WO2021237259A1 - Freigabestation für die freigabe einer fluidvorrichtung am ende einer produktionslinie - Google Patents

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fluid device
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Bernd Krause
Michael Standke
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Definitions

  • the present invention relates to a release station for releasing a fluid device at the end of a production line and a method for releasing such a fluid device at the end of a production line.
  • fluid devices are manufactured on production lines.
  • fluid devices are devices which can carry fluid in liquid and / or gaseous form.
  • the fluid devices are fuel cell systems or at least parts of fuel cell systems.
  • the fluid devices have a certain tightness against internal pressures and / or against media and / or fluids.
  • Safety when using dangerous, flammable or explosive fluids must also be ensured.
  • the fluids in the interior of the fluid device are guided under pressure and it must be ensured that the fluid remains in the interior of the fluid device up to a maximum internal pressure. It is therefore known that a quality control is carried out at the end of production lines which are used to set a large number of fluid devices, in particular to check the tightness of the fluid device produced before leaving the production line.
  • the disadvantage of the known solutions is that, although the leak test is carried out at the end of the production line, if a leak is detected, a high effort has to be made. This is based on the fact that in the known solutions the leak can be recognized, for example, by detecting an escaping test fluid. If this is the case, the fluid device marked as faulty because it is not tight must be removed from this release station and reworked manually. In particular, during manual post-processing, the leakage position must be found and / or verified again manually. As soon as this has taken place, that is to say reworking has ensured that the fluid device is sealed, this fluid device must be fed back to the production line, in particular in advance of the release station. Based on the foregoing, it can be seen that a great deal of effort has to be made, in particular in manual work, in order to remedy a leakage detected at a release station and to feed the fluid device improved in this way back to the production line.
  • a release station is used to release a fluid device, in particular a fuel cell system, at the end of a production line for the fluid device.
  • the release station has a pressure device for loading the fluid device with an internal pressure by means of a test fluid.
  • a detector device is provided for detecting test fluid emerging from the fluid device.
  • the release station has a fastening device for introducing an additional fastening force into at least one fastening means on a sealing section of the fluid device.
  • a release station according to the invention is in particular the last station on a production line.
  • the first functionality is leak detection.
  • the leak detection i.e. the primary quality assurance
  • a pressure device is provided which, for example, can have a pressure connection in order to be connected to the fluid device. After this connection, the pressure device is able to introduce a test fluid into the interior of the fluid device and to put this under pressure in order to generate an internal pressure in the fluid device via the test fluid.
  • development It is initially irrelevant whether the test fluid is a gaseous test fluid, a liquid test fluid or a mixture of a gaseous and a liquid test fluid.
  • the internal pressure that is introduced correlates with the maximum operating pressure of the fluid device, and is in particular a safety margin above this maximum operating pressure of the fluid device.
  • existing safety devices such as overflow valves for pressure protection, open above the test pressure and below the maximum permissible pressure of the fluid device.
  • the detector device is used to detect whether test fluid is leaking from the fluid device. This recognition can take place both qualitatively and quantitatively. It is thus possible, in particular, not only to recognize the fact that test fluid is leaking, but also the amount of test fluid leaking per unit of time in order to obtain an indication of the degree of leakage, in particular with reference to the currently prevailing internal pressure.
  • the detector device has the location sensor, which will be explained later, in order to enable not only the fundamental leakage of the fluid device, but also a local limitation of this leakage.
  • the release station is able to determine the leakage or the tightness of a fluid device.
  • the second functionality namely the elimination of this leak and thus an active intervention in a reduced quality, is now possible in the same release station.
  • the fastening device is additionally provided according to the invention in the release station.
  • the fastening device is a mechanical component which is able to apply an additional fastening force to at least one fastening means on a sealing section of the fluid device.
  • these are usually equipped with housing components and / or other assemblies or elements of a component which interact in a contacting manner via sealing sections.
  • sealing sections can provide a seal through the corresponding existing ensure fixing agents.
  • separate sealing means can be used in the sealing section or the sealing effect can be ensured by the corresponding correlation of the surfaces of the two housing components.
  • a production fastening force is usually used for the desired tightness in order to tighten the fastening means with a defined fastening force and in this way to provide a defined sealing force on the sealing section.
  • the pure specification of a production fastening force can not always ensure 100% that the desired local sealing force on the sealing surface and so that the required tightness has actually been achieved.
  • an increased resistance in the fastening means due to burrs, contamination, misalignment the required sealing force can be detected; however, the detected force does not represent the sealing force on the sealing surface. It is advantageous if it can be determined whether sealing material leaks when tightening the fastening as described above. This can take place in particular via an imaging or image recognition method or with a corresponding device.
  • this leak can be rectified directly in the same release station in that the fastening device now applies an additional fastening force to at least one fastening means.
  • This additional fastening force thus increases the total fastening force on this fastening means and the sealing force thus introduced along the sealing section.
  • the additional fastening force used in each case is documented in order, for example, to enable data evaluation for a possible adjustment during production and / or during assembly. This can e.g. B. concern an increased tolerance always in the same place or an increase of a production fastening force.
  • the release station is now able to combine two core functionalities in one and the same production station.
  • this involves quality assurance in the form of leakage detection and, on the other hand, the increase in quality through the fastening supply device.
  • it is now possible not only to detect the leak, but also to repair it in the same station, so that it is no longer necessary to discharge inferior fluid devices from the release station, as is known in the prior art. Rather, not only the detection, but also the rectification takes place inline in the production line, namely in the release station by means of the combined functionalities, so that a high effort for the outward transfer, manual remedying and re-introducing the defective and repaired fluid device is completely or essentially completely avoided can.
  • the detector device has a location sensor for assigning a location on the fluid device when detecting leaked test fluid.
  • a location sensor for assigning a location on the fluid device when detecting leaked test fluid.
  • the detection is monitored with the aid of a camera device, and the position of the detector device relative to the fluid device can be determined via the camera device at the point in time of a detection of exiting test fluid.
  • a simple solution is, for example, when the detector device is moved via a robot arm, so that a recognition of the position via the movement coordinate system of the robot arm can be output in the control unit of the robot arm. Combinations of such direct or indirect acquisition of location data are also conceivable within the scope of the present invention.
  • the detection and assignment of leaked test fluid as a defect or leak location at a corresponding location of the fluid device allows the tightness to be improved even more precisely by applying the additional fastening force to the corresponding fastening means or a plurality of fastening means in correlation to this recognized location .
  • the fastening device has at least one tool means for a force-locking and / or torque-locking, temporary connection to the at least one fastening means of the fluid device.
  • a tool means can be, for example, a screwdriver, an open-end wrench or a similar form-fitting tool unit in order to use force-fit and / or torque conclusively introduce the additional fastening force into the fastening means.
  • Such a fastening device can of course also have two or more tools in order, for example, in the case of a fastening means with a connection of a screw and a nut to provide a corresponding counter-holding function at the same point.
  • a change of different tool means for different fastening means can be integrated into a fastening device within the meaning of the present invention, so that a simple and quick change of the type of engagement on the fastening device is possible even on site.
  • the fastening device has a movement detection means for detecting a movement of the fastening means when the additional fastening force is applied.
