DE10360143B4

DE10360143B4 - Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines Aggregats und Prüfsystem zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10360143B4
Application number: DE2003160143
Authority: DE
Inventors: Armin Fuchslocher; Ralf Stiegler
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Fuchslocher Armin 71729 Erdmannhausen De; Stiegler Ralf 71729 Erdmannhausen De
Priority date: 2003-12-20
Filing date: 2003-12-20
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2023-12-21
Also published as: DE10360143A1

Abstract

Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Aggregats (10) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Aggregat (10) in eine Prüfstellung (40) positioniert, ein prüfdichter Anlagekontakt zwischen dem Aggregat (10) und einer Prüfvorrichtung (14) hergestellt und ein Prüfprogramm am Aggregat (10) durchgeführt wird, und wobei nach Abschluss des Prüfprogramms der Anlagekontakt getrennt und das Aggregat (10) freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) aus einer Wartestellung (16) von oben auf das Aggregat (10) zu bewegt und in eine vom Aggregat (10) unabhängige, am Untergrund (20) abgestützte Betriebsstellung (18) gebracht wird, in welcher ein das Aggregat (10) relativ zur Prüfvorrichtung (14) feinausrichtender erster Anlagekontakt zwischen dem Aggregat (10) und einer Fixiereinrichtung (22) der Prüfvorrichtung (14) hergestellt wird, und dass anschließend eine Prüfeinrichtung (24) der Prüfvorrichtung (14) in einen prüfdichten Anlagekontakt mit mindestens einer Öffnung des Aggregats (10) gebracht und das Prüfprogramm durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Aggregats, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Aggregat in eine Prüfstellung positioniert, ein prüfdichter Anlagekontakt zwischen dem Aggregat und einer Prüfvorrichtung hergestellt und ein Prüfprogramm am Aggregat durchgeführt wird, und wobei nach Abschluss des Prüfprogramms der Anlagekontakt getrennt und das Aggregat freigegeben wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ferner betrifft die Erfindung ein Prüfsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 23.

Ein Verfahren und ein Prüfsystem der eingangs genannten Art sind bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 101 40 222 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Dichtheit eines Motorblocks oder eines Zylinderkopfes einer Verbrennungskraftmaschine. Dabei wird der kolbenlose Zylinderraum oder der Brennraum des vom Motorblock entfernten Zylinderkopfes gasdicht abgedichtet. Anschließend wird in mindestens einen Kühlkanal des Motorblocks bzw. des Zylinderkopfes Heliumgas eingeleitet. Mit Hilfe einer Vakuumpumpe wird im abgedichteten Raum ein Unterdruck erzeugt, während mittels eines an den Ansaugweg angeschlossenen Heliumsensors festgestellt wird, ob sich im Ansaugweg Helium befindet. Diese bekannte Prüfvorrichtung enthält eine Prüfeinheit mit einer Dichtplatte, die an Stelle des Zylinderkopfes den Zylinder bzw. an Stelle des Motorblocks den Brennraum im Zylinderkopf gasdicht verschließt, wobei die Dichtplatte eine erste mit dem Zylinderraum oder dem Brennraum verbundene Durchlassbohrung aufweist, für den Anschluss an eine Vakuumpumpe. Die Dichtplatte enthält eine zweite Durchlassbohrung, die mit einem Kühlkanal des Motorblocks oder des Zylinderkopfes in Verbindung steht, für den Anschluss an einer Heliumquelle.

Damit eine serienmäßige Dichtheitsprüfung durchgeführt werden kann, ist die Dichtplatte in einem Gestell angeordnet. Sie wird mit mindestens einem am Gestell angeordneten Fluidzylinder gegen den Motorblock bzw. den Zylinderblock angepresst. Hierfür ist erforderlich, dass der Motorblock seinerseits lösbar im Gestell befestigt werden kann und in ausreichender Weise abgestützt wird, damit die Dichtplatte in pressenden Eingriff gebracht werden kann.

Ferner ist aus der EP 1 333 266 A1 ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Prüfsystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 23 bekannt. Das bekannte Prüfsystem enthält einen Industrieroboter, der einen Motorblock in ein Trägersystem einsetzt, welches sich in einer definierten Übergabestellung befindet und nach der Aufnahme des Motorblocks in eine definierte Prüfstellung bewegt wird, in welcher der Motorblock mittels einer Prüfvorrichtung geprüft wird. Nach Abschluss der Prüfung wird der Motorblock mittels der Trägersystems wieder in die definierte Übergabestellung befördert, in welcher er vom Industrieroboter entnommen werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren der eingangs genannten Art zum Prüfen der Dichtheit eines Aggregats vorzuschlagen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Prüfsystem zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung aus einer Wartestellung von oben auf das Aggregat zu bewegt und in eine vom Aggregat unabhängige, am Untergrund abgestützte Betriebsstellung gebracht wird, in welcher ein das Aggregat relativ zur Prüfvorrichtung feinausrichtender erster Anlagekontakt zwischen dem Aggregat und einer Fixiereinrichtung der Prüfvorrichtung hergestellt wird, und dass anschließend eine Prüfeinrichtung der Prüfvorrichtung in einen prüfdichten Anlagekontakt mit mindestens einer Öffnung des Aggregats gebracht und das Prüfprogramm durchgeführt wird.

