-
Die Erfindung betrifft eine Dichtung zum Abdichten eines Dichtspalts. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustandes einer Dichtung. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium zur Ermittlung eines Zustandes einer Dichtung.
-
Eine Dichtung kann zum Abdichten eines Dichtspalts benutzt werden und mit unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein, wie beispielsweise Kork, Elastomeren oder Elastomerprodukten (sogenannter „Gummi“) oder dergleichen. Ein Ausfall einer Dichtung, die zur Abdichtung eines Kühlkreislaufs genutzt wird, beispielsweise bei einem elektrischen Energiespeicher, kann schwerwiegende Auswirkungen haben. Bei einer undichten Dichtung kann Flüssigkeit austreten, was zu einem Versagen der Funktion der Flüssigkeit in dem Kühlkreislauf und zu einer Überhitzung führen kann. Des Weiteren kann eine Reaktion der Flüssigkeit mit einem Außenbereich erfolgen, wie beispielsweise Korrosion einer elektrischen Leitung und/oder ein Isolationsversagen und/oder ein Kurzschluss oder dergleichen.
-
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Dichtung zu schaffen, die zu einer sicheren sowie diagnostizierbaren Abdichtung eines Dichtspalts beiträgt. Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustandes der Dichtung geschaffen werden. Darüber hinaus sollen ein korrespondierendes Computerprogramm sowie computerlesbares Speichermedium geschaffen werden.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Dichtung zum Abdichten eines Dichtspalts zwischen einer ersten Baueinheit und einer zweiten Baueinheit. Der Dichtspalt trennt einen Dichtinnenbereich von einem Dichtaußenbereich.
-
Gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Dichtung einen Dichtungsrahmen mit einem ersten Dichtabschnitt. Des Weiteren umfasst die Dichtung einen ersten Dichtungskörper. Der erste Dichtungskörper ist mit dem Dichtungsrahmen verbunden. Des Weiteren mündet der erste Dichtungskörper in den Dichtinnenbereich. Der erste Dichtungskörper weist einen zweiten Dichtabschnitt auf, der die Dichtung im montierten Zustand gegen die erste Baueinheit verspannt. Des Weiteren weist der erste Dichtungskörper einen dritten Dichtabschnitt auf, der die Dichtung im montierten Zustand gegen die zweite Baueinheit verspannt. Des Weiteren umfasst die Dichtung einen zweiten Dichtungskörper. Der zweite Dichtungskörper ist zumindest teilweise in einem Aufnahmeraum des Dichtungsrahmens angeordnet. Des Weiteren ist der zweite Dichtungskörper unter Einwirkung eines Fluides, zum Verspannen des ersten Dichtabschnitts gegen mindestens eine der abzudichtenden Baueinheiten, ausgebildet.
-
Durch die zweiteilige Dichtung gemäß dem ersten Aspekt ist es möglich, einen Beitrag zu einer redundanten Abdichtung eines Dichtspalts zu leisten. Somit kann eine Dichtwirkung der Dichtung auch aufrechterhalten werden, in einem Fall wenn der erste Dichtungskörper diese nicht mehr gewährleisten kann. Beispielsweise ist der erste Dichtungskörper repräsentativ für eine Hauptdichtung, die eine Dichtwirkung mithilfe des zweiten und dritten Dichtabschnitts bereitstellt, und der zweite Dichtungskörper für eine redundante Dichtung, der die Dichtwirkung mithilfe des ersten Dichtabschnitts bereitstellt.
-
Der Dichtungsrahmen besteht beispielsweise aus einem oder mehreren Kunststoffen, wie beispielsweise Polypropylen und/oder Polyethylen und/oder Teflon oder dergleichen. Der Dichtungsrahmen weist den Aufnahmeraum auf, in den der zweite Dichtungskörper beispielsweise im Rahmen einer Fertigung eingelegt werden kann. Beispielsweise ist der Dichtungsrahmen derart ausgebildet, dass er einem, durch die Einwirkung des Fluides auf den zweiten Dichtungskörper erzeugten, (Press-)Drucks standhält ohne nachzugeben bzw. zu verformen. Dies ist nötig um die Dichtungswirkung des ersten Dichtabschnitts zu gewährleisten.
