DE102021214577B4

DE102021214577B4 - Method of heating and cooling a component of an engine

Info

Publication number: DE102021214577B4
Application number: DE102021214577.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Hugel; Harald Bodechtel; Matthias Gross
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2041-12-18
Also published as: DE102021214577A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zum Erwärmen und Kühlen eines Bauteils (1) eines Motors, wobei das Bauteil (1) einen elektrischen Leiter (3) und eine Isolationsummantelung (5) aufweist, die den elektrischen Leiter (3) zumindest abschnittsweise ummantelt, wobei das Verfahren einen Verfahrenszyklus aufweist, der folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines elektrischen Stroms mit einer Stromstärke gleich oder oberhalb einer ersten Stromstärkenschwelle in dem elektrischen Leiter (3), sodass das Bauteil (1) auf eine vorgegebene Maximaltemperatur erwärmt wird; und Reduzieren der Stromstärke des elektrischen Stroms unterhalb eine zweite Stromstärkenschwelle, die geringer als die erste Stromstärkenschwel-le ist, oder Beenden des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter (3), sodass das Bauteil (1) auf eine vorgegebene Minimaltemperatur, die geringer als die Maximaltemperatur ist, gekühlt wird; wobei der Verfahrenszyklus mehrmals durchgeführt wird, und wobei die Zyklusanzahl der Durchführungen des Verfahrenszyklus erfasst wird.Shown and described is a method for heating and cooling a component (1) of an engine, the component (1) having an electrical conductor (3) and an insulating jacket (5) which encases the electrical conductor (3) at least in sections, wherein the method has a method cycle comprising the following steps: generating an electric current with a current intensity equal to or above a first current intensity threshold in the electrical conductor (3), so that the component (1) is heated to a predetermined maximum temperature; and reducing the amperage of the electrical current below a second amperage threshold, which is lower than the first amperage threshold, or terminating the electrical current in the electrical conductor (3), so that the component (1) reaches a predetermined minimum temperature, which is lower than the Maximum temperature is being cooled; wherein the method cycle is carried out several times, and wherein the number of cycles of the executions of the method cycle is recorded.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen und Kühlen eines Bauteils eines Motors.The present invention relates to a method for heating and cooling a component of an engine.

Testverfahren, bei denen ein Motor erwärmt und abgekühlt wird, der ein Bauteil aufweist, das einen elektrischen Leiter und eine Isolationsummantelung aufweist, die den elektrischen Leiter zumindest abschnittsweise ummantelt, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist dabei eine Temperaturwechselbelastung des gesamten Motors vorgesehen. Derartige Verfahren werden auch als Powered Thermal Cycle Endurance, PTCE, bezeichnet. Alternativ kann auch eine Hochtemperaturbelastung des Motors vorgesehen sein. Ein derartiges Verfahren kann auch als High Temperature Operating Endurance, HTOE, bezeichnet werden.Test methods in which a motor is heated and cooled, which has a component that has an electrical conductor and an insulating sheathing that encases the electrical conductor at least in sections, are known from the prior art. For example, a temperature change load of the entire engine is provided. Such methods are also referred to as Powered Thermal Cycle Endurance, PTCE. Alternatively, a high-temperature load on the motor can also be provided. Such a method can also be referred to as High Temperature Operating Endurance, HTOE.

Aus der CN 1 09 029 946 A ist ein Verfahren zur Bestimmung der Alterung der Isolierung eines Stators eines Elektromotors bekannt, wobei der gesamte Motor in einer Box mehrmals erwärmt und abgekühlt wird. Die CN 1 03 439 611 B beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Alterung der Isolierung eines Kabels, wobei das Kabel einem Erwärm-Abkühl-Zyklus unterworfen wird. Die EP 0 216 001 A1 beschreibt ein Verfahren zur Prüfung von Primärwicklungen induktiver Spannungswandler.From the CN 1 09 029 946 A a method for determining the aging of the insulation of a stator of an electric motor is known, in which the entire motor is repeatedly heated and cooled in a box. The CN 1 03 439 611 B describes a method for determining the aging of the insulation of a cable by subjecting the cable to a heating-cooling cycle. The EP 0 216 001 A1 describes a method for testing the primary windings of inductive voltage transformers.

Generell ist bei derartigen Verfahren wünschenswert, dass die Bauteile zeiteffizient geprüft werden können.In general, it is desirable with such methods that the components can be tested in a time-efficient manner.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zeiteffizientes Prüfverfahren bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a time-efficient test method.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Verfahren ist zum Erwärmen und Kühlen eines Bauteils eines Motors vorgesehen. Das Bauteil weist einen elektrischen Leiter und eine Isolationsummantelung auf, die den elektrischen Leiter zumindest abschnittsweise ummantelt. Das Verfahren weist einen Verfahrenszyklus auf, der folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines elektrischen Stroms mit einer Stromstärke gleich oder oberhalb einer ersten Stromstärkenschwelle in dem elektrischen Leiter, sodass das Bauteil auf eine vorgegebene Maximaltemperatur erwärmt wird; und Reduzieren der Stromstärke des elektrischen Stroms unterhalb eine zweite Stromstärkenschwelle, die geringer als die erste Stromstärkenschwelle ist, oder Beenden des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter, sodass das Bauteil auf eine vorgegebene Minimaltemperatur, die geringer als die Maximaltemperatur ist, gekühlt wird. Der Verfahrenszyklus wird mehrmals durchgeführt und die Zyklusanzahl der Durchführungen des Verfahrenszyklus wird erfasst.According to a first aspect of the invention, the stated object is achieved by a method having the features of claim 1. The method is intended for heating and cooling a component of an engine. The component has an electrical conductor and an insulating sheathing, which sheathes the electrical conductor at least in sections. The method has a method cycle that includes the following steps: generating an electric current with a current intensity equal to or above a first current intensity threshold in the electrical conductor, so that the component is heated to a predetermined maximum temperature; and reducing the amperage of the electrical current below a second amperage threshold less than the first amperage threshold or terminating electrical current in the electrical conductor such that the component is cooled to a predetermined minimum temperature less than the maximum temperature. The process cycle is carried out several times and the number of times the process cycle has been carried out is recorded.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dadurch, dass das Bauteil einer zyklischen Temperaturbelastung ausgesetzt ist, das Bauteil individuell dem Temperaturzyklus unterworfen werden kann, sodass nicht der gesamte Motor dem Temperaturzyklus unterworfen werden muss, was die Dauer eines Zyklus deutlich reduzieren kann, in dem eine bestimmte vorgegebene Maximaltemperatur und eine bestimmte vorgegebene Minimaltemperatur erreicht werden soll, da nicht der gesamte Motor erwärmt und gekühlt werden muss. Außerdem kann auf eine Montage des Bauteils in den restlichen Motor vor der Belastung des Bauteils in dem Temperaturzyklus und auf eine Demontage des Bauteils aus dem restlichen Motor nach der Belastung verzichtet werden. Insgesamt wird also ein zeiteffizientes Prüfungsverfahren bereitgestellt.The essence of the present invention is that by subjecting the component to thermal cycling, the component can be subjected to the temperature cycle individually, so that the entire engine does not have to be subjected to the temperature cycle, which can significantly reduce the duration of a cycle, in which a certain predetermined maximum temperature and a certain predetermined minimum temperature is to be reached, since the entire engine does not have to be heated and cooled. In addition, there is no need to mount the component in the rest of the engine before the component is subjected to stress in the temperature cycle and to disassemble the component from the rest of the engine after the stress has been applied. Overall, therefore, a time-efficient testing method is provided.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass ein zeiteffizientes Prüfverfahren bereitgestellt wird.In summary, it can be stated that a time-efficient test method is provided.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Erfassen eines Messwerts einer Messgröße der Isolationsummantelung; und Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus dann, wenn der erfasste Messwert eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Mithilfe der vorgegebenen Bedingung kann der Verfahrenszyklus beendet werden, beispielsweise dann, wenn ein Versagen des Bauteils festgestellt wird, wie beispielsweise ein Unterschreiten eines vorgegebenen Referenzisolationswiderstands. Insbesondere steht dann, wenn der Verfahrenszyklus beendet wird, die Zykluszahl für das Bauteil fest.In one embodiment, the method includes the steps of: acquiring a measured value of a measurand of the insulation covering; and ending the execution of the process cycle when the recorded measured value meets a predetermined condition. The method cycle can be ended with the aid of the specified condition, for example when a failure of the component is detected, such as falling below a specified reference insulation resistance. In particular, when the process cycle is completed, the cycle count for the component is fixed.