  • the increase in the force when introducing the additional fastening force does not necessarily go hand in hand with a movement of the fastening means.
  • a fastening means in the form of a screw it can be wedged. If the fastening means is now subjected to the additional fastening force via the fastening device, this means that the wedging provides an increased resistance force, so that although the additional fastening force increases the overall fastening force of this fastening means, there is no movement of the fastening means takes place.
  • the fastening device has a limiting means for limiting the maximum additional fastening force that can be introduced.
  • a limiting means can be, for example, a mechanical limiting means, as is the case with a manual torque wrench for example Use comes.
  • an electronic limitation or a combination of mechanical and electronic limitation is also conceivable within the meaning of the present invention.
  • the limiting means allows a maximum additional fastening force that can be introduced, in particular, to be defined specifically for the respective fastening means. Damage to the sealant and / or the respective fastening means can be avoided in this way with greater certainty.
  • the detector device and the fastening device are integrated in a jointly movable release unit.
  • the release unit can represent, for example, one end of a movement device, in particular in the form of a robot arm.
  • the fastening device passes through the Integration in the same release unit is located in the same place. It is thus possible, with higher speed and greater flexibility, to introduce the additional fastening force immediately after detection of an escaping test fluid at the same location on the fluid device.
  • the present invention also relates to a method for releasing a fluid device, in particular a fuel cell system at the end of a production line for the fluid device, in particular in a release station according to the invention, having the following steps: Introducing a test fluid into the fluid device to build up an internal pressure in the fluid device,
  • a method according to the invention thus has the same advantages as have been explained in detail with reference to a release station according to the invention. It is advantageous if the entire fluid device and in particular all sealing sections are examined together or sequentially one after the other to determine whether or not there is a leak.
  • the sealing section is any sealing contact between two components.
  • an additional fastening force is also applied to a fastening means which is objectionable in the area of the detected, leaked test fluid. While a correlation between the location of the leakage, i.e. the location of the exiting test fluid, and the fastening means arranged there is to be expected, a distribution of the additional fastening force over several, in particular adjacent, fastening means can possibly result in a lower mechanical load with the same achievement enable a higher sealing performance. This allows the identified leakage to be remedied while protecting the components, in particular while avoiding undesired bending of the components of the fluid device.
  • the movement of the detector device along the complete sealing section and / or of all sealing sections is ended before the additional fastening force is applied.
  • only the complete sealing section or even the complete fluid device is scanned to determine whether and at which points un-tightness in the form of leaks can be detected by exiting test fluid.
  • This allows a reworking strategy and / or a fastening strategy to be made available for the entire sealing section or for the entire fluid device prior to the introduction of the additional fastening force, which can also be referred to as a remedial strategy.
  • This makes it possible to take into account the cross-influence when introducing additional local fastening forces in individual operating equipment and in this way to reduce the intervention effort to a minimum.
  • the avoidance of secondary leaks by eliminating primarily identified leaks is reduced to a minimum in this way.
  • the steps of moving, recognizing and / or introducing are repeated at least once. This is particularly the case when a leak has been detected in the form of leaked test fluid. After such a case, the additional fastening force is applied and the tightness is then checked again in the form of movement and detection.
  • a termination criterion is defined for this single or, in particular, multiple iteration, which stops the iteration when the tightness is reached and defines the fluid device as fulfilling the quality.
  • the steps of recognizing and introducing are carried out at least partially in parallel in time.
  • the detector device makes it possible to check the form in which the leakage is changing. This he allows the additional fastening force to be applied only as long as the leakage is still recognized, in order to avoid unnecessarily strong tightening of the fastening means.
  • the detector device continues to scan the Dichtab section and searches for further leakage positions.
  • an upper limit in the form of a maximum fastening force is specified for introducing the additional fastening force. This makes it possible, in particular specifically for each fastening means, to define the maximum force for this fastening means. This further allows overloading of the fastening means, but also overloading of the sealing means on the sealing section, to be avoided with a high degree of security. This particularly concerns protection against local mechanical overload.
  • the additional fastening force is introduced gradually into the fastening means.
  • This is understood to mean, so to speak, a gradual and / or gradual increase in the additional fastening force.
  • a test step is preferably carried out after each step to determine whether the leakage has changed, in particular whether it has completely disappeared. This allows an unnecessarily high additional fastening force to be avoided in an even more specific manner, since the introduction of the additional fastening force can be ended as soon as the leakage has been eliminated.
  • the step of introducing the additional fastening force is terminated on the basis of at least one of the following criteria:
  • FIG. 1 shows an illustration of a release station in a production line
  • FIG. 3 shows a detail of the release station in FIG. 2,
  • Fig. 5 shows another possible course of the forces in a fastening device
  • Fig. 6 shows another possible course of the forces in a fastening device
  • Fig. 7 is a schematic representation of the local introduction of additional fastening forces.
  • FIG. 1 shows schematically how a fluid device 100 can be produced in a production line 200.
  • three production stations 210 are shown here by way of example.
  • the fluid device 100 is moved from left to right and corresponding production steps are carried out at each production station 210.
  • Part of the- One of these production steps is, in particular, the production of tightness in the form of tightening fastening means 110 (not shown in FIG. 1) with a production fastening force PBF.
  • the last production station 210 is provided as a release station 10, which allows the quality of the tightness to be checked and, when a leak is detected, to be rectified, as will be explained later.
  • FIG. 2 shows schematically how such a release station 10 can be constructed.
  • a movement device 60 in the form of a robot arm is provided here, at the end of which a release unit 50 is arranged.
  • the release unit 50 is now arranged at the head of the movement device 60 and can essentially be moved freely in three-dimensional space in the release station 10.
  • the approval process is as follows:
  • test fluid TF for example gaseous helium
  • the release unit 50 and in particular the detector device 30 there, is moved along a sealing section 120 with the aid of the movement device 60. This is indicated by the direction of the arrow in FIG.
  • fastening devices 40 which allow the fastening means 110 in the form of bolts and nuts to be subjected to an additional fastening force ZBF with appropriate tooling 42, as will be explained later will.
  • FIG. 3 is shown schematically how a leak is detected and then be lifted.
  • sealing section 120 can again be seen here.
  • the schematically illustrated detector device 30 detects an escape of the test fluid TF and can, for example, through the location sensor 32, which outputs a corresponding location signal via the detection in the three-dimensional coordinate system at the movement device 60, also assign this detected leak to a location on the fluid device 100.
  • the fastening device 40 is also integrated into the same release unit 50, the fastening device 40 is also at the location of the exiting test fluid TF and can the individual tool means 42 from above and from below along the arrow directions shown in the FIG. 3 now lead to the desired non-positive and / or torque-locking engagement with the fastening means 110.
  • a readjustment is then carried out by introducing the additional fastening force ZBF, whereby the actual movement of the fastening means 110, here the rotation of the bolt head, can be monitored with the aid of a movement detection means 44.
  • a limiting means 46 is provided on the counterpart on the underside of the tool means 42, which, for example, provides a mechanical overload through a mechanical limitation in the form of a torque compensation or a torque release.