-
Beispielsweise muss der (Press-)Druck in bzw. auf den ersten Dichtabschnitt und/oder den zweiten Dichtabschnitt und/oder den dritten Dichtabschnitt größer oder gleich einem Druck im Dichtinnenbereich sein.
-
Der erste Dichtungskörper ist repräsentativ für eine weiche Dichtung, die beispielsweise aus einem Elastomer oder einem Elastomerprodukt (sogenannter „Gummi“) besteht.
-
Beispielsweise ist das Fluid in dem Dichtinnenbereich angeordnet und beispielsweise Teil eines Kühlkreislaufs, der mit der Dichtung abgedichtet werden soll. Das Fluid kann ein beliebiges Fluid sein, insbesondere ein flüssiges Fluid wie beispielsweise Wasser oder dergleichen.
-
Die Einwirkung des Fluides auf den zweiten Dichtungskörper erfolgt beispielsweise, wenn eine Dichtwirkung durch den ersten Dichtungskörper beeinträchtigt und/oder unzureichend ist. Die Einwirkung beschreibt beispielsweise ein in Berührung kommen.
-
Das der zweite Dichtungskörper zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum angeordnet ist, ist repräsentativ dafür, dass der zweite Dichtungskörper in jedem Fall eine Kontaktfläche mit mindestens einer der abzudichtenden Baueinheiten aufweist.
-
Gemäß einer optionalen Ausgestaltung des ersten Aspekts weist der zweite Dichtungskörper Fasermaterialien auf.
-
Die Fasermaterialien sind beispielsweise Hanffasern bzw. Zellulose oder dergleichen. Hierdurch ist es möglich, dass unter Einwirkung des Fluides ein Quellen des zweiten Dichtungskörpers erfolgt, wodurch ein Selbstdichtungseffekt erzeugt wird. Somit wird der erste Dichtungsabschnitt gegen mindestens eine der abzudichtenden Baueinheiten verspannt.
-
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die Dichtung mindestens einen Sensor, der zur Ermittlung eines Zustands des zweiten Dichtungskörpers ausgebildet ist.
-
Hierdurch ist es möglich, einen Beitrag zur diagnostizierbaren Abdichtung des Dichtspalts zu leisten. Des Weiteren ist es hierdurch möglich, eine zweiteilige Dichtung zu schaffen, bei der der redundante Dichtungskörper eine elektrische Diagnosefähigkeit aufweist.
-
Beispielsweise umfasst der Sensor eine Sensierplatte und/oder einen Shunt-Widerstand oder dergleichen.
-
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die Dichtung einen weiteren zweiten Dichtungskörper.
-
Der weitere zweite Dichtungskörper weist dieselben Eigenschaften auf, wie der oben beschriebene zweite Dichtungskörper.
-
Hierdurch ist es möglich, einen Beitrag zu einer redundanten Abdichtung eines Dichtspalts zu leisten.
-
Beispielsweise kann die Dichtung auch mehrere weitere zweite Dichtungskörper aufweisen.
-
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung des ersten Aspekts wird die Dichtung zum Abdichten eines Dichtspalts in einem Fahrzeug verwendet. Insbesondere wird die Dichtung zum Abdichten eines Kühlkreislaufs eines Batteriespeichers des Fahrzeuges verwendet. Zusätzlich oder alternativ wird die Dichtung zum Abdichten eines Kühlkreislaufs eines Steuergeräts des Fahrzeuges verwendet. Zusätzlich oder alternativ wird die Dichtung zum Abdichten eines Kühlkreislaufs einer Leistungselektronikeinheit des Fahrzeuges verwendet.
-
Hierdurch ist es möglich, einen Beitrag zu einer redundanten sowie diagnostizierbaren Abdichtung eines Dichtspalts in einem oder mehreren der Kühlkreisläufe des Fahrzeuges zu leisten.
-
Beispielsweise umfassen die vorgenannten Kühlkreisläufe eine Flüssigkeitskühlung. Eine derartige Flüssigkeitskühlung kann beispielsweise mit einem Fluid, das Wasser und Frostschutzmittel aufweist, erfolgen.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustandes einer Dichtung gemäß dem ersten Aspekt.
-
Gemäß dem zweiten Aspekt wird ein Messsignal eines Sensors bereitgestellt. Der Sensor ist mit dem zweiten Dichtungskörper der Dichtung elektrisch gekoppelt. Das Messsignal ist repräsentativ für einen durch den Sensor gemessenen Strom und/oder eine durch den Sensor gemessene Spannung. Abhängig von dem Messsignal wird der Zustand der Dichtung ermittelt.
