WO2004046675A2 - Verfahren zur dichtheitsprüfung von klimaanlagen in kraftfahrzeugen - Google Patents
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B2500/22—Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
- F25B2500/222—Detecting refrigerant leaks
Definitions
- the invention relates to a method for leak testing of refrigeration machines, in particular air conditioning systems in motor vehicles, in which the system to be tested is pressurized with a gas under excess pressure, after a calming phase the excess pressure is measured and stored, after a time the excess pressure is measured again and stored and off the degree of tightness is derived from the difference between the stored values.
- the change in the pressure difference between the gas pressure in the container to be tested and the reference container is then determined after the connection between the container to be tested and the gas source has been interrupted. Air is used as the gas.
- the pressure difference is determined several times at intervals (DE 29 07 234 A1).
- This method in particular does not allow air conditioning systems of motor vehicles, which have to be checked during the filling process of the motor vehicles, to be tested with sufficient accuracy. Only relatively large leaks can be detected with this method. In order to protect the environment and health, however, leaks must be identified which already allow a small amount of the refrigerant, in particular the R 134a refrigerant, to escape.
- a test system is known in which the radiators are pressurized in a test or production system and then immediately transported on without waiting for the result of the pressure measurement.
- the pressure sensor used for the pressure measurement remains connected to the radiator during further transport and is in turn connected to the stationary main part of the pressure measuring device by a flexible signal line.
- the pressure measurement can only take place over a period of two to ten seconds. This means that only major leaks can be detected.
- its measurement signals are transmitted wirelessly to the stationary main part of the pressure measurement device. The portable device required for this must be transported back to the starting point in a complex manner.
- a large number of portable devices are required (DE 197 14 601 A1).
- a method for leak testing of motor vehicle air conditioning systems in which a tight reference volume is subjected to the same pressure as the motor vehicle air conditioning system and in which the pressure differences between the motor vehicle air conditioning system and the reference volume are measured.
- the process works with compressed air and uses a pressure of 10 to 20 bar.
- the device for carrying out the method is designed as a portable device and is provided with a microprocessor, a rechargeable battery and a device for wireless data transmission.
- the portable device is attached to a production line at a point on the motor vehicle that is being manufactured and is removed at another point after the measurement process has ended.
- the measured values are transmitted wirelessly to a base station that controls the filling of the air conditioning system with refrigerant.
- the portable device must be transported back to the starting point after removal from the tested motor vehicle (DE 197 37 869 A1). This procedure identifies all of the leaks the size of which has an impact on the environment and health. However, this requires a large number of portable devices, transmitting and receiving devices for the measured values and a complex feedback device for the portable devices at the starting point.
- the motor vehicle to be manufactured is conveyed to the station of the second measurement through the production assembly line without devices which would interfere with further processing in the subsequent stations.
- the adapters of the second measuring device are connected to the air conditioning system and the second measurement is carried out, and after it has ended, the air conditioning system is vented and separated from the adapters. Due to the respective separation from the adapters of the measuring devices, the time period is between two measurements variable and determined only by the position of the second measuring device. Since the values of both measuring devices are entered into the data network of the production assembly line and evaluated there for the subsequent filling process of the air conditioning system with refrigerant, no other transports are required apart from the data transfer. Apart from the two stationary measuring stations, no further measuring devices and wireless data transmission devices are required.
- the invention is explained using an exemplary embodiment.
- the drawing shows a schematic wiring diagram of an air conditioning system of a motor vehicle and a filling and measuring device.
- the air conditioning system consists of a compressor 1, an evaporator 2, an expansion valve 3 and a condenser 4.
- a self-closing filling valve 5 or 6 is connected to the circuit.
- the filling and measuring device for the first measurement consists of two adapters 7 and 8 for the filling valves 5 and 6.
- the feed lines to the adapters 7 and 8 are brought together to form a pressure line 9 which leads to the base station 10.
- a shut-off valve 11 is connected in this pressure line 9.
- a vent valve 12 is connected in the feed lines to the adapters 7 and 8.
- Measuring probes of measuring devices 13 and 14 for pressure and temperature are arranged in the feed lines close to the adapters 7 and 8, the measuring value cables of which are led to the base station 10. No filling function is required for the second measurement, so that only one measuring device with a vent valve 12, as described above, is arranged there. Their measured value cables are led to a further base station 10.
