DE102007025691A1 - Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit eines Luftfederbalges - Google Patents

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Ina Dipl.-Ing. Rastetter (BA)
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    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit eines Luftfederbalges (1) einer Kraftfahrzeug-Luftfeder, wobei der Luftfederbalg (1) bis zu einem vorgebbaren Druck mit Luft befüllt und anschließend das Druckabfallverhalten in dem Luftfederbalg (1) bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Luftfedersystem für ein Fahrzeug.
  • Im Fahrzeugbau, insbesondere im Nutzfahrzeugbau setzt sich zunehmend die Luftfederung als Technik zur Federung, insbesondere zur Federung mit Niveauregulierung eines Fahrzeuges durch. Bei einer Luftfederung mit Niveauregulierung ist der Fahrzeughöhenstand über den Luftdruck in Luftfedern regelbar. Eines der wesentlichen Elemente einer Luftfeder ist ein Luftfederbalg, der zum Einschluss eines Luftvolumens verwendet wird. Die Funktionsfähigkeit einer Luftfeder hängt unter anderem entscheidend von der Dichtigkeit ihres Luftfederbalges ab. Die Dichtigkeit eines Luftfederbalges wird insbesondere durch Risse gefährdet, die sich in dem Luftfederbalg durch Verschleiß bilden können.
  • Luftfederbälge werden üblicherweise alle 6 Monate in einer Werkstatt bei einer routinemäßigen Sicherheitsprüfung einer Sichtprüfung unterzogen, um festzustellen, ob sie Risse aufweisen. Durch eine Sichtprüfung lassen sich Rissbildungen jedoch nicht zweifelsfrei ermitteln. Insbesondere sieht ein Luftfederbalg meistens bereits nach ein bis zwei Jahren rissig aus, während er normalerweise erst nach vier bis sechs Jahren eine kritische Rissbildung aufweist. Eine Sichtprüfung eines Luftfederbalges hat daher zwei Nachteile: einerseits kann eine bestehende Undichtigkeit des Luftfederbalges übersehen werden, was zu einer Beeinträchtigung der Fahreigenschaften und der Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs führen kann; andererseits kann das Aussehen eines gebrauchten Luftfederbalges eine Undichtigkeit nahe legen, die tatsächlich gar nicht vorliegt, wodurch ein unnötiger Austausch des Luftfederbalges veranlasst werden kann.
  • Aus der DE 103 00 737 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung von Leckagen in einer Kraftfahrzeug-Luftfederanordnung mit einer Niveauregeleinrichtung bekannt, wobei ein elektronisches Steuergerät die von den einzelnen Luftfedern zugeordneten Höhen-Bestimmungsmitteln (Höhensensoren) und mindestens einem Drucksensor empfangenen Signale verarbeitet. Der Nachteil des in der DE 103 00 737 A1 angegebenen Verfahrens ist, dass eine Leckage eines Luftfederbalges nicht zuverlässig feststellbar ist. In dem Verfahren werden Messungen des Drucks in einem Luftfederbalg und des Höhenabstandswertes des Luftfederbalges verwertet. Durch Vergleich der Messwerte von zu verschiedenen Zeitpunkten vorgenommenen Messungen wird in dem Verfahren auf eine Leckage geschlossen, falls die Messwerte bestimmte Bedingungen erfüllen. Messwerte, die diese Bedingungen erfüllen, können jedoch auch andere Ursachen als eine Leckage eines Luftfederbalges haben, beispielsweise Beladungsänderungen des Fahrzeuges, Schwingungsanregungen während der Fahrt oder Temperaturschwankungen.
  • Eine Undichtigkeit eines Luftfederbalges lässt sich somit weder durch eine Sichtprüfung noch durch das in der DE 103 00 737 A1 angegebene Verfahren zuverlässig feststellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Luftfederbalg zuverlässig auf Dichtigkeit prüfbar ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung sieht ein mehrstufiges Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit eines Luftfederbalges vor. Die Prüfung wird bevorzugt in einer Werkstatt oder Servicestation durchgeführt. In einer ersten Stufe des Verfahrens wird der Luftfederbalg bis zu einem vorgebbaren Druck mit Luft befüllt. Vorteilhaft ist die Befüllung bis zu dem Nenndruck des Luftfederbalges, weil sich kleine Risse in einem Luftfederbalg bei zu geringem Druck häufig von selbst abdichten und deshalb nur bei hohem Druck zuverlässig erkennbar sind. Anschließend wird in einer zweiten Stufe des Verfahrens der Druckabfall in dem Luftfederbalg während einer vorgebbaren Zeitdauer bestimmt. Fällt der Druck in dem Luftfederbalg schnell ab, deutet dies auf eine Undichtigkeit beispielsweise in Folge von Rissbildungen hin. Das Verfahren hat den Vorteil, dass eine Undichtigkeit eines Luftfederbalges effektiv und zuverlässiger als mit bisher bekannten Verfahren erkennbar ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Verfahren automatisierbar ist. Voraussetzung für eine Automatisierung des Verfahrens ist mindestens eine Vorrichtung, mit der die Befüllung eines Luftfederbalges und die Bestimmung des Druckabfalls steuerbar sind. Darüber hinaus können die erfassten Messdaten für eine spätere Analyse und/oder Diagnose gespeichert werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Luftfederbalges mit Luftanschluss und Drucksensor,
  • 2 ein Druck-Zeit-Diagramm und
  • 3 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Automatisierung des Verfahrens.
