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Die Erfindung betrifft ein Erfassungselement gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Erfassungselements.
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Ein solches Erfassungselement zum Erfassen eines aus einer Batterie für ein Kraftfahrzeug austretenden Gases ist beispielsweise bereits der
EP 3 477 273 B1 und der
EP 3 564 644 B1 als bekannt zu entnehmen. Das Erfassungselement weist eine Sonde zum Erfassen des Gases auf, wobei die Sonde von einer Person manuell bewegbar, das heißt handhabbar, ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Erfassungselement der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Erfassungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Verwendung zu schaffen, wodurch eine Batterie für ein Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft geprüft werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um ein Erfassungselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist erfindungsgemäß eine an der Sonde angeordnete und dadurch von der Person manuell mit der Sonde mitbewegbare, auch als Bildschirm bezeichnete, elektronische Anzeige vorgesehen, auf welcher Stellen anzeigbar sind, zu denen die Sonde von der Person manuell hin zu bewegen ist. Mit anderen Worten können auf der elektronischen Anzeige Bilder angezeigt werden, welche auch als Prüfstellen bezeichnete Stellen anzeigen beziehungsweise visualisieren, zu welchen die Person beispielsweise im Rahmen einer Prüfprozedur die Sonde, insbesondere deren Spitze, hinbewegen soll, hinbewegen muss oder hinzubewegen hat, um an den Stellen zu prüfen, ob Gas aus der insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgebildeten Batterie austritt. Ferner ist es denkbar, auf der elektronischen Anzeige wenigstens eine oder mehrere Bewegungsbahnen, das heißt wenigstens ein oder mehrere Bilder mit wenigstens einer oder mehreren Bewegungsbahnen anzuzeigen, wobei die Person die Sonde, insbesondere deren Spitze, entlang der Bewegungsbahn bewegen muss oder sollte, um die Batterie zu prüfen, insbesondere dahingehend, ob Gas aus der Batterie austritt.
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Die Sonde hat wenigstens oder genau eine Einlassöffnung, über welche etwaig aus der Batterie ausströmendes Gas in die Sonde einströmen kann. Hierdurch kann die Sonde das Gas empfangen und erfassen. Insbesondere kann die Einlassöffnung an der Spitze der Sonde angeordnet sein. Da die Anzeige an der Sonde, insbesondere an deren Griff, gehalten und somit angeordnet ist, kann die Person gleichzeitig die Sonde, insbesondere deren Spitze, und die Anzeige optisch wahrnehmen, das heißt betrachten. Hierdurch kann die Person die Sonde einfach und schnell zu den Prüfstellen und dabei beispielsweise entlang der Bewegungsbahn bewegen, wodurch die Person die Batterie zeit- und kostengünstig sowie auf besonders einfache Weise prüfen kann.
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Zur Erfindung gehört auch eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Erfassungselements, wobei das Erfassungselement verwendet wird, um ein aus einer Batterie für ein Kraftfahrzeug austretendes Gas zu erfassen. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Erfassungselements sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung anzusehen und umgekehrt.
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Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Üblicherweise wird eine insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgebildete Batterie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere im Rahmen einer Herstellung des Kraftfahrzeugs, geprüft, insbesondere im Hinblick darauf, ob die Batterie hinreichend dicht ist. Dieses Prüfen der Batterie wird auch als Dichtheitsprüfung oder Dichtheitstest bezeichnet, wobei die Dichtheitsprüfung üblicherweise nach einer Herstellung der Batterie oder nach einer Reparatur oder nach einer Wartung der Batterie durchgeführt wird, wobei die Batterie beispielsweise im Rahmen der Reparatur beziehungsweise Wartung zunächst auseinander gebaut und daraufhin wieder zusammen gebaut wird. Dabei wird der Dichtheitstest insbesondere durchgeführt, nachdem die Batterie wieder zusammen gebaut wurde.
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Grundsätzlich ist es denkbar, die Sonde mittels eines Roboters relativ zu der Batterie zu bewegen, insbesondere von Prüfstelle zu Prüfstelle und dabei beispielsweise entlang der Bewegungsbahn. Beispielsweise wird die Batterie, insbesondere ein Gehäuse der Batterie, mit dem genannten Gas gefüllt, wobei das Gas Helium und Luft aufweisen und somit ein Helium-Luft-Gemisch sein kann. Das Gas wird beispielsweise derart in die Batterie, insbesondere das Gehäuse, eingeleitet, dass in der Batterie, insbesondere in dem Gehäuse, höchstens ein Maximaldruck von beispielsweise 35 Millibar herrscht, wobei dieser Druck durch das eingeleitete Gas bewirkt ist. Danach wird die Sonde mittels des Roboters und dabei insbesondere automatisch zu den relevanten Prüfstellen bewegt. Obwohl diese Durchführung des Dichtheitstests verlässliche Messergebnisse bereitstellen kann, hat sie auch Nachteile insbesondere im Hinblick auf ihre Verwendung in Werkstätten in großem Umfang. Die Verwendung des Roboters und einer zugehörigen Ausstattung führt zu hohen Anschaffungs- und Unterhaltskosten. Außerdem bilden der Roboter und die zugehörige Ausstattung eine Testeinrichtung, welche nicht mobil ist.
