DE102010033013A1

DE102010033013A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von Betriebsstoffsystemen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102010033013A1
Application number: DE201010033013
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Missbach; Patrick Wollensak; Rainer Dr. Mäckel; Alexander Schumacher
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-07-31
Filing date: 2010-07-31
Publication date: 2011-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen in einem Kraftfahrzeug (11), bei dem die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme mit Gas unter Überdruck beaufschlagt werden, der Druckabfall zu einem Referenzvolumen (Messgerät oder zweites im Fahrzeug befindliches System) gemessen und an eine Auswertungsvorrichtung übertragen wird, aus der Differenz der übermittelten Werte der Grad der Dichtheit abgeleitet wird, wobei die Dichtheitsprüfungen während des Transportes des Kraftfahrzeugs (11) entlang einer Produktionslinie (12) durchgeführt werden. Erfindungsgemäß werden die Dichtheitsprüfungen von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen in einem Prüfschritt zu einer parallelen automatisierten Dichtheitsprüfstation zusammengefasst, welche während der Prüfung an den Fahrzeugen adaptiert über Schienen parallel zueinander mit den Fahrzeugen mitfahren. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen in einem Kraftfahrzeug, wobei die Dichtheitsprüfungen während des Transportes des Kraftfahrzeugs entlang einer Produktionslinie durchgeführt werden.
In der heutigen Fahrzeugproduktion finden verschiedene Dichtheitsprüfungen von KFZ-Betriebsstoffsystemen statt. Dabei gibt es für die relevanten Betriebsstoffsysteme (z. B. das Kühlwassersystem, das Kältemittelsystem oder das Bremsflüssigkeitssystem) verschiedene, zum Teil redundante Prüfungen. Zu diesen Prüfungen gehört z. B. eine automatische Prüfung auf grobe Undichtigkeiten durch die Befüllanlage, welche im unbefüllten System mit Hilfe eines Überdrucks bzw. eines Vakuums stattfindet. Später findet am befüllten System oft eine werkergestützte Prüfung auf austretende Betriebsstoffe statt. Diese Prüfung kann beispielsweise eine Sichtprüfung oder eine Massenspektrometrie sein.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Dichtheitsprüfung einzelner KFZ-Betriebsstoffsysteme bekannt. Die WO 2004/046675 zeigt beispielsweise ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Kältemaschinen, insbesondere Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, bei dem die zu prüfende Anlage mit einem Gas unter Überdruck beaufschlagt wird. Des Weiteren zeigt diese Druckschrift ein Verfahren, bei dem Lecks ermittelt werden, indem nach einer ersten Messung die Adapter einer Füll- und Messeinrichtung von der Klimaanlage getrennt werden, nach einem längeren Zeitraum die Adapter einer zweiten Messeinrichtung mit der Klimaanlage verbunden werden und deren Messwerte mit den Messwerten der ersten Messung verglichen werden. Anschließend wird die Klimaanlage entlüftet und von den Adaptern der zweiten Messeinrichtung getrennt.
Dieses Verfahren weist jedoch einige Nachteile auf. Zum einen erfordert das beschriebene Verfahren eine relativ lange Lauf- bzw. Prüfzeit. Das Kältemittelsystem steht daher für einen verhältnismäßig langen Zeitraum unter Druck, was eine unerwünschte Beanspruchung des Systems bedeutet. Zum anderen ergeben sich durch die lange Prüfzeit und das mehrmalige An- und Abkoppeln Messunsicherheiten. Schließlich ist nachteilig, dass bei dieser Lösung zwei Anlagen erforderlich sind: Eine erste Anlage zum Druckluft-Befüllen und als Messpunkt 1 sowie eine zweite Anlage für die zweite Messung sowie zum Entlüften des Kältemittelsystems.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, das bzw. die die vorgenannten Nachteile vermindert.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht insbesondere darin, die Dichtheitsprüfungen von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen parallel in einem Prüfbereich am Produktionsband durchzuführen. Somit in einem Prüfschritt zusammenzufassen.