In einer Ausführungsform ist die Messgröße ein Isolationswiderstand der Isolationsummantelung und die vorgegebene Bedingung ist dann erfüllt, wenn der erfasste Messwert kleiner als ein vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist. Wenn der erfasste Isolationswiderstand kleiner als ein vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist, kann dies auch als Versagen des Bauteils bezeichnet werden.In one embodiment, the measured variable is an insulation resistance of the insulation sheathing and the specified condition is met when the recorded measured value is less than a specified reference insulation resistance. If the recorded insulation resistance is less than a specified reference insulation resistance, this can also be referred to as a failure of the component.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Ermitteln einer Temperaturdifferenz aus der vorgegebenen Maximaltemperatur und der vorgegebenen Minimaltemperatur; Zuordnen der Temperaturdifferenz zu der erfassten Zyklusanzahl. Hierdurch sind für das Bauteil nach dem Durchführen des Verfahrenszyklus sowohl die Temperaturdifferenz mit der das Bauteil beansprucht wurde als auch die Anzahl der Beanspruchungen festgelegt.In one embodiment, the method comprises the following steps: determining a temperature difference from the specified maximum temperature and the specified minimum temperature; Assigning the temperature difference to the recorded number of cycles. As a result, after the process cycle has been carried out, both the temperature difference with which the component is stressed are important for the component was specified as well as the number of stresses.

In einer Ausführungsform wird das Bauteil, bevor es erwärmt wird, mit einem Kühlmittel, insbesondere Öl, mit einer Kühlmitteltemperatur gleich oder unterhalb der Minimaltemperatur wärmeleitend in Kontakt gebracht. Das Kühlen des Bauteils kann somit auf die Minimaltemperatur in einem besonders kurzen Zeitraum stattfinden.In one embodiment, before the component is heated, it is brought into thermally conductive contact with a coolant, in particular oil, with a coolant temperature equal to or below the minimum temperature. The component can thus be cooled to the minimum temperature in a particularly short period of time.

In einer Ausführungsform wird das Bauteil, bevor es erwärmt wird, mit mindestens einem Kühlkörper in Kontakt gebracht, mit dem das Bauteil während des Kühlens des Bauteils wärmeleitend in Kontakt ist. Der Kühlkörper gewährleistet, dass das Kühlen des Bauteils auf die Minimaltemperatur in einem besonders kurzen Zeitraum stattfinden kann.In one embodiment, before the component is heated, it is brought into contact with at least one heat sink, with which the component is in thermally conductive contact during the cooling of the component. The heat sink ensures that the component can be cooled to the minimum temperature in a particularly short period of time.

In einer Ausführungsform wird die elektrische Spannung zwischen einem ersten Ende des elektrischen Leiters, von dem sich der elektrische Leiter zu einem zweiten Ende des elektrischen Leiters erstreckt, und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters erfasst, wobei die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter erfasst wird, wobei die Temperatur des Bauteils auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ermittelt wird. In dieser Ausführungsform kann vorteilhafterweise auf eine Temperaturmesseinrichtung verzichtet werden.In one embodiment, the electrical voltage is detected between a first end of the electrical conductor, from which the electrical conductor extends to a second end of the electrical conductor, and the second end of the electrical conductor, wherein the amperage of the electrical current in the electrical conductor is detected is, the temperature of the component being determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected current intensity. In this embodiment, a temperature measuring device can advantageously be dispensed with.

In einer Ausführungsform wird die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter für ein vorgegebenes erstes Zeitintervall während des Erwärmens des Bauteils auf einen Wert unterhalb der ersten Stromstärkenschwelle gesenkt, wobei in dem ersten Zeitintervall die elektrische Spannung zwischen dem ersten Ende des elektrischen Leiters und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters erfasst wird und die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter erfasst wird, wobei die Temperatur des Bauteils auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ermittelt wird. Dadurch, dass die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter für das vorgegebene erste Zeitintervall auf den Wert unterhalb der ersten Stromstärkenschwelle gesenkt wird, kann gewährleistet werden, dass die erste Stromstärkenschwelle ausreichend groß gewählt werden kann, sodass das Bauteil möglichst schnell erwärmt wird und dennoch die Temperatur des Bauteils auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke besonders präzise ermittelt werden kann, da der Wert unterhalb der ersten Stromstärkenschwelle unabhängig von der für die Erwärmung vorgesehene Stromstärke und für die präzise Ermittlung der Temperatur optimal gewählt werden kann.In one embodiment, the amperage of the electrical current in the electrical conductor is reduced to a value below the first amperage threshold for a predetermined first time interval while the component is being heated, with the electrical voltage between the first end of the electrical conductor and the second End of the electrical conductor is detected and the amperage of the electrical current is detected in the electrical conductor, wherein the temperature of the component is determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected current. The fact that the amperage of the electrical current in the electrical conductor is reduced to the value below the first amperage threshold for the predetermined first time interval can ensure that the first amperage threshold can be chosen sufficiently large so that the component is heated as quickly as possible and yet the temperature of the component can be determined particularly precisely on the basis of the detected electrical voltage and the detected current intensity, since the value below the first current intensity threshold can be optimally selected independently of the current intensity intended for heating and for the precise determination of the temperature.

In einer Ausführungsform wird die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter für ein vorgegebenes zweites Zeitintervall während des Kühlens des Bauteils auf einen Wert oberhalb der zweiten Stromstärkenschwelle erhöht, wobei in dem zweiten Zeitintervall die elektrische Spannung zwischen dem ersten Ende des elektrischen Leiters und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters erfasst wird und die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter erfasst wird, wobei die Temperatur des Bauteils auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ermittelt wird. Dadurch, dass die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter für das vorgegebene zweite Zeitintervall auf den Wert oberhalb der zweiten Stromstärkenschwelle erhöht wird, kann gewährleistet werden, dass die zweite Stromstärkenschwelle ausreichend gering gewählt werden kann, sodass das Bauteil möglichst schnell gekühlt wird und dennoch die Temperatur des Bauteils auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke besonders präzise ermittelt werden kann, da der Wert oberhalb der zweiten Stromstärkenschwelle unabhängig von der für die Kühlung vorgesehene Stromstärke, die gegebenenfalls auch Null sein kann, da beim Kühlen des Bauteils der elektrische Strom beendet werden kann, sodass kein elektrischer Strom durch den elektrischen Leiter fließt, und für die präzise Ermittlung der Temperatur optimal gewählt werden kann.In one embodiment, the amperage of the electrical current in the electrical conductor is increased to a value above the second amperage threshold for a predetermined second time interval during the cooling of the component, wherein in the second time interval the electrical voltage between the first end of the electrical conductor and the second End of the electrical conductor is detected and the amperage of the electrical current is detected in the electrical conductor, wherein the temperature of the component is determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected current. The fact that the amperage of the electrical current in the electrical conductor is increased to the value above the second amperage threshold for the predetermined second time interval can ensure that the second amperage threshold can be selected to be sufficiently low, so that the component is cooled as quickly as possible and still the temperature of the component can be determined particularly precisely on the basis of the detected electrical voltage and the detected current intensity, since the value above the second current intensity threshold is independent of the current intensity provided for cooling, which may also be zero, since when cooling the component the electrical Current can be terminated so that no electric current flows through the electrical conductor and can be optimally selected for precisely determining the temperature.

