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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung
einer Dichtigkeit einer Karosserie eines Fahrzeugs mit einem innerhalb
des Fahrzeugs angeordneten Signalgenerator und einer außerhalb
des Fahrzeugs angeordneten Signalerfassungseinheit.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überprüfung
einer Dichtigkeit einer Karosserie eines Fahrzeugs, wobei innerhalb
des Fahrzeugs zumindest ein Signal erzeugt wird, welches außerhalb des
Fahrzeugs erfasst wird.
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Aus
der
DE 196 16 223
C2 ist eine Dichtigkeitsprüfvorrichtung für
Kraftfahrzeuge bekannt, umfassend eine Ultraschallsendevorrichtung,
einen Ultraschalloszillator, der durch eine zugeführte
Leistung zum Schwingen angeregt wird, einen Ultraschallgenerator,
um mit dem vom Ultraschalloszillator angelegten Signal Ultraschallwellen
zu erzeugen und eine Ultraschallempfangsvorrichtung zum Empfangen
der Ultraschallwellen. Die Ultraschallsendevorrichtung ist dabei
in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs und die Ultraschallempfangsvorrichtung
ist außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei Undichtigkeiten
des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von mittels der Ultraschallempfangsvorrichtung
empfangenen Ultraschallwellen erkannt werden.
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Der
Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Überprüfung einer Dichtigkeit eines Fahrzeugs
anzugeben, anhand welcher Undichtigkeiten zwischen einem Fahrzeuginnenraum
und einer Umgebung des Fahrzeugs mit geringem Aufwand, sehr genau
und unter reproduzierbaren Messbedingungen erfassbar sind.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch
die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Vorrichtung zur Überprüfung einer Dichtigkeit
einer Karosserie eines Fahrzeugs umfasst einen innerhalb des Fahrzeugs,
insbesondere innerhalb einer Fahrgastzelle, eines Kofferraums und/oder eines
Motorraums des Fahrzeugs, angeordneten Signalgenerator und zumindest
eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Signalerfassungseinheit.
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Erfindungsgemäß umfasst
der Signalgenerator eine oder mehrere Schallquellen zur Erzeugung von
Tonsignalen und die Signalerfassungsvorrichtung ist aus mehreren
Mikrofonen zum Empfang der erzeugten Tonsignale gebildet, wobei
die Mikrofone außerhalb des Fahrzeugs matrixartig mit einer
oder mehreren Längsseiten und/oder einer Oberseite des Fahrzeugs
korrespondierend angeordnet sind, so dass sich ein so genanntes
Mikrofon-Array ergibt.
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Daraus
ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise, dass Undichtigkeiten
der Karosserie des Fahrzeugs und daraus folgend Fehlausrichtungen und/oder
Fehlanordnungen von Bauteilen des Fahrzeugs sehr genau und gleichzeitig
mit geringem Zeitaufwand ermittelbar sind, woraus wiederum Kosteneinsparungen
resultieren. Auch sind durch die Anordnung der Mikrofone in definiertem
Abstand zueinander bei allen zu prüfenden Fahrzeugen reproduzierbare,
insbesondere identische, Messbedingungen erzielbar. Besonders vorteilhaft
ist, dass die Undichtigkeiten der Karosserie ohne Beaufschlagung
des Fahrzeugs mit Wasser ermittelbar sind, so dass Wassereinbrüche
bei eventuellen Undichtigkeiten zwischen der Karosserie des Fahrzeugs
und deren Umgebung und daraus folgende Beschädigungen innerhalb
des Fahrzeugs vermeidbar sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher
erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 schematisch
eine perspektivische Seitenansicht einer Anordnung eines Fahrzeugs,
einer Gebläsevorrichtung und eines Mikrofons während
einer Erfassung von Luftgeräuschen innerhalb des Fahrzeugs,
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2 schematisch
eine perspektivische Frontansicht der Anordnung gemäß 1,
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3 schematisch
eine perspektivische Seitenansicht einer Anordnung eines Fahrzeugs,
eines Signalgenerators und einer Signalerfassungseinheit während
einer Überprüfung einer Dichtigkeit einer Karosserie
des Fahrzeugs, und
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4 schematisch
eine perspektivische Frontansicht der Anordnung gemäß 3.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In 1 und 2 sind
ein Fahrzeug 1, eine außerhalb des Fahrzeugs 1 angeordnete
Gebläsevorrichtung 2 und ein Mikrofon 3 dargestellt.