Somit wird die vollständige Prüfvorrichtung zur Einnahme ihrer Betriebsstellung auf das Aggregat zu bewegt, um sie am Untergrund hinreichend abzustützen. Anschließend wird das Aggregat relativ zur Prüfvorrichtung feinausgerichtet, so dass die Herstellung eines verhältnismäßig einfach reproduzierbaren, prüfdichten Anlagekontakts zwischen der Prüfvorrichtung und dem Aggregat möglich ist. Bei einem derartigen Verfahren muss das Aggregat somit nicht exakt in einer einzigen Prüfstellung vorpositioniert werden, damit ein exakter prüfdichter Anlagekontakt zwischen der Prüfvorrichtung und dem Aggregat reproduzierbar genau hergestellt werden kann, sondern ist eine Grobvorpositionierung des Aggregats innerhalb eines Prüfstellungsbereichs hinreichend, ohne dass, aufgrund der toleranzbehafteten Positionierung des Aggregats, die Prüfbarkeit desselben mittels der Prüfvorrichtung hierdurch negativ beeinträchtigt wäre. Das Verfahren kann somit besonders vorteilhaft im Rahmen einer Kleinserien-Qualitätskontrolle von auf Dichtheit zu prüfenden Aggregaten eingesetzt werden, da der aufzubringende apparative und steuerungstechnische Aufwand im Vergleich zu traditionellen Prüfvorrichtungen, die insbesondere für eine Großserien-Qualitätskontrolle vorgesehen sind, deutlich gering gehalten werden kann. Dabei ist das Verfahren sowohl für eine vollautomatisierte als auch für eine teilautomatisierte oder sogar für eine vollständig manuelle Dichtheitsprüfung von Aggregaten geeignet. Da die Prüfvor richtung in Betriebsstellung lagestabil am Untergrund abgestützt ist, sind die bei der Dichtheitsprüfung des Aggregats auf selbiges übertragenen Gewichtslasten der Prüfvorrichtung praktisch eliminiert oder wenigstens vernachlässigbar klein. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Genauigkeit und/oder die Aussagekraft der Prüfergebnisse aus, da die Gewichtskraft der Prüfvorrichtung während der Dichtheitsprüfung keinen diesbezüglich verfälschenden Einfluss auf das Aggregat -beispielsweise aufgrund von nicht erwünschten elastischen Verformungen- ausüben kann.

Mit Vorteil ist die Prüfvorrichtung vor Einnahme der Betriebsstellung relativ zum Aggregat frei bewegbar gehalten. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung bis zur Einnahme ihrer Betriebsstellung frei hängend von einer verstellbaren Hebevorrichtung gehalten werden. Dies ermöglicht eine verhältnismäßig einfache und ggf. manuell durchführbare Grobausrichtung und anschließende Feinausrichtung der Prüfvorrichtung relativ zum Aggregat während der Positionierung der Prüfvorrichtung in ihre vorgesehene Betriebsstellung. Aufgrund der Bewegungsfreiheit der Prüfvorrichtung bis zur Einnahme ihrer definierten Betriebsstellung ist auch eine vollautomatisierte oder teilautomatisierte Positionierung der Prüfvorrichtung relativ zum Aggregat bei verhältnismäßig geringem apparativen und steuerungstechnischen Aufwand möglich.