-
Der Sensor kann ein beliebiger Sensor sein, der entsprechend ausgebildet ist.
-
Hierdurch ist es möglich, den Zustand der Dichtung kosteneffizient und präzise zu ermitteln.
-
Gemäß einer optionalen Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird abhängig von dem Messsignal der Zustand der Dichtung derart ermittelt, dass ein elektrischer Widerstand des zweiten Dichtungskörpers ermittelt wird.
-
Hierdurch ist es möglich, den Zustand der Dichtung kosteneffizient und präzise zu ermitteln.
-
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird abhängig von dem ermittelten Zustand der Dichtung eine Diagnose der Dichtung durchgeführt.
-
Beispielsweise umfasst die Diagnose eine Speicherung und/oder eine Anzeige von Informationen bezüglich des Zustandes der Dichtung, insbesondere in Zusammenhang mit dem Fahrzeug.
-
Gemäß einem dritten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogramm, wobei das Computerprogramm Anweisungen umfasst, die, wenn das Computerprogramm von einem Computer ausgeführt wird, den Computer dazu veranlassen das Verfahren zur Ermittlung eines Zustandes einer Dichtung gemäß dem zweiten Aspekt durchzuführen.
-
Gemäß einem vierten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gemäß dem dritten Aspekt gespeichert ist.
-
Optionale Ausgestaltungen des ersten Aspekts können auch entsprechend bei den weiteren Aspekten vorhanden sein und entsprechende Wirkungen aufweisen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Zeichnung einer konventionellen Dichtung in einer Schnittdarstellung,
- 2 eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform einer Dichtung in einer Schnittdarstellung,
- 3 eine schematische Zeichnung einer zweiten Ausführungsform der Dichtung in einer Schnittdarstellung,
- 4 eine schematische Zeichnung der Dichtung in einer Aufsicht,
- 5 eine schematische Zeichnung eines Systems zur Ermittlung eines Zustandes der Dichtung, und
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Ermittlung des Zustandes der Dichtung.
-
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Die 1 zeigt eine schematische Zeichnung einer konventionellen Dichtung in einer Schnittdarstellung (sogenannter „Querschnitt“).
-
Die konventionelle Dichtung umfasst einen einzigen Dichtungskörper 10 und ist zum Abdichten eines Dichtspalts 11 zwischen einer ersten Baueinheit 13 und einer zweiten Baueinheit 15 ausgebildet. Der Dichtspalt 11 trennt einen Dichtinnenbereich 17 von einem Dichtaußenbereich 19.
-
Die erste Baueinheit 13 ist beispielsweise repräsentativ für einen Boden einer abzudichtenden Vorrichtung. Die zweite Baueinheit 15 ist beispielsweise repräsentativ für einen Deckel der abzudichtenden Vorrichtung.
-
Beispielsweise ist der Dichtungskörper 10 aus einem einzigen homogenen Material, wie beispielsweise Kork, einem Elastomer oder einem Elastomerprodukt (sogenannter „Gummi“), ausgebildet.
-
Die 2 zeigt eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform einer Dichtung in einer Schnittdarstellung (sogenannter „Querschnitt“).
-
Gemäß der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung, umfasst die Dichtung einen Dichtungsrahmen 21 mit einem ersten Dichtabschnitt 27. Des Weiteren umfasst die Dichtung einen ersten Dichtungskörper 23. Der erste Dichtungskörper 23 ist mit dem Dichtungsrahmen 21 verbunden. Des Weiteren mündet der erste Dichtungskörper 23 in den Dichtinnenbereich 17. Der erste Dichtungskörper 23 weist einen zweiten Dichtabschnitt 29 auf, der die Dichtung im montierten Zustand gegen die erste Baueinheit 13 verspannt. Des Weiteren weist der erste Dichtungskörper 23 einen dritten Dichtabschnitt 31 auf, der die Dichtung im montierten Zustand gegen die zweite Baueinheit 15 verspannt. Des Weiteren umfasst die Dichtung einen zweiten Dichtungskörper 25. Der zweite Dichtungskörper 25 ist zumindest teilweise in einem Aufnahmeraum des Dichtungsrahmens 21 angeordnet. Des Weiteren ist der zweite Dichtungskörper 25 unter Einwirkung eines Fluides, zum Verspannen des ersten Dichtabschnitts 27 gegen mindestens eine der abzudichtenden Baueinheiten 13, 15, ausgebildet.
