DE102005017450A1

DE102005017450A1 - Verfahren zur Bestimmung der Temperatur von Bauteilen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005017450A1
Application number: DE200510017450
Authority: DE
Inventors: Werner Michel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-16
Also published as: DE102005017450B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur Bestimmung der Temperatur von Bauteilen eines Kraftfahrzeugs an mindestens einer Temperaturmessstelle im Innern des Bauteils sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen: Einbringen einer eine Aufnahmeöffnung aufweisenden Einführvorrichtung mit einer Einführspitze in das Bauteil, derart, dass die sich am vorderen Ende der Einführvorrichtung befindliche Einführspitze der Einführvorrichtung an der vorgesehenen Temperaturmessstelle im Innern des Bauteils platziert wird, Einführen eines flexiblen Temperaturmesselements mit einer Temperaturmessspitze in die Aufnahmeöffnung der Einführvorrichtung und Durchführen der Temperaturmessspitze des flexiblen Temmperaturmesselements in der Aufnahmeöffnung bis zum vorderen Ende der Einführspitze, Entfernen der Einführvorrichtung mit der Einführspitze aus dem Bauteil, derart, dass die Temperaturmessspitze des flexiblen Temperaturmesselements an der Temperaturmessstelle im Material des Bauteils verbleibt, Fixieren der Temperaturmessspitze des flexiblen Temperaturmesselements im Material des Bauteils an der Temperaturmessstelle, Erfassung der Temperatur an der Temperaturmessstelle mittels des flexiblen Temperaturmesselements und Auswertung der Temperaturmesswerte.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur von Bauteilen eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Kfz-Bereich besteht oftmals die Problematik die Temperatur von Bauteilen an bestimmten Temperaturmessstellen, u.a. an Temperaturmessstellen im Innern der Bauteile definiert zu bestimmen (bsp. zur weiteren Auswertung der Temperaturmesswerte). Mit gängigen Messverfahren kann jedoch in der Regel nur die Oberflächentemperatur der Bauteile bestimmt werden und dies auch nur bei Bauteilen bzw. an Temperaturmessstellen von Bauteilen, die an einfach zugänglichen Stellen des Kraftfahrzeugs platziert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei dem auf einfache und kostengünstige Weise eine Temperaturbestimmung auch im Innern von Bauteilen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere auch bei sich an schwer zugänglichen Stellen des Kraftfahrzeugs befindlichen Bauteilen, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.

Erfindungsgemäß wird beim vorgestellten Verfahren ein insbesondere als flexibler dünner Thermodraht ausgebildetes, eine Temperaturmessspitze aufweisendes flexibles Temperaturmesselement unter Zuhilfenahme einer eine Aufnahmeöffnung aufweisenden Einführvorrichtung mit einer hieran ausgebildeten Einführspitze in das Bauteil eingebracht, bsp. mittels eines eine Kanüle als Einführspitze aufweisenden Injektionskolbens oder Injektionsstabs als Einführvorrichtung.

Hierzu wird zunächst abhängig von der vorgesehenen Temperaturmessstelle im Innen des Bauteils die Eindringtiefe (der Temperaturmessspitze) des Temperaturmesselements und abhängig hiervon die Eindringtiefe der Einführspitze der Einführvorrichtung festgelegt. Die Eindringtiefe kann auf geeignete Weise für den Bediener visualisiert werden, bsp. mittels einer an der Einführspitze der Einführvorrichtung angebrachten Markierung kenntlich gemacht werden, so dass eine genaue Positionierung der Einführvorrichtung (insbesondere deren Einführspitze) im Bauteil möglich ist. Anschließend wird die Einführspitze mittels der Einführvorrichtung bis zur gewünschten Eindringtiefe in das Bauteil eingebracht (injiziert); durch entsprechende Ausbildung der Einführspitze der Einführvorrichtung, insbesondere durch deren Ausbildung mit einer bestimmten Schärfe, bsp. mittels eines Facettenschliffs, wird ein Eindringen der Einführspitze der Einführvorrichtung bis zur gewünschten Eindringtiefe in das Bauteil sichergestellt und dies ohne Beschädigungen an der Oberfläche des Bauteils oder im Bauteil selbst hervorzurufen.

