelement 8 zwei Ausnehmungen 15 und 16 aufweist,
in welche die beiden Greifelemente 9a und 9b der
Handhabungseinrichtung 9 eingreifen, um das Halteelement 8 zu
bewegen. Durch den Schlitz 14 ist es möglich, dass die in die Ausnehmungen 15 und 16 eingreifenden
Greifelemente 9a und 9b die Bohrung 10 des
Halteelements 8 verformen, um diese geringfügig zu vergrößern und
das Halteelement 8 so über
den Deckel 11 bewegen können.
Wenn anschließend
die Greifelemente 9a und 9b entfernt werden, so
verringert sich der Durchmesser der Bohrung 10 aufgrund
der Elastizität
des Halteelements 8 und dieses wird starr mit dem Deckel 11 verbunden.
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Aus
dem Schnitt gemäß 7 geht
des weiteren hervor, dass die Bohrung 10 des Halteelements 8 eine
Einführschräge 17 aufweist,
welche bei der Anbringung des Halteelements 8 an der Baueinheit 5 der
Baueinheit 5 zugewandt ist. Dadurch können eventuelle Positionsveränderungen
der jeweils zu der Vorrichtung 6 transportierten Baueinheit 5 aufgrund
der elastischen Anbringung derselben an der Servolenkung 1 ausgeglichen
werden.
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Alternative
Ausführungsformen
des Halteelements 8 und der Handhabungseinrichtung 9 sind
in 8 dargestellt. Hier greifen die beiden Greifelemente 9a und 9b der
Handhabungseinrichtung 9 unmittelbar außerhalb der Bohrung 10 an,
die auch hier den Schlitz 14 aufweist, um eine gewisse
Elastizität zu
bieten und eine einfache Befestigung an dem Deckel 11 des Ölbehälters 4 zu
bieten.
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- 1
- Servolenkung
- 2
- Zahnstangengehäuse
- 3
- Elektrohydraulische
Pumpe
- 4
- Ölbehälter
- 5
- Baueinheit
- 5a
- Aggregat
- 6
- Vorrichtung
- 7
- Beschleunigungsaufnehmer
- 8
- Halteelement
- 9
- Handhabungseinrichtung
- 9a,
b
- Greifelemente
- 10
- Bohrung
- 11
- Deckel
- 12
- Signalleitung
- 13
- Auswerteeinrichtung
- 14
- Schlitz
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Einführschräge