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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung
einer Dichtheit einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem
ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit einer
Fahrzeugkarosserie.
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In
der heutigen Fahrzeugproduktion erfolgt im Bereich eines Montageendes
eine sogenannte Regendichtheitsprüfung, bestehend aus automatischer
Beregnungsanlage und anschließendem werkergebundene Befundungsprozess
zur Feststellung des eingetretenen Wassers. Alternativ wird die
Regel-Dichtheitsprüfung auch stichprobenartig in sogenannten
manuellen Beregnungsboxen durchgeführt. Die Befundung der
Undichtigkeiten (Wassereintritt) erfolgt dabei visuell und manuell,
wobei es auch schon Ansätze für trockene Lösungen
mittels Ultraschallemission gibt, die sich aufgrund von komplexer und
teuerer Technik jedoch noch nicht durchgesetzt haben. Unter anderem
ursächlich hierfür ist auch eine fehlende Fehlerabdeckung,
wie sie beispielsweise bei Undichtigkeiten durch Druck von Schwallwasser
vorkommt.
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Aus
der
DE 196 16 232
C2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung
zur Dichtigkeitsprüfung für Kraftfahrzeuge bekannt,
umfassend eine Ultraschallsendevorrichtung, einen Ultraschalloszillator,
welcher durch eine zugeführte Leistung zum Schwingen angeregt
wird und einen Ultraschallgenerator, um mit dem vom Ultraschalloszillator
angelegten Signal Ultraschallwellen zu erzeugen. Darüber
hinaus ist auch noch eine Ultraschallempfangsvorrichtung zum Empfangen
der Ultraschallwellen vorgesehen. Die Ultraschallsendevorrichtung
ist dabei in einem Innenraum des Kraftfahrzeuges angeordnet, während
die Ultraschallempfangsvorrichtung außerhalb des Kraftfahrzeuges
angeordnet ist. Undichtigkeiten des Kraftfahrzeuges werden in Abhängigkeit
von mittels der Ultraschallempfangsvorrichtung empfangenen Ultraschallwellen
erkannt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform
anzugeben, mit welcher eine Dichtigkeitsprüfung einer Karosserie
eines Kraftfahrzeuges schneller, zuverlässiger und insbesondere
kostengünstiger durchführbar ist. Die vorliegende Erfindung
beschäftigt sich außerdem mit dem Problem, ein
verbessertes Verfahren zur Überprüfung der Dichtigkeit
einer Fahrzeugkarosserie anzugeben.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand des abhängigen
Anspruchs.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Dichtigkeitsprüfung
bei Karosserien von Kraftfahrzeugen trocken und nicht wie bisher
mittels einer Beregnungsanlage, das heißt nass, durchzuführen.
Hierzu weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Überprüfung einer Dichtigkeit einer Karosserie
eines Kraftfahrzeuges eine an einem beweglichen Arm geführte
Druckluftdüse, mittels welcher die Karosserie mit Druckluft
beaufschlagt wird. Der bewegliche Arm kann dabei ein Roboterarm
sein, der entsprechend programmiert ist und insbesondere dichtigkeitsempfindliche
Stellen der Karosserie zielsicher ansteuert. Darüber hinaus ist
zumindest ein Mikrofon zur Erfassung von durch die Druckluftdüse
erzeugten Anblasgeräuschen vorgesehen. Ebenso wie eine
Auswerteeinrichtung, mittels der die erfassten Anblasgeräusche
einer Frequenzanalyse unterzogen und Abweichungen, die auf Undichtigkeiten
schließen lassen, ermittelt werden können. Denkbar
ist hierbei, dass die Druckluftdüse entlang eines vorbestimmten
Pfades die Karosserie des zu überprüfenden Kraftfahrzeuges
abfährt und diese mit Druckluft beaufschlagt, wobei das
zumindest eine Mikrofon gleichzeitig die Anblasgeräusche
erfasst. In der ebenfalls vorgesehenen Auswerteeinrichtung erfolgt
dann ein sogenannter Soll-Ist-Vergleich, bei welchem, beispielsweise
mittels einer Frequenzanalyse, die erfassten Anblasgeräusche
mit Soll-Anblasgeräuschen verglichen werden. Mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist dabei eine deutliche Kosteneinsparung im Bereich
der Dichtigkeitsüberprüfung einer Fahrzeugkarosserie möglich,
ebenso wie eine vergleichsweise geringe Prüfzeit. Darüber
hinaus entfällt auch werkergebundene Arbeitszeit im Bereich