In einer Ausführungsform ist das Bauteil eine Spule, wobei der elektrische Leiter Windungen aufweist und die Isolationsummantelung die Windungen so ummantelt, dass die Windungen zueinander isoliert sind. Bevorzugt ist das Verfahren zum Erwärmen und Kühlen der Spule vorgesehen, wobei die Spule den elektrischen Leiter und die Isolationsummantelung aufweist, die den elektrischen Leiter zumindest abschnittsweise ummantelt, wobei das Verfahren einen Verfahrenszyklus aufweist, der folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines elektrischen Stroms mit einer Stromstärke gleich oder oberhalb einer ersten Stromstärkenschwelle in dem elektrischen Leiter, sodass die Spule auf eine vorgegebene Maximaltemperatur erwärmt wird; und Reduzieren der Stromstärke des elektrischen Stroms unterhalb eine zweite Stromstärkenschwelle, die geringer als die erste Stromstärkenschwelle ist, oder Beenden des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter, sodass die Spule auf eine vorgegebene Minimaltemperatur, die geringer als die Maximaltemperatur ist, gekühlt wird; wobei der Verfahrenszyklus mehrmals durchgeführt wird, und wobei die Zyklusanzahl der Durchführungen des Verfahrenszyklus erfasst wird.In one embodiment, the component is a coil, with the electrical conductor having windings and the insulating coating covering the windings in such a way that the windings are insulated from one another. The method is preferably provided for heating and cooling the coil, the coil having the electrical conductor and the insulating sheathing which encases the electrical conductor at least in sections, the method having a process cycle which comprises the following steps: generating an electric current with a current intensity equal to or above a first current threshold in the electrical conductor such that the coil is heated to a predetermined maximum temperature; and reducing the amperage of the electrical current below a second amperage threshold less than the first amperage threshold or terminating electrical current in the electrical conductor such that the coil is cooled to a predetermined minimum temperature less than the maximum temperature; wherein the method cycle is carried out several times, and wherein the number of cycles of the executions of the method cycle is recorded.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Das Verfahren ist zum Erwärmen und Kühlen einer Vielzahl von Bauteilen eines Motors vorgesehen. Jedes Bauteil weist einen elektrischen Leiter und eine Isolationsummantelung auf, die den elektrischen Leiter zumindest abschnittsweise ummantelt. Für jedes Bauteil wird das Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt. Die für jedes Bauteil ermittelte Temperaturdifferenz unterscheidet sich zumindest von einigen der für die anderen Bauteile ermittelten Temperaturdifferenzen. Es ist also eine Vielzahl unterschiedlicher Temperaturdifferenzen vorgesehen. Für jedes Bauteil sind also nach dem Durchführen des Verfahrenszyklus sowohl die Temperaturdifferenz mit der das entsprechende Bauteil beansprucht wurde als auch die Anzahl der Beanspruchungen festgelegt, wobei die Temperaturdifferenzen zumindest teilweise unterschiedlich sind. Eine parametrisierte Funktion wird bestimmt, indem ein die Funktion bestimmender Funktionsparameter so geschätzt wird, dass die Funktion einer Menge von Datenpunkten mathematisch am besten entspricht. Jeder Datenpunkt der Datenpunkte umfasst die erfasste Zyklusanzahl nach Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus und die dazu ermittelte Temperaturdifferenz für ein entsprechendes Bauteil. Die Menge der Datenpunkte wird insbesondere dadurch gebildet, dass für jedes Bauteil die Zyklusanzahl der Durchführungen des Verfahrenszyklus erfasst und der Verfahrenszyklus dann beendet wird, wenn der erfasste Isolationswiderstand kleiner als der vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist. Mithilfe der Menge der Datenpunkte und dem geschätzten Funktionsparameter kann ein bestimmtes Bauteil getestet werden, das auch als Testbauteil bezeichnet werden kann und insbesondere nicht für die Ermittlung der Datenpunkte dem Verfahrenszyklus ausgesetzt wurde. Vielmehr wird das Testbauteil dem Verfahrenszyklus ausgesetzt, wobei der Verfahrenszyklus dahingehend optimiert ist, dass der Verfahrenszyklus dann beendet werden kann, wenn die Zyklusanzahl einer vorgegebenen Anzahl entspricht und nicht zwingerdermaßen dann, wenn der erfasste Messwert eine vorgegebene Bedingung erfüllt.According to a second aspect of the invention, a method with the features of patent claim 11 is solved. The procedure is to warm up and cooling a plurality of components of an engine. Each component has an electrical conductor and an insulating sheathing that sheathes the electrical conductor at least in sections. The method according to the first aspect of the invention is carried out for each component. The temperature difference determined for each component differs from at least some of the temperature differences determined for the other components. A large number of different temperature differences are therefore provided. After the process cycle has been carried out, both the temperature difference with which the corresponding component was stressed and the number of stresses are defined for each component, with the temperature differences being at least partially different. A parameterized function is determined by estimating a function parameter that governs the function such that the function best corresponds mathematically to a set of data points. Each data point of the data points includes the recorded number of cycles after the process cycle has been carried out and the temperature difference determined for a corresponding component. The set of data points is formed in particular by recording the number of cycles in which the process cycle is carried out for each component and ending the process cycle when the recorded insulation resistance is less than the specified reference insulation resistance. Using the set of data points and the estimated functional parameter, a specific component can be tested, which can also be referred to as a test component and, in particular, was not subjected to the process cycle for determining the data points. Rather, the test component is subjected to the process cycle, the process cycle being optimized such that the process cycle can be ended when the number of cycles corresponds to a specified number and not necessarily when the recorded measured value meets a specified condition.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den folgenden Schritt: Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus dann, wenn die Zyklusanzahl einer vorgegebenen Anzahl entspricht. Das Testbauteil kann dem Verfahrenszyklus ausgesetzt werden und der Verfahrenszyklus kann dann beendet werden, wenn die Zyklusanzahl der vorgegebenen Anzahl entspricht und nicht zwingerdermaßen dann, wenn der erfasste Messwert eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Nach Beendigung des Verfahrenszyklus kann das Testbauteil auf ein gegebenenfalls vorliegendes Versagen des Testbauteils untersucht werden. Beispielsweise kann geprüft werden, ob ein erfasster Isolationswiderstand kleiner als ein vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist.In one embodiment, the method comprises the following step: ending the execution of the method cycle when the number of cycles corresponds to a predetermined number. The test component can be subjected to the method cycle and the method cycle can then be ended when the number of cycles corresponds to the predetermined number and not necessarily when the measured value that is measured meets a predetermined condition. After the end of the process cycle, the test component can be examined for a possible failure of the test component. For example, it can be checked whether a detected insulation resistance is less than a specified reference insulation resistance.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den folgenden Schritt: Bestimmen der vorgegebenen Anzahl anhand eines Parameters. Der Parameter kann beispielsweise nicht fest vorgegeben sein, sondern in Abhängigkeit von zuvor durchgeführten Verfahrenszyklen bestimmt werden.In one embodiment, the method includes the following step: determining the predetermined number based on a parameter. For example, the parameter cannot be permanently specified, but can be determined as a function of previously performed process cycles.