Vorteilhaft wird der Grad der Dichtheit der Betriebsstoffsysteme je nach Beschaffenheit des Systems (Volumen, zulässiger Prüfdruck) mittels der am Markt verfügbaren Druckluftprüfverfahren Differenzdruck- oder Masseflussverfahren bestimmt. Diese Verfahren arbeiten mit einem Referenzvolumen und haben den Vorteil, dass Sie einen Druckabfall hervorgerufen durch eine Leckage genauer messen können, als herkömmliche Druckabfall-/Druckanstieg-Zeit-Verfahren. Dies geschieht vor allem durch eine Spreizung des Messbereichs im Bereich der erwarteten Größenordnung der Leckage – beim Differenzdruckverfahren in Bezug zu einem Referenzvolumen. Es werden vorzugsweise beide Systeme, – zu prüfendes Betriebssystem und Referenzsystem parallel mittels eines Befüllsystems mit Druckluft (oder einem Prüfgas) befüllt und in Folge parallel abgeprüft. Es können auch mehrere zu prüfende Betriebssysteme parallel zu dem Referenzsystem in einem Fahrzeug gleichzeitig mit je einer Messeinheit pro Betriebssystem gegen das Referenzsystem geprüft werden.
Eine weitere Möglichkeit im Rahmen dieser Erfindung ist eine Differenzdruckmessung zwischen mehreren zu prüfenden Betriebsstoffsystemen im Fahrzeug untereinander.
Dabei dient jeweils das andere System als Vergleichssystem, eine Leckage in einem System verursacht eine Auslenkung des Differenzdrucksensors, der sich in diesem Fall zwischen den Systemen befindet.
Durch die Erfindung können viel kleinere Druckunterschiede schnell und zuverlässig festgestellt werden, als bei herkömmlichen Druckabfall/Druckanstieg-Zeit-Verfahren. Vorteilhaft ist das Referenzsystem mit dem Betriebsstoffsystem weitgehend identisch.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird eine Prüfeinrichtung in einer ersten Position an ein erstes Kraftfahrzeug angekoppelt und anschließend entlang der Produktionslinie mit dem Kraftfahrzeug mitgeführt. Dann wird die Prüfeinrichtung in einer zweiten Position vom Kraftfahrzeug abgekoppelt und zurück in die erste Position überführt und an ein zweites Kraftfahrzeug angekoppelt, wobei sich die erste Position in Laufrichtung der Produktionslinie vor der zweiten Position befindet. Zum Transport der Kraftfahrzeuge entlang der Produktionslinie kann dabei z. B. ein Transportband verwendet werden. Um die Prüfeinrichtung entlang der Produktionslinie mitführen zu können, sind mitfahrende Prüfeinrichtung für die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme erforderlich. Je nach Anzahl der vom Prüfweg belegten Stationen sind dementsprechend viele mitfahrende Prüfstationen erforderlich. Mit Beginn der Prüfung sind die Zuleitungen, z. B. Druckluftschläuche, auf die Zugänge der Betriebsstoffsysteme zu adaptieren. Nach Auswahl des entsprechenden fahrzeug- und ausstattungsabhängigen Parametersatzes durch eine Steuerungseinheit, kann das System mit Druckluft befüllt und mit der Messung begonnen werden. Innerhalb weniger Minuten werden die Systeme auf mögliche Undichtigkeiten geprüft – die Prüfzeit steht dabei in direktem Zusammenhang mit der Messgenauigkeit der Leckrate. Nach erfolgter Messung werden die Systeme zur Vermeidung eines Abkühleffektes langsam wieder entlüftet und von der Prüfeinrichtung abgekoppelt.
Vorzugsweise weist die Prüfeinrichtung mindestens eine Prüfvorrichtung und/oder mindestens eine Versorgungsvorrichtung auf. Vorteilhaft ist die Prüfeinrichtung als Konsole ausgebildet – mit mehreren Einschüben, je nach Anzahl der zu prüfenden Systeme. Die Prüfeinrichtung kann vorteilhaft aus einer Prüfvorrichtung oder einer Versorgungsvorrichtung gebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Prüfeinrichtung mehrere Prüfvorrichtungen und/oder Versorgungsvorrichtungen aufweist, um parallel verschiedene Betriebsstoffsysteme auf ihre Dichtigkeit überprüfen zu können.
