-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schallemissionsprüfung eines beweglichen Bauteils innerhalb der Bewegungskinematik einer Kraftwagentür gemäß dem Patentanspruch 1.
-
Zur Bewertung der Akustik, insbesondere der Schallemission, von mechanisch rastenden und/oder beweglichen Bauteilen werden häufig Luftschall- und Körperschallmessungen herangezogen. Diese Messungen sind nur in speziellen Akustikprüfständen beziehungsweise speziellen Akustikräumen durchführbar und daher entsprechend aufwendig, wodurch sie darüber hinaus besonders kostenintensiv sein können. Des Weiteren sind solche Messungen in Produktionsabläufen, beispielsweise bei der Kraftwagenproduktion, besonders schwer integrierbar.
-
Ein Nachteil bei Körperschallmessungen ist darüber hinaus deren großer Fehler, da Körperschallmessungen besonders stark von einer Positionierung und Befestigung des zu prüfenden Bauteils abhängig sind. Daher ist eine Übertragung der Messwerte beispielsweise auf unterschiedliche Prüfstände nur schwer zu realisieren und schwierig abzustimmen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Schallemissionsprüfung eines beweglichen Bauteils bereitzustellen, bei welcher auf einen speziellen Akustikprüfstand und/oder einen Akustikraum verzichtet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schallemissionsprüfung eines beweglichen Bauteils, beispielsweise eines Türhalters, einer Türbremse und/oder eines Türscharniers, einer Kraftwagentür, insbesondere eines Personenkraftwagens, umfasst ein Grundgerüst und ein an diesem mittels wenigstens zwei Lagerungsvorrichtungen um eine Rotationsachse drehbar gehaltenen Rahmenelement. Ferner weist die Vorrichtung ein erstes Adapterelement, welches, insbesondere zwischen den beiden Lagerungsvorrichtungen, an dem Grundgerüst angeordnet ist, und ein zweites Adapterelement, welches, insbesondere zwischen den beiden Lagerungsvorrichtungen, zu dem ersten Adapterelement korrespondierend an dem Rahmenelement angeordnet ist, auf. Durch das erste Adapterelement und das zweite Adapterelement ist das Bauteil in seiner Einbaulage, welche seiner tatsächlichen Position an der fertig montierten Kraftwagentür entspricht, fixierbar beziehungsweise kann das Bauteil zwischen den Adapterelementen fixiert werden.
-
Ferner weist die Vorrichtung einen Drehwinkelsensor auf, durch welchen ein Winkel und/oder eine Geschwindigkeit, insbesondere Winkelgeschwindigkeit, zwischen dem Grundgerüst und dem Rahmenelement als wenigstens ein Winkelsensorsignal erfassbar ist beziehungsweise sind. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Kraftmesssensoreinrichtung, durch welche die von dem Bauteil bei einer Bewegung des Rahmenelements um die Rotationsachse, insbesondere relativ zum Grundgerüst, an das Grundgerüst und/oder an das Rahmenelement durch das Bauteil übertragene Kräfte als wenigstens ein Kraftmesssignal erfassbar sind. Durch eine elektronische Recheneinrichtung der Vorrichtung ist aus dem Winkelsensorsignal und/oder dem Kraftmesssignal eine Schallemission des Bauteils bestimmbar.
-
Dabei sind beispielweise in dem wenigstens einen Winkelsensorsignal Messwerte des wenigstens einen Winkelsensors und in dem wenigstens einen Kraftmesssignal Messewerte der wenigstens einen Kraftmesssensoreinrichtung abgelegt beziehungsweise enthalten. So kann durch eine Auswertung, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, der erfassten Messwerte der wenigstens einen Kraftmesssensoreinrichtung und des wenigstens einen Winkelsensors eine Schallemission des Bauteils bestimmt werden. Die Kraftmesssensoreinrichtung umfasst vorteilhafterweise wenigstens einen Kraftmesssensor, durch welchen wenigsten eine Kraftkomponente beziehungsweise wenigstens eine der Kräfte, welche von dem Bauteil übertragenen werden, erfassbar ist.