Während ihrer Annäherungsbewegung zum Aggregat und vor Einnahme ihrer Betriebsstellung wird die Prüfvorrichtung vorzugsweise mittels eines Einfädelsystems relativ zum Aggregat vorausgerichtet. Dabei kann das Einfädelsystem zwei voneinander beabstandet an der Prüfvorrichtung angeordnete Ausrichtstifte enthalten, die in zugehörige Ausnehmungen des Aggregats oder eines mit dem Aggregat verbundenen Trägerelements einfädelbar sind. Ein derartiges Einfädelsystem gewährleistet eine hinreichend genaue Vorausrichtung der von oben aus einer Wartestellung in Richtung des Aggregats zu bewegenden Prüfvorrichtung. Bei dieser Vorausrichtung der Prüfvorrichtung wirkt sich die im Raum freie Bewegbarkeit derselben vor Einnahme der Betriebsstellung vorteilhaft aus, da bei geeigneter Ausbildung des Einfädelsystems eine Autozentrierung der Prüfvorrichtung relativ zum Aggregat innerhalb zulässiger Toleranzen möglich ist. Ein Einfädelsystem in Form von Ausrichtstiften und entsprechenden Ausnehmungen ist konstruktionstechnisch verhältnismäßig einfach realisierbar. Gegebenenfalls können die Ausrichtstifte und die Ausnehmungen auch an der jeweils anderen Funktionseinrichtung angeordnet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Aggregat auf einer Transportvorrichtung um eine Längsachse und um eine Querachse schwenkbewegbar und/oder drehbewegbar angeordnet. Mittels einer derartigen Schwenk- bzw. Drehbewegbarkeit des Aggregats relativ zur Transportvorrichtung, und somit auch zur Prüfvorrichtung, kann sowohl eine korrekte Grobausrichtung zwischen der Prüfvorrichtung und dem Aggregat sowie eine anschließende exakte Feinausrichtung des Aggregats relativ zur am Untergrund nun lagestabil angeordneten Prüfvorrichtung begünstigt werden, wobei die jeweilige Ausrichtung des Aggregats vorzugsweise passiv erfolgt, beispielsweise indem das Aggregat relativ zur Transportvorrichtung entsprechend schwimmend gelagert ist.

Mit Vorteil ist das Aggregat mit der Transportvorrichtung zerstörungsfrei trennbar verbunden und insbesondere schraubverbunden. Dabei kann die Transportvorrichtung ein speziell zur Aggregataufnahme vorgesehenes Trägerelement aufweisen, das eine relativ zum Trägerelement lagestabile und sichere Befestigung des Aggregats ermöglicht. Eine derartige Transportvorrichtung kann beispielsweise als ein manuell positio nier- und betätigbarer Transportwagen ausgebildet sein. Alternativ ist es allerdings auch möglich, eine vollautomatisierte oder teilautomatisierte Transportvorrichtung mit einer entsprechenden Anbindungsmöglichkeit für das Aggregat vorzusehen. Die Entscheidung in Bezug auf den Automatisierungsgrad der Transportvorrichtung hängt insbesondere davon ab, ob eine Kleinserien-Qualitätsprüfung oder eine Großserien-Qualitätsprüfung durchgeführt werden soll. Auch kann die Anzahl der zu prüfenden Aggregatvarianten diesbezüglich ein weiteres Entscheidungskriterium darstellen.

Entsprechend einer möglichen Ausführungsform wird das Aggregat von einer Bedienperson frei wählbar in eine Prüfstellung innerhalb eines Prüfstellungsbereichs positioniert. Dabei ist das Aggregat insbesondere auf einer manuell betätigbaren Transportvorrichtung, beispielsweise in Form eines Transportwagens, fixiert. Aufgrund der Festlegung eines Prüfstellenbereichs, der beispielsweise durch optische Markierungen auf dem Untergrund verhältnismäßig einfach festlegbar und von einer Bedienperson wahrnehmbar ist, kann eine maximal mögliche Verlagerung der Prüfvorrichtung in eine oder auch mehrere seitliche Richtungen relativ zum sich in einer Prüfstellung befindenden Aggregat vorgegeben werden, welche problemlos bei der insbesondere frei bewegbar gehaltenen Prüfvorrichtung vor Einnahme ihrer lagestabilen Betriebsstellung zum Beispiel mittels einer manuellen Ausrichtung und/oder im Rahmen einer Autozentrierung erzielt werden kann.

Die Fixiereinrichtung enthält vorzugsweise zwei im Wesentlichen gegenüberliegende, jeweils lagebewegbare Fixierelemente, die in Betriebsstellung der Prüfvorrichtung mit einem prüfunkritischen Funktionsteil des Aggregats in Klemmkontakt gebracht werden können. Dabei kann das prüfunkritische Funktionsteil des Aggregats beispielsweise die Kurbelwelle eines Motorblocks sein. Somit ist es möglich, mittels der lagebewegbaren Fixierelemente eine Feinausrichtung des Aggregats relativ zur Prüfvorrichtung zu erzielen. Die Prüfvorrichtung ist hierzu stabil am Untergrund abgestützt, so dass mittels der Feinausrichtung des Aggregats eine definierte Prüfstellung desselben relativ zur Prüfvorrichtung erhalten wird. Wenn der Klemmkontakt zwischen den Fixierelementen und dem Funktionsteil des Aggregats zusätzlich eine formschlüssige Komponente aufweist, kann hierdurch eine selbsttätig bei Herstellung des Klemmkontakts einsetzende Feinausrichtung (Autozentrierung des Aggregats) begünstigt werden. Nach Herstellung des Klemmkontakt ist das Aggregat (Motorblock) vollständig mittels der Fixierelemente der Prüfvorrichtung am prüfunkritischen Funktionsteil (Kurbelwelle) sicher und prüfgünstig gehalten. Das Aggregat kann dabei weiterhin mit der Transportvorrichtung verbunden bleiben, da es an selbiger schwimmend gelagert ist.