Die Gebläsevorrichtung 2 und das Mikrofon 3 sind
Bestandteile einer Vorrichtung zur Überprüfung
einer Dichtigkeit einer Karosserie des Fahrzeugs 1, insbesondere einer
Dichtigkeit gegenüber Stoffen, Gasen und/oder Flüssigkeiten.
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Mittels
der Gebläsevorrichtung, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel
eine obere Gebläseöffnung 2.1 und zwei
seitliche Gebläseöffnungen 2.2 und 2.3 aufweist,
wird das Fahrzeug 1 mit mehreren Luftströmungen
beaufschlagt.
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Diese
Luftströmungen führen bei Undichtigkeiten der
Karosserie des Fahrzeugs 1 insbesondere dazu, dass innerhalb
des Fahrzeugs 1 Luftgeräusche entstehen. Die Undichtigkeiten
resultieren beispielsweise aus Fehlausrichtungen und/oder Fehlanordnungen
von Bauteilen der Karosserie des Fahrzeugs 1, wie z. B.
Türen, Hauben, Deckel, Scheiben und/oder Schiebedächer,
oder Fehlanordnungen und/oder Defekten von Dichtungselementen. Neben einer
komfortmindernden Geräuschentwicklung, insbesondere durch
Fahrtwind, können die Undichtigkeiten weiterhin auch dazu
führen, dass Schmutzpartikel oder Feuchtigkeit in das Innere
des Fahrzeugs eintreten können, so dass es erforderlich
ist, diese Undichtigkeiten vorzugsweise schon während der Produktion
des Fahrzeugs 1 zu ermitteln.
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Zur
Ermittlung von Undichtigkeiten ist das Mikrofon 3 innerhalb
des Fahrzeugs 1, d. h. innerhalb einer Fahrgastzelle des
Fahrzeugs 1, angeordnet. Die bei Undichtigkeiten aufgrund
der Beaufschlagung des Fahrzeugs 1 mit den Luftströmungen
hervorgerufene Luftgeräusche werden mittels des Mikrofons 3 in
der Fahrgastzelle erfasst und mit Sollwerten, welche in einer Verarbeitungseinheit 4 hinterlegt
sind, verglichen.
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Um
das Fahrzeug 1 an verschiedenen Positionen der Karosserie
mit den Luftströmungen zu beaufschlagen ist das Fahrzeug 1 auf
einer Transportvorrichtung 5, insbesondere einem Transportband, angeordnet,
mittels welcher das Fahrzeug 1 während einer Montage
und Endfertigung zu verschiedenen Stationen bewegt wird. In einer
dieser Stationen werden die entstehenden Luftgeräusche
im Fahrzeug 1 ermittelt, wobei das Fahrzeug 1 mittels
der Transportvorrichtung 5 unter der Gebläsevorrichtung 2 hindurchbewegt
wird. Um dabei einen gleichmäßigen Abstand zwischen
dem Fahrzeug 1 und den Gebläseöffnungen 2.1 bis 2.3 sicherzustellen,
ist zumindest die obere Gebläseöffnung 2.1 in
vertikaler Richtung beweglich angeordnet, wobei die Bewegung mittels Sensoren
und Antrieben automatisch erfolgt.
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Alternativ
oder zusätzlich sind die Gebläsevorrichtung 2 und
deren Gebläseöffnungen 2.1 bis 2.3 in
Längsrichtung und vertikaler Richtung beweglich angeordnet,
wobei die Gebläsevorrichtung 2 zur Bewegung in
Längsrichtung zum Fahrzeug 1 insbesondere in einer
nicht näher dargestellten Schienenkonstruktion angeordnet
ist. Zur Bewegung der Gebläsevorrichtung 2 in
dieser Schienenkonstruktion sind vorzugsweise nicht dargestellte
Antriebseinheiten, beispielsweise Elektromotoren mit Ketten- oder Riemenantrieben,
vorgesehen. Somit ist das Fahrzeug 1 an frei wählbaren
Positionen mit den Luftströmungen beaufschlagbar.
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Zur
Simulation unterschiedlicher Umwelteinflüsse ist mittels
der Gebläsevorrichtung 2 eine Vielzahl von Luftströmungen
erzeugbar, wobei insbesondere eine Gebläserichtung, eine
Gebläsegeschwindigkeit, ein Volumenstrom der Luft und/oder
eine Verteilung der Luft variabel einstellbar sind. Dabei sind insbesondere
auch verschiedene Niederschläge, wie z. B. schwacher Regen
oder Starkregen, und ein damit verbundene unterschiedliche Wasserdrücke
simulierbar.