  • In 1 ist schematisch ein Luftfederbalg 1 einer Luftfeder eines Luftfedersystems eines Fahrzeuges dargestellt. Die Luftfeder, das Luftfedersystem und das Fahrzeug sind nicht dargestellt. Der Luftfederbalg 1 ist über einen Luftanschluss 2 der Luftfeder mit Luft befüllbar. Der Luftanschluss 2 ist durch ein Sperrventil 3 verschließbar. In einem Ausführungsbeispiel ist der Luftdruck in dem Luftfederbalg 1 mit einem Drucksensor 4 messbar. Der Luftanschluss 2 ist bevorzugt der herkömmliche Luftanschluss der Luftfeder, d.h. derjenige, der auch für das Luftfedersystem des Fahrzeuges genutzt wird. Nachfolgend wird das Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit des Luftfederbalges 1 anhand eines in 2 dargestellten Druck-Zeit-Diagramms näher beschrieben.
  • In der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Luftfederbalg 1 über den Luftanschluss 2 bis zu einem vorgebbaren Druck mit Luft befüllt. Aus oben genannten Gründen wird als vorgebbarer Druck bevorzugt der Nenndruck des Luftfederbalges 1 eingestellt. Je nach Typ des Luftfederbalgs 1 kann der Nenndruck variieren. So wird beispielsweise als Druck ein Nenndruck von 12,5 bar vorgegeben. Andere, insbesondere zukünftige Ausführungen von Luftfederbälgen sehen einen Nenndruck von 15 bar bis 16 bar vor.
  • Nach der Befüllung des Luftfederbalges 1 wird in einer zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens während mindestens einer vorgebbaren Zeitdauer T der Druckabfall in dem Luftfederbalg 1 bestimmt. Dazu wird während der Zeitdauer T der Luftanschluss der Luftfeder beispielsweise mit Hilfe eines Sperrventils 3 abgesperrt und zu mindestens zwei Zeitpunkten t1 bis tn ein jeweils zugehöriger Druck p1 bis pn in dem Luftfederbalg 1 gemessen, wobei n die Anzahl der Messzeitpunkte bezeichnet. Beispielsweise werden zwei bis drei Messungen in einem zeitlichen Abstand von beispielsweise jeweils 10 min bis 15 min vorgenommen, woraus sich eine Zeitdauer T von 10 min bis 30 min ergibt. Je nach gegebenem Luftfedersystem können auch andere Zeitdauern T vorgegeben werden. Die Druckmessungen werden beispielsweise mit dem Drucksensor 4 durchgeführt.
  • Alternativ kann der Druck p(t) indirekt über einen Höhenstandswert des Luftfederbalges 1 ermittelt werden. Auf eine Undichtigkeit des Luftfederbalges 1 wird in diesem Fall geschlossen, wenn der Druck p(t) während der Zeitdauer T unter einen Schwellwert SW abfällt. Der Schwellwert SW kann von dem Typ des Luftfederbalges 1 abhängen und entsprechend vorgegeben werden.
  • 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Automatisierung des oben beschriebenen Verfahrens. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Luftanschluss 2, das Sperrventil 3, der Drucksensor 4 und optional eine Speichereinheit 6 mittels eines elektronischen Steuergerätes 5 ansteuerbar. Über das Steuergerät 5 sind insbesondere der Befüllungsdruck p des Luftfederbalges 1, die Zeitdauer T und die Messzeitpunkte t1 bis tn einstellbar. Die Messsignale des Drucksensors 4 werden an das Steuergerät 5 geleitet und auf einen Druckabfall analysiert. Optional können die erfassten Messsignale und der mittels des Steuergerätes 5 bestimmte Druckabfall in der Speichereinheit 6 hinterlegt werden.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit eines Luftfederbalges (1) einer Luftfeder, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (1) bis zu einem vorgebbaren Druck mit Luft befüllt und anschließend der Druckabfall in dem Luftfederbalg (1) innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer (T) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Druckabfalls in dem Luftfederbalg (1) während der Zeitdauer (T) der Luftanschluss (2) der Luftfeder abgesperrt wird und zu mindestens zwei Zeitpunkten (t1 bis tn) ein jeweils zugehöriger Druck (p1 bis pn) in dem Luftfederbalg (1) bestimmt wird.
  3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung des Luftfederbalges (1) und die Bestimmung des Druckabfalls in dem Luftfederbalg (1) mit mindestens einem Steuergerät (5) steuerbar sind.
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Cited By (4)

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DE102008055495A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Contitech Luftfedersysteme Gmbh Verfahren zur Dichtheitsprüfung von gasbefüllten Hohlkörpern
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