der Befundung der Regenprobe, sowie eine Gefährdung eines
fertigen Kraftfahrzeuges durch einen Wasserschaden beim Durchführen
der Regenprobe. Ebenso sind mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Messfehler durch nicht verschlossene Fahrzeuge, beispielsweise
offene Seitenfenster leicht zu erkennen sowie Schwallwassereffekte,
hervorgerufen durch Wasserdruck, genau zu lokalisieren.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, ist das wenigstens eine Mikrofon ein im Fahrzeug
verbautes On-Board-Mikrofon. Ein derartiges On-Board-Mikrofon kann
beispielsweise in einer Freisprecheinrichtung integriert sein, so
dass eine Übermittlung der erfassten Anblasgeräusche
im Inneren des Fahrzeugs drahtlos an die Auswerteeinrichtung übertragen
werden können. Von besonderem Vorteil bei dieser Ausführungsform ist,
dass ohnehin im Fahrzeug vorgesehene Komponenten zur Überprüfung
der Dichtigkeit der Fahrzeugkarosserie herangezogen werden können,
so dass auf separate Mikrofone günstigstenfalls gänzlich
verzichtet werden kann. Um Toleranzen der Empfindlichkeit der Mikrofone
in den jeweiligen Fahrzeugen auszugleichen, kann jeweils eine Referenzmessung
durchgeführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken,
zur Überprüfung einer Dichtigkeit einer Karosserie
eines Kraftfahrzeuges diese mit Druckluft zu beaufschlagen, wobei
die Druckluft von einer an einem beweglichen Arm geführten
Druckluftdüse auf die Karosserie ausgestoßen wird.
Gleichzeitig werden von zumindest einem Mikrofon die von der Druckluftdüse
erzeugen Anblasgeräusche erfasst und in einer Auswerteeinrichtung, beispielsweise
mittels einer Frequenzanalyse ausgewertet, wobei insbesondere Abweichungen
zwischen Soll- und Ist-Werten, die auf Undichtigkeiten schließen
lassen, detektiert werden können. Das zumindest eine Mikrofon
kann dabei außerhalb oder innerhalb des Kraftfahrzeuges
angeordnet sein und beispielsweise Bestandteil einer Freisprechanlage
sein, so dass mit der Vorrichtung gleichzeitig noch die Funktion
der Freisprecheinrichtung überprüft werden kann.
Die Druckluftdüse wird dabei bevorzugt an vordefinierte
Schwachstellen der Fahrzeugkarosserie geführt, beispielsweise
entlang von Dichtungen, Türgummis, Abdeckungen, Falzen,
etc., wobei im Moment des Anblasens einer Fehlerstelle ein höherer Schallpegel
erzeugt wird, der von dem zumindest einen Mikrofon erfasst und beim
späteren Auswertevorgang detektiert werden kann. Die Fehlerstelle kann
dabei anschließend über die Bewegungsgeschwindigkeit
der Druckluftdüse entlang des Prüfpfades ermittelt
werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann
somit bestenfalls die bisher erforderliche Nassprüfung
entfallen, wodurch die Prüfung der Dichtigkeit insgesamt
schneller und kostengünstiger durchzuführen ist.
Von weiterem besonderem Vorteil ist der Entfall der Gefährdung
der Karosserie durch einen Wasserschaden, wie er bei einer Nassprüfung generell
auftreten kann.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung
einer Dichtigkeit einer Karosserie eines Fahrzeuges,
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2 ein
Schaubild einer möglichen Fehlererkennung bei Undichtigkeiten,
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3 eine
Schaubild einer Fehlererkennung mittels eines Summenpegels.
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Entsprechend
der 1, weist eine erfindungsgemäße
Vorrichtung 1 zur Überprüfung einer Dichtigkeit
einer Karosserie eines Fahrzeuges 2 eine an einem beweglichen
Arm 3 geführte Druckluftdüse 4 auf,
mittels welcher die Karosserie des Fahrzeuges 2 mit Druckluft
beaufschlagt wird. Der bewegliche Arm 3 kann dabei Teil
eines Roboters sein, der die Karosserie des Fahrzeuges 2 entlang
eines vordefinierten Prüfpfades abfährt und mit
Druckluft beaufschlagt. Darüber hinaus ist zumindest ein
Mikrofon 5 zur Erfassung von durch die Druckluftdüse 4 erzeugten
Anblasgeräuschen vorgesehen. Dieses zumindest eine Mikrofon 5 kann
dabei entweder als separates und insbesondere externes Mikrofon 5 ausgebildet
sein, wobei auch denkbar ist, dass das Mikrofon 5 ein im
Fahrzeug 2 verbautes On-Board-Mikrofon ist, beispielsweise
einen Bestandteil einer Freisprecheinrichtung des Fahrzeuges 2 bildet.