  • the monitoring with the aid of the detector device 30 can be carried out while the additional fastening force ZBF is being applied, so that it can be assumed that the amount of test fluid TF exiting is reduced during the application of the additional fastening force ZBF When complete tightness is achieved, no further test fluid TF emerges and can therefore no longer be recognized. This represents a possibility for a termination criterion and thus the termination of the application of the additional fastening force ZBF.
  • FIG. 7 again shows different strategies when introducing the additional fastening force ZBF.
  • Leakage points with emerging test fluid TF are shown here on the fluid device 100.
  • At the left leakage point it is delimited from the left and right by two fastening means 110, so that an additional fastening force ZBF, indicated by the arrows, is introduced into these two directly adjacent fastening means 110.
  • At the leakage point shown on the right three arrows are shown, which allow a larger leakage point to be repaired with greater influence.
  • Another leakage point is shown in the middle, the additional fastening force ZBF introduced here being distributed to fastening means 110 that are further apart (here also shown by three arrows). This makes it possible to distribute the necessary additional sealing force over a larger area of the sealing section 120 and in this way to avoid undesired bending and, in particular, undesirable secondary leaks in the fluid device 100.
  • Release station 20 Printing device 30 Detector device 32 Location sensor 40 Fastening device 42 Tool means 44 Movement detection means 46 Limiting means 50 Release unit 60 Movement device

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freigabestation (10) für die Freigabe einer Fluidvorrichtung (100), insbesondere eines Brennstoffzellensystems, am Ende einer Produktionslinie (200) für die Fluidvorrichtung (100), aufweisend eine Druckvorrichtung (20) für ein Beaufschlagen der Fluidvorrichtung (100) mit einem Innendruck mittels eines Testfluids (TF) und eine Detektorvorrichtung (30) zur Erkennung von aus der Fluidvorrichtung (100) austretendem Testfluid (TF), weiter aufweisend eine Befestigungsvorrichtung (40) zum Einbringen einer Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) in wenigstens ein Befestigungsmittel (110) an einem Dichtabschnitt (120) der Fluidvorrichtung (100).

Description

Freigabestation für die Freigabe einer Fluidvorrichtung am Ende einer Produktionslinie
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freigabestation für die Freigabe einer Fluid vorrichtung am Ende einer Produktionslinie sowie ein Verfahren für die Freigabe ei ner solchen Fluidvorrichtung am Ende einer Produktionslinie.
Es ist bekannt, dass Fluidvorrichtungen auf Produktionslinien hergestellt werden. Bei Fluidvorrichtungen handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung um Vorrich tungen, welche Fluid in flüssiger und/oder gasförmiger Form führen können. Insbe sondere handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung bei den Fluidvorrichtungen um Brennstoffzellensysteme oder zumindest Teile von Brennstoffzellensystemen. Bei der Produktion solcher Fluidvorrichtungen ist es ein entscheidendes Qualitätskriteri um, dass die Fluidvorrichtungen eine gewisse Dichtigkeit gegen Innendrücke und/oder gegenüber Medien und/oder Fluiden aufweist. Auch die Sicherheit bei Ver wendung gefährlicher, brennbarer oder explosiver Fluide muss sichergestellt sein. Üblicherweise werden die Fluide im Inneren der Fluidvorrichtung unter Druckbeauf schlagung geführt und es muss sichergestellt werden, dass bis zu einem maximalen Innendruck das Fluid im Inneren der Fluidvorrichtung verbleibt. Daher ist es bekannt, dass am Ende von Produktionslinien, welche zur Fierstellung einer Vielzahl von Flu idvorrichtungen dienen, eine Qualitätskontrolle durchgeführt wird, um insbesondere die Dichtigkeit der produzierten Fluidvorrichtung vor dem Verlassen der Produktions linie zu prüfen.
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass zwar am Ende der Produkti onslinie die Prüfung der Dichtigkeit erfolgt, jedoch bei erkannter Undichtigkeit ein ho her Aufwand betrieben werden muss. Dies beruht auf der Tatsache, dass bei den bekannten Lösungen eine Erkennung der Undichtigkeit zum Beispiel durch Detektion eines austretenden Testfluids erfolgen kann. Ist dies der Fall, so muss die als fehler haft gekennzeichnete, weil undichte, Fluidvorrichtung aus dieser Freigabestation ent fernt werden, und manuell nachbearbeitet werden. Insbesondere muss bei der ma nuellen Nachbearbeitung die Leckageposition nochmals manuell aufgefunden und/oder verifiziert werden. Sobald dies erfolgt ist, also ein Nacharbeiten für eine Abdichtung der Fluidvorrichtung gesorgt hat, muss diese Fluidvorrichtung der Pro duktionslinie wieder zugeführt werden, insbesondere im Vorlauf der Freigabestation. Basierend auf den voranstehenden Ausführungen wird ersichtlich, dass ein hoher Aufwand betrieben werden muss, insbesondere in manueller Arbeit, um bei an einer Freigabestation erkannter Undichtigkeit diese zu beheben, und die auf diese Weise verbesserte Fluidvorrichtung der Produktionslinie wieder zuzuführen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nach teile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacherWeise eine Qualitätssicherung am Ende einer Produktionslinie für eine Fluidvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Freigabestation mit den Merkma len des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weite re Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zu sammenhang mit der erfindungsgemäßen Freigabestation beschrieben sind, selbst verständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungs aspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Erfindungsgemäß dient eine Freigabestation der Freigabe einer Fluidvorrichtung, insbesondere eines Brennstoffzellensystems, am Ende einer Produktionslinie für die Fluidvorrichtung. Dafür weist die Freigabestation eine Druckvorrichtung für eine Be aufschlagung der Fluidvorrichtung mit einem Innendruck mittels eines Testfluids auf. Darüber hinaus ist eine Detektorvorrichtung zur Erkennung von, aus der Fluidvorrich tung austretendem, Testfluid vorgesehen. Weiter weist die Freigabestation eine Be festigungsvorrichtung zum Einbringen einer Zusatz-Befestigungskraft in wenigstens ein Befestigungsmittel an einem Dichtabschnitt der Fluidvorrichtung auf.
Eine erfindungsgemäße Freigabestation ist insbesondere die letzte Station an einer Produktionslinie. Eine solche Freigabestation weist nun eine Kombination von zwei Kernfunktionalitäten auf. Die erste Funktionalität ist die Leckageerkennung. Die Le ckageerkennung, also die primäre Qualitätssicherung, wird durch zwei Einzelvorrich tungen zur Verfügung gestellt. Zum einen ist eine Druckvorrichtung vorgesehen, wel che zum Beispiel einen Druckanschluss aufweisen kann, um an der Fluidvorrichtung angeschlossen zu werden. Nach diesem Anschluss ist die Druckvorrichtung in der Lage ein Testfluid in den Innenraum der Fluidvorrichtung einzubringen und dieses unter Druck zu setzen, um über das Testfluid einen Innendruck in der Fluidvorrich- tung aufzubauen. Dabei ist es erstmal unerheblich, ob es sich bei dem Testfluid um ein gasförmiges Testfluid, ein flüssiges Testfluid oder eine Mischung aus einem gas förmigen und einem flüssigen Testfluid handelt. Der eingebrachte Innendruck korre liert dabei mit dem maximalen Betriebsdruck der Fluidvorrichtung, liegt insbesondere um einen Sicherheitsaufschlag oberhalb dieses maximalen Betriebsdrucks der Fluid vorrichtung. Hierfür ist es günstig, wenn vorhandene Sicherheitseinrichtungen, wie Überströmventile zur Druckabsicherung, oberhalb des Prüfdrucks und unterhalb des maximalen zulässigen Drucks der Fluidvorrichtung öffnen.
