DE19815062C2 - Verfahren zur Detektion von Feuchtigkeit bei einer Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion von Feuchtigkeit bei einer Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeugen, bei dem die Fahrzeugkarosserie einem Wasserschwall ausgesetzt wird.

Eine Vorrichtung zur Lecküberwachung und -ortung an isolierenden Bodenbelägen mittels einer Widerstands- und ggfs. einer ergänzenden Kapazitätsmessung ist aus der EP 0 278 503 A2 bekannt. Bei dieser Vorrichtung muß der jeweilige Bodenbelag durch die beidseitige Anbringung von elektrischen Leitern speziell ausgebildet werden.

Ferner ist aus der britischen Patentschrift 1 535 047 eine Lecküberwachungsvorrichtung bekannt, die beispielsweise zur Prüfung der Dichtheit bei Fahrzeugfenstern verwendet werden kann. Dieses Verfahren basiert auf der Messung eines Stromes, der zwischen zwei anzubringenden Elektroden bei eingedrungener Flüssigkeit fließt.

Aus der DE 196 16 223 A1 ist eine auf der Anwendung von Ultraschall basierende Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Kraftfahrzeugen bekannt. Diese Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie und das zugehörige Prüfverfahren relativ aufwendig sind.

Aus der Praxis ist bekannt, daß in der Fertigung von Kraftfahrzeugen die Karosserien zur Prüfung auf Wasserdichtigkeit in einer Spritzkabine einem Wasserschwall ausgesetzt werden. Dabei tritt bei Undichtigkeiten der Karosserie Wasser ein und läuft in den Bodenbereich der Karosserie.

Es ist bekannt, mittels Feuchte-Detektoren, die in einen Teppichboden bzw. in eine auf dem Bodenblech der Karosserie angeordnete Dämmschicht eingeführt werden, punktuell zu prüfen, ob Wasser in die Karosserie eingedrungen ist. Dieses Verfahren ist grundsätzlich mit dem Nachteil behaftet, daß in dem Teppichboden Einstichstellen entstehen und sichtbar sind. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, daß mit ihm nicht der gesamte Bodenbereich flächendeckend überprüft werden kann. Darüber hinaus können geringe Flüssigkeitsmengen zum Beispiel vom Teppich aufgesaugt werden und dadurch einer Detektion entgehen. Zudem besteht bei dem Einstechen der Feuchte-Detektoren die Gefahr, daß elektrische Kabel beschädigt werden.

Weiterhin ist zur Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeugen aus der Praxis bekannt, die Dämmschicht und den Teppichboden aus dem Fahrzeug stichprobenweise herauszunehmen, um so ein mögliches Eindringen von Wasser festzustellen. Hierbei ist jedoch nachteilig, daß nicht jedes Fahrzeug erfaßt werden kann. Außerdem ist dieses Verfahren zeitaufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in die Karosserie eingedrungenes Wasser mittels einfacher Mittel sicher zu detektieren. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Nachdem die Fahrzeugkarosserie einem Wasserschwall ausgesetzt worden ist, wird zwischen dem Bodenblech der Karosserie und einer elektrisch leitfähigen Schicht, die über der Innenfläche des Bodenblechs so angeordnet ist, daß ein Zwischenraum zwischen dem Bodenblech und der elektrisch leitfähigen Schicht besteht, eine elektrische Spannung angelegt. Aufgrund der elektrischen Spannung, die vorzugsweise eine Wechselspannung ist, bildet sich zwischen dem Bodenblech und der elektrisch leitfähigen Schicht ein elektrisches Feld aus. Das Bodenblech und die elektrisch leitfähige Schicht, die aufgrund der Lackierung des Bodenblechs galvanisch getrennt sind, stellen eine Kondensatoranordnung dar, die eine elektrische Kapazität aufweist. Diese Kapazität wird beeinflußt durch das zwischen dem Bodenblech und der elektrisch leitfähigen Schicht vorhandene Dielektrikum. Dieses Dielektrikum kann Wasser sein, das in die Karosserie eingedrungen ist und sich zwischen dem Bodenblech und der elektrisch leitfähigen Schicht angesammelt hat. Da Wasser eine ungewöhnlich hohe Dielektrizitätszahl aufweist, erhöht es deutlich die Kapazität der Anordnung aus Bodenblech und elektrisch leitfähiger Schicht. Durch Messung der Kapazität kann somit ermittelt werden, ob sich Wasser zwischen dem Bodenblech und der leitfähigen Schicht angesammelt hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Prüfung auf eingedrungenes Wasser mit sehr einfachen Mitteln und mit nur sehr geringem Zeitaufwand. Außerdem ermöglicht das Verfahren eine sehr sichere Ermittlung von eingedrungenem Wasser. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die gesamte Bodenfläche der Fahrzeugkarosserie bei der Prüfung erfaßt wird. Auch geringe Mengen eingedrungenen Wassers können detektiert werden.