Vorteilhaft weist die Prüfvorrichtung mindestens zwei Messsysteme für die Dichtheitsprüfung und/oder die Versorgungsvorrichtung mindestens zwei Versorgungssysteme auf, wobei in den Versorgungssystemen Zuleitungen für die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme vorgesehen sind. Darüber hinaus weisen die Versorgungssysteme vorzugsweise z. B. Druckluft- bzw. Vakuumversorgungen, Befülladapter, Steuerungen und Vorrichtungen zur Erfassung der Fahrzeugnummern auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird an zumindest einer Schnittstelle des Kraftfahrzeugs ein Prüfgerät angeschlossen, wobei durch das Prüfgerät Sensordaten des Kraftfahrzeugs ausgelesen und an eine Auswertungsvorrichtung übermittelt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Prüfgerät um einen mobilen Prüfcomputer, ein so genanntes „Porty”. Die Sensordaten stammen vorteilhaft von der Onboard-Sensorik des Fahrzeugs, welche über die Onboard-Schnittstelle (OBDII) ausgelesen werden können. Beispielsweise kann es sich dabei um Daten wie Temperatur und Druck handeln, die dazu verwendet werden können, um Messunsicherheiten zu minimieren (z. B. Temperaturkompensation). Weiterhin kann das Prüfgerät, wenn erforderlich, mit Vorteil dazu verwendet werden, systeminterne Ventile zu öffnen oder innere Undichtigkeiten zu vermeiden (z. B. mechanischer Kältemittelverdichter). Weiterhin vorzugsweise werden die Sensorinformationen durch so genanntes Polling (zyklisches Abfragen) erhalten. Gleichwertig ist aber die Verwendung von Interrupt-Requests (Unterbrechungsanforderungen) oder ein rekursiver Aufbau.
Vorzugsweise sind je nach Anzahl der betroffenen Stationen entlang des Bandes mehrere Prüfkonsolen vorgesehen, wobei beispielsweise die erste Prüfeinrichtung parallel zur Laufrichtung der Produktionslinie und parallel zur Bewegungsrichtung der zweiten Prüfeinrichtung bewegt wird, wobei die erste Prüfeinrichtung an der zweiten Prüfeinrichtung vorbei bewegt wird. Durch die Verwendung mehrerer Prüfeinrichtungen kann die Anzahl der gleichzeitig zu prüfenden Fahrzeuge erhöht werden. Vorzugsweise existiert dafür je Prüfeinrichtung eine Schiene, auf der jeweils eine Prüfeinrichtung bewegt wird. Dadurch kann die Prüfeinrichtung von der zweiten Position zurück zur ersten Position bewegt werden, ohne durch andere Prüfeinrichtungen behindert zu werden.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Folgenden werden einige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen schematischen Überblick des Verfahrens als Draufsicht; und
2 einen schematischen Überblick des Verfahrens in der Vorderansicht.
1 zeigt in Form eines schematischen Überblicks einen beispielhaften Ablauf des Verfahrens als Draufsicht. Zu erkennen ist ein Kraftfahrzeug 11, welches auf einem Montageband 12 bewegt wird. Weiterhin sind vier Prüfeinrichtungen 13 zu erkennen. Bei dreien der Prüfeinrichtungen sind Zuleitungen 14 mit dem Kraftfahrzeug verbunden. Jede der Prüfeinrichtungen 13 bewegt sich auf einer Schiene parallel zum Montageband 12. Dadurch ist gewährleistet, dass sich jede Prüfeinrichtung 13 von der zweiten Position 16 zurück zur ersten Position 15 bewegen kann, ohne von anderen Prüfeinrichtungen 13 behindert zu werden. In der ersten Position 15 werden die Zuleitungen 15 adaptiert und die Betriebsstoffsysteme mit Druckluft befüllt. Anschließend findet die Dichtigkeitsprüfung statt. In der zweiten Position 16 werden die Betriebsstoffsysteme wieder entlüftet und die Zuleitungen 14 abgekoppelt. Die Prüfeinrichtung 13 wird danach wieder zur ersten Position 15 bewegt und an das nächste zu überprüfende Kraftfahrzeug 11 angekoppelt.