Durch die Einbringung des Testfluids und den Aufbau des Innendrucks wird es nun möglich zu überprüfen, ob die Fluidvorrichtung die gewünschte Dichtigkeit aufweist. Hierfür wird die Detektorvorrichtung eingesetzt, um zu erkennen, ob Testfluid aus der Fluidvorrichtung austritt. Diese Erkennung kann sowohl qualitativ als auch quantitativ erfolgen. Somit ist es möglich, insbesondere nicht nur die Tatsache, dass Testfluid austritt, zu erkennen, sondern auch die Menge pro Zeiteinheit an austretendem Test fluid, um einen Flinweis auf den Grad der Undichtigkeit, insbesondere mit Bezug auf den aktuell vorliegenden Innendruck, zu erhalten. Darüber hinaus bringt es Vorteile mit sich, wenn die Detektorvorrichtung den später noch erläuterten Ortsensor auf weist, um nicht nur die grundsätzliche Undichtigkeit der Fluidvorrichtung, sondern auch eine örtliche Eingrenzung dieser Undichtigkeit zu ermöglichen.
Wird nun diese erste Kernfunktion durchgeführt, so ist die Freigabestation in der La ge, die Undichtigkeit oder die Dichtigkeit einer Fluidvorrichtung festzustellen. Im Un terschied zu den bekannten Lösungen wird nun jedoch die zweite Funktionalität, nämlich die Behebung dieser Undichtigkeit und damit ein aktives Eingreifen in eine verminderte Qualität, in der gleichen Freigabestation möglich. Um dies zur Verfügung zu stellen, ist erfindungsgemäß in der Freigabestation zusätzlich die Befestigungs vorrichtung vorgesehen. Bei der Befestigungsvorrichtung handelt es sich um ein me chanisches Bauteil, welches in der Lage ist, an wenigstens einem Befestigungsmittel an einem Dichtabschnitt der Fluidvorrichtung eine Zusatz-Befestigungskraft einzu bringen. Üblicherweise sind bei Fluidvorrichtungen diese mit Gehäusebauteilen und/oder anderen Baugruppen bzw. Elementen eines Bauteils ausgestattet, welche über Dichtabschnitte miteinander kontaktierend Zusammenwirken. Es kann auch vorgesehen sein, dass diese mit Flachbauteilen wie Platten ausgestattet sind, wobei dies insbesondere bei Brennstoffzellenstapel (Stacks) der Fall sein kann. Diese Dichtabschnitte können eine Abdichtung durch die entsprechend vorhandenen Be- festigungsmittel gewährleisten. Dabei können separate Dichtmittel im Dichtabschnitt eingesetzt werden oder aber die Dichtwirkung durch die entsprechende Korrelation der Oberflächen der beiden Gehäusebauteile gewährleistet werden. Für die ge wünschte Dichtigkeit wird üblicherweise eine Produktions-Befestigungskraft einge setzt, um mit einer definierten Befestigungskraft die Befestigungsmittel anzuziehen und auf diese Weise eine definierte Dichtkraft an dem Dichtabschnitt zur Verfügung zu stellen. Aus Fertigungsungenauigkeiten der Befestigungsmittel und/oder der Ge häuse- oder Flächenbauteile (bzw. sonstiger Baugruppen-/elemente) der Fluidvor richtung kann jedoch die reine Vorgabe einer Produktions-Befestigungskraft nicht immerzu 100 % sicherstellen, dass die gewünschte lokale Dichtkraft an der Dichtflä che und damit die erforderliche Dichtigkeit auch tatsächlich erreicht worden ist. Grundsätzlich kann zwar ein erhöhter Widerstand in dem Befestigungsmittel durch Grat, Verunreinigung, Fehlstellung, die erforderliche Dichtkraft detektiert werden; die detektierte Kraft repräsentiert jedoch nicht die Dichtkraft an der Dichtfläche. Es ist günstig, wenn festallbar ist, ob bei einem oben angeführten Anziehen des Befesti gungsmittels Dichtmaterial austritt. Dies kann insbesondere über ein bildgebendes oder bilderkennendes Verfahren bzw. mit einer entsprechenden Vorrichtung erfolgen.
Wird nun durch eine erfindungsgemäße Freigabestation eine Leckage erkannt, so kann direkt in der gleichen Freigabestation eine Behebung dieser Leckage dadurch stattfinden, dass die Befestigungsvorrichtung nun eine Zusatz-Befestigungskraft in wenigstens ein Befestigungsmittel einbringt. Diese Zusatz-Befestigungskraft erhöht also die Gesamt-Befestigungskraft an diesem Befestigungsmittel und die damit ein- gebrachte Dichtkraft entlang des Dichtabschnitts. Mit anderen Worten wird es mög lich, durch das Einbringen einer Zusatz-Befestigungskraft eine zusätzliche Dichtwir kung einzubringen beziehungsweise eine bestehende Dichtwirkung an der Stelle des Befestigungsmittels zu verstärken. Günstig ist es, wenn die jeweils verwendete Zu satz-Befestigungskraft dokumentiert wird, um beispielsweise eine Datenauswertung für eine eventuelle Anpassung bei der Produktion und/oder bei der Montage zu er möglichen. Dies kann z. B. eine erhöhte Toleranz immer an der gleichen Stelle oder ein Erhöhen einer Produktion-Befestigungskraft betreffen.
Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, ist nun die Freigabestation in der Lage, zwei Kernfunktionalitäten in ein und derselben Produktionsstation zu kombinieren. Dabei handelt es sich zum einen um die Qualitätssicherung in Form der Leckageerkennung und zum anderen um die Qualitätssteigerung durch die Befesti- gungsvorrichtung. Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen ist es nun möglich, nicht nur die Leckage zu erkennen, sondern diese auch in der gleichen Station zu beheben, sodass ein Ausschleusen von minderwertigen Fluidvorrichtungen aus der Freigabestation, wie beim Stand der Technik bekannt, nicht mehr notwendig ist. Vielmehr erfolgt nicht nur die Erkennung, sondern auch die Behebung inline in der Produktionslinie, nämlich in der Freigabestation mittels der kombinierten Funktionali täten, sodass ein hoher Aufwand für das Ausschleusen, manuelle Beheben und Wiedereinschleusen der defekten und reparierten Fluidvorrichtung vollständig oder im Wesentlichen vollständig vermieden werden kann.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Freigabestati on die Detektorvorrichtung einen Ortsensor aufweist zur Zuordnung eines Ortes an der Fluidvorrichtung bei der Erkennung von ausgetretenem Testfluid. Neben der grundsätzlichen Erkennung einer Undichtigkeit macht es insbesondere Sinn, nicht nur diese Tatsache, sondern auch den Ort dieser Tatsache zu bestimmen. Dies wird zum Beispiel möglich, wenn mit Hilfe einer Kameravorrichtung die Detektion über wacht wird, und zum Zeitpunkt einer Erkennung von austretendem Testfluid über die Kameravorrichtung die Position der Detektorvorrichtung relativ zur Fluidvorrichtung bestimmbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es natürlich auch möglich, andere For men von Ortsensoren zu verwenden. Eine einfache Lösung ist es zum Beispiel, wenn die Detektorvorrichtung über einen Roboterarm bewegt wird, sodass eine Er kennung der Position über das Bewegungskoordinatensystem des Roboterarms in der Kontrolleinheit des Roboterarms ausgegeben werden kann. Auch Kombinationen von solch direkter oder indirekter Erfassung von Ortsdaten ist im Rahmen der vorlie genden Erfindung denkbar. Die Erkennung und Zuordnung von ausgetretenem Test fluid als Defekt oder Leckageort an einen entsprechenden Ort der Fluidvorrichtung erlaubt es noch zielgenauer die Dichtigkeit zu verbessern, indem korrelierend zu die sem erkannten Ort das entsprechende Befestigungsmittel oder auch eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln mit der Zusatz-Befestigungskraft beaufschlagt wird.
Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Freigabestati on die Befestigungsvorrichtung wenigstens ein Werkzeugmittel für eine kraftschlüssi ge und/oder drehmomentschlüssige, temporäre Anbindung an das wenigstens eine Befestigungsmittel der Fluidvorrichtung aufweist. Ein solches Werkzeugmittel kann zum Beispiel ein Schraubendreher, ein Maulschlüssel oder eine ähnliche form schlüssig wirkende Werkzeugeinheit sein, um kraftschlüssig und/oder drehmoment- schlüssig die Zusatz-Befestigungskraft in das Befestigungsmittel einzubringen. Eine solche Befestigungsvorrichtung kann selbstverständlich auch zwei oder mehr Werk zeugmittel aufweisen, um beispielsweise bei einem Befestigungsmittel mit einer Ver bindung aus einer Schraube und einer Mutter eine entsprechende Gegenhaltefunkti- on an gleicher Stelle zur Verfügung zu stellen. Auch ein Wechsel von unterschiedli chen Werkzeugmitteln für unterschiedliche Befestigungsmittel ist im Sinne der vorlie genden Erfindung in eine Befestigungsvorrichtung integrierbar, sodass ein einfacher und schneller Wechsel der Eingriffsart an der Befestigungsvorrichtung selbst vor Ort möglich ist.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Freigabestation die Befestigungsvorrichtung ein Bewegungserkennungsmittel aufweist zur Erkennung einer Bewegung des Befestigungsmittels bei der Einbringung der Zusatz- Befestigungskraft. Die Steigerung der Kraft beim Einbringen der Zusatz- Befestigungskraft geht nicht zwingend einher mit einer Bewegung des Befesti gungsmittels. Beispielsweise kann es sein, dass bei einem Befestigungsmittel in Form einer Schraube, diese sich verkeilt hat. Wird nun über die Befestigungsvorrich tung das Befestigungsmittel mit der Zusatz-Befestigungskraft beaufschlagt, so führt dies dazu, dass das Verkeilen eine erhöhte Widerstandskraft zur Verfügung stellt, sodass zwar die Zusatz-Befestigungskraft die Gesamt-Befestigungskraft dieses Be festigungsmittels steigert, jedoch keine Bewegung des Befestigungsmittels stattfin det. Damit würde auch keine langfristige Veränderung der Dichtsituation mittels der eingebrachten Zusatz-Befestigungskraft stattfinden. Durch das Vorsehen eines Be wegungserkennungsmittels wird sichergestellt, dass solche Blockade- oder Klemmsi tuationen erkannt oder sogar vermieden werden, sodass durch eine Definition einer eingebrachten Zusatz-Befestigungskraft in Kombination mit einer erkannten Bewe gung des Befestigungsmittels ein langfristiges Abdichten auch sicher gewährleistet werden kann. Auch wird auf diese Weise ein unnötig festes Anziehen ohne Änderung der langfristigen Gesamt-Befestigungskraft wirkungsvoll vermieden.
Vorteile bringt es weiter mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Freigabestation die Befestigungsvorrichtung ein Begrenzungsmittel aufweist für eine Begrenzung der maximal einbringbaren Zusatz-Befestigungskraft. Dies erlaubt es, ein Überdrehen beziehungsweise eine Überbeanspruchung des Befestigungsmittels zu vermeiden. Ein solches Begrenzungsmittel kann zum Beispiel ein mechanisches Begrenzungs mittel sein, wie es beispielsweise bei einem manuellen Drehmomentschlüssel zum Einsatz kommt. Jedoch ist grundsätzlich auch eine elektronische Begrenzung oder eine Kombination aus mechanischer und elektronischer Begrenzung im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Das Begrenzungsmittel erlaubt dabei insbesondere spezifisch für das jeweilige Befestigungsmittel eine maximale einbringbare Zusatz- Befestigungskraft zu definieren. Beschädigungen des Dichtmittels und/oder des je weiligen Befestigungsmittels können auf diese Weise mit höherer Sicherheit vermie den werden.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Freigabestation die Detektorvorrichtung und die Befestigungsvorrichtung in einer gemeinsam bewegba ren Freigabeeinheit integriert sind. Darunter ist zu verstehen, dass die Freigabeein heit zum Beispiel ein Ende einer Bewegungsvorrichtung, insbesondere in Form eines Roboterarms, darstellen kann. Mit anderen Worten wird es so möglich, die Detektor vorrichtung und die Befestigungsvorrichtung gemeinsam zu bewegen, sodass insbe sondere auch auf eine separate Ortsbestimmung mit einer Leckageerkennung ver zichtet werden kann, da zum Zeitpunkt und zum Ortspunkt der Erkennung einer Le ckage sich die Befestigungsvorrichtung durch die Integration in die gleiche Freigabe einheit am gleichen Ort befindet. Somit wird es möglich, mit höherer Geschwindigkeit und höherer Flexibilität die Einbringung der Zusatz-Befestigungskraft sofort nach Er kennung eines austretenden Testfluids an dem gleichen Ort der Fluidvorrichtung durchzuführen. Des Weiteren wird nicht nur Zeit, sondern auch Testfluid eingespart, dass durch noch nicht behobene Undichtigkeiten verloren geht. Die Gesamtintegrati on in die Produktionsstation der Freigabestation wird auf diese Weise noch weiter erhöht. Vorteilhaft ist es weiter feststellbar ist, ob sich einzelne Bauteilte und/oder Elemente in deren Position zueinander verändert haben. Dabei ist insbesondere eine Position der Bauteilte und/oder Elemente protokollierbar.
Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn alle oben angeführten Aspekte auch in die Produktion zurückgespeist werden, um gegebenenfalls Anpassungen der Produktion und/oder Montage vornehmen zu können.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für eine Freigabe einer Fluidvorrichtung, insbesondere eines Brennstoffzellensystems am Ende einer Produktionslinie für die Fluidvorrichtung, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Freigabestation, aufweisend die folgenden Schritte: Einbringen eines Testfluids in die Fluidvorrichtung zum Aufbauen eines Innendrucks in der Fluidvorrichtung,
Bewegen der Detektorvorrichtung entlang wenigstens eines Dichtab schnitts der Fluidvorrichtung,
Erkennen von aus der Fluidvorrichtung austretendem Testfluid,
Einbringen einer Zusatz-Befestigungskraft in ein Befestigungsmittel der Fluidvorrichtung im Bereich des erkannten, ausgetretenen Testfluids.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren bringt damit die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Freigabestation erläutert worden sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die gesamte Fluidvorrichtung und insbesondere alle Dichtabschnitte gemeinsam oder nacheinander sequenziell untersucht werden, ob eine Leckage vorliegt oder nicht. Der Dichtabschnitt ist dabei jeder dichtende Kon takt zwischen zwei Bauteilen.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ei ne Zusatz-Befestigungskraft zusätzlich auch bei einem von dem Bereich des erkann ten, ausgetretenen Testfluids beanstandeten Befestigungsmittel eingebracht wird. Während grundsätzlich eine Korrelation zwischen dem Ort der Leckage, also dem Ort des austretenden Testfluids, und dem dort angeordneten Befestigungsmittel zu erwarten ist, so kann möglicherweise eine Verteilung der Zusatz-Befestigungskraft auf mehrere, insbesondere benachbarte, Befestigungsmittel eine geringere mechani sche Belastung bei gleicher Erzielung einer höheren Dichtleistung ermöglichen. Dies erlaubt es unter Schonung der Bauteile, insbesondere unter einer Vermeidung einer unerwünschten Biegung der Bauteile der Fluidvorrichtung, die erkannte Undichtigkeit zu beheben. Bevorzugt wird auf diese Weise auch eine sekundäre Undichtigkeit, welche möglicherweise durch das Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft an einer anderen Stelle entstehen würde, wirkungsvoll vermieden. Es ist auch denkbar diese Zusatz-Befestigungskraft mehrerer benachbarter Befestigungsmittel zuerst in eine negative Richtung zu leiten, bevor diese wieder erhöht wird, um der beschriebenen Problematik der unter unerwünschter Biegung stehenden Bauteilen / Dichtflächen zu begegnen.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Be wegung der Detektorvorrichtung entlang des vollständigen Dichtabschnitts und/oder aller Dichtabschnitte beendet wird bevor das Einbringen der Zusatz- Befestigungskraft erfolgt. Mit anderen Worten wird erst der komplette Dichtabschnitt oder sogar die komplette Fluidvorrichtung gescannt, ob und an welchen Stellen Un dichtigkeiten in Form von Leckagen durch austretendes Testfluid erkannt werden können. Dies erlaubt es für den gesamten Dichtabschnitt oder für die gesamte Fluid vorrichtung vor der Einbringung der Zusatz-Befestigungskraft eine Nacharbeitsstra tegie und/oder eine Befestigungsstrategie zur Verfügung zu stellen, welche auch als Behebungsstrategie bezeichnet werden kann. Somit wird es möglich, die Querbeein flussung beim Einbringen von lokalen Zusatz-Befestigungskräften bei einzelnen Be triebsmitteln zu berücksichtigen und auf diese Weise den Eingriffsaufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Insbesondere die Vermeidung von sekundär entstehenden Undichtigkeiten durch das Beheben von primär erkannten Undichtigkeiten wird auf diese Weise auf ein Minimum reduziert.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schritte des Bewegens, des Erkennens und/oder des Einbringens wenigstens einmal wieder holt werden. Insbesondere ist dies der Fall, wenn eine Undichtigkeit in Form von aus tretendem Testfluid erkannt worden ist. Nach einem solchen Fall wird die Zusatz- Befestigungskraft eingebracht und anschließend nochmals die Dichtigkeit in Form des Bewegens und des Erkennens überprüft. Mit anderen Worten wird für diese ein fache oder insbesondere mehrfache Iteration ein Abbruchkriterium definiert, welche beim Erreichen der Dichtigkeit die Iteration stoppt und die Fluidvorrichtung nun als die Qualität erfüllend definiert.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schritte des Erkennens und des Einbringens wenigstens teilweise zeitlich parallel durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird es möglich, insbesondere am glei chen Ort, während der Überprüfung auf eine Leckage gleichzeitig oder zumindest teilweise gleichzeitig auch die Behebung dieser Leckage durchzuführen. Mit anderen Worten erlaubt es die Detektorvorrichtung, während die Zusatz-Befestigungskraft eingebracht wird, zu überprüfen, in welcher Form sich die Leckage ändert. Dies er laubt es, die Zusatz-Befestigungskraft nur solange einzubringen, wie auch die Le ckage noch erkannt wird, um auf diese Weise ein unnötig starkes Nachziehen des Befestigungsmittels zu vermeiden. Bevorzugt ist es jedoch auch, wenn während der Einbringung einer Zusatz-Befestigungskraft die Detektorvorrichtung den Dichtab schnitt weiter abscannt und nach weiteren Leckagepositionen sucht. Vorteile bringt es darüber hinaus mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Ver fahren für das Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft eine Obergrenze in Form ei ner Maximal-Befestigungskraft vorgegeben wird. Dies erlaubt es, insbesondere spe zifisch für jedes Befestigungsmittel, die maximale Kraft für dieses Befestigungsmittel zu definieren. Dies erlaubt es weiter eine Überbelastung des Befestigungsmittels, aber auch eine Überbelastung des Dichtmittels am Dichtabschnitt, mit hoher Sicher heit zu vermeiden. Dabei handelt es sich insbesondere um den Schutz gegen eine lokale mechanische Überlastung.
Ebenfalls von Vorteil ist, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Zusatz- Befestigungskraft schrittweise in das Befestigungsmittel eingebracht wird. Darunter ist sozusagen ein schrittweises und/oder stufenweises Erhöhen der Zusatz- Befestigungskraft zu verstehen. Bevorzugt wird nach jedem Schritt ein Prüfschritt durchgeführt, ob die Leckage sich verändert, insbesondere komplett verschwunden ist. Dies erlaubt es auf noch spezifischere Weise eine unnötig hohe Zusatz- Befestigungskraft zu vermeiden, da bereits nach Erkennung einer Behebung der Le ckage die Einbringung der Zusatz-Befestigungskraft beendet werden kann.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt des Einbringens der Zusatz-Befestigungskraft auf Basis wenigstens einer der folgenden Kriterien abgebrochen wird:
Erreichen einer Maximal-Befestigungskraft für das Befestigungsmittel,
Unterbleiben einer Befestigungsbewegung des Befestigungsmittels,
Erkennen eines Stopps des austretenden Testfluids.