-
Die Vorrichtung stellt somit einen Prüfstand zur Schallemissionsprüfung dar, wobei das Grundgerüst als quasi solides Fundament eine große Masse aufweist, welches zumindest für die Bestimmung der Schallemission näherungsweise als unendliche Masse fungiert. Die Vorrichtung, der Prüfstand, stellt gegenüber den eingeleiteten Kräften des Bauteils somit quasi eine unendliche Masse dar. Dadurch kann sichergestellt werden, dass alle eingeleiteten Kräfte des Bauteils gemessen werden können, da aufgrund der Masse beispielsweise eine Eigenbewegung des Grundgerüsts unterbleiben kann.
-
Das drehbar an dem Grundgerüst angebrachte Rahmenelement dient quasi zur Simulation der Fahrzeugtür selbst. Die Lage des Bauteils in der Vorrichtung beziehungsweise im Prüfstand entspricht somit seiner späteren Nutzungs-Einbaulage. Durch die beiden Adapterelemente kann das zu prüfende Bauteil, der Prüfling, an seinen tatsächlichen Anbindungspunkten, mittels welcher das Bauteil an der Fahrzeugtür und/oder an einer Fahrzeugkarosserie angebunden ist, fixiert werden. So nutzt die Vorrichtung die Messung der Kräfte an den Anbindungspunkten des Bauteils zur Einbauumgebung, dem Rahmenelement und dem Grundgerüst. Wobei die tatsächlichen Anbindungspunkte durch die beiden Adapterelemente, welche jeweils für ein zu messendes Bauteil entsprechend variieren können, realisiert beziehungsweise bereitgestellt werden. Durch die in die Struktur eingeleiteten Kräfte, welche durch das Kraftmesssignal präsentiert werden und beispielsweise durch festgestellte Schwingungen, welche beispielsweise durch das Winkelsensorsignal repräsentiert werden können, kann die Schallemission des Bauteils bestimmt werden. Dies ist möglich, da die in das Grundgerüst und das Rahmenelement eingeleiteten Kräfte und Schwingungen die Ausgangsgröße für die Ausprägung von Körperschall und Luftschall sind.
-
Vorteilhafterweise werden die Kräfte durch die wenigstens eine Kraftmesssensoreinrichtung an den Anbindungspunkt, zwischen Bauteil und den Adapterelementen triaxial, das heißt in alle drei Raumrichtungen gemessen, da unterschiedliche Akustikphänomene an unterschiedlichen Anbindungspunkten beziehungsweise in unterschiedliche Richtungen dort Kräfte einleiten. Vorteilhafterweise wird mittels einer Frequenzfilterung des Kraftmesssignals durch die elektronische Recheneinrichtung das Kraftmesssignal so variiert, dass akustische Phänomene, beispielsweise Knacken, Quietschen und Knarren oder dergleichen, in dem Kraftmesssignal besonders vorteilhaft erkannt werden können. Die Korrelation zwischen dem, insbesondere gefilterten, Kraftmesssignal zu vergleichsweise erhobenen Körperschall- und Luftschallwerten ist bei der Vorrichtung besonders hoch, sodass diese besonders vorteilhaft zur Schallemissionsprüfung verwendet werden kann. Dadurch ergibt sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der Vorteil, dass Luftschall- und/oder Körperschallmessungen in beispielsweise Akustikräumen empfangen können, wodurch beispielsweise ein Aufwand zur Schallemissionsprüfung besonders gering ist. Ferner können dadurch beispielsweise auch Kosten zur Schallemissionsprüfung besonders gering gehalten werden.
-
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich ferner der Vorteil, dass eine qualitative und/oder technische Absicherung während oder nach einer Entwicklung des entsprechenden Bauteils beziehungsweise der Kraftfahrzeugtür, sowie innerhalb der Serienfertigung des Bauteils eine schnelle akustische Beurteilung des Bauteils möglich ist. Dazu könnten auch Abgleichsmessungen in Akustikräumen in bestimmten Abständen durchgeführt werden, um die durch die Vorrichtung bestimmte Schallemission regelmäßig zu verifizieren. Ferner kann die Vorrichtung besonders vorteilhaft bei Werks- und/oder Kundenbeanstandungen verwendet werden. Das Bauteil, welches insbesondere ein Türhalter, eine Türbremse, ein Türscharnier oder ein artgleiches beziehungsweise ähnliches Bauteil ist kann somit besonders zeit- und/oder kostengünstig vermessen werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung zur Schallemissionsprüfung eines beweglichen Bauteils einer Kraftwagentür;
- 2 eine schematische Perspektivansicht eines ersten Adapterelements der Vorrichtung; und
- 3 eine schematische Perspektivansicht eines zweiten Adapterelements der Vorrichtung.