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Auch
ist es mittels der dargestellten Anordnung insbesondere möglich,
zu überprüfen, ob die Türen, Hauben,
Deckel, Scheiben und/oder Schiebedächer des Fahrzeugs 1 geschlossen
sind. Der geschlossene Zustand dieser Bauteile des Fahrzeugs 1 bildet
die Voraussetzung zur Durchführung der Überprüfung
der Dichtigkeit der Karosserie des Fahrzeugs 1.
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Die
mit dem Mikrofon 3 verbundene Verarbeitungseinheit 4 umfasst
zusätzlich eine Ausgabeeinheit 4.1, anhand welcher
optische und/oder akustische Hinweise beim Auftreten von Undichtigkeiten ausgebbar
sind, wobei aus einer aktuellen Position der Gebläsevorrichtung
und den dabei erzeugten Luftgeräuschen innerhalb des Fahrzeugs 1 die
Stelle der Undichtigkeit bzw. das nicht geschlossene Bauteil ermittelbar
sind. Bei der Ausgabeeinheit 7.1 kann es sich beispielsweise
um einen Bildschirm oder eine andere Datenausgabeeinheit, wie z.
B. einen Drucker, handeln.
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In
nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen
sind mehrere Mikrofone innerhalb des Fahrzeugs 1, insbesondere
innerhalb der Fahrgastzelle, eines Motorraums und/oder eines Kofferraums,
angeordnet, so dass sehr genaue Messergebisse erzielbar sind.
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Die 3 und 4 zeigen
das Fahrzeug 1, einen Signalgenerator 6 und eine
Signalerfassungseinheit 7 während der Überprüfung
der Dichtigkeit der Karosserie des Fahrzeugs 1.
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Nachdem
mittels der in den 1 und 2 dargestellten
Anordnung überprüft wurde, ob alle Türen,
Hauben, Deckel, Scheiben und/oder Schiebedächer des Fahrzeugs 1 geschlossen
sind, werden mittels des Signalgenerators 6, welcher eine
Schallquelle 6.1 umfasst, die in der Fahrgastzelle des
Fahrzeugs angeordnet ist, Tonsignale erzeugt.
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Diese
Tonsignale sind in Abhängigkeit von deren Lautstärke
und/oder Frequenz und insbesondere in Abhängigkeit der
Dichtigkeit der Karosserie außerhalb des Fahrzeugs 1 erfassbar.
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Zu
dieser Erfassung der Tonsignale ist die Signalerfassungseinheit 7 vorgesehen,
welche mehreren Mikrofone 7.1 bis 4.n umfasst,
die matrixartig, Längsseiten sowie eine Oberseite des Fahrzeugs 2 umgebend,
insbesondere mit diesen korrespondierend, angeordnet sind. Unter
der matrixartigen Anordnung wird insbesondere die dargestellte Anordnung
der Mikrofone 7.1 bis 4.n verstanden, bei welcher
diese in mehreren Reihen vertikal nebeneinander sowie horizontal übereinander
bezüglich der Längsseiten bzw. horizontal hintereinander
bezüglich der Oberseite des Fahrzeugs 1 angeordnet
sind. Eine derartige Anordnung ergibt in besonders gewinnbringender
Weise, dass das Fahrzeug 1 von einem ”Tunnel” aus
Mikrofonen 7.1 bis 7.n umschlossen ist, d. h.
dass die Mikrofone 7.1 bis 7.n mit den Längsseiten
und der Oberseite des Fahrzeugs 1 korrespondierend angeordnet
sind.
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Die
im Fahrzeug 1 erzeugten Tonsignale treten insbesondere
an Positionen der Karosserie des Fahrzeugs 1 nach außen,
an welchen Undichtigkeiten auftreten. Diese nach außen
tretenden Tonsignale werden mittels der Mikrofone 7.1 bis 7.n erfasst, wobei
durch die matrixartige und das Fahrzeug 2 umgebende Anordnung
dieser Mikrofone 7.1 bis 7.n die genaue Position
an der Karosserie und somit die Position der Undichtigkeit ermittelt
werden.