In einer Ausführungsform wird der Parameter auf Basis des Funktionsparameters ermittelt. Der Parameter kann sich beispielsweise aus einer Funktion ergeben, die als unabhängige Variable den Funktionsparameter aufweist.In one embodiment, the parameter is determined based on the function parameter. The parameter can result, for example, from a function that has the function parameter as an independent variable.

In einer Ausführungsform entspricht der Parameter dem Funktionsparameter. Hierdurch wird eine besonders einfache Bestimmung des Parameters gewährleistet.In one embodiment, the parameter corresponds to the function parameter. This ensures a particularly simple determination of the parameter.

Es hat sich herausgestellt, dass mithilfe des geschätzten Funktionsparameters die Dauer drastisch reduziert werden kann, die für eine zuverlässige Prüfung von Bauteilen benötigt wird, die auch als Testbauteile bezeichnet werden können. Insbesondere konnte die Dauer des Verfahrenszyklus im Gegensatz zu einem Verfahren bei dem bei der Prüfung von Testbauteilen für die Ermittlung der vorgegebenen Anzahl bei der die Durchführung des Verfahrenszyklus beendet wird ein Literaturwert verwendet wird deutliche reduziert werden.It has been found that using the estimated functional parameter can drastically reduce the time required for reliable testing of components, which can also be referred to as test components. In particular, the duration of the process cycle could be significantly reduced in contrast to a process in which a literature value is used when testing test components to determine the specified number at which the process cycle is completed.

Auch wenn die Verfahrensschritte in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Reihenfolge beschränkt. Vielmehr können die einzelnen Verfahrensschritte in beliebiger sinnvoller Reihenfolge, insbesondere auch zumindest abschnittsweise zeitlich parallel zueinander, durchgeführt werden.Although the method steps are described in a particular order, the present invention is not limited to that order. Rather, the individual method steps can be carried out in any meaningful order, in particular at least in sections parallel to one another in terms of time.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Bauteils in Form eines Spulenbauteils, das mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erwärmt und gekühlt werden kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Anordnung, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
3 zeigt schematisch die Stromstärke in Amper über die Zeit in Sekunden während des Erwärmens des Bauteils.
4 zeigt schematisch die Stromstärke in Amper über die Zeit in Sekunden während des Kühlens des Bauteils.
5 zeigt schematisch die erfasste Zyklusanzahl nach Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus und die dazu ermittelte Temperaturdifferenz.

Further features, advantages and possible applications of the present invention result from the following description of the exemplary embodiments and the figures. All features described and/or illustrated form the subject matter of the invention on their own and in any combination, also independently of their composition in the individual claims or their back-references. In the figures, the same reference symbols continue to stand for the same or similar objects.

1 shows a schematic representation of an embodiment of a component in the form of a coil component, which can be heated and cooled using the method according to the invention.
2 shows a schematic representation of an embodiment of an arrangement in which the method according to the invention is carried out.
3 shows schematically the current strength in amperes over the time in seconds during the heating of the component.
4 shows schematically the current in amperes over the time in seconds while cooling the component.
5 shows schematically the number of cycles recorded after the process cycle has been carried out and the temperature difference determined in relation thereto.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Bauteils 1 in Form eines Spulenbauteils, das mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erwärmt und gekühlt werden kann. Das Spulenbauteil weist eine Spule auf, die einen elektrischen Leiter 3 und eine Isolationsummantelung 5 aufweist, die den elektrischen Leiter 3 zumindest abschnittsweise so ummantelt, dass zwei elektrische Anschlüsse 7 frei liegen. Der elektrische Leiter 3 weist Windungen auf und die Isolationsummantelung 5 ummantelt die Windungen so, dass die Windungen zueinander elektrisch isoliert sind. Außerdem weist das Spulenbauteil eine Halterung 9 auf, die die Isolationsummantelung 5 einfasst. Das Verfahren ist zum Erwärmen und Kühlen einer Vielzahl von Bauteilen eines Motors vorgesehen. Die im Zusammenhang mit dem Bauteil 1 beschriebenen Merkmale, technischen Effekte und/oder Vorteile gelten zumindest in analoger Weise auch für jedes Bauteil der Vielzahl von Bauteilen, sodass an dieser Stelle auf eine entsprechende Wiederholung verzichtet wird. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a component 1 in the form of a coil component, which can be heated and cooled using the method according to the invention. The coil component has a coil which has an electrical conductor 3 and an insulating sheathing 5 which sheathes the electrical conductor 3 at least in sections in such a way that two electrical connections 7 are exposed. The electrical conductor 3 has windings and the insulation sheathing 5 encases the windings in such a way that the windings are electrically insulated from one another. In addition, the coil component has a holder 9 which encloses the insulating casing 5 . The method is intended for heating and cooling a variety of components of an engine. The features, technical effects and/or advantages described in connection with the component 1 also apply at least in an analogous manner to each component of the plurality of components, so that a corresponding repetition is dispensed with at this point.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Anordnung 11, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Die Anordnung 11 weist das Bauteil 1 auf, das von einer Haltevorrichtung so aufgenommen ist, dass das Bauteil 1 zumindest abschnittsweise von einem Kühlmittel, das in dem vorliegenden Beispiel Öl ist, umgeben ist, sodass Wärme von dem Bauteil 1 abtransportiert werden kann. Die Haltevorrichtung, das Kühlmittel und ein Kühlkörper sind in einem Behälter 13 angeordnet, der wiederum in einer Klimakammer 15 angeordnet ist. Der Kühlkörper kann mit dem Bauteil 1 wärmeleitend in Kontakt gebracht werden, sodass auch Wärme über den Kühlkörper von dem Bauteil 1 abtransportiert werden kann. Es können auch mehrere Kühlkörper vorgesehen sein, die mit dem Bauteil 1 wärmeleitend in Kontakt gebracht werden, sodass auch Wärme über jeden der Kühlkörper von dem Bauteil 1 abtransportiert werden kann. Außerdem weist die Anordnung eine Messeinrichtung 17 und eine Konstantstromquelle 19 auf. Die Messeinrichtung 17 weist eine Spannungsmesseinrichtung 21 und eine Temperaturmesseinrichtung 23 auf. Außerdem weist die Messeinrichtung 15 eine Isolationswiderstandsmesseinrichtung auf, die den Isolationswiderstand der Isolationsummantelung 5 erfassen kann. Außerdem weist die Anordnung 11 eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung auf, die Mittel zur Ausführung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. 2 shows a schematic representation of an embodiment of an arrangement 11 in which the method according to the invention is carried out. The arrangement 11 has the component 1, which is held by a holding device in such a way that the component 1 is at least partially surrounded by a coolant, which is oil in the present example, so that heat can be transported away from the component 1. The holding device, the coolant and a heat sink are arranged in a container 13 which in turn is arranged in a climatic chamber 15 . The heat sink can be brought into thermally conductive contact with the component 1, so that heat can also be transported away from the component 1 via the heat sink. A plurality of heat sinks can also be provided, which are brought into thermally conductive contact with the component 1, so that heat can also be transported away from the component 1 via each of the heat sinks. In addition, the arrangement has a measuring device 17 and a constant current source 19 . The measuring device 17 has a voltage measuring device 21 and a temperature measuring device 23 . In addition, the measuring device 15 has an insulation resistance measuring device that can detect the insulation resistance of the insulation sheathing 5 . In addition, the arrangement 11 has a device for data processing, which has means for carrying out the steps of the method according to the invention.