Mit Vorteil enthält die Prüfeinrichtung mindestens einen lagebewegbaren Prüfkolben, der in Betriebsstellung der Prüfvorrichtung mit einer Öffnung des Aggregats in prüfdichten Anlagekontakt gebracht wird. Der Prüfkolben kann dabei eine elastisch verformbare Anlagekontaktfläche aufweisen. Die Funktion des Prüfkolbens ist, den Hohlraum des Aggregats nach außen prüfdicht abzuschließen. Mindestens ein Prüfkolben sollte dabei die Zuführung eines Prüfmediums in den Hohlraum (beispielsweise Druckluft, Helium etc.) zur Durchführung eines entsprechenden Prüfprogramms am Aggregat erlauben. Hierzu enthält die Prüfvorrichtung eine Prüfprogrammsteuer- und/oder Messeinrichtung, mittels welcher das Prüfprogramm am Aggregat und somit die Dichtheitsprüfung des Hohlraums durchgeführt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante enthält die Prüfeinrichtung eine Mehrzahl an lagebewegbaren Prüfkolben, die in Ruhestellung im Rahmen einer Voreinstellung zueinander, insbesondere automatisiert, lagebewegbar sind. Die Prüfkolben sind hierzu vorzugsweise an einem oder an mehreren Querträgern der Prüfeinrichtung lagebewegbar fixiert. Hierdurch ist es möglich, konstruktiv unterschiedliche Bauarten von Aggregaten mittels der entsprechend angepassten Prüfvorrichtung zu prüfen. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenigstens einen Prüfkolben in Bezug auf seine Prüffunktion aktivieren (Einnahme einer Aktivstellung) bzw. deaktivieren (Einnahme einer Passivstellung) zu können. Wenn es sich bei dem Aggregat um einen Motorblock handelt, können mittels einer derartigen Prüfvorrichtung, bei entsprechender Voreinstellung derselben, Motorblöcke mit unterschiedlichen Zylinderzahlen (z.B. V6- und V8-Motorblöcke) auf ihre Dichtheit hin geprüft werden. Diese flexible Einsetzbarkeit der Prüfvorrichtung wirkt sich insbesondere zur Durchführung einer Kleinserien-Qualitätskontrolle unterschiedlicher Aggregate kostengünstig aus.

Das Aggregat kann ein Motorblock, insbesondere ein V-Motorblock, oder ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sein. Es sind allerdings auch andere, auf Dichtheit zu prüfende Funktionsteile bzw. Funktionsbaugruppen, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, entsprechend prüfbar.

Mit Vorteil weist die Prüfvorrichtung eine insbesondere verschiebbewegbare Ständereinrichtung auf, zur Einnahme der vom Aggregat unabhängig am Untergrund abgestützten Betriebsstellung. Die Ständereinrichtung weist insbesondere vier Stützen auf, die teleskopartig gegen den Untergrund in eine Aktivstellung ausfahrbar bzw. in eine Passivstellung einfahrbar sind. Mittels einer derartigen Ständereinrichtung ist es mög lich, die Prüfvorrichtung stabil und im Wesentlichen horizontal in ihre Betriebsstellung zu positionieren, wobei geringfügige Toleranzen in Bezug auf die Horizontallage der Prüfvorrichtung durch eine Feinausrichtung des Aggregats relativ zur Prüfvorrichtung kompensiert werden können. Die Herstellung des prüfdichten Anlagekontakts der Prüfeinrichtung relativ zum Aggregat wird somit durch die toleranzbehaftete Positionierung der Prüfvorrichtung relativ zum Untergrund nicht negativ beeinflusst.

Die Prüfvorrichtung kann eine manuelle Betätigungseinrichtung enthalten, zur Positionierung der Prüfvorrichtung in ihre Betriebsstellung und in ihre Wartestellung. Dabei kann die Betätigungseinrichtung beispielsweise als ein Zwei-Hand-Betätigungssystem ausgebildet sein. Eine derartige Betätigungseinrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn das Prüfverfahren teilweise automatisiert durchgeführt wird, wobei die Positionierung des Aggregats mittels der Transportvorrichtung in eine Prüfstellung sowie das Heranführen der Prüfvorrichtung von oben über das Aggregat manuell durchgeführt werden können. Die manuelle Betätigungseinrichtung kann ggf. nach Herstellung einer Grobpositionierung der Prüfvorrichtung relativ zum Aggregat deaktiviert werden, so dass die Feinausrichtung des Aggregats relativ zur Prüfvorrichtung und die Herstellung des prüfdichten Anlagekontakts zwischen der Prüfeinrichtung und dem Aggregat vollständig automatisiert erfolgen können.