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Hierzu
sind die Mikrofone 7.1 bis 7.n ebenfalls mit der
Verarbeitungseinheit 4 gekoppelt, anhand derer die erfassten
Tonsignale auswertbar sind. Für die Auswertung sind in
der Verarbeitungseinheit 4 Sollwerte der Tonsignale für
jede zu erfassende Position an der Karosserie des Fahrzeugs 1,
d. h. für jede Position eines der Mikrofone 7.1 bis 7.n,
hinterlegt. Diese Sollwerte sind beispielsweise mit Hilfe eines
Modell-Fahrzeugs, welches die Anforderung bezüglich der
Dichtigkeit zu 100 Prozent erfüllt, ermittelbar. Die Sollwerte
werden bei der Auswertung mit erfassten Istwerten des jeweiligen
Fahrzeugs 1 insbesondere bezüglich deren Amplitude
und/oder Frequenz verglichen, und aus einer Abweichung der Istwerte
von den Sollwerten an einer entsprechenden Position wird abgeleitet,
wo eine mögliche Undichtigkeit auftritt und wie stark diese
ausgebildet ist.
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Aus
dem Grund verschiedener Modellvarianten des Fahrzeugs 1 und
daraus folgend verschiedener Ausstattungsmerkmale und Anordnungsvarianten
von Bauteilen sind für jede dieser Modellvarianten vorzugsweise
gesonderte Sollwerte in der Verarbeitungseinheit 4 hinterlegt,
so dass für jede Modellvariante reproduzierbare Ergebnisse
erzielbar sind.
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Die
Ergebnisse dieses Soll-Ist-Vergleichs werden wiederum mittels der
Ausgabeeinheit 4.1 der Verarbeitungseinheit 4 optisch
und/oder akustisch ausgegeben, wobei diese Ausgabe insbesondere
in Form eines Protokolls oder einer so genannten Checkliste erfolgt.
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Da
die Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtigkeit
des Fahrzeugs 1 Bestandteil einer Fertigungsstraße
des Fahrzeugs 1 ist, können möglicherweise auftretende
Fehler sofort behoben werden. Weiterhin ist es durch die Vorrichtung
in besonders einfacher und zeitsparender Weise möglich,
die Undichtigkeiten zu erfassen und durch die Behebung dieser ein Fahrzeug 1 mit
einer sehr geringen Geräuschkulisse sowie großen
Sicherheit gegen eindringende Stoffe und Flüssigkeiten
zu erstellen, woraus neben der Einsparung von Herstellungskosten
eine signifikante Komforterhöhung für Insassen
des Fahrzeugs 1 resultiert.
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In
einer besonders vorteilhaften, nicht näher dargestellten
Weiterbildung umfasst der Signalgenerator 6 zusätzlich
mehrere Schallquellen, welche in einem Kofferraum und Motorraum
des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Somit kann zum einen überprüft werden,
ob ein Deckel des Kofferraums dicht gegen eindringende Stoffe und
Flüssigkeiten ist und anderseits kann auch ermittelt werden,
ob eine Motorhaube optimal in die Karosserie des Fahrzeugs 1 eingepasst
ist, so dass außerhalb des Fahrzeugs 1 eine möglichst
geringe Geräuschkulisse durch eine Dämpfung der
Motorgeräusche erzielbar ist.
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Auch
ist es besonders vorteilhaft, wenn die mittels der zusätzlich
innerhalb des Fahrzeugs 1 angeordneten Schallquellen erzeugten
Tonsignale mittels des in den 1 und 2 dargestellten
Mikrofons 3 erfasst und anhand der Verarbeitungseinheit 4 ausgewertet
werden, so dass auch Undichtigkeiten bzw. Fehlanordnungen und/oder
Fehlausrichtungen von Bauteilen zwischen dem Motorraum und der Fahrgastzelle
sowie dem Kofferraum und der Fahrgastzelle ermittelt werden können,
woraus die Möglichkeit der Reduzierung der Geräuschkulisse
in Innenraum des Fahrzeugs 1 und somit eine Komforterhöhung
resultieren.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Gebläsevorrichtung
- 2.1
bis 2.3
- Gebläseöffnung
- 3
- Mikrofon
- 4
- Verarbeitungseinheit
- 4.1
- Ausgabeeinheit
- 5
- Transportvorrichtung
- 6
- Signalgenerator
- 6.1
- Schallquelle
- 7
- Signalerfassungseinheit
- 7.1
bis 7.n
- Mikrofon
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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