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Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun durch die Erfindung vermieden werden. Anstatt dass die Sonde mittels eines Roboters bewegt wird, wird die auch als Schnüffelsonde bezeichnete oder vorzugsweise als Schnüffelsonde ausgebildete Sonde insbesondere im Rahmen der Verwendung von einer Person manuell bewegt, das heißt manuell gehandhabt und hierdurch zu den Prüfstellen relativ zu der Batterie bewegt. Um eine vorteilhafte und gegebenenfalls erforderliche Präzision insbesondere im Hinblick auf die Bewegung der Sonde zu den Prüfstellung und relativ zu der Batterie gewährleisten zu können, wird die elektronische Anzeige verwendet, die auch als Bildschirm bezeichnet wird, um die Person zu führen beziehungsweise anzuleiten. Hierdurch ist eine Augmented-Reality-Anwendung (erweiterte-Realität-Anwendung) geschaffen, da der Person mittels der elektronischen Anzeige die Prüfstellen kommuniziert werden, zu denen die Person die Sonde, insbesondere die Einlassöffnung, bewegen sollte, um die Dichtheitsprüfung vorteilhaft durchzuführen. Die elektronische Anzeige kann somit als Augmented-Reality-Einrichtung angesehen werden, die an der Sonde, insbesondere an einem Griff der Sonde, angeordnet sein kann (Augmented Reality - erweiterte oder angereicherte Realität).
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Das erfindungsgemäße Erfassungselement ist mobil und kann auch in Werkstätten einfach und kostengünstig verwendet werden. Übermäßige Anschaffungs- und Unterhaltkosten wie beispielsweise für einen Industrieroboter können durch die Erfindung vermieden werden. Auch ist das erfindungsgemäße Erfassungselement weniger wartungsaufwendig als ein Industrieroboter und die zugehörige Ausstattung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung eines Prüfaufbaus zum Prüfen einer Batterie für ein Kraftfahrzeug dahingehend, ob ein Gas aus der Batterie austritt.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung einen Prüfaufbau 10 zum Prüfen einer Batterie 12 für ein Kraftfahrzeug. Die Batterie 12 ist vorzugsweise eine Hochvolt-Batterie und somit eine Hochvolt-Komponente, die verwendet wird, um elektrische Energie zu speichern. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs weist das Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist, die Batterie 12 auf. Außerdem weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt, die in der Batterie 12 gespeichert wird. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird mittels des Prüfaufbaus 10 eine Prüfprozedur durchgeführt, die auch als Dichtheitsprüfung oder Dichtheitstest bezeichnet wird. Bei der Dichtheitsprüfung wird geprüft, ob ein Gas, insbesondere eine übermäßige Menge des Gases, insbesondere innerhalb einer vorgebbaren oder vorgegebenen Zeitspanne aus der Batterie 12, insbesondere aus deren Gehäuse, austritt. In der Fig. bezeichnen 14 einen Helium-Versorgungsschrank, 16 Drucksensoren, 18 einen Druckspeicher, 20 ein Proportionalventil, 22 einen Druckspeicher, 24 ein Füllventil, 26 ein Entlüftungsventil, 28 einen Volumenstromsensor, 30 eine Drossel, 32 eine nachgelagerte Bandstrecke, 34 Schnellverbinder, 36 ein Kapillarleck, 38 eine Düsenvermessung, 40 ein Kapillarleck, 42 eine Drossel, 44 einen Drucksensor, 46 einen Fülladapter, 48 einen Dichtstecker, 50 eine Messzelle, 52 eine Absaugöffnung, 54 ein Entlüftungsschott und 56 einen Pfeil, die Abluft aus der auch aus Raum bezeichneten Messzelle veranschaulicht. Es ist erkennbar, dass die Batterie 12 in der Messzelle 50 angeordnet ist.
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Das zuvor genannte Gas umfasst zumindest Helium, das von dem Helium-Versorgungsschrank 14, insbesondere von in dem Helium-Versorgungsschrank 14 angeordneten Gasflaschen 58, bereitgestellt wird. Insbesondere umfasst das Gas auch Luft, sodass das Gas beispielsweise ein Gemisch aus dem Helium und der Luft ist. Aus der Fig. ist erkennbar, dass das Gas in die Batterie 12, insbesondere dessen Gehäuse, eingeleitet wird. Entweicht das Gas, insbesondere eine übermäßige Menge des Gases, insbesondere innerhalb einer vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitspanne aus der Batterie 12, so ist die Batterie 12 undicht. Unterbleibt ein solches Austreten des Gases aus der Batterie 12, so ist die Batterie 12 hinreichend dicht.