-
1 zeigt eine Perspektivansicht einer Vorrichtung 10 zur Schallemissionsprüfung eines beweglichen Bauteils 12 einer (nicht gezeigten) Kraftwagentür. Das Bauteil 12 ist beispielsweise als Türhalter, Türbremse, Türscharnier oder Ähnliches ausgebildet. Das das Bauteil 12 der Schallemissionsprüfung unterzogen wird, wird es auch als Prüfling bezeichnet. Durch die Vorrichtung 10 ist es auf besonders vorteilhafte Weise möglich, die Schallemission des Bauteils 12 zu bestimmen, da beispielsweise auf aufwendige Luftschall- und/oder Körperschallmessungen beispielsweise in einem Akustikraum aufgrund der Eigenschaften der Vorrichtung 10 verzichtet werden kann.
-
Dazu umfasst die Vorrichtung 10 ein Grundgerüst 14, an welchem mittels wenigstens zwei Lagerungsvorrichtungen 16 ein um eine Rotationsachse 18 drehbar gehaltenes Rahmenelement 20 angeordnet ist. Ferner weist die Vorrichtung 10 ein erstes Adapterelement 22 auf, welches, insbesondere zwischen den beiden Lagerungsvorrichtungen 16, an dem Grundgerüst 14 angeordnet ist auf. Ein zweites Adapterelement 24 ist, insbesondere zwischen den beiden Lagerungsvorrichtungen 16, zu dem ersten Adapterelement 22 korrespondierend an dem Rahmenelement 20 angeordnet. Das Bauteil 12 (Prüfling) ist, insbesondere über entsprechende Anbindungspunkte, derart zwischen den beiden Adapterelementen 22, 24 positionierbar beziehungsweise fixierbar, dass es dort in seiner tatsächlichen Einbaulage, welche das Bauteil 12 in der Kraftwagentür in seiner bestimmungsgemäßen Position einnehmen würde, gehalten ist.
-
Die Vorrichtung 10 umfasst wenigstens einen Drehwinkelsensor 26, durch welchen ein Winkel und/oder eine Geschwindigkeit, insbesondere Winkelgeschwindigkeit, zwischen dem Grundgerüst 14 und dem Rahmenelement 20 als wenigstens ein Winkelsensorsignal erfasst ist. Ferner umfasst die Vorrichtung 10 wenigstens eine Kraftmesssensoreinrichtung 28, durch welchen die von dem Bauteil 12 (Prüfling) bei einer Bewegung des Rahmenelements 20 um die Rotationsachse an das Grundgerüst 14 und/oder an das Rahmenelement 20 übertragene Kräfte als wenigstens ein Kraftmesssignal erfassbar sind. Dazu umfasst die Kraftmesssensoreinrichtung 28 vorteilhafterweise wenigstens einen Kraftmesssensor. Mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 30 ist aus dem Winkelsensorsignal und/oder aus dem Kraftmesssignal eine Schallemission des Bauteils 12 (Prüfling) bestimmbar beziehungsweise ableitbar.
-
Vorteilhafterweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 30 eine Frequenzfilterung des Kraftmesssignals, insbesondere bei beziehungsweise für die Bestimmung der Schallemission des Bauteils durchgeführt. Dabei ist die wenigstens eine Kraftmesssensoreinrichtung 28 vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass die durch das Bauteil 12 übertragenen Kräfte für drei Raumrichtungen in dem Kraftmesssignal erfassbar sind beziehungsweise erfasst werden. Ferner weist die Vorrichtung 10, welche insbesondere als Prüfstand ausgebildet ist, vorteilhafter Weise wenigstens ein Anschlagselement 32, insbesondere zwei Anschlagelemente 32 auf, durch welches beziehungsweise welche eine Drehung des Rahmenelements 20 um die Rotationsachse hemmbar beziehungsweise blockierbar ist. Mit anderen Worten ist das wenigstens eine Anschlagelement 32 derart ausgebildet, dass dadurch der tatsächliche Öffnungswinkel der Kraftfahrzeugtür durch das Rahmenelement 20 bei der Bewegung um die Rotationsachse 18 eingehalten werden kann, wodurch das Bauteil 12 (Prüfling) entsprechend seiner tatsächlichen Einbaulage vermessen werden kann.