Zunächst wird das Bauteil 1 mit dem Kühlmittel, das im vorliegenden Beispiel Öl ist, und mit dem Kühlkörper wärmeleitend in Kontakt gebracht. Außerdem wird einer der elektrischen Anschlüsse 7, der an einem ersten Ende des elektrischen Leiters 3 vorgesehen ist, von dem sich der elektrische Leiter 3 zu einem zweiten Ende des elektrischen Leiters 3 erstreckt, und der andere der elektrischen Anschlüsse 7, der an dem zweiten Ende des elektrischen Leiters 3 vorgesehen ist, sowohl mit der Messeinrichtung 17 als auch mit der Konstantstromquelle 19 verbunden, sodass eine Stromstärke eines elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 von der Konstantstromquelle 19 vorgegeben werden kann, eine elektrische Spannung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters 3 von der Spannungsmesseinrichtung 21 erfasst werden kann und eine in dem elektrischen Leiter 3 vorliegende Stromstärke des elektrischen Stroms erfasst werden kann. Außerdem wird an der Isolationsummantelung 5 des Bauteils 1 ein Thermoelement oder mehrere Thermoelemente befestigt und dieses mit der Temperaturmesseinrichtung 23 verbunden, sodass die Temperaturmesseinrichtung 23 die Temperatur des Bauteils 1 ermitteln kann.First, the component 1 is brought into thermally conductive contact with the coolant, which is oil in the present example, and with the heat sink. In addition, one of the electrical terminals 7 provided at a first end of the electrical conductor 3 from which the electrical conductor 3 extends to a second end of the electrical conductor 3 and the other of the electrical terminals 7 provided at the second end of the electrical conductor 3 is provided, connected both to the measuring device 17 and to the constant current source 19, so that a current intensity of an electrical current in the electrical conductor 3 can be specified by the constant current source 19, an electrical voltage between the first end and the second end of the electrical conductor 3 can be detected by the voltage measuring device 21 and a current strength of the electrical current present in the electrical conductor 3 can be detected. In addition, one or more thermocouples are attached to the insulating casing 5 of the component 1 and connected to the temperature measuring device 23 so that the temperature measuring device 23 can determine the temperature of the component 1 .

Das Bauteil 1 wird nun einem Verfahrenszyklus ausgesetzt. In dem Verfahrenszyklus wird ein elektrischer Strom mit einer Stromstärke gleich oder oberhalb einer ersten Stromstärkenschwelle in dem elektrischen Leiter 3 erzeugt, sodass das Bauteil 1 auf eine vorgegebene Maximaltemperatur erwärmt wird. Die Temperatur des Bauteils 1 wird von der Temperaturmesseinrichtung 23 ermittelt und sobald die Temperatur des Bauteils 1 die vorgegebene Maximaltemperatur erreicht hat, wird die Stromstärke unterhalb die erste Stromstärkenschwelle gesenkt. Die Stromstärke wird von der Konstantstromquelle 19 so eingestellt, dass die Stromstärke gleich oder oberhalb der ersten Stromstärkenschwelle liegt. Insbesondere ist eine Stromstärkenobergrenze vorgesehen, die größer als die erste Stromstärkenschwelle ist, und gering genug ist, damit die Anordnung 11, insbesondere mit Ausnahme des Bauteils 1, nicht von dem elektrischen Strom beschädigt wird. Nachdem die vorgegebene Maximaltemperatur erreicht wurde, wird als nächstes die Stromstärke des elektrischen Stroms unterhalb eine zweite Stromstärkenschwelle, die geringer als die erste Stromstärkenschwelle ist, reduziert oder der elektrische Strom in dem elektrischen Leiter wird beendet, sodass das Bauteil 1 auf eine vorgegebene Minimaltemperatur, die geringer als die Maximaltemperatur ist, gekühlt wird. Der Verfahrenszyklus wird mehrmals durchgeführt, sodass der elektrische Strom mehrmals wiederholt erzeugt wird und zwischendurch die Stromstärke immer wieder reduziert wird oder der elektrische Strom beendet wird, sodass das Bauteil 1 wiederholt auf die vorgegebene Maximaltemperatur erwärmt und anschließend auf die vorgegebene Minimaltemperatur gekühlt wird. Beim Durchführen dieses Verfahrenszyklus wird die Zyklusanzahl, d.h. die Anzahl des Erwärmens und wieder Abkühlens, der Durchführungen des Verfahrenszyklus erfasst. Dadurch, dass das Bauteil einer zyklischen Temperaturbelastung ausgesetzt ist, kann das Bauteil individuell dem Temperaturzyklus unterworfen werden, sodass nicht der gesamte Motor dem Temperaturzyklus unterworfen werden muss, was die Dauer eines Zyklus deutlich reduzieren kann, in dem eine bestimmte vorgegebene Maximaltemperatur und eine bestimmte vorgegebene Minimaltemperatur erreicht werden soll, da nicht der gesamte Motor erwärmt und gekühlt werden muss.The component 1 is now subjected to a process cycle. In the method cycle, an electric current with a current intensity equal to or above a first current intensity threshold is generated in the electrical conductor 3, so that the component 1 is heated to a predetermined maximum temperature. The temperature of the component 1 is determined by the temperature measuring device 23 and as soon as the temperature of the component 1 has reached the specified maximum temperature, the current intensity is reduced below the first current intensity threshold. The current intensity is set by the constant current source 19 in such a way that the current intensity is equal to or above the first current intensity threshold. In particular, an upper current limit is provided which is greater than the first current threshold and is low enough so that the arrangement 11, in particular with the exception of the component 1, is not damaged by the electric current. After the predetermined maximum temperature has been reached, the amperage of the electric current is reduced below a second amperage threshold that is lower than the first amperage threshold, or the electric current in the electrical conductor is terminated, so that the component 1 reaches a predetermined minimum temperature, the lower than the maxi painting temperature, is cooled. The process cycle is carried out several times, so that the electric current is repeatedly generated several times and in between the current intensity is repeatedly reduced or the electric current is terminated, so that the component 1 is repeatedly heated to the specified maximum temperature and then cooled to the specified minimum temperature. When this process cycle is carried out, the number of cycles, ie the number of heating and cooling down again, of the process cycle being carried out is recorded. Due to the fact that the component is exposed to a cyclic temperature load, the component can be subjected to the temperature cycle individually, so that the entire engine does not have to be subjected to the temperature cycle, which can significantly reduce the duration of a cycle in which a certain predetermined maximum temperature and a certain predetermined Minimum temperature should be reached, since the entire engine does not have to be heated and cooled.