Nach dem Einbringen (der Einführspitze) der Einführvorrichtung in das Bauteil wird das flexible Temperaturmesselement und insbesondere dessen Temperaturmessspitze in die Aufnahmeöffnung der Einführvorrichtung eingeführt und in der Aufnahmeöffnung bis zum vorderen Ende der Einführspitze geführt, so dass sich die Temperaturmessspitze im Innern des Bauteils an der gewünschten Temperaturmessstelle befindet. Beim Herausziehen der Einführvorrichtung und damit auch der Einführspitze aus dem Bauteil verbleibt das flexible Temperaturmesselement und insbeson dere dessen Temperaturmessspitze aufgrund der Elastizität des Materials des Bauteils an der Temperaturmessstelle und kann dort zur sicheren Halterung mittels eines applizierten Befestigungsmittels (insbesondere eines Klebemittels, bsp. eines Sekundenklebers) fixiert werden. Durch Querführungen des flexiblen Temperaturmesselements im Bauteil (bsp. durch mehrere Querstiche des flexiblen Temperaturmesselements im Material des Bauteils) wird eine Zugentlastung des flexiblen Temperaturmesselements sichergestellt, durch die ein weitgehend störungsfreier Messbetrieb mit dem flexiblen Temperaturmesselement auch unter erschwerten Randbedingungen gewährleistet werden kann.

Das nach dem Entfernen der Einführvorrichtung im Bauteil verbleibende flexible Temperaturmesselement (insbesondere die an der Temperaturmessstelle verbleibende Temperaturmessspitze des flexiblen Temperaturmesselements) oder eine ggf. hieraus gebildete Temperaturmesseinheit wird mit einer entsprechenden Auswerteeinheit und/oder Verarbeitungseinheit verbunden und kann durch die sich im Innern des Bauteils befindliche Temperaturmessspitze präzise Werte von ansonsten nur schwierig zu erreichenden Temperaturmessstellen liefern; bsp. erfolgt die Auswertung und Weiterverarbeitung der Messergebnisse eines Thermodrahts als flexiblem Temperaturmesselement bzw. der Messergebnisse eines durch Verdrillung des Thermodrahts gebildeten Thermoelements als Temperaturmesseinheit mittels eines hieran angeschlossenen Thermosteckers und entsprechender nachgeschalteter elektronischer Auswerteeinheit.

Für die Temperaturmessung bei sich an schwer zugänglichen Stellen des Kraftfahrzeugs befindlichen Bauteilen kann die Einführvorrichtung bzw. Einführspitze der Einführvorrichtung speziell an die Gegebenheiten des Einbauorts des Bauteils ausgebildet werden, so dass eine Platzierung der Einführvorrichtung (insbesondere deren Einführspitze) und damit auch des flexiblen Temperaturmesselements an den gewünschten Temperaturmessstellen im Bauteil ohne einen ansonsten erforderlichen Ausbau des Bauteils ermöglicht wird.

Als Bauteile kommen solche Bauteile des Kraftfahrzeugs in Betracht, deren Materialien ein Einbringen der Einführvorrichtung (insbesondere deren Einführspitze) in das Bauteil und damit eine Platzierung des Temperaturmesselements an der gewünschten Temperaturmessstelle im Innern des Bauteils ermöglichen; Beispiele hierfür sind aus Gummi, Schaumstoff o.ä. bestehende Bauteile des Kraftfahrzeugs, bsp. Motorlager, Getriebelager, Dämmmatten, Schläuche, Fahrzeugsitze, Aufhängegummis (bsp. von Abgasanlagen) oder Bänder des Kraftfahrzeugs.