Die Prüfvorrichtung wird zur Einnahme ihrer Betriebsstellung vorzugsweise mittels einer im Wesentlichen senkrecht nach unten gerichteten Bewegung über das Aggregat gestülpt. Eine derartige Bewegung der Prüfvorrichtung ist verhältnismäßig einfach manuell und/oder automatisiert mittels geeigneter und an sich im Werkstattbetrieb bekannter Hilfsmittel möglich.

Die Betätigung der Prüfvorrichtung erfolgt vorzugsweise teilautomatisiert. Dabei kann die Prüfvorrichtung Teil eines Aggregatprüfstands sein. Ein derartiges Verfahren ist trotz der Teilautomatisierung schnell und reproduzierbar präzise auch in einer Kleinserien-Qualitätskontrolle durchführbar.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Prüfsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 23. Das Prüfsystem zeichnet sich dadurch aus, dass das Einfädelsystem zwei voneinander beabstandet an der Prüfvorrichtung angeordnete Ausrichtstifte enthält, die in zugehörige Ausnehmungen des Aggregats oder eines mit dem Aggregat verbundenen Trägerelements einfädelbar sind, und dass die Fixiereinrichtung zwei im Wesentlichen gegenüberliegende, jeweils lagebewegbare Fixierelemente enthält, die in Betriebsstellung der Prüfvorrichtung mit einem prüfunkritischen Funktionsteil des Aggregats in Klemmkontakt bringbar sind. Das Prüfsystem ist zur Durchführung des Verfahrens geeignet und ermöglicht die Erzielung der in Bezug auf das Verfahren vorerwähnten Vorteile.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht auf eine Prüfvorrichtung in Wartestellung;
2 eine schematische Vorderansicht der Prüfvorrichtung der 1;
3 eine schematische Perspektivdarstellung eines zu prüfenden Aggregats mit der Prüfvorrichtung der 1 in einer aggregatnahen Stellung vor Einnahme einer Betriebsstellung;
4 eine schematische Seitenansicht der Prüfvorrichtung der 1 in Betriebsstellung;
5 eine schematische Vorderansicht der Prüfvorrichtung der 4;
6 eine schematische Unteransicht auf eine Prüfeinrichtung der Prüfvorrichtung der 1 und
7 eine schematische Draufsicht auf eine Transportvorrichtung ohne Aggregat.
Die 1 bis 5 zeigen in unterschiedlichen schematischen Darstellungen eine Prüfvorrichtung 14, mittels welcher ein Aggregat 10 in Form eines Motorblocks eines Kraftfahrzeugs in Bezug auf seine Dichtheit geprüft werden kann. Das Aggregat 10 ist hierzu an einer Transportvorrichtung 12 in Form eines Transportwagens befestigt.
Die 1 und 2 zeigen jeweils die Prüfvorrichtung 14 in einer Wartestellung 16, d. h. auf einem in Bezug auf das mittels der Transportvorrichtung 12 gemäß Doppelpfeil 56 auf einem Untergrund 20 verschiebebewegbare Aggregat 10 höheren Niveau. Die Prüfvorrichtung 14 ist mittels einer Hebevorrichtung 26 (siehe auch 4 und 5) gemäß Doppelpfeil 52 bewegbar und somit in unterschiedliche Höhen positionierbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Prüfvorrichtung 14 frei hängend mittels einer Kette an der verstellbaren Hebevorrichtung 26 gehalten. Mittels der Hebevorrichtung 26 kann die Prüfvorrichtung 14 aus der Wartestellung 16 (siehe 1, 2) in eine Betriebsstellung 18 (siehe 4, 5) bewegt werden.
Zur Einnahme der Betriebsstellung 18 weist die Prüfvorrichtung 14 ein Einfädelsystem 28, eine Fixiereinrichtung 22 und eine Ständereinrichtung 48 auf. Vor dem Herabsenken der Prüfvorrichtung 14 mittels der Hebevorrichtung 26 wird das Aggregat 10 mittels der Transportvorrichtung 12 in eine Prüfstellung 40 (siehe 4, 5) positioniert, die innerhalb ei nes Prüfstellungsbereichs liegt und sich unterhalb der sich in Wartestellung 16 befindenden Prüfvorrichtung 14 (siehe 1, 2) befindet. In dieser Prüfstellung 40 des Aggregats 10 kann nun die Prüfvorrichtung 14 aus ihrer Wartestellung 16 (siehe 1, 2) mittels der Hebevorrichtung 26 nach unten bewegt und über das Aggregat 10 gestülpt werden (siehe 4, 5).
