DE-102024113705-B4 - Inspektionswerkzeug und Verfahren zur Inspektion eines Kanals mit einem Inspektionswerkzeugsatz

Abstract

Inspektionswerkzeugsatz, umfassend: eine magnetisch gekoppelte Sonde (28), die so bemessen ist, dass sie in einen Kanal (20) passt und dort entlang gleitet; ein Inspektionswerkzeug (15) mit einem magnetisch gekoppelten Kopf (10), der außerhalb des Kanals (20) angeordnet ist; und einen Sensor (14), der an dem magnetisch gekoppelten Kopf (10) befestigt oder in diesem angeordnet ist; wobei der Sensor (14) so konfiguriert ist, dass er erkennt, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf ein innerhalb des Kanals (20) befindliches Hindernis (26) gestoßen ist; und wobei der magnetisch gekoppelte Kopf (10) und die magnetisch gekoppelte Sonde (28) magnetisch miteinander gekoppelt sind, um ein magnetisch gekoppeltes Sonden/Kopf-Paar zu bilden, das eine magnetische Stärke aufweist, die ausreichend stark ist, um die magnetisch gekoppelte Sonde (28) innerhalb des Kanals (20) zu ziehen, wenn der magnetisch gekoppelte Kopf (10) außerhalb des Kanals (20) bewegt wird; einen an dem Kopf (10) und dem Sensor (14) befestigten Schaft (12), der zwischen dem Kopf (10) und dem Sensor (14) angeordnet ist; und wobei der Sensor (14) so konfiguriert ist, dass er einen Anstieg einer seitlichen Kraft, eines Drehmoments und/oder einer seitlichen Auslenkung des Schafts (12) erfasst, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf das im Inneren des Kanals (20) befindliche Hindernis (26) trifft.

Inventors

• Derek F. Lahr
• Anthony M. Coppola
• Alireza Fatemi
• William T. Kucinski
• Charles W. Mcclure
• Mohammad Hamza Kirmani

Assignees

• GM Global Technology Operations LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20240516

Priority Date

20240402

Claims (8)

1. Inspektionswerkzeugsatz, umfassend: eine magnetisch gekoppelte Sonde (28), die so bemessen ist, dass sie in einen Kanal (20) passt und dort entlang gleitet; ein Inspektionswerkzeug (15) mit einem magnetisch gekoppelten Kopf (10), der außerhalb des Kanals (20) angeordnet ist; und einen Sensor (14), der an dem magnetisch gekoppelten Kopf (10) befestigt oder in diesem angeordnet ist; wobei der Sensor (14) so konfiguriert ist, dass er erkennt, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf ein innerhalb des Kanals (20) befindliches Hindernis (26) gestoßen ist; und wobei der magnetisch gekoppelte Kopf (10) und die magnetisch gekoppelte Sonde (28) magnetisch miteinander gekoppelt sind, um ein magnetisch gekoppeltes Sonden/Kopf-Paar zu bilden, das eine magnetische Stärke aufweist, die ausreichend stark ist, um die magnetisch gekoppelte Sonde (28) innerhalb des Kanals (20) zu ziehen, wenn der magnetisch gekoppelte Kopf (10) außerhalb des Kanals (20) bewegt wird; einen an dem Kopf (10) und dem Sensor (14) befestigten Schaft (12), der zwischen dem Kopf (10) und dem Sensor (14) angeordnet ist; und wobei der Sensor (14) so konfiguriert ist, dass er einen Anstieg einer seitlichen Kraft, eines Drehmoments und/oder einer seitlichen Auslenkung des Schafts (12) erfasst, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf das im Inneren des Kanals (20) befindliche Hindernis (26) trifft.
2. Inspektionswerkzeugsatz nach Anspruch 1 , wobei der Sensor (14) erfasst: (a) eine Änderung der elektrischen Kapazität des magnetisch gekoppelten Sonden/Kopf-Paares und/oder (b) eine Änderung der elektrischen Induktivität eines Elektromagneten, der im Inneren des magnetisch gekoppelten Kopfes (10) angeordnet ist; wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf das Hindernis (26) trifft.
3. Inspektionswerkzeugsatz nach Anspruch 1 , wobei das Inspektionswerkzeug (15) an einem Robotermanipulatorarm (18) angebracht ist und von diesem manipuliert wird; oder von einem menschlichen Bediener manipuliert wird.
4. Inspektionswerkzeugsatz nach Anspruch 1 , wobei der Kanal (20) in einem Batterieentlüftungsgasverteilersystem (42) eines Elektrofahrzeugs angeordnet ist.
5. Verfahren zur Inspektion eines Kanals (20) mit einem Inspektionswerkzeugsatz, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen (100) eines Inspektionswerkzeugsatzes, umfassend: eine magnetisch gekoppelte Sonde (28), die so bemessen ist, dass sie in den Kanal (20) passt und dort entlang gleitet; ein Inspektionswerkzeug (15) mit einem magnetisch gekoppelten Kopf (10), der außerhalb des Kanals (20) angeordnet ist; und einen Sensor (14), der an dem magnetisch gekoppelten Kopf (10) befestigt oder in diesem angeordnet ist; wobei der Sensor (14) so konfiguriert ist, dass er erkennt, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf ein innerhalb des Kanals (20) befindliches Hindernis (26) gestoßen ist; und wobei der magnetisch gekoppelte Kopf (10) und die magnetisch gekoppelte Sonde (28) magnetisch miteinander gekoppelt sind, um ein magnetisch gekoppeltes Sonden/Kopf-Paar zu bilden, das eine magnetische Stärke aufweist, die ausreichend stark ist, um die magnetisch gekoppelte Sonde (28) innerhalb des Kanals (20) zu ziehen, wenn der magnetisch gekoppelte Kopf (10) außerhalb des Kanals (20) bewegt wird; (b) Einführen (102) der magnetisch gekoppelten Sonde (28) in den Kanal (20); (c) Platzieren (104) des magnetisch gekoppelten Kopfes (10) in unmittelbarer Nähe des Kanals (20) und Gleiten des magnetisch gekoppelten Kopfes (10) entlang des Kanals (20), wodurch die magnetisch gekoppelte Sonde (28) entlang des Kanals (20) gezogen wird; (d) Erfassen (108) einer oder mehrerer Änderungen einer physikalischen, elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaft des Inspektionswerkzeugs (15) mit dem Sensor (14), wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf das Hindernis (26) trifft; und (e) Alarmieren (110) eines Computers oder eines menschlichen Bedieners, dass das Hindernis (26) erkannt wurde; wobei das Inspektionswerkzeug (15) ferner einen Schaft (12) umfasst, der an dem magnetisch gekoppelten Kopf (10) angebracht ist; und wobei das Verfahren ferner ein Messen einer seitlichen Kraft, eines Drehmoments und/oder einer seitlichen Auslenkung des Schafts (12) umfasst, die erzeugt wird, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde (28) auf das innerhalb des Kanals (20) befindliche Hindernis (26) trifft.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , ferner umfassend das Anbringen einer physischen Karte oder das Projizieren eines Videodisplays auf eine Außenfläche eines Batteriepacks, das die Positionen der internen Kanäle (20, 20', 20") innerhalb des Batteriepacks zeigt, und das Verwenden der Karte oder des Videodisplays, um einen menschlichen Bediener anzuleiten, die magnetisch gekoppelte Sonde (28) entlang des Kanals (20) zu bewegen.
7. Verfahren nach Anspruch 5 , ferner umfassend die Messung mit dem Sensor (14): (a) einer Änderung der elektrischen Kapazität des magnetisch gekoppelten Sonden/Kopf-Paares und/oder (b) einer Änderung der elektrischen Induktivität eines in dem magnetisch gekoppelten Kopf (10) angeordneten Elektromagneten; wenn das Hindernis (26) entdeckt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 , wobei das Inspektionswerkzeug (15) an einem Robotermanipulatorarm (18) befestigt ist; und wobei das Verfahren ferner das Bewegen des Inspektionswerkzeugs (15) und der magnetisch gekoppelten Sonde (28) entlang des Kanals (20) mit dem Robotermanipulatorarm (18) umfasst.