-
Die 3 zeigt eine schematische Zeichnung einer zweiten Ausführungsform der Dichtung in einer Schnittdarstellung (sogenannter „Querschnitt“).
-
Die Dichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung, weist dieselben Eigenschaften auf, wie die der ersten Ausführungsform. Zusätzlich weist die Dichtung gemäß der zweiten Ausführungsform einen weiteren zweiten Dichtungskörper 33, sowie einen weiteren ersten Dichtabschnitt auf.
-
Der weitere erste Dichtabschnitt ist an der der zweiten Baueinheit zugewandten Oberfläche des zweiten Dichtungskörpers 25 angeordnet.
-
Beispielsweise ist der zweite Dichtungskörper 25 unter Einwirkung des Fluides, zum Verspannen des ersten Dichtabschnitts 27 gegen die abzudichtende Baueinheit 13, ausgebildet. Der weitere zweite Dichtungskörper 27 ist unter Einwirkung des Fluides, zum Verspannen des weiteren ersten Dichtabschnitts gegen die abzudichtende Baueinheit 15, ausgebildet.
-
Wie in der 4 gezeigt, weist der Dichtungsrahmen 21 eine Art „Steg“ zwischen dem zweiten Dichtungskörper 23 und dem weiteren zweiten Dichtungskörper 33 auf. Dies ist beispielsweise nötig, um zu einer korrekten Verspannung der Dichtung beizutragen.
-
Die in den 2 und 3 gezeigten Formen der einzelnen Einheiten, wie beispielsweise der Dichtungskörper 23, 25, 27 und/oder des Dichtungsrahmens 21 sind schematische Darstellungen von Querschnitten möglicher Dichtungskörper/Dichtungsrahmen und können auch beliebige andere Formen aufweisen.
-
Die 4 zeigt eine schematische Zeichnung der Dichtung in einer Aufsicht. Die Aufsicht zeigt die Dichtung umfassend den Dichtungsrahmen 21, den ersten Dichtungskörper 23, sowie den zweiten Dichtungskörper 25. Die Dichtung kann derart angeordnet werden, sodass sie den Dichtinnenbereich 17 von dem Dichtaußenbereich 19 trennt.
-
Die Dichtung gemäß der 4 weist eine rechteckförmige Form auf. Allerdings kann die Dichtung auch eine beliebige andere Form aufweisen, wie beispielsweise rund, quadratisch, trapezförmig, mehreckig oder dergleichen.
-
Die 5 zeigt eine schematische Zeichnung eines Systems zur Ermittlung eines Zustandes der Dichtung. Das System zeigt ein Prinzip einer elektrischen Diagnose der Dichtung. Das System umfasst die Dichtung. Zur einfacheren Darstellung werden in der 5 nur der Dichtungsrahmen, der zweite Dichtungskörper 25, sowie ein elektrischer Widerstand 35 des zweiten Dichtungskörpers der Dichtung dargestellt.
-
Das System umfasst des Weiteren einen erste Sensierplatte 39, sowie eine zweite Sensierplatte 43. Diese können beispielsweise auch in der Dichtung umfasst sein.
-
Der elektrische Widerstand 35 ist insbesondere ein elektrischer Widerstand des zweiten Dichtungskörpers 25 in einem Bereich zwischen den beiden Sensoren 39, 43.
-
Das System umfasst des Weiteren eine Spannungsquelle 37, eine Spannungsmesseinheit 41, sowie ein Steuerungssystem 45. Das Steuerungssystem ist zur Steuerung der Spannungsquelle 37 und der Spannungsmesseinheit 41 ausgebildet. Beispielsweise kann mit dem Steuerungssystem ein Zustand des zweiten Dichtungskörpers 25 ermittelt werden.
-
Die Spannungsquelle 37 ist dazu ausgebildet abhängig von den Sensierplatten 39, 43 eine Gleich- und/oder Wechselspannung in den zweiten Dichtungskörper 25 einzuprägen. Abhängig von der eingeprägten Spannung und dem elektrischen Widerstand 35 kann eine Diagnose mittels der Spannungsmesseinheit erfolgen.