3 zeigt eine Momentaufnahme dieses Bewegungsvorgangs der Prüfvorrichtung 14 aus ihrer Wartestellung 16 in die Betriebsstellung 18. Während ihrer Annäherungsbewegung zum Aggregat 10 wird die Prüfvorrichtung 14 vor Einnahme ihrer Betriebsstellung 18 mittels des Einfädelsystems 28 relativ zum Aggregat 10 vorausgerichtet. Da die Prüfvorrichtung 14 bis zur Einnahme ihrer Betriebsstellung 18 frei hängend von der verstellbaren Hebevorrichtung 26 gehalten wird, ist die Prüfvorrichtung 14 relativ zum Aggregat 10 frei bewegbar, so dass mittels des Einfädelsystems 28 eine störungsfreie und präzise Vorausrichtung der Prüfvorrichtung 14 relativ zum Aggregat 10 erzielt werden kann. Hierzu weist das Einfädelsystem 28 zwei voneinander beabstandet an der Prüfvorrichtung 14 angeordnete Ausrichtstifte 30 auf, die in zugehörige Ausnehmungen 32 des Aggregats 10 bzw. eines mit dem Aggregat 10 verbundenen Trägerelements 34 der Transportvorrichtung 12 einfädelbar sind (siehe insbesondere 3). Nach Abschluss des Einfädelvorgangs der Ausrichtstifte 30 in die Ausnehmungen 32 wird die Ständereinrichtung 48 derart betätigt, dass vier voneinander beabstandet angeordnete Ständerelemente teleskopartig entsprechend Doppelpfeil 54 aus ihrer Passivstellung (siehe 1, 2, 3) in eine Aktivstellung (Abstützstellung) ausgefahren werden, in welcher die Prüfvorrichtung 14 mittels der Ständereinrichtung 48 vollständig am Untergrund 20 abgestützt ist und ihre Betriebsstellung 18 gemäß den 4, 5 einnimmt.
Anschließend kann mittels der Fixiereinrichtung 22 der Prüfvorrichtung 14 eine Feinausrichtung des schwimmend an der Transportvorrichtung 12 gelagerten Aggregats 10 relativ zur in der stabilen Betriebsstellung 18 angeordneten Prüfvorrichtung 14 durchgeführt werden. Hierzu weist die Fixiereinrichtung 22 zwei im Wesentlichen gegenüberliegende, jeweils lagebewegbare Fixierelemente 42 auf, die in Betriebsstellung 18 der Prüfvorrichtung 14 mit einem prüfunkritischen Funktionsteil des Aggregats 10 in formschlüssigen Klemmkontakt gebracht werden können. Das prüfunkritische Funktionsteil des Aggregats 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kurbelwelle 44 des Motorblocks. Mittels dieser Feinausrichtung wird somit – abgesehen vom Einfädelsystem 28 – ein erster Anlagekontakt zwischen dem Aggregat 10 und der Fixiereinrichtung 22 der Prüfvorrichtung 14 hergestellt, um das Aggregat 10 exakt in Bezug auf die Prüfvorrichtung 14 auszurichten. Um dies zu ermöglichen, ist das Aggregat 10 an der Transportvorrichtung 12 schwimmend gelagert und insbesondere um eine Längsachse 36 (siehe auch 7) drehbewegbar bzw. schwenkbewegbar angeordnet. Die Transportvorrichtung 12 enthält hierzu ein Trägerelement 34, mit welchem das Aggregat 10 zerstörungsfrei trennbar verbunden ist. Das Aggregat 10 ist vorzugsweise mittels einer Schraubenverbindung an dem Trägerelement 34, welches an der Tragstruktur 50 der Transportvorrichtung 12 schwimmend gelagert ist, zerstörungsfrei trennbar fixiert (siehe insbesondere 2, 3, 5).