Vorzugsweise wird zur Durchführung einer Vergleichsmessung die elektrische Spannung auch angelegt und die Kapazität gemessen und abgespeichert, bevor die Karosserie in die Spritzkabine eingebracht und dem Wasserschwall ausgesetzt wird. Dieser Kapazitätswert wird mit dem nach der Wasseranwendung erhaltenen Kapazitätswert verglichen, wodurch eine besonders hohe Empfindlichkeit des Detektionsverfahrens erreicht wird.

Um eine hohe Verläßlichkeit des Verfahrens zu erreichen, kann ein Schwellenwert für die Kapazitätsdifferenz vorgegeben werden, bei dessen Überschreiten das Ergebnis der Dichtheitsprüfung ist, daß Wasser in die Karosserie eingedrungen ist. Ein solcher Schwellenwert kann natürlich auch insbesondere für eine nicht als Vergleichsmessung ausgelegte absolute Kapazitätsmessung vorgesehen werden.

In der Regel sind bei Personenkraftwagen auf dem Bodenblech eine Dämmschicht bzw. eine Füllschicht (im folgenden allgemein als Dämmschicht bezeichnet) und darüber ein Teppichboden angeordnet. Es kann aber auch sein, daß ein Belag vorgesehen ist, der gleichzeitig die Funktion eines Teppichbodens und einer Dämmschicht wahrnimmt. In diesem Fall ist der Teppichboden auch als Dämmaterial ausgebildet.

Wenn Dämmschicht und Teppichboden separat ausgebildet sind, ist es vorteilhaft, wenn die elektrisch leitfähige Schicht als eine Beschichtung der Unterseite der Dämmschicht ausgebildet ist. Wenn ein Belag vorgesehen ist, der eine Integration eines Teppichbodens und einer Dämmschicht darstellt, ist es in entsprechender Weise günstig, wenn die elektrisch leitfähige Schicht als eine Beschichtung der Unterseite des Belages ausgebildet ist. In dem Fall, daß keine Dämmschicht, sondern nur ein Teppichboden vorgesehen ist, ist die elektrisch leitfähige Schicht vorzugsweise als eine Beschichtung der Unterseite dieses Teppichbodens ausgebildet.

Bei dieser Anordnung der elektrisch leitfähigen Schicht besteht zwischen der Schicht und dem Bodenblech ein Dielektrikum, das im Normalfall im wesentlichen durch Luft gebildet ist. Wenn Wasser in die Karosserie eindringt und sich im Bereich des Bodenblechs sammelt, verändert sich das Dielektrikum zwischen Bodenblech und leitfähiger Schicht, und damit auch deren Kapazität. Die Empfindlichkeit des Verfahrens ist um so höher, je geringer der Abstand zwischen dem Bodenblech und der elektrisch leitfähigen Schicht ist. Jedoch ist es prinzipiell auch möglich, die elektrisch leitfähige Schicht als eine Beschichtung der Oberseite der Dämmschicht, des Teppichboden und Dämmschicht integrierenden Belages oder des Teppichbodens auszubilden. Insbesondere bei einer solchen Ausführungsform der elektrisch leitenden Schicht liefert auch Wasser, das von der Dämmschicht, dem Belag bzw. dem Teppichboden aufgesaugt worden ist, einen Beitrag zu der gemessenen Kapazität.

Alternativ können auch die gesamte Dämmschicht, der gesamte Teppichboden und Dämmschicht integrierende Belag bzw. der gesamte Teppichboden elektrisch leitfähig ausgebildet sein und die elektrisch leitfähige Schicht darstellen. Dabei kann z. B. für die Dämmschicht als Material Polyurethan verwendet werden.