-
Beispielsweise erfolgt eine Änderung des elektrischen Widerstands 35 unter Einwirkung des Fluides. Eine derartige Änderung kann abhängig von der Spannungsquelle 37, der Spannungsmesseinheit 41 und des Steuerungssystem 45 ermittelt werden und zur Diagnose der Dichtung herangezogen werden. Hierdurch kann beispielsweise eine fehlerhafte bzw. undichte Dichtung diagnostiziert werden.
-
Beispielsweise kann das System weitere Sensoren in unterschiedlichen Abschnitten der Dichtung aufweisen, wodurch die Diagnose um eine Fehlerlokalisierung erweitert werden kann.
-
Das System gemäß der 5 kann alternativ auch eine entsprechende Strommesseinheit und eine entsprechende Stromquelle umfassen.
-
Beispielsweise erfolgt im Falle einer Undichtigkeit des ersten Dichtungskörpers 23 ein Flüssigkeitsaustritt. Diese Flüssigkeit führt bei Hanffasern zu einem Quellen und damit zu einer Abdichtung des zweiten Dichtungskörpers 25. Des Weiteren führt eine Feuchtigkeit in den Hanffasern zu einem Absinken des elektrischen Widerstands 35. Wird mittels der Spannungsquelle 37 eine Gleich- oder Wechselspannung an der Sensierplatte 39 angelegt, so kann an der Sensierplatte 43 über einen Shunt-Widerstand der Spannungsmesseinheit 41 eine Erhöhung einer Spannung im Falle von feuchten Hanffasern gemessen werden. Beispielsweise umfasst das Steuerungssystem einen Mikrocontroller oder dergleichen. Hiermit kann der Spannungsanstieg gemessen und quantifiziert werden, wodurch eine Diagnose ausgeführt werden kann.
-
Die 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Ermittlung des Zustandes der Dichtung.
-
Das Programm kann insbesondere von einer Vorrichtung ausgeführt werden. Die Vorrichtung weist hierfür insbesondere eine Recheneinheit, einen Programm- und Datenspeicher, sowie beispielsweise eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen auf. Der Programm- und Datenspeicher und/oder die Recheneinheit und/oder die Kommunikationsschnittstellen können in einer Baueinheit und/oder verteilt auf mehrere Baueinheiten ausgebildet sein.
-
Beispielsweise kann die Vorrichtung als Vorrichtung zur Ermittlung des Zustandes der Dichtung bezeichnet werden.
-
Auf dem Programm- und Datenspeicher der Vorrichtung ist hierfür insbesondere das Programm gespeichert.
-
Das Programm wird in einem Schritt S101 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden können.
-
In einem Schritt S103 wird ein Messsignal eines Sensors bereitgestellt. Der Sensor ist mit dem zweiten Dichtungskörper der Dichtung elektrisch gekoppelt. Das Messsignal ist repräsentativ für einen durch den Sensor gemessenen Strom und/oder eine durch den Sensor gemessene Spannung.
-
In einem Schritt S105 wird abhängig von dem Messsignal der Zustand der Dichtung ermittelt.
-
Optional wird in dem Schritt S105 abhängig von dem Messsignal, der Zustand der Dichtung derart ermittelt, dass ein elektrischer Widerstand des zweiten Dichtungskörpers ermittelt wird.
-
Beispielsweise wird das Messsignal abhängig von einer eingeprägten Gleichspannung und/oder einer eingeprägten Wechselspannung und/oder einem eingeprägten Gleichstrom und/oder einem eingeprägten Wechselstrom erzeugt.
-
In einem Schritt S107 wird abhängig von dem ermittelten Zustand der Dichtung eine Diagnose der Dichtung durchgeführt.
-
Beispielsweise umfasst die Diagnose eine Ermittlung eines Fehlers bezüglich der Dichtung. Der Fehler kann repräsentativ sein für eine undichte Stelle der Dichtung oder dergleichen. Beispielsweise umfasst die Diagnose zusätzlich eine Anzeige und/oder eine Speicherung einer Information bezüglich des ermittelten Fehlers, insbesondere eine Speicherung in einem Fehlerspeicher des Fahrzeuges.
-
In einem Schritt S109 wird das Programm beendet und kann gegebenenfalls wieder in dem Schritt S101 gestartet werden.
-
Beispielsweise kann das Programm (iterativ) wiederholt werden.