Zur Durchführung des eigentlichen Prüfprozesses weist die Prüfvorrichtung 14 eine Prüfeinrichtung 24 auf, die eine Mehrzahl von Prüfkolben 46 enthält. Die Prüfkolben 46 sind jeweils lagebewegbar an der Prüfvorrichtung 14 angeordnet, um in Betriebsstellung 18 der Prüfvorrichtung 14 mit einer zugehörigen Öffnung des Aggregats 10 (Motorblock) in prüfdichten Anlagekontakt gebracht zu werden. Nach Herstellung des jeweils prüfdichten Anlagekontakts kann das eigentliche Prüfprogramm zum Prüfen der Dichtheit des Hohlraums des Aggregats 10 durchgeführt werden. Die Durchführung derartiger Prüfprogramme ist an sich bekannt. Beispielsweise kann hierzu Druckluft oder Helium in den ansonsten nach außen prüfdicht abgeschlossenen Hohlraum des Aggregats 10 zugeführt werden. Eine derartige Prüfmediumzuführung in den Hohlraum findet insbesondere durch einen entsprechend ausgebildeten Prüfkolben 46 statt. Zur Messung und Auswertung der Prüfdaten und zur Qualitätsbeurteilung des Aggregats 10 kann eine ebenfalls an sich bekannte Mess-, Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (nicht in den Figuren dargestellt) eingesetzt werden.
Die Prüfkolben 46 sind auf zugehörigen Querträgern angeordnet (siehe insbesondere 1, 6), wobei die Prüfkolben 46 in Ruhestellung im Rahmen einer Voreinstellung zueinander, manuell oder automatisiert, lagebewegbar sein können. Dies ermöglicht das Prüfen von geometrisch unterschiedlich ausgebildeten Motorblöcken mit ein und derselben, allerdings entsprechend voreingestellten Prüfvorrichtung 14.
Nach Abschluss des Prüfprogramms werden die Prüfkolben 46 vom Aggregat 10 wegbewegt und der Klemmkontakt zwischen der Kurbelwelle 44 und den Fixierelementen 42 mittels einer geeigneten Bewegung derselben relativ zum Aggregat 10 gelöst. Das Aggregat 10 ist nun erneut von der Transportvorrichtung 12 mittels des Trägerelements 34 gehalten, so dass nun die Ständereinrichtung 48 bzw. die jeweiligen Ständerelemente entsprechend Doppelpfeil 54 teleskopartig nach oben in ihre Passivstellung eingefahren werden können. Anschließend wird die Prüfvorrichtung 14 mittels der Hebevorrichtung 26 gemäß Doppelpfeil 52 senkrecht nach oben bewegt, so dass auch die Verbindung zwischen den Ausrichtstiften 30 und den Ausnehmungen 32 gelöst wird. Wenn die Prüfvorrichtung 14 aus ihrer Betriebsstellung 18 wieder in ihre Wartestellung 16 bewegt worden ist, kann die Transportvorrichtung 12 gemäß Doppelpfeil 56 frei unter der Prüfvorrichtung 14 lageverschoben und weitertransportiert werden (siehe 1).
Das oben beschriebene Prüfverfahren kann vollautomatisiert, teilautomatisiert oder auch vollständig manuell durchgeführt werden. Aufgrund dieser flexiblen Nutzbarkeit des Prüfverfahrens eignet es sich besonders zur Prüfung der Dichtheit von Aggregaten im Rahmen einer Kleinserien- bzw. Mittelserien-Qualitätskontrolle. Bei einem teilautomatisierten Prüfverfahren sind insbesondere die Bewegung der Transportvorrichtung 12 und die Bewegung der Prüfvorrichtung 14 bis zur Einnahme ihrer Einfädelstellung manuell gesteuert. Dabei wird die Einfädelbewegung der Prüfvorrichtung 14 insbesondere mittels einer Betätigungseinrichtung in Form eines Zwei-Hand-Betätigungssystems durchgeführt, so dass auch geltende Sicherheitsvorschriften zur Bedienung der Prüfvorrichtung 14 erfüllt werden. Die weiteren, oben beschriebenen Verfahrensschritte können dagegen automatisiert erfolgen, wobei der Automatikbetrieb der Prüfvorrichtung vorzugsweise durch die Bedienperson ausgelöst wird.
Die Prüfvorrichtung 14 ist vorzugsweise nicht förderbandgebunden, so dass sie verhältnismäßig einfach und flexibel in bestehende Fertigungsstrukturen auch ohne Förderband integrierbar ist. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch eine schnelle, zuverlässige und präzise reproduzierbare Prüfung der Dichtheit von Aggregaten 10 mit Hohlraum aus.