- the adapters 7 and 8 of the filling and measuring device are connected to the filling valves 5 and 6 of the air conditioning system. Then the shut-off valve 11 in the pressure line 9 is opened and the air conditioning system is filled with dried air up to the desired pressure via the high and low pressure sides. The shut-off valve 11 is then closed. After the pressure and temperature equalization, pressure and temperature are measured for the first time and stored together with the vehicle identification and the time via the base station 10 in the data network of the production assembly line. Now the adapters 7 and 8 of the filling and measuring device from the filling valves 5 and 6 Air conditioning solved.
- the motor vehicle to be manufactured passes through a number of work stations in which various other assemblies are mounted on this motor vehicle.
- a measuring station for a second measurement is provided on the production line.
- the adapters 7 and 8 of the second measuring device are connected to the filling valves 5 and 6 of the air conditioning system.
- pressure and temperature are measured a second time and, together with the vehicle identification and time, are stored in the data network of the production assembly line via the base station 10.
- the leak rate in the data network is calculated from these values and a decision is made about filling with refrigerant or reworking the air conditioning system. After the measurements, the air conditioning system is vented.
- the time period between the first and second measurement can be varied.
- the target pressure will also have to be adapted to the pressure load capacity of the respective air conditioning system.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Kältemaschinen, insbesondere Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, bei dem die zu prüfende Anlage mit einem Gas unter Überdruck beaufschlagt wird. Es wird die Aufgabe gelöst, ein solches Verfahren zu schaffen, das alle die Lecks ermittelt, deren Grösse Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit haben, das jedoch einen wesentlich geringeren Aufwand für den Betrieb des Verfahrens erfordert. Dies wird erreicht, indem nach der ersten Messung die Adapter (7; 8) einer Füll- und Messeinrichtung von der Klimaanlage getrennt werden, nach einem längeren Zeitraum die Adapter (7; 8) einer zweiten Messeinrichtung mit der Klimaanlage verbunden werden und deren Messwerte mit den Messwerten der ersten Messung verglichen werden, anschliessend die Klimaanlage entlüftet und von den Adaptern (7; 8) der zweiten Messeinrichtung getrennt wird.
Description
Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Kältemaschinen, insbesondere Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, bei dem die zu prüfende Anlage mit einem Gas unter Überdruck beaufschlagt wird, nach einer Beruhigungsphase der Überdruck gemessen und gespeichert wird, nach einer Zeit der Überdruck erneut gemessen und gespeichert und aus der Differenz der gespeicherten Werte der Grad der Dichtheit abgeleitet wird.
Zur Prüfung der Dichtheit von Behältnissen ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein gasdichtes Bezugsbehältnis mit einer Druckgasquelle verbunden und in diesem der gleiche Gasdruck wie in dem zu prüfenden Behältnis erzeugt wird. Anschließend wird die Änderung der Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck in dem zu prüfenden Behältnis und dem Bezugsbehältnis bestimmt, nachdem die Verbindung zwischen dem zu prüfenden Behältnis und der Gasquelle unterbrochen worden ist. Als Gas wird Luft verwendet. Die Druckdifferenz wird mehrmals in zeitlichen Abständen bestimmt (DE 29 07 234 A1). Durch dieses Verfahren lassen sich insbesondere Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, die während des Befüll- prozesses der Kraftfahrzeuge geprüft werden müssen, nicht mit ausreichender Genauigkeit prüfen. Mit diesem Verfahren können nur relativ große Lecks erkannt werden. Zum Schutz der Umwelt und der Gesundheit müssen jedoch Lecks erkannt werden, die bereits eine geringe Menge des Kältemittels, insbesondere des Kältemittels R 134a, entweichen lassen.