Das Kühlmittel, mit dem das Bauteil 1 bevor es das erste mal erwärmt wird wärmeleitend in Kontakt gebracht wird, weist eine Kühlmitteltemperatur gleich oder unterhalb der Minimaltemperatur auf, sodass das Kühlen des Bauteils 1 auf die Minimaltemperatur in einem besonders kurzen Zeitraum stattfinden kann. Der Kühlkörper, mit dem das Bauteil 1 bevor es das erste mal erwärmt wird in Kontakt gebracht wird und mit dem das Bauteil 1 während des Kühlens des Bauteils 1 wärmeleitend in Kontakt ist, gewährleistet ebenfalls, dass das Kühlen des Bauteils 1 auf die Minimaltemperatur in einem besonders kurzen Zeitraum stattfinden kann.The coolant with which the component 1 is brought into thermally conductive contact before it is heated for the first time has a coolant temperature equal to or below the minimum temperature, so that the component 1 can be cooled to the minimum temperature in a particularly short period of time. The heat sink, with which the component 1 is brought into contact before it is heated for the first time and with which the component 1 is in thermally conductive contact during the cooling of the component 1, also ensures that the cooling of the component 1 to the minimum temperature in one can take place for a particularly short period of time.

Wie bereits beschrieben, weist die Messeinrichtung 17 eine Isolationswiderstandsmesseinrichtung auf, die den Isolationswiderstand der Isolationsummantelung 5 erfassen kann. Die Messeinrichtung 17 kann also einen Messwert einer Messgröße der Isolationsummantelung 5 erfassen, wobei die Messgröße der Isolationswiderstand der Isolationsummantelung 5 ist. Die Isolationswiderstandsmesseinrichtung erfasst den Isolationswiderstand der Isolationsummantelung 5 und das Durchführen des Verfahrenszyklus wird dann beendet, wenn der erfasste Isolationswiderstand kleiner als ein vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist. Das Durchführen des Verfahrenszyklus wird also dann beendet, wenn der erfasste Messwert eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Wenn der erfasste Isolationswiderstand kleiner als ein vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist, kann dies auch als Versagen des Bauteils 1 bezeichnet werden.As already described, the measuring device 17 has an insulation resistance measuring device that can detect the insulation resistance of the insulation sheathing 5 . The measuring device 17 can therefore record a measured value of a measured variable of the insulating casing 5 , the measured variable being the insulation resistance of the insulating casing 5 . The insulation resistance measuring device detects the insulation resistance of the insulation covering 5 and the execution of the process cycle is terminated when the detected insulation resistance is less than a predetermined reference insulation resistance. The implementation of the method cycle is therefore terminated when the recorded measured value meets a predetermined condition. If the recorded insulation resistance is less than a specified reference insulation resistance, this can also be referred to as a failure of the component 1.

Wie bereits beschrieben weist die Messeinrichtung 17 die Temperaturmesseinrichtung 23 auf. In einer alternativen Ausführungsform der Anordnung 11 kann vorteilhafterweise auf die Temperaturmesseinrichtung 23 und das Thermoelement oder die Thermoelemente verzichtet werden. In dieser Ausführungsform wird die elektrische Spannung zwischen dem ersten Ende des elektrischen Leiters 3 und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters 3 erfasst. Außerdem wird die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 erfasst. Die Temperatur des Bauteils 1 wird dann auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ermittelt, indem bei einer bekannten ersten Temperatur aus der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ein erster elektrischer Widerstand ermittelt wird, bei einer unbekannten zweiten Temperatur aus der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ein zweiter elektrischer Widerstand ermittelt wird und mithilfe des ersten Widerstands, des zweiten Widerstands, der bekannten ersten Temperatur und einem Temperaturkoeffizienten des Materials des elektrischen Leiters 3 die zweite Temperatur ermittelt wird. Beispielsweise entspricht der zweite Widerstand einem Produkt aus dem ersten Widerstand und einem Faktor, der eine Summe aus 1 und einem weiteren Produkt aus dem Temperaturkoeffizienten und einer Temperaturdifferenz aus erster und zweiter Temperatur aufweist.As already described, the measuring device 17 has the temperature measuring device 23 . In an alternative embodiment of the arrangement 11, the temperature measuring device 23 and the thermocouple or thermocouples can advantageously be dispensed with. In this embodiment, the electrical voltage between the first end of the electrical conductor 3 and the second end of the electrical conductor 3 is detected. In addition, the amperage of the electrical current in the electrical conductor 3 is recorded. The temperature of the component 1 is then determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected current by a first electrical resistance being determined from the detected electrical voltage and the detected current at a known first temperature, and from the detected electrical at an unknown second temperature Voltage and the detected current, a second electrical resistance is determined and using the first resistance, the second resistance, the known first temperature and a temperature coefficient of the material of the electrical conductor 3, the second temperature is determined. For example, the second resistance corresponds to a product of the first resistance and a factor that has a sum of 1 and a further product of the temperature coefficient and a temperature difference between the first and second temperatures.

3 zeigt schematisch die erfasste Stromstärke 25 in Ampere über die Zeit 27 in Sekunden während des Erwärmens des Bauteils 1. Die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 wird für ein vorgegebenes erstes Zeitintervall 29 auf einen Wert unterhalb der ersten Stromstärkenschwelle gesenkt. In dem ersten Zeitintervall 29 wird die elektrische Spannung zwischen dem ersten Ende des elektrischen Leiters 3 und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters 3 erfasst. Die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 wird ebenfalls in dem ersten Zeitintervall 29 erfasst. Die Temperatur des Bauteils 1 wird dann, wie bereits beschrieben, auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ermittelt. Dadurch, dass die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 für das vorgegebene erste Zeitintervall 29 auf den Wert unterhalb der ersten Stromstärkenschwelle gesenkt wird, kann gewährleistet werden, dass die erste Stromstärkenschwelle ausreichend groß gewählt werden kann, sodass das Bauteil möglichst schnell erwärmt wird und dennoch die Temperatur des Bauteils 1 auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke besonders präzise ermittelt werden kann, da der Wert unterhalb der ersten Stromstärkenschwelle unabhängig von der für die Erwärmung vorgesehene Stromstärke und für die präzise Ermittlung der Temperatur optimal gewählt werden kann. 3 shows schematically the detected current 25 in amperes over the time 27 in seconds during the heating of the component 1. The current of the electrical current in the electrical conductor 3 is reduced for a predetermined first time interval 29 to a value below the first current threshold. The electrical voltage between the first end of the electrical conductor 3 and the second end of the electrical conductor 3 is recorded in the first time interval 29 . The amperage of the electrical current in the electrical conductor 3 is also recorded in the first time interval 29 . The temperature of the component 1 is then, as already described, determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected current. Because the amperage of the electrical current in the electrical conductor 3 is reduced to the value below the first amperage threshold for the predetermined first time interval 29, it can be ensured that the first amperage threshold can be chosen sufficiently large so that the component is heated as quickly as possible and yet the temperature of the component 1 can be determined particularly precisely on the basis of the detected electrical voltage and the detected current intensity, since the value below the first current intensity threshold can be optimally selected independently of the current intensity intended for heating and for the precise determination of the temperature.