Claims

Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Aggregats (10) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Aggregat (10) in eine Prüfstellung (40) positioniert, ein prüfdichter Anlagekontakt zwischen dem Aggregat (10) und einer Prüfvorrichtung (14) hergestellt und ein Prüfprogramm am Aggregat (10) durchgeführt wird, und wobei nach Abschluss des Prüfprogramms der Anlagekontakt getrennt und das Aggregat (10) freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) aus einer Wartestellung (16) von oben auf das Aggregat (10) zu bewegt und in eine vom Aggregat (10) unabhängige, am Untergrund (20) abgestützte Betriebsstellung (18) gebracht wird, in welcher ein das Aggregat (10) relativ zur Prüfvorrichtung (14) feinausrichtender erster Anlagekontakt zwischen dem Aggregat (10) und einer Fixiereinrichtung (22) der Prüfvorrichtung (14) hergestellt wird, und dass anschließend eine Prüfeinrichtung (24) der Prüfvorrichtung (14) in einen prüfdichten Anlagekontakt mit mindestens einer Öffnung des Aggregats (10) gebracht und das Prüfprogramm durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) vor Einnahme der Betriebsstellung (18) relativ zum Aggregat (10) frei bewegbar gehalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) bis zur Einnahme ihrer Betriebsstellung (18) frei hängend von einer verstellbaren Hebevorrichtung (26) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14), während ihrer Annäherungsbewegung zum Aggregat (10) und vor Einnahme ihrer Betriebsstellung (18), mittels eines Einfädelsystems (28) relativ zum Aggregat (10) vorausgerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfädelsystem (28) zwei voneinander beabstandet an der Prüfvorrichtung (14) angeordnete Ausrichtstifte (30) enthält, die in zugehörige Ausnehmungen (32) des Aggregats (10) oder eines mit dem Aggregat (10) verbundenen Trägerelements (34) einfädelbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (10) auf einer Transportvorrichtung (12) um eine Längsachse (36) und um eine Querachse (38) schwenkbewegbar und/oder drehbewegbar angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (10) mit der Transportvorrichtung (12) zerstörungsfrei trennbar verbunden und insbesondere schraubverbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (12) ein manuell positionier- und betätigbarer Transportwagen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (10) von einer Bedienperson frei wählbar in eine Prüfstellung (40) innerhalb eines Prüfstellungsbereichs positioniert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (22) zwei im Wesentlichen gegenüberliegende, jeweils lagebewegbare Fixierelemente (42) enthält, die in Betriebsstellung (18) der Prüfvorrichtung (14) mit einem prüfunkritischen Funktionsteil des Aggregats (10) in Klemmkontakt gebracht werden können.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das prüfunkritische Funktionsteil des Aggregats (10) die Kurbelwelle (44) eines Motorblocks ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (24) mindestens einen lagebeweg baren Prüfkolben (46) enthält, der in Betriebsstellung (18) der Prüfvorrichtung (14) mit einer Öffnung des Aggregats (10) in prüfdichten Anlagekontakt gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (24) eine Mehrzahl an lagebewegbaren Prüfkolben (46) enthält, die in Ruhestellung im Rahmen einer Voreinstellung zueinander, insbesondere automatisiert, lagebewegbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass konstruktiv unterschiedliche Bauarten von Aggregaten (10) mittels der Prüfvorrichtung (14) geprüft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Prüfkolben (46) in Bezug auf seine Prüffunktion aktivierbar und deaktivierbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (10) ein Motorblock, insbesondere ein V-Motorblock, oder ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) eine insbesondere verschiebbewegbare Ständereinrichtung (48) aufweist, zur Einnahme der vom Aggregat (10) unabhängig am Untergrund (20) abgestützten Betriebsstellung (18).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) eine manuelle Betätigungseinrichtung enthält zur Positionierung der Prüfvorrichtung (14) in ihre Betriebsstellung (18) und in ihre Wartestellung (16).
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung ein Zwei-Hand-Betätigungssystem ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) zur Einnahme ihrer Betriebsstellung (18) mittels einer im Wesentlichen senkrecht nach unten gerichteten Bewegung über das Aggregat (10) gestülpt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Prüfvorrichtung (14) teilautomatisiert erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (14) Teil eines Aggregatprüfstands ist.
Prüfsystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Prüfvorrichtung (14), die ein Einfädelsystem (28) zur Vorausrichtung des Aggregats (10) relativ zur Prüfvorrichtung (14), eine Fixiereinrichtung (22) zur Feinausrichtung des Aggregats (10) relativ zur Prüfvorrichtung (14), eine Ständereinrichtung (48) zur vom Aggregat (10) unabhängigen Abstützung der Prüfvorrichtung (14) in Betriebsstellung (18) und eine Prüfeinrichtung (24) zur Herstellung eines prüfdichten Anlagekontakts zwischen der Prüfvorrichtung (14) und mindestens einer Öffnung des Aggregats (10) sowie zur Durchführung eines Prüfprogramms aufweist, und mit einer Transportvorrichtung (12), die ein Trägerelement (34) aufweist zur zerstörungsfrei trennbaren Befestigung des Aggregats (10) an selbigem, wobei das Trägerelement (34) relativ zu einer Tragstruktur (50) der Transportvorrichtung (12) um eine Aggregatlängsachse (36) und um eine Aggregatquerachse (38) schwenkbewegbar und/oder drehbewegbar angeordnet ist zur Ausrichtung des Aggregats (10) auf dem Trägerelement (34) relativ zur Prüfvorrichtung (14) in eine Prüfstellung, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfädelsystem (28) zwei voneinander beabstandet an der Prüfvorrichtung (14) angeordnete Ausrichtstifte (30) enthält, die in zugehörige Ausnehmungen (32) des Aggregats (10) oder eines mit dem Aggregat (10) verbundenen Trägerelements (34) einfädelbar sind, und dass die Fixiereinrichtung (22) zwei im Wesentlichen gegenüberliegende; jeweils lagebewegbare Fixierelemente (42) enthält, die in Betriebsstellung (18) der Prüfvorrichtung (14) mit einem prüfunkritischen Funktionsteil des Aggregats (10) in Klemmkontakt bringbar sind.