Vorzugsweise ist die elektrisch leitfähige Schicht mit einem elektrischen Anschluß versehen, um auf einfache Weise eine elektrische Spannung zwischen der Schicht und dem Bodenblech anlegen zu können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird.

Die einzige Figur zeigt schematisch das Prinzip des Detektionsverfahrens.

In der Figur ist die Karosserie 1 eines Personenkraftwagens schematisch dargestellt. Auf dem Bodenblech 2 der Karosserie 1 ist ein Belag 3 angeordnet, der einen Teppichboden mit integriertem Dämmaterial bildet (im folgenden der Einfachheit halber als Teppichboden 3 bezeichnet). Der Teppichboden 3 ist insgesamt elektrisch leitfähig ausgebildet.

Zwischen dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2 ist eine elektrische Wechselspannung 4 angelegt. Auf diese Weise ist ein elektrisches Feld in einem zwischen dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2 bestehenden Zwischenraum 6 erzeugt. Der Zwischenraum 6, der vergrößert dargestellt ist, ist dadurch gegeben, daß der Teppichboden 3 nicht flächendeckend unmittelbar Kontakt mit dem Bodenblech 2 hat. Vielmehr befindet sich aufgrund der Rauhigkeit des Teppichbodens 3 und der bestehenden Unebenheiten des Bodenblechs 2 normalerweise Luft zwischen dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird folgendermaßen durchgeführt. Zunächst wird in trockenem Zustand der Karosserie, also bevor das Fahrzeug in einer Spritzkabine einem Wasserschwall ausgesetzt wird, eine definierte Wechselspannung 4 zwischen dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2 angelegt. Dabei wirkt die Luft in dem Zwischenraum 6 als Dielektrikum. Für diese Anordnung aus dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2 wird der Kapazitätswert mit Hilfe einer nicht gezeigten Meß- und Auswertevorrichtung gemessen. Dieser Kapazitätswert wird abgespeichert. Anschließend wird das Kraftfahrzeug dem vorgesehenen Wasserschwall ausgesetzt. Danach wird der Meßvorgang unter Anlegung derselben Wechselspannung wiederholt und der nun erhaltene Kapazitätswert ebenfalls abgespeichert. Die beiden Kapazitätswerte werden durch die Meß- und Auswertevorrichtung verglichen, indem die Differenz der beiden Kapazitätswerte gebildet wird. Liegt diese Differenz der Kapazitätswerte betragsmäßig über einem vorgegebenen Schwellenwert, so bedeutet dies, daß Feuchtigkeit in die Karosserie eingedrungen ist. Denn durch Wasser, das sich zwischen dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2 ansammelt, verändert sich das Dielektrikum und damit die Kapazität der einen Kondensator darstellenden Anordnung aus dem Teppichboden 3 und dem Bodenblech 2.

Liegt die Differenz der beiden Kapazitätswerte betragsmäßig unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes, so kann davon ausgegangen werden, daß der geringfügige Unterschied der beiden gemessenen Kapazitäten statistischer Natur ist und kein Wasser in die Karosserie eingedrungen ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Detektion von Feuchtigkeit bei einer Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeugen, bei dem

• 1. die Fahrzeugkarosserie (1) einem Wasserschwall ausgesetzt wird,
• 2. zwischen dem Bodenblech (2) der Karosserie (1) und einer elektrisch leitfähigen Schicht (3), die über der Innenfläche des Bodenblechs (2) so angeordnet ist, daß ein Zwischenraum (6) zwischen dem Bodenblech (2) und der leitfähigen Schicht (3) besteht, eine elektrische Spannung (4) angelegt wird,
• 3. die Kapazität der Anordnung aus Bodenblech (2) und leitfähiger Schicht (3) gemessen wird
• 4. und aus der gemessenen Kapazität ermittelt wird, ob sich Wasser zwischen dem Bodenblech (2) und der leitfähigen Schicht (3) angesammelt hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung auch angelegt und die Kapazität gemessen wird, bevor die Fahrzeugkarosserie dem Wasserschwall ausgesetzt wird, und die gemessenen Kapazitäten verglichen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellenwert für die gemessene Kapazität bzw. die Kapazitätsdifferenz vorgegeben wird, bei dessen Überschreiten Wasser als in die Karosserie eingedrungen gilt.