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Lis te. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr Kriterien als Abbruchkriterium miteinander kombiniert werden. Das Erreichen einer Maximal-Befestigungskraft kann das Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft stoppen beziehungsweise abbrechen, um eine Überlastung des jeweiligen Befestigungsmittels und/oder des zugehörigen Dichtmittels zu vermeiden. Auch wenn das Befestigungsmittel verklemmt ist und trotz eingebrachter Zusatz-Befestigungskraft keine Bewegung des Befestigungsmittels er kannt wird, kann dies zum Abbruch der Zusatz-Befestigungskraft führen. Sobald pa rallel eine Detektion stattfindet, wie sich die eingebrachte Zusatz-Befestigungskraft auf die Leckage auswirkt, kann auch beim Stopp des auftretenden Testfluids auf eine Behebung der Leckage rückgeschlossen werden, sodass dies auch den Abbruch des Einbringens der Zusatz-Befestigungskraft rechtfertigt.
Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren während des Einbringens der Zusatz-Befestigungskraft die Schritte des Bewegungs und/oder des Erkennens weiter durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird bei einer erkannten Leckagestelle diese über die Befestigungsvorrichtung bearbeitet und zeitlich zumindest teilweise parallel nach weiteren Leckagestellen in Form von aus tretendem Testfluid gesucht. Dies beschleunigt die Durchführung des gesamten Ver fahrens weiter.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aus führungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schema tisch:
Fig. 1 eine Darstellung einer Freigabestation in einer Produktionslinie,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Freigabestation,
Fig. 3 ein Detail der Freigabestation der Figur 2,
Fig. 4 ein möglicher Verlauf der Kräfte bei der Befestigungsvorrichtung,
Fig. 5 ein weiterer möglicher Verlauf der Kräfte bei einer Befestigungs vorrichtung,
Fig. 6 ein weiterer möglicher Verlauf der Kräfte bei einer Befestigungs vorrichtung,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der örtlichen Einbringung von Zu satz-Befestigungskräften.
Figur 1 zeigt schematisch wie in einer Produktionslinie 200 eine Fluidvorrichtung 100 hergestellt werden kann. Dafür sind hier beispielhaft drei Produktionsstationen 210 dargestellt. Die Fluidvorrichtung 100 wird von links nach rechts bewegt und an jeder Produktionsstation 210 entsprechende Produktionsschritte durchgeführt. Ein Teil die- ser Produktionsschritte ist dabei insbesondere das Herstellen der Dichtigkeit in Form des Anziehens von Befestigungsmitteln 110 (in Figur 1 nicht dargestellt) mit einer Produktionsbefestigungskraft PBF. Die letzte Produktionsstation 210 ist als eine Freigabestation 10 vorgesehen, welche es erlaubt die Qualität der Dichtigkeit zu überprüfen und bei der Erkennung einer Leckage diese zu beheben, wie dies später noch erläutert wird. Dies stellt sicher, dass die Fluidvorrichtungen 100, welche die Produktionslinie 200 verlassen, entweder im ersten Schritt die Qualitätssicherung und damit die Leckageprüfung bestanden haben oder aber bei nicht bestandener Le ckageprüfung eine Nacharbeit in derselben Freigabestation 10 erfolgen konnte. Auch auf diese Weise können die verlassenen Fluidvorrichtungen 100 alle die gewünsch ten Qualitätskriterien, insbesondere hinsichtlich der Dichtigkeit, aufweisen.
Figur 2 zeigt schematisch, wie eine solche Freigabestation 10 aufgebaut sein kann. Hier ist eine Bewegungsvorrichtung 60 in Form eines Roboterarms vorgesehen, an dessen Ende eine Freigabeeinheit 50 angeordnet ist. Die Freigabeeinheit 50 ist nun am Kopf der Bewegungsvorrichtung 60 angeordnet und kann im Wesentlichen frei im dreidimensionalen Raum in der Freigabestation 10 bewegt werden. Der Ablauf der Freigabe läuft wie folgt ab:
Sobald die Fluidvorrichtung 100 die Freigabestation 10 erreicht, erfolgt ein Anschluss an die Druckvorrichtung 20. Diese pumpt nun Testfluid TF, zum Beispiel gasförmiges Helium, in den Innenraum der Fluidvorrichtung 100 ein und baut damit einen definier ten Innendruck als Testdruck im Innenraum der Fluidvorrichtung 100 auf. Sobald die ser Innendruck in der Fluidvorrichtung 100 erreicht ist, wird mit Hilfe der Bewegungs vorrichtung 60 die Freigabeeinheit 50 und dort insbesondere die Detektorvorrichtung 30 entlang eines Dichtabschnitts 120 bewegt. Dies wird durch die Pfeilrichtung in der Figur 2 angedeutet. Am gleichen Kopf der Bewegungsvorrichtung 60, nämlich in die Freigabeeinheit 50 integriert, sind hier auch Befestigungsvorrichtungen 40, welche es erlauben mit entsprechenden Werkzeugmitteln 42 die Befestigungsmittel 110 in Form von Bolzen und Muttern mit einer Zusatz-Befestigungskraft ZBF zu beaufschlagen, wie dies später noch erläutert wird.
In der Figur 3 ist schematisch dargestellt, wie ein Leck erkannt und anschließend be hoben wird. In einer Detaildarstellung der Ausführungsform der Figur 3 ist hier wieder Dichtabschnitt 120 zu erkennen. Die schematisch dargestellte Detektorvorrichtung 30 erkennt ein Austreten des Testfluid TF und kann, zum Beispiel durch den Ortsensor 32, welcher über die Erkennung im dreidimensionalen Koordinatensystem bei der Bewegungsvorrichtung 60 ein entsprechendes Ortsignal ausgibt, dieses erkannte Leck auch einem Ort an der Fluidvorrichtung 100 zuordnen. Da bei der Ausführungs form der Figur 2 zusätzlich die Befestigungsvorrichtung 40 in die gleiche Freigabe einheit 50 integriert ist, befindet sich die Befestigungsvorrichtung 40 ebenfalls am Ort des austretenden Testfluids TF und kann die einzelnen Werkzeugmittel 42 von oben und von unten entlang der dargestellten Pfeilrichtungen in der Figur 3 nun in den ge wünschten kraftschlüssigen und/oder drehmomentschlüssigen Eingriff mit dem Be festigungsmittel 110 führen.
Anschließend wird ein Nachstellen durch Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft ZBF erfolgen, wobei hier mit Hilfe eines Bewegungserkennungsmittels 44 die tat sächliche Bewegung des Befestigungsmittels 110, hier die Rotation des Bolzenkop fes, überwacht werden kann. Zusätzlich ist am Gegenstück an der Unterseite des Werkzeugmittels 42 ein Begrenzungsmittel 46 vorgesehen, welches zum Beispiel ei ne mechanische Überlastung durch eine mechanische Begrenzung in Form eines Drehmomentausgleichs beziehungsweise einer Drehmomentfreigabe zur Verfügung stellt. Bei der Ausführungsform der Figur 3 kann die Überwachung mit Hilfe der De tektorvorrichtung 30 während des Einbringens der Zusatz-Befestigungskraft ZBF er folgen, sodass davon auszugehen ist, dass während des Einbringens der Zusatz- Befestigungskraft ZBF die Menge an austretendem Testfluid TF sich reduziert und bei Erreichen vollständiger Dichtigkeit kein weiteres Testfluid TF mehr austritt und damit auch nicht mehr erkannt werden kann. Dies stellt eine Möglichkeit für ein Ab bruchkriterium und damit die Beendigung des Einbringens der Zusatz- Befestigungskraft ZBF dar.