Für diesen Fall kann gleichzeitig mit der Dichtigkeitsprüfung der
Karosserie des Fahrzeuges 2 auch eine Funktionsprüfung
der Freisprecheinrichtung durchgeführt werden. Selbstverständlich
kann das Mikrofon 5 auch als Mikrofon(kugel)array ausgebildet
sein. Darüber hinaus ist eine Auswerteeinrichtung 6 vorgesehen,
mittels derer die erfassten Anblasgeräusche einem Soll-Ist-Vergleich,
insbesondere einer Frequenzanalyse (vgl. 2) unterzogen
werden und Abweichungen, die auf Undichtigkeiten schließen
lassen, ermittelt werden. Die Druckluftdüse 4 wird
dabei am beweglichen Arm 3 insbesondere im Hinblick auf
kritische Stellen, wie beispielsweise Dichtungen, Falzen und Türgummis
entlang der Karosserie des Fahrzeuges 2 geführt.
Fährt man mit der Druckluftdüse 4 eine
Dichtung entlang, so entsteht im Moment des Anblasens einer Fehlerstelle
im Fahrzeuginnenraum ein höherer Schallpegel mit gleichzeitig
höheren Frequenzen, so dass die Fehlerstelle über
den Prüfpfad und die Bewegungsgeschwindigkeit der Druckluftdüse 4 eindeutig
lokalisiert werden kann.
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In 2 ist
dabei ein Schaubild einer derartigen Frequenzanalyse dargestellt,
wobei der Verlauf A einen Frequenzverlauf ohne Fehlerstellen darstellt, während
die beiden Verläufe B und C jeweils auf Fehlerstellen hinweisen,
die beispielsweise durch gequetschte Dichtungen hervorgerufen sind.
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Des
weiteren können Fehlerstellen an einer Dichtung im Innenraum
des Fahrzeuges 2 an einem deutlich höheren Summenpegel 7 erkannt
werden, der beispielsweise durch eine Schallabschattung von einem
gequetschten Dichtungsteil hervorgerufen werden kann. Selbstverständlich
kann bei Bedarf auch noch eine Spektralanalyse erfolgen.
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Das
Verfahren zur Überprüfung der Dichtigkeit der
Karosserie des Fahrzeuges 2 erfolgt dabei wie folgt: Zunächst
wird mit der an dem beweglichen Arm 3 geführten
Druckluftdüse 4 die Karosserie des Fahrzeuges 2 mit
Druckluft beaufschlagt, insbesondere in dichtungskritischen Bereichen,
wie Türgummis, etc.. Dabei werden von zumindest einem Mikrofon 5 die
von der Druckluftdüse 4 erzeugten Anblasgeräusche
erfasst und an die Auswerteeinrichtung vermittelt, die daraufhin
die erfassten Anblasgeräusche einer Analyse, insbesondere
einer Frequenzanalyse, unterzieht und Abweichungen, die auf Undichtigkeiten
schließen lassen, ermittelt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich
deutliche Kosteneinsparungen bei der Dichtigkeitsprüfung
von Fahrzeugkarosserien erzielen, ebenso wie deutlich verkürzte
Prüfzeiten. Gleichfalls kann werkergebundene Arbeitszeit
im Bereich der Befundung einer Regenprobe entfallen. Von besonderem
Vorteil dürfte darüber hinaus sein, dass aufgrund
der trocken durchgeführten Prüfung keine Gefährdung
eines Wasserschadens am quasi fertigen Fahrzeug 2 riskiert
wird. So führte beispielsweise eine offenstehende Seitenscheibe
lediglich zu einem entsprechenden Signal in der Auswerteeinrichtung 6 und
nicht unmittelbar zu einem Wasserschaden. Gleichzeitig lassen sich
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Schwallwassereffekte,
hervorgerufen durch Wasserdruck, lokalisieren. Auch ist eine Einhaltung
der Prüfvorschriften, beispielsweise geschlossenen Seitenscheiben,
kontrollierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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