Vorteilhafterweise ist mit dem vorgestellten Verfahren auf einfache Weise und mit geringen Kosten eine präzise Bestimmung der Temperatur von Bauteilen eines Kraftfahrzeugs auch im Innern der Bauteile eines Kraftfahrzeugs oder bei sich an schwer zugänglichen Stellen des Kraftfahrzeugs befindlichen Bauteilen möglich.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung (1 bis 3) soll die Erfindung näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 die Schnittdarstellung eines Motorlagers,
2 eine erste Ausführungsform der Einführvorrichtung,
3 eine zweite Ausführungsform der Einführvorrichtung.
Das Messverfahren soll im folgenden am Beispiel der Temperaturmessung im Innern eines Motorlagers erläutert werden.
Diese Temperaturmessung im elastischen Gummilager 2 des gemäß 1 in einer Schnittdarstellung dargestellten, auf dem Ölkanal 7 angeordneten Motorlagers 1 ist erforderlich, da zum einen für das Material des Motorlagers 1 (insbesondere für die Vulkanisation 4 als Grenzschicht beim Übergang vom Material des Gummilagers 2 zum bsp. aus Aluminium bestehenden Material des Lagerkerns 3) nur eine bestimmte maximale Temperaturbelastung zulässig ist (dieser Temperaturgrenzwert von bsp. 120°C darf im bsp. auf einem Motorenprüfstand simulierten Fahrbetrieb nicht überschritten werden), und da zum andern diese Temperaturmessung Aussagen über die Lebensdauer des Motorlagers 1 liefert.
Hierzu wird einerseits an bestimmten Temperaturmessstellen 5 (bsp. an 10 derartigen Temperaturmessstellen 5) die Temperatur der Vulkanisation 4 direkt in der Grenzschicht vom Gummilager 2 zum Aluminiumteil des Lagerkerns 3 ermittelt (diese Grenzschicht befindet sich bsp. in einer Tiefe von 15 mm unterhalb der Oberflächenschicht 16 des Gummilagers 2), andererseits wird an weiteren Temperaturmessstellen 6 (bsp. an 10 derartigen Temperaturmessstellen 6) die Temperatur in einer oberflächennahen Schicht des Gummilagers 2 ermittelt (diese oberflächennahe Schicht befindet sich bsp. in einer Tiefe von 2 mm unterhalb der Oberflächenschicht 16 des Gummilagers 2). Das zur Bestimmung der Temperatur an diesen Temperaturmessstellen 5, 6 herangezogene flexible Temperaturmesselement 12 ist bsp. als ein aus Nickel-Chrom/Nickel bestehender Thermodraht mit einem Durchmesser von bsp. 0.25 mm und einer Länge von bsp. 1 m bis 1.5 m ausgebildet, an dessen vorderen Ende 14 sich eine Temperaturmessspitze 13 befindet, aus der durch Verdrillung ein Thermoelement als Temperaturmesseinheit gebildet werden kann.
Für die angeführten Temperaturmessstellen 5, 6 im Motorlager 1 kann insbesondere die in 2 dargestellte Einführvorrichtung 10 vorgesehen werden. Diese Einführvorrichtung 10 ist gemäß 2 als eine Aufnahmeöffnung 15 aufweisender Injektionskolben 20 ausgebildet, an dessen vorderen Ende 17 sich eine als Kanüle 21 ausgebildete Einführspitze 11 mit einer Dicke von bsp. 1.8 mm und einem Innendurchmesser von bsp. 1.4 mm befindet.
Nach dem Einbringen des Injektionskolbens 20 und insbesondere der Kanüle 21 in das Motorlager 1 bis zur gewünschten Tiefe (entsprechend den Temperaturmessstellen 5 bsp. bis 15 mm unterhalb der Oberflächenschicht 16 und entsprechend den Temperaturmessstellen 6 bsp. bis 2 mm unterhalb der Oberflächenschicht 16) wird der Thermodraht 12 durch die Aufnahmeöffnung 15 im vorderen Ende 17 des Injektionskolben 20 eingeführt und dessen Temperaturmessspitze 13 in der Aufnahmeöffnung 15 bis zum vorderen Ende der Kanüle 21 und damit bis zum Kontakt mit dem Gummilager 2 geführt, so dass sich die Temperaturmessspitze 13 an der jeweiligen Temperaturmessstelle 5, 6 im Motorlager 1 befindet. Beim Herausziehen des Injektionskolbens 20 und damit auch der Kanüle 21 aus dem Gummilager 2 wird die Temperaturmessspitze 13 des Thermodrahts 12 aufgrund der Elastizität des Materials des