2 zeigt, ebenfalls in Form eines schematischen Überblicks, einen beispielhaften Ablauf des Verfahrens als Vorderansicht. Zu erkennen ist wiederum ein Kraftfahrzeug 11, welches auf einem Montageband 12 bewegt wird. An den Seiten befinden sich eine erste Prüfeinrichtung 13 und eine zweite Prüfeinrichtung 17. Hier weisen die Prüfeinrichtungen 13, 17 jeweils eine Prüfvorrichtung 21 und eine Versorgungsvorrichtung 22 auf. Die Zuleitungen 14 sind nur angedeutet mit dem Kraftfahrzeug 11 verbunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/046675 [0003]

Claims

Verfahren zur Dichtheitsprüfung von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen in einem Kraftfahrzeug (11), bei dem – die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme parallel zu einem Referenzsystem mit einem gasförmigen Prüfmedium unter Überdruck beaufschlagt und mit einem Differenzdruck- oder Masseflussverfahren gegen das Referenzsystem – eine Differenz gemessen wird und aus der Differenz der übermittelten Werte der Grad der Dichtheit abgeleitet wird, wobei die Dichtheitsprüfungen während des Transportes des Kraftfahrzeugs (11) entlang einer Produktionslinie (12) durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtheitsprüfungen von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen in einem Prüfschritt zusammengefasst werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Betriebsstoffsystem unterschiedenes Referenzsystem bereitgestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebsstoffsystem als Referenzsystem verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfeinrichtung (13) – in einer ersten Position (15) an ein erstes Kraftfahrzeug (1) angekoppelt wird, – entlang der Produktionslinie (12) mit dem Kraftfahrzeug (11) mitgeführt wird, – in einer zweiten Position (16) vom Kraftfahrzeug (11) abgekoppelt wird, – zurück in die erste Position (15) überführt und an ein zweites Kraftfahrzeug (11) angekoppelt wird, wobei sich die erste Position (15) in Laufrichtung der Produktionslinie (12) vor der zweiten Position (16) befindet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (13) mindestens eine Prüfvorrichtung (22) und/oder mindestens eine Versorgungsvorrichtung (23) aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (22) mindestens zwei Messsysteme für die Dichtheitsprüfung aufweist und/oder die Versorgungsvorrichtung (23) mindestens zwei Versorgungssysteme aufweist, wobei in den Versorgungssystemen Zuleitungen (14) für die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme vorgesehen sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Schnittstelle des Kraftfahrzeugs (11) ein Prüfgerät angeschlossen wird, wobei durch das Prüfgerät Sensordaten des Kraftfahrzeugs (11) ausgelesen und an eine Auswertungsvorrichtung übermittelt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Prüfeinrichtung (13) und eine zweite Prüfeinrichtung (17) vorgesehen sind, wobei die erste Prüfeinrichtung (13) parallel zur Laufrichtung der Produktionslinie (12) und parallel zur Bewegungsrichtung der zweiten Prüfeinrichtung (17) bewegt wird, wobei die erste Prüfeinrichtung (13) an der zweiten Prüfeinrichtung (17) vorbei bewegt wird.
Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Dichtheitsprüfung von zumindest zwei Betriebsstoffsystemen in einem Kraftfahrzeug (11), mit einer Versorgungsvorrichtung (23), die die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme und Referenzsysteme mit Gas unter Überdruck beaufschlagt, einer ersten Prüfvorrichtung (22), die den Differenzdruck eines ersten Betriebsstoffsystem zum Referenzsystem misst und an eine Auswertungsvorrichtung überträgt, einer zweiten Prüfvorrichtung (22), die dazu ausgebildet ist, den Differenzdruck eines zweiten Betriebsstoffsystems zum Referenzsystem zu messen und an eine Auswertungsvorrichtung zu übertragen, wobei die Auswertungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, aus den Differenzdrücken den Grad der Dichtheit des jeweiligen Betriebsstoffsystems abzuleiten, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Dichtheitsprüfungen während des Transportes des Kraftfahrzeugs (11) entlang einer Produktionslinie (12) durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Dichtheitsprüfungen von mindestens zwei Betriebsstoffsystemen in einem Prüfschritt zusammenzufassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfeinrichtung (13) vorgesehen ist, welche mindestens eine Prüfvorrichtung (22) und/oder mindestens eine Versorgungsvorrichtung (23) aufweist und/oder die Prüfvorrichtung (22) mindestens zwei Messsysteme für die Dichtheitsprüfung aufweist und/oder die Versorgungsvorrichtung (23) mindestens zwei Versorgungssysteme aufweist, wobei in den Versorgungssystemen Zuleitungen (14) für die zu prüfenden Betriebsstoffsysteme vorgesehen sind und/oder ein Prüfgerät vorgesehen ist, das an eine Schnittstelle des Kraftfahrzeugs (11) anschließbar ist, wobei durch das Prüfgerät Sensordaten des Kraftfahrzeugs (11) ausgelesen und an eine Auswertungsvorrichtung übermittelt werden und/oder eine erste Prüfeinrichtung (13) und eine zweite Prüfeinrichtung (17) vorgesehen sind, wobei sich die erste Prüfeinrichtung (13) parallel zur Laufrichtung der Produktionslinie (12) und parallel zur Bewegungsrichtung der zweiten Prüfeinrichtung (17) bewegt, und wobei die erste Prüfeinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, sich an der zweiten Prüfeinrichtung (17) vorbeizubewegen.