In den Figuren 4, 5 und 6 sind Möglichkeiten des Einbringens der Zusatz- Befestigungskraft ZBF dargestellt. Im einfachsten Fall wird eine vorgegebene Zusatz- Befestigungskraft entlang eines linearen Anstiegs über die Zeit auf die Produktions befestigungskraft PBF aufgesetzt und damit die Gesamtbefestigungskraft erhöht. Auch ist es denkbar, dass gemäß der Figur 5, ein schrittweises Erhöhen der Zusatz- Befestigungskraft ZBF erfolgt, während nach jedem Schritt nochmals überprüft wird, ob immer noch Testfluid TF austritt oder die Leckage abgedichtet ist. Dies erlaubt es, zu kontrollieren, dass zum einen die Dichtigkeit hergestellt wird und zum anderen ein unnötig starkes Anziehen mit unnötig hoher Zusatz-Befestigungskraft ZBF für das jeweilige Befestigungsmittel 110 vermieden wird. Die Figur 6 zeigt, dass die Zusatz-Befestigungskraft ZBF nach oben limitiert werden kann, mit einer Maximal-Befestigungskraft MBF. Diese basiert insbesondere auf der maximalen Belastbarkeit des Befestigungsmittels 110 und/oder des an dieser Stelle angeordneten Dichtmittels des Dichtabschnitts 120.
Figur 7 zeigt nochmals unterschiedliche Strategien bei dem Einbringen der Zusatz- Befestigungskraft ZBF. H ier sind an der Fluidvorrichtung 100 Leckagestellen mit aus tretendem Testfluid TF dargestellt. Bei der linken Leckagestelle wird diese von links und rechts von zwei Befestigungsmitteln 110 eingegrenzt, sodass durch die Pfeile angedeutet eine Zusatz-Befestigungskraft ZBF in diese beiden direkt benachbarten Befestigungsmittel 110 eingebracht wird. Bei der rechts dargestellten Leckagestelle sind drei Pfeile dargestellt, welche es erlauben, mit größerem Einfluss eine größere Leckagestelle zu beheben. In der Mitte ist eine weitere Leckagestelle dargestellt, wobei hier die eingebrachte Zusatz-Befestigungskraft ZBF auf weiter auseinander liegende Befestigungsmittel 110 (hier ebenfalls durch drei Pfeile dargestellt) verteilt wird. Dies erlaubt es, die notwendige zusätzliche Dichtkraft auf einen größeren Be reich des Dichtabschnitts 120 zu verteilen und auf diese Weise ein unerwünschtes Durchbiegen und insbesondere unerwünschte Sekundärundichtigkeiten an der Fluid vorrichtung 100 zu vermeiden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können ein zelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
10 Freigabestation 20 Druckvorrichtung 30 Detektorvorrichtung 32 Ortssensor 40 Befestigungsvorrichtung 42 Werkzeugmittel 44 Bewegungserkennungsmittel 46 Begrenzungsmittel 50 Freigabeeinheit 60 Bewegungsvorrichtung
100 Fluidvorrichtung 110 Befestigungsmittel 120 Dichtabschnitt
200 Produktionslinie 210 Produktionsstation
TF Testfluid
PBF Produktions-Befestigungskraft ZBF Zusatz-Befestigungskraft MBF Maximal-Befestigungskraft

Claims

Patentansprüche
1. Freigabestation (10) für die Freigabe einer Fluidvorrichtung (100), insbesonde re eines Brennstoffzellensystems, am Ende einer Produktionslinie (200) für die Fluidvorrichtung (100), aufweisend eine Druckvorrichtung (20) für ein Beauf schlagen der Fluidvorrichtung (100) mit einem Innendruck mittels eines Test fluids (TF) und eine Detektorvorrichtung (30) zur Erkennung von aus der Flu idvorrichtung (100) austretendem Testfluid (TF), weiter aufweisend eine Befes tigungsvorrichtung (40) zum Einbringen einer Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) in wenigstens ein Befestigungsmittel (110) an einem Dichtabschnitt (120) der Fluidvorrichtung (100).
2. Freigabestation (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (30) einen Ortssensor (32) aufweist zur Zuordnung eines Ortes an der Fluidvorrichtung (100) bei Erkennung von ausgetretenem Testflu id (TF).
3. Freigabestation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (40) wenigstens ein Werkzeugmittel (42) für eine kraftschlüssige und/oder drehmomentschlüssige, temporäre Anbindung an das wenigstens eine Befestigungsmittel (110) der Fluidvorrichtung (100) aufweist.
4. Freigabestation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (40) ein Bewegungser kennungsmittel (44) aufweist zur Erkennung einer Bewegung des Befesti gungsmittels (110) bei der Einbringung der Zusatz-Befestigungskraft (ZBF).
5. Freigabestation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (40) ein Begrenzungsmit tel (46) aufweist für eine Begrenzung der maximal einbringbaren Zusatz- Befestigungskraft (ZBF).
6. Freigabestation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (30) und die Befestigungsvor richtung (40) in eine gemeinsam bewegbaren Freigabeeinheit (50) integriert sind.
7. Verfahren für eine Freigabe einer Fluidvorrichtung (100), insbesondere eines Brennstoffzellensystems, am Ende einer Produktionslinie (200) für die Fluid vorrichtung (100), insbesondere in einer Freigabestation (10) mit den Merkma len eines der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend die folgenden Schritte:
- Einbringen eines Testfluids (TF) in die Fluidvorrichtung (100) zum Auf bauen eines Innendrucks in der Fluidvorrichtung (100),
- Bewegen einer Detektorvorrichtung (30) entlang wenigstens einem Dichtabschnitt (120) der Fluidvorrichtung (100),
- Erkennen von aus der Fluidvorrichtung (100) austretendem Testfluid (TF),
- Einbringen einer Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) in ein Befestigungsmit tel (110) der Fluidvorrichtung (100) im Bereich des erkannten, ausgetre tenen Testfluids (TF).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatz- Befestigungskraft (ZBF) zusätzlich auch bei von dem Bereich des erkannten, ausgetretenen Testfluids (TF) beabstandeten Befestigungsmitteln (110) ein gebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Detektorvorrichtung (30) entlang des vollständigen Dichtabschnitts (120) und/oder aller Dichtabschnitte (120) beendet wird bevor das Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Bewegens, des Erkennens und/oder des Einbringens wenigstens einmal wiederholt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Erkennens und des Einbringens wenigstens teilweise zeitlich parallel durchgeführt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass für das Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) eine Obergrenze in Form einer Maximal-Befestigungskraft (MBF) vorgegeben wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) schrittweise in das Befestigungsmit tel (110) eingebracht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einbringens der Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) auf Basis wenigstens einer der folgenden Kriterien abgebrochen wird:
- Erreichen einer Maximal-Befestigungskraft (MBF) für das Befesti gungsmittel (110)
- Unterbleiben einer Befestigungsbewegung des Befestigungsmittels (110)
- Erkennen eines Stopps des austretenden Testfluids (TF)
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8 oder 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Einbringen der Zusatz-Befestigungskraft (ZBF) die Schritte des Bewegens und/oder des Erkennens weiter durchgeführt werden.
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