4 zeigt schematisch die erfasste Stromstärke 25 in Ampere über die Zeit 27 in Sekunden während des Kühlens des Bauteils 1. Die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 wird für ein vorgegebenes zweites Zeitintervall 31 auf einen Wert oberhalb der zweiten Stromstärkenschwelle erhöht. In dem zweiten Zeitintervall 31 wird die elektrische Spannung zwischen dem ersten Ende des elektrischen Leiters 3 und dem zweiten Ende des elektrischen Leiters 3 erfasst. Die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 wird ebenfalls in dem zweiten Zeitintervall 31 erfasst. Die Temperatur des Bauteils 1 wird dann, wie bereits beschrieben, auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke ermittelt wird. Dadurch, dass die Stromstärke des elektrischen Stroms in dem elektrischen Leiter 3 für das vorgegebene zweite Zeitintervall 31 auf den Wert oberhalb der zweiten Stromstärkenschwelle erhöht wird, kann gewährleistet werden, dass die zweite Stromstärkenschwelle ausreichend gering gewählt werden kann, sodass das Bauteil möglichst schnell gekühlt wird und dennoch die Temperatur des Bauteils 1 auf Basis der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke besonders präzise ermittelt werden kann, da der Wert oberhalb der zweiten Stromstärkenschwelle unabhängig von der für die Kühlung vorgesehene Stromstärke, die gegebenenfalls auch Null sein kann, da beim Kühlen des Bauteils der elektrische Strom beendet werden kann, sodass kein elektrischer Strom durch den elektrischen Leiter 3 fließt, und für die präzise Ermittlung der Temperatur optimal gewählt werden kann. 4 shows schematically the detected current intensity 25 in amperes over time 27 in seconds during the cooling of the component 1. The amperage of the electrical current in the electrical conductor 3 is increased for a predetermined second time interval 31 to a value above the second amperage threshold. The electrical voltage between the first end of the electrical conductor 3 and the second end of the electrical conductor 3 is recorded in the second time interval 31 . The amperage of the electrical current in the electrical conductor 3 is also recorded in the second time interval 31 . The temperature of the component 1 is then, as already described, determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected current. The fact that the amperage of the electrical current in the electrical conductor 3 for the predetermined second time interval 31 is increased to the value above the second amperage threshold can be ensured that the second amperage threshold can be selected sufficiently low so that the component is cooled as quickly as possible and yet the temperature of the component 1 can be determined particularly precisely on the basis of the detected electrical voltage and the detected current intensity, since the value above the second current intensity threshold is independent of the current intensity provided for cooling, which can also be zero if necessary, since when cooling the Component of the electric current can be terminated so that no electric current flows through the electrical conductor 3, and can be optimally selected for the precise determination of the temperature.

Wie bereits beschrieben, wird die Zyklusanzahl der Durchführungen des Verfahrenszyklus erfasst und der Verfahrenszyklus wird beendet, wenn der erfasste Isolationswiderstand kleiner als der vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist. Somit steht die Zykluszahl nach beenden des Verfahrenszyklus fest. Für das Bauteil 1 wird eine Temperaturdifferenz aus der vorgegebenen Maximaltemperatur und der vorgegebenen Minimaltemperatur ermittelt und die Temperaturdifferenz wird zu der erfassten Zyklusanzahl zugeordnet, sodass für das Bauteil 1 nach dem Durchführen des Verfahrenszyklus sowohl die Temperaturdifferenz mit der das Bauteil 1 beansprucht wurde als auch die Anzahl der Beanspruchungen festgelegt sind.As already described, the number of cycles in which the method cycle is carried out is recorded and the method cycle is ended when the recorded insulation resistance is less than the specified reference insulation resistance. The number of cycles is thus fixed after the end of the process cycle. A temperature difference from the specified maximum temperature and the specified minimum temperature is determined for component 1 and the temperature difference is assigned to the recorded number of cycles, so that for component 1 after the process cycle has been carried out, both the temperature difference with which component 1 was stressed and the number of the stresses are defined.

Wie ebenfalls bereits beschrieben ist das Verfahren zum Erwärmen und Kühlen einer Vielzahl von Bauteilen vorgesehen. Jedes Bauteil 1 wiest einen elektrischen Leiter 3 und eine Isolationsummantelung 5 auf, die den elektrischen Leiter 3 zumindest abschnittsweise ummantelt. Für jedes Bauteil 1 wird das Verfahren durchgeführt, das bereits im Zusammenhang mit dem einen Bauteil 1 beschrieben wurde. Die für jedes Bauteil 1 ermittelte Temperaturdifferenz unterscheidet sich zumindest von einigen der für die anderen Bauteile 1 ermittelten Temperaturdifferenzen, sodass eine Vielzahl unterschiedlicher Temperaturdifferenzen vorgesehen ist. Für jedes Bauteil 1 sind also nach dem Durchführen des Verfahrenszyklus sowohl die Temperaturdifferenz mit der das entsprechende Bauteil 1 beansprucht wurde als auch die Anzahl der Beanspruchungen festgelegt, wobei die Temperaturdifferenzen zumindest teilweise unterschiedlich sind.As also already described, the method is provided for heating and cooling a large number of components. Each component 1 has an electrical conductor 3 and an insulating sheathing 5 which sheathes the electrical conductor 3 at least in sections. The method that has already been described in connection with one component 1 is carried out for each component 1 . The temperature difference determined for each component 1 differs from at least some of the temperature differences determined for the other components 1, so that a large number of different temperature differences are provided. For each component 1, after the process cycle has been carried out, both the temperature difference with which the corresponding component 1 was stressed and the number of stresses are determined, with the temperature differences being at least partially different.

5 zeigt schematisch die erfasste Zyklusanzahl 33 nach Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus und die dazu ermittelte Temperaturdifferenz 35. Außerdem ist eine Menge von Datenpunkten dargestellt, die die erfassten Zyklusanzahlen nach Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus und die dazu ermittelte Temperaturdifferenzen für die Bauteile 1 umfasst. Jeder Datenpunkt 37 der Datenpunkte umfasst die erfasste Zyklusanzahl nach Beenden des Durchführens des Verfahrenszyklus und die dazu ermittelte Temperaturdifferenz für ein entsprechendes Bauteil 1. Außerdem ist eine parametrisierte Funktion dargestellt, die bestimmt wird, indem ein die Funktion bestimmender Funktionsparameter so geschätzt wird, dass die Funktion der Menge von Datenpunkten mathematisch am besten entspricht. 5 shows schematically the number of cycles recorded 33 after the process cycle has been carried out and the temperature difference 35 determined for this. In addition, a set of data points is shown which includes the number of cycles recorded after the process cycle has been carried out and the temperature differences determined therefor for the components 1. Each data point 37 of the data points includes the number of cycles recorded after the process cycle has been completed and the temperature difference determined for a corresponding component 1. A parameterized function is also shown, which is determined by estimating a function parameter that determines the function in such a way that the best corresponds mathematically to the set of data points.

Im vorliegenden Beispiel ist die parametrisierte Funktion eine Funktion der folgenden Form: $ƒ (x) = a x^{- k},$

wobei α = 7 × 10¹⁴, k = 4,949 und k der Funktionsparameter ist.In this example, the parameterized function is a function of the following form:

ƒ (x) = a x^{- k},

where α = 7 × 10 ¹⁴ , k = 4.949 and k is the function parameter.