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Um nun zu prüfen, ob die Batterie 12 hinreichend dicht ist oder nicht, wird ein Erfassungselement 60 verwendet. Das Erfassungselement 60 umfasst eine in der Fig. nicht näher erkennbare und beispielsweise als Schnüffelsonde ausgebildete Sonde, welche wenigstens oder genau eine Einlassöffnung aufweist. Die Einlassöffnung ist beispielsweise an einer Spitze der Sonde angeordnet. Über die Einlassöffnung kann etwaig aus der Batterie 12 austretendes Gas in die Sonde einströmen und dadurch von der Sonde empfangen werden, wodurch das aus der Batterie 12 austretende Gas erfasst werden kann. Um die Dichtheitsprüfung einfach und kostengünstig durchführen zu können, wird bei der Dichtheitsprüfung die Sonde von einer Person, deren Arme in der Fig. ausschnittsweise erkennbar und mit 62 bezeichnet sind, manuell relativ zu der Batterie 12 bewegt, insbesondere derart, dass die Sonde, insbesondere die Einlassöffnung, sukzessive zu mehreren, voneinander beabstandeten Prüfstellen bewegt wird. Die Prüfstellen werden auch einfach als Stellen bezeichnet.
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Damit die Person die Dichtheitsprüfung zeit- und kostengünstig und somit besonders einfach durchführen kann, ist an der Sonde eine auch als Bildschirm bezeichnete, elektronische Anzeige 64 angeordnet, sodass die Anzeige 64 mit der Sonde von der Person manuell mitbewegbar ist. Mit anderen Worten, bewegt die Person die Sonde manuell zu den Prüfstellen, das heißt von Prüfstelle zu Prüfstelle, so wird dabei die elektronische Anzeige 64 mit der Sonde mitbewegt. Auf der elektronischen Anzeige 64 werden die Prüfstellen, zu denen die Sonde von der Person manuell hinzubewegen ist, angezeigt, insbesondere derart, dass auf der elektronischen Anzeige 64 wenigstens ein Bild der Prüfstellen oder mehrere Bilder der Prüfstellen angezeigt wird beziehungsweise werden.
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Die Sonde weist dabei einen in der Fig. nicht erkennbaren Griff auf, der von der Person umgriffen wird, sodass die Person die Sonde und somit das Erfassungselement 60 insgesamt über den Griff handhabt, das heißt manuell relativ zu der Batterie 12 bewegt. Dabei ist die elektronische Anzeige 64 an dem Griff gehalten. Dadurch kann die Person die Anzeige 64 einfach und komfortabel optisch wahrnehmen, das heißt betrachten. Beispielsweise werden auf der Anzeige 64 auch Bilder zumindest eines Teilbereichs der Sonde angezeigt, wobei vorzugsweise in dem Teilbereich die Einleitöffnung angeordnet ist. Die Bilder des Teilbereichs der Sonde werden beispielsweise mittels einer Kamera erfasst, die beispielsweise auch an der Sonde gehalten ist. Beispielsweise ist die Kamera an der Anzeige 64 gehalten. Beispielsweise mittels einer Bildverarbeitung werden die Bilder des Teilbereichs der Sonde um die Prüfstellen ergänzt, wodurch die Bilder des Teilbereichs der Sonde um die Prüfstellen angereichert werden. Dadurch ist eine Augmented-Reality-Anwendung geschaffen, da die Person das jeweilige Bild des Teilbereichs angereichert um die Prüfstelle optisch wahrnehmen kann. Dadurch kann die Person den Teilbereich beziehungsweise die Sonde insgesamt präzise zu der jeweiligen Prüfstelle hinbewegen und an der Prüfstelle halten, um die Batterie besonders präzise und verlässlich zu prüfen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Prüfaufbau
- 12
- Batterie
- 14
- Helium-Versorgungsschrank
- 16
- Drucksensor
- 18
- Druckspeicher
- 20
- Proportionalventil
- 22
- Druckspeicher
- 24
- Füllventil
- 26
- Entlüftungsventil
- 28
- Volumenstromsensor
- 30
- Drossel
- 32
- nachgelagerte Bandstrecke
- 34
- Schnellverbinder
- 36
- Kapillarleck
- 38
- Düsenvermessung
- 40
- Kapillarleck
- 42
- Drossel
- 44
- Drucksensor
- 46
- Fülladapter
- 48
- Dichtstecker
- 50
- Messzelle
- 52
- Absaugöffnung
- 54
- Entlüftungsschott
- 56
- Pfeil
- 58
- Gasflasche
- 60
- Erfassungselement
- 62
- Arm
- 64
- elektronische Anzeige
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3477273 B1 [0002]
- EP 3564644 B1 [0002]