Gummilagers 2 an der jeweiligen Temperaturmessstelle 5, 6 gehalten und verbleibt somit auch nach dem Entfernen des Injektionskolbens 20 und der Kanüle 21 aus dem Gummilager 2 an der jeweiligen Temperaturmessstelle 5, 6. Die Temperaturmessspitze 13 des Thermodrahts 12 wird nun an diesen Temperaturmessstellen 5, 6 (bsp. durch Verkleben mittels eines Sekundenklebers) dauerhaft fixiert. Durch (bsp. mehrmaliges) Querstechen des Thermodrahts 12 im Gummilager 2 wird der Thermodraht 12 für den späteren Messvorgang zugentlastet. Durch Verdrillung des Thermodrahts 12 (insbesondere durch Verdrillung der Temperaturmessspitze 13 am vorderem Ende des Thermodrahts 12) wird ein Thermoelement ausgebildet; dessen Messwerte werden über einen bsp. aus Nickel-Chrom/Nickel bestehenden Thermostecker an nachgeschaltete elektronische Auswerteeinheiten übertragen und dort verarbeitet bzw. ausgewertet.
Für andere Temperaturmessstellen bsp. Auspuffgummis oder Tunneldämmmatten kann der in 3 dargestellte Injektionsstab 30 als Einführvorrichtung 10 vorgesehen werden. Der eine Aufnahmeöffnung 15 und an seinem vorderen Ende eine Einführspitze 31 aufweisende Injektionsstab 30 ist bsp. als hohlgebohrtes Edelstahlrohr mit einem Innendurchmesser von bsp. 1.8 mm, einem Außendurchmesser von bsp. 3 mm und einer Länge von bsp. 30 cm ausgebildet.
Zur besseren Handhabung des Injektionsstabs 30 ist der Handgriff 32 vorgesehen. Wirkungsweise und Funktionsweise des Injektionsstabs 30 entsprechen denjenigen des gemäß 2 erläuterten Injektionskolbens 20.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Temperatur von Bauteilen (1) eines Kraftfahrzeugs an mindestens einer Temperaturmessstelle (5, 6) im Innern des Bauteils (1), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Einbringen einer eine Aufnahmeöffnung (15) aufweisenden Einführvorrichtung (10) mit einer Einführspitze (11) in das Bauteil (1) derart, dass die sich am vorderen Ende (14) der Einführvorrichtung (10) befindliche Einführspitze (11) an der vorgesehenen Temperaturmessstelle (5, 6) im Innern des Bauteils (1) platziert wird, b) Einführen eines flexiblen Temperaturmesselements (12) mit einer Temperaturmessspitze (13) in die Aufnahmeöffnung (15) der Einführvorrichtung (10) und Durchführen der Temperaturmessspitze (13) des flexiblen Temperaturmesselements (12) in der Aufnahmeöffnung (15) bis zum vorderen Ende (14) der Einführspitze (11), c) Entfernen der Einführvorrichtung (10) mit der Einführspitze (11) aus dem Bauteil (1) derart, dass die Temperaturmessspitze (13) des flexiblen Temperaturmesselements (12) an der Temperaturmessstelle (5, 6) im Material des Bauteils (1) verbleibt, d) Fixieren der Temperaturmessspitze (13) des flexiblen Temperaturmesselements (12) im Material des Bauteils (1) an der Temperaturmessstelle (5, 6), e) Erfassung der Temperatur an der Temperaturmessstelle (5, 6) mittels des flexiblen Temperaturmesselements (12) und Auswertung der Temperaturmesswerte.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem flexiblen Temperaturmesselement (12) eine Temperaturmesseinheit gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verdrillung eines Thermodrahts als flexiblem Temperaturmesselement (12) ein Thermoelement als Temperaturmesseinheit gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Querstiche der Temperaturmessspitze (13) des flexiblen Temperaturmesselements (12) im Bauteil (1) eine Zugentlastung des flexiblen Temperaturmesselements (12) erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Einführvorrichtung (10) ein Injektionskolben (20) mit einer Kanüle (21) als Einführspitze (11) in das Bauteil (1) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Einführvorrichtung (10) ein Injektionsstab (30) mit einer Kanüle (21) als Einführspitze (11) in das Bauteil (1) eingebracht wird.