-
Vorteilhafter Weise umfasst das Grundgerüst 14 und/oder das Rahmenelement 20 massiv ausgegossenen Aluminiumhohlkammerprofilen, welche aufgrund ihrer Masse besonders schwingungsarm insbesondere bezüglich Schall sind. Dabei bilden die Aluminiumhohlkammerprofile beispielweise die jeweilige Grundstruktur beziehungsweise das Gerüst des Grundgerüsts 14 und/oder des Rahmenelements 20. Zusätzlich oder alternativ zu den Aluminiumhohlkammerprofilen kann etwas diesen Ähnliches, beispielweise ein Strukturelement, vorgesehen sein, welches beispielweise zum Bilden zumindest eines Teils des Grundgerüsts 14 und/oder das Rahmenelement 20 dient und keine Eigenresonanz aufweist beziehungsweise diese durch Schallanregung besonders gering ist. Dadurch kann die Vorrichtung 10 besonders einfach und effizient montiert und gegebenenfalls an Bauteile 12 anderer Kraftfahrzeugtüren angepasst werden und weist gleichzeitig eine für eine besonders präzise Schallemissionsmessung vorteilhafte große Masse auf.
-
Darüber hinaus ist das Grundgerüst 14 beziehungsweise das Grundgestell vorteilhafter Weise fahrbar ausgebildet und weist entsprechende Transportrollen 34 auf, wobei entsprechende Ausrichtstößel 36 vorgesehen werden können, wodurch die Vorrichtung 10 festgesetzt werden kann, sodass keine störenden Geräusche während der Bestimmung der Schallemission auftreten. Die Lagerungsvorrichtungen 16 sind insbesondere als geräuschfreie und/oder leichtlaufende und/oder wartungsfreie Lager ausgebildet beziehungsweise umfassen solche. Die Ausrichtstößel 36 dienen dazu, beispielsweise mittels einer Wasserwaage, das Grundgerüst 14 und somit die Vorrichtung 10 exakt in einer Ebene ausrichten zu können. Am Grundgerüst 14 sowie am Rahmenelement 20 können für die Aufnahme der jeweiligen Adapterelemente 22; 24 entsprechende Vorrichtungen, beispielweise Montageplatten, vorgesehen sein, sodass die Adapterelemente 22, 24 jeweils passend zu einem neu zu vermessenden Bauteil 12 besonders schnell ausgewechselt werden können.
-
Der Drehwinkelsensor 26 befindet sich im gezeigten Ausführungsbeispiel vorteilhafter Weise in der Achsverlängerung der Drehachse 18 der oberen Lagerungsvorrichtung 16. Dabei ist der Drehwinkelsensor 26 so ausgebildet, dass dieser die Geschwindigkeit des bewegten Rahmenelements 20 sowie den zurückgelegten Winkel an die elektronische Recheneinrichtung 30 übermitteln kann.
-
2 und 3 zeigt jeweils ausschnittsweise das erste Adapterelement 22 sowie das zweite Adapterelement 24, welche beispielsweise jeweils als Adapterblock ausgebildet sein können. Dabei zeigt das erste Adapterelement 22 in der 2 eine Sensoraufnahme 38, in welcher zumindest eine Komponente, insbesondere beispielweise der Kraftmesssensor, wie beispielsweise ein triaxiales Kraftmesselement 40, der Kraftmesssensoreinrichtung 28 aufnehmbar ist. So dient die Sensoraufnahme 38 in 2 zur Aufnahme des triaxialen Kraftmesselements 40 der Kraftmesssensoreinrichtung 28.
-
3 zeigt dass das Adapterelement 24 mit einer weiteren Sensoraufnahme 38 sowie weiteren triaxialen Kraftmesselementen 40 der Kraftmesssensoreinrichtung 28.
-
Durch die gezeigte Vorrichtung 10 kann auf besonders vorteilhafte Weise, und insbesondere während oder nach einer Entwicklung des Bauteils 12 beziehungsweise der dazugehörigen Kraftfahrzeugtür eine qualitative und/oder technische Absicherung für die durch das Bauteil 12 zu erwartende Schallemission im fertigmontierten Zustand im Kraftfahrzeug bestimmt werden.