Wie bereits beschrieben, wird die Menge der Datenpunkte dadurch gebildet, dass für jedes Bauteil 1 die Zyklusanzahl der Durchführungen des Verfahrenszyklus erfasst und der Verfahrenszyklus dann beendet wird, wenn der erfasste Isolationswiderstand kleiner als der vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist. Mithilfe der Menge der Datenpunkte und dem daraus ermittelten Funktionsparameter kann nun ein bestimmtes Bauteil 1 getestet werden, das auch als Testbauteil bezeichnet werden kann und nicht für die Ermittlung der Datenpunkte dem Verfahrenszyklus ausgesetzt wurde. Vielmehr wird das Testbauteil dem Verfahrenszyklus ausgesetzt, wobei der Verfahrenszyklus dahingehend optimiert ist, dass der Verfahrenszyklus dann beendet wird, wenn die Zyklusanzahl einer vorgegebenen Anzahl entspricht. Die vorgegebene Anzahl wird anhand eines Parameters bestimmt, der auf Basis des Funktionsparameters ermittelt wird. Im vorliegenden Beispiel entspricht der Parameter dem Funktionsparameter. Im vorliegenden Beispiel ist die vorgegebene Anzahl durch folgende Form gegeben: $N_{P r \ddot{u} f l a u f} = N_{F e l d} {(\frac{Δ T_{F e l d}}{Δ T_{L a b o r}})}^{k},$

wobei N_Prüflauf die vorgegebenen Anzahl ist, N_Feld eine Belastungszahl ist, die das Bauteil im Feld ohne Versagen bei einer Belastung durch eine Temperaturdifferenz von ΔT_Feld aushalten soll, ΔT_Labor die Temperaturdifferenz mit der das Testbauteil in dem Verfahrenszyklus belastet wird und k der Funktionsparameter ist. Nach Beendigung des Verfahrenszyklus kann das Testbauteil auf ein gegebenenfalls vorliegendes Versagen des Testbauteils untersucht werden. Beispielsweise kann geprüft werden, ob ein erfasster Isolationswiderstand kleiner als ein vorgegebener Referenzisolationswiderstand ist.As already described, the set of data points is formed in that for each component 1 the cycle number of executions of the process cycle is recorded and the process cycle is ended when the recorded insulation resistance is less than the specified reference insulation resistance. Using the set of data points and the functional parameters determined from them, a specific component 1 can now be tested, which can also be referred to as a test component and was not exposed to the process cycle for determining the data points. Rather, the test component is subjected to the process cycle, the process cycle being optimized in such a way that the process cycle is ended when the number of cycles corresponds to a predetermined number. The predetermined number is determined using a parameter that is determined on the basis of the function parameter. In this example, the parameter corresponds to the function parameter. In the present example, the specified number is given by the following form:

N_{P right \ddot{and} f l a and f} = N_{f e l i.e} {(\frac{Δ T_{f e l i.e}}{Δ T_{L a b O right}})}^{k},

where N _{test run} is the specified number, N _field is a load number that the component in the field should withstand without failure when subjected to a load due to a temperature difference of ΔT _field , ΔT _laboratory is the temperature difference with which the test component is loaded in the process cycle and k is the functional parameter is. After the end of the process cycle, the test component can be examined for a possible failure of the test component. For example, it can be checked whether a detected insulation resistance is less than a specified reference insulation resistance.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Additionally, it should be noted that "comprising" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality. Furthermore, it should be pointed out that features that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features of other exemplary embodiments described above. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.

BezugszeichenlisteReference List

11: Spulenbauteilcoil component
33: elektrischer Leiterelectrical conductor
55: Isolationsummantelunginsulation jacket
77: elektrischer Anschlusselectrical connection
99: Halterungbracket
1111: Anordnungarrangement
1313: Behältercontainer
1515: Klimakammerclimate chamber
1717: Messeinrichtungmeasuring device
1919: Konstantstromquelleconstant current source
2121: Spannungsmesseinrichtungvoltage measuring device
2323: Temperaturmesseinrichtungtemperature measuring device
2525: Stromstärkeamperage
2727: ZeitTime
2929: erstes Zeitintervallfirst time interval
3131: zweites Zeitintervallsecond time interval
3333: Zyklusanzahlcycle count
3535: Temperaturdifferenztemperature difference
3737: Datenpunktdata point
3939: parametrisierte Funktionparameterized function

Claims

Method for heating and cooling a component (1) of an engine, the component (1) having an electrical conductor (3) and an insulating jacket (5) which encases the electrical conductor (3) at least in sections, the method having a process cycle , which includes the following steps: Generating an electric current with a current strength equal to or above a first current strength threshold in the electrical conductor (3), so that the component (1) is heated to a predetermined maximum temperature; and Reducing the amperage of the electrical current below a second amperage threshold, which is lower than the first amperage threshold, or terminating the electrical current in the electrical conductor (3), so that the component (1) reaches a predetermined minimum temperature, which is lower than the maximum temperature, is cooled; the process cycle being carried out several times, and wherein the cycle number of executions of the process cycle is recorded.

Method according to the preceding claim, wherein the method comprises the following steps: detecting a measured value of a measured quantity of the insulation covering (5); and Ending the execution of the process cycle when the recorded measured value meets a predetermined condition.

procedure after claim 2 , wherein the measured variable is an insulation resistance of the insulation sheathing (5) and the specified condition is met when the measured value measured is less than a specified reference insulation resistance.

Method according to one of the preceding claims, wherein the method comprises the following steps: determining a temperature difference from the specified maximum temperature and the specified minimum temperature; Assigning the temperature difference to the recorded number of cycles.

Method according to one of the preceding claims, in which the component (1), before it is heated, is brought into thermally conductive contact with a coolant, in particular oil, with a coolant temperature equal to or below the minimum temperature.

Method according to one of the preceding claims, wherein the component (1), before it is heated, is brought into contact with at least one heat sink, with which the component (1) is in thermally conductive contact during the cooling of the component (1).

Method according to one of the preceding claims, wherein the electrical voltage between a first end of the electrical conductor (3), from which the electrical conductor (3) extends to a second end of the electrical conductor (3), and the second end of the electrical conductor (3) is detected, the amperage of the electrical current in the electrical conductor (3) being detected, the temperature of the component (1) being determined on the basis of the detected electrical voltage and the detected amperage.

procedure after claim 7 , wherein the amperage of the electrical current in the electrical conductor (3) is reduced to a value below the first amperage threshold for a predetermined first time interval during the heating of the component (1), wherein in the first time interval the electrical voltage between the first end of the Electrical conductor (3) and the second end of the electrical conductor (3) is detected and the amperage of the electrical current in the electrical conductor (3) is detected, the temperature of the component (1) based on the detected electrical voltage and the detected current is determined.

Procedure according to one of Claims 7 or 8th , wherein the amperage of the electrical current in the electrical conductor (3) is increased for a predetermined second time interval during the cooling of the component (1) to a value above the second amperage threshold, wherein in the second time interval the electrical voltage between the first end of the Electrical conductor (3) and the second end of the electrical conductor (3) is detected and the amperage of the electrical current in the electrical conductor (3) is detected, the temperature of the component (1) based on the detected electrical voltage and the detected current is determined.

Method according to one of the preceding claims, in which the component (1) is a coil, the electrical conductor (3) having turns and the insulating sheath (5) encasing the turns in such a way that the turns are insulated from one another.

Method for heating and cooling a large number of components of an engine, each component (1) having an electrical conductor (3) and an insulating casing (5) which encases the electrical conductor (3) at least in sections, wherein for each component (1) the method according to any one of the preceding claims, in particular according to the claims 2 and 4 , is carried out, the temperature difference determined for each component (1) differing from at least some of the temperature differences determined for the other components (1), a parameterized function being determined in that a function parameter determining the function is estimated in such a way that the function corresponds best mathematically to a set of data points, each data point of the data points corresponding to the detected cycle number after completion of the process cycle execution claim 2 and the determined temperature difference according to claim 4 for a corresponding component (1).

Method according to one of the preceding claims, in particular according to one of Claims 1 and 5 until 10 , the method comprising the step of: terminating the execution of the method cycle when the number of cycles corresponds to a predetermined number.

procedure after claim 12 , wherein the method comprises the following step: determining the predetermined number based on a parameter.

procedure after Claim 13 , where the parameter is determined on the basis of the function parameter.

procedure after Claim 14 , where the parameter corresponds to the function parameter.