Description

Diese Beschreibung bezieht sich auf Inspektionswerkzeuge und Verfahren zur Inspektion von Kanälen auf Hindernisse, die sich im Inneren des Kanals befinden, und zur Beseitigung dieser Hindernisse, nachdem sie erkannt wurden. Insbesondere bezieht sich die Beschreibung auf die Inspektion von Entlüftungsgasverteilerkanälen in einem Batteriepack für Elektrofahrzeuge. Elektrofahrzeug-Batteriepacks sind aus mehreren Batteriezellen hergestellt, die in einem Array gestapelt und von einer Struktur umschlossen sind, die die Batterien sicher an ihrem Platz hält. Batteriepacks können ein Entlüftungsgasverteilersystem haben (z. B. eine Reihe paralleler Kanäle). Einige dieser Batteriepacks können auch mit einem Polymer (z. B. Silikon oder Polyurethan) vergossen sein. DE 10 2010 025 783 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen von Scheiben mit einem an der Außenseite angebrachten Raupenfahrzeug, das mit magnetischer Kraft einen Reinigungsmagnet an der Innenseite der Scheibe bewegt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine mobile, sich selbst bewegende Reinigungseinrichtung für senkrechte Glasflächen, zur Entfernung des Algenbesatzes an den Innenwänden eines Aquariums mit einer Dockingstation zur automatischen Bereitschaft der Reinigung. Die Reinigungseinrichtung besteht aus einem Kletterfahrzeug, das zur Richtungsänderung mit Querantriebselementen ausgestattet ist. US 2011 / 0 214 753 A1 beschreibt eine Rohrreinigungsvorrichtung, die ein erstes Element und ein zweites Element umfasst. Das erste Element umfasst ein erstes magnetisches oder magnetisch anziehbares Element und eine abrasive Reinigungsfläche. Das zweite Element umfasst ein zweites magnetisches oder magnetisch anziehbares Element, das von dem ersten magnetischen oder magnetisch anziehbaren Element magnetisch angezogen wird. Wenn das erste Element in ein Rohr eingeführt und das zweite Element neben einer Außenwand des Rohrs positioniert ist, berührt die abrasive Oberfläche des ersten Elements eine Innenwand des Rohrs. Wenn das zweite Element entlang und/oder um die Außenwand des Rohrs herum bewegt wird, reinigt die abrasive Oberfläche die Innenwand des Rohrs. Diese Beschreibung beschreibt Inspektionswerkzeuge und Verfahren zur Inspektion und Wartung des Inneren von Entlüftungsgasverteilerkanälen. Eine magnetisch gekoppelte Sonde (z. B. eine eisenhaltige Stahl- oder Magnetkugel, ein Zylinder, ein rechteckiger Würfel oder eine Scheibe) wird in den Entlüftungsgasverteilerkanal eingeführt. Dann wird ein externer, magnetisch gekoppelter