Zur Prüfung der Dichtheit von Heizkörpern ist eine Prüfanlage bekannt, bei der die Heizkörper in einer Prüf- bzw. Fertigungsanlage mit Druck beaufschlagt und dann sofort weiter transportiert werden, ohne das Ergebnis der Druckmessung abzuwarten. Der für die Druckmessung verwendete Drucksensor verbleibt beim Weitertransport des Heizkörpers mit diesem verbunden und ist seinerseits durch eine flexible Signalleitung mit dem stationären Hauptteil der Druckmesseinrichtung verbunden. Dadurch kann die Druckmessung nur über einen Zeitraum von zwei bis zehn Sekunden erfolgen. Damit können nur größere Lecks erkannt werden. Um die Druckmessung über einen größeren Streckenabschnitt durchzuführen, werden deren Messsignale drahtlos zum stationären Hauptteil der Druckmesseinrichtung übertragen. Die dafür erforderliche portable Vorrichtung muss aufwändig zum Ausgangspunkt zurück befördert werden. Außerdem ist eine große Anzahl portabler Vorrichtungen erforderlich (DE 197 14 601 A1).
Weiterhin ist ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen bekannt, bei dem ein dichtes Referenzvolumen mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird wie die Kraftfahrzeug-Klimaanlage und bei dem die Druckdifferenzen zwischen Kraftfahrzeug-Klimaanlage und Referenzvolumen gemessen werden. Das Verfahren arbeitet mit Druckluft und verwendet einen Druck 10 bis 20 bar. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist als Portable ausgebildet und mit einem Mikroprozessor, einem Akku und einer Einrichtung zur drahtlosen Datenübertragung versehen. Die portable Vorrichtung wird auf einem Produktionsfließband an einer Stelle am Kraftfahrzeug, das soeben hergestellt wird, angebracht und an einer anderen Stelle nach Beendigung des Messprozesses wieder entfernt. Die Messwerte werden drahtlos an eine Basisstation übertragen, welche die Befüllung der Klimaanlage mit Kältemittel steuert. Die portable Vorrichtung muss nach der Entnahme aus dem geprüften Kraftfahrzeug wieder zum Ausgangspunkt zurück befördert werden (DE 197 37 869 A1). Mit diesem Verfahren werden alle die Lecks ermittelt, deren Größe Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit haben. Jedoch bedarf es dafür einer großen Anzahl portabler Vorrichtungen, Sende- und Empfangseinrichtungen für die Messwerte sowie einer aufwändigen Rückführeinrichtung für die portablen Vorrichtungen an den Ausgangspunkt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Kältemaschinen, insbesondere Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, zu schaffen, das alle die Lecks ermittelt, deren Größe Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit haben, das jedoch einen wesentlich geringeren Aufwand für den Betrieb des Verfahrens erfordert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verfahrensschritte des Patentanspruches 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 4 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösung gemäß Patentanspruch 1.
Durch die Trennung der Adapter einer Füll- und Messeinrichtung nach der ersten Messung von der Klimaanlage wird das herzustellende Kraftfahrzeug durch das Produktionsfließband ohne Geräte, die bei der weiteren Verarbeitung auf den folgenden Stationen stören würden, zu der Station der zweiten Messung gefördert. Dort werden die Adapter der zweiten Messeinrichtung mit der Klimaanlage verbunden und die zweite Messung wird ausgeführt sowie nach deren Beendigung die Klimaanlage entlüftet und von den Adaptern getrennt. Durch die jeweilige Trennung von den Adaptern der Messeinrichtungen ist die Zeitdauer zwischen
beiden Messungen variabel und nur durch die Position der zweiten Messeinrichtung bestimmt. Da die Werte beider Messeinrichtungen in das Datennetz des Produktionsfließbandes eingegeben werden und dort für den folgenden Befüllvorgang der Klimaanlage mit Kältemittel ausgewertet werden, bedarf es außer des Datentransfers keinerlei anderer Transporte. Außer den beiden stationären Messstationen sind keine weiteren Messvorrichtungen und drahtlosen Datenübertragungseinrichtungen erforderlich.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Leitungsplan einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges und einer Füll- und Messeinrichtung.
Die Klimaanlage besteht aus einem Kompressor 1, einem Verdampfer 2, einem Expansionsventil 3 und einem Kondensator 4. An der Hochdruckseite und an der Niederdruckseite des Kompressors 1 ist in den Kreislauf jeweils ein selbstschließendes Füllventil 5 bzw. 6 geschaltet. Die Füll- und Messeinrichtung für die erste Messung besteht aus zwei Adaptern 7 und 8 für die Füllventile 5 und 6. Die Zuleitungen zu den Adaptern 7 und 8 sind zusammengeführt zu einer Druckleitung 9, die zur Basisstation 10 führt. In diese Druckleitung 9 ist ein Absperrventil 11 geschaltet. Weiterhin ist in die Zuleitungen zu den Adaptern 7 und 8 ein Entlüftungsventil 12 geschaltet. Nahe zu den Adaptern 7 und 8 sind in deren Zuleitungen Messsonden von Messgeräten 13 und 14 für Druck und Temperatur angeordnet, deren Messwertkabel zur Basisstation 10 geführt sind. Für die zweite Messung bedarf es keiner Füllfunktion, so dass dort nur eine Messeinrichtung mit Entlüftungsventil 12, wie oben beschrieben, angeordnet ist. Deren Messwertkabel sind zu einer weiteren Basisstation 10 geführt.
In einer Füllstation werden die Adapter 7 und 8 der Füll- und Messeinrichtung mit den Füllventilen 5 und 6 der Klimaanlage verbunden. Danach wird das Absperrventil 11 in der Druckleitung 9 geöffnet und die Klimaanlage über die Hoch- und die Niederdruckseite mit getrockneter Luft bis zum Solldruck gefüllt. Anschließend wird das Absperrventil 11 geschlossen. Nach dem Druck- und Temperaturausgleich werden Druck und Temperatur zum ersten Mal gemessen und zusammen mit der Fahrzeugidentifikation und dem Zeitpunkt über die Basisstation 10 im Datennetz des Produktionsfließbandes gespeichert. Jetzt werden die Adapter 7 und 8 der Füll- und Messvorrichtung von den Füllventilen 5 und 6 der
Klimaanlage gelöst. Das herzustellende Kraftfahrzeug durchläuft eine Anzahl von Arbeitsstationen, in denen verschiedene andere Baugruppen an diesem Kraftfahrzeug montiert werden.
Nach einem Zeitraum von etwa 20 Minuten ist am Produktionsfließband eine Messstation für eine zweite Messung vorgesehen. Dort werden die Adapter 7 und 8 der zweiten Messvorrichtung mit den Füllventilen 5 und 6 der Klimaanlage verbunden. Nach einem Druck- und Temperaturausgleich werden Druck und Temperatur ein zweites Mal gemessen und zusammen mit Fahrzeugidentifikation und Zeitpunkt über die Basisstation 10 im Datennetz des Produktionsfließbandes gespeichert. Aus diesen Werten wird im Datennetz die Leckrate errechnet und eine Entscheidung über Befüllung mit Kältemittel oder Nacharbeit an der Klimaanlage getroffen. Nach den Messungen wird die Klimaanlage entlüftet.
Je nach zu prüfender Klimaanlage kann die Zeitdauer zwischen erster und zweiter Messung variiert werden. Auch wird der Solldruck an die Druckbelastbarkeit der jeweiligen Klimaanlage anzupassen sein.
Bezugszeichenliste
1 Kompressor 2 Verdampfer
3 Expansionsventil
4 Kondensator
5 Füllventil
6 Füllventil
7 Adapter
8 Adapter
9 Druckleitung
10 Basisstation
11 Absperrventil
12 Entlüftungsventil
13 Messgerät für Druck
14 Messgerät für Temperatur
Claims
1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Kältemaschinen, insbesondere Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, bei dem die zu prüfende Anlage mit einem Gas unter Überdruck beaufschlagt wird, nach einer Beruhigungsphase der Überdruck gemessen und gespeichert wird, nach einer Zeit der Überdruck erneut gemessen und gespeichert und aus der Differenz der gespeicherten Werte der Grad der Dichtheit abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Messung die Adapter (7; 8) einer Füll- und Messeinrichtung von der Klimaanlage getrennt werden, nach einem längeren Zeitraum die Adapter (7; 8) einer zweiten Messeinrichtung mit der Klimaanlage verbunden werden und deren Messwerte mit den Messwerten der ersten Messung verglichen werden, anschließend die Klimaanlage entlüftet und von den Adaptern (7; 8) der zweiten Messeinrichtung getrennt wird.
2. Verfahren zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum zwischen der ersten Messung und der zweiten Messung mindestens 20 Minuten beträgt.
3. Verfahren zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum zwischen der ersten Messung und der zweiten Messung etwa 30 Minuten beträgt.
4. Verfahren zur Dichtheitsprüfung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messdruck 10 bis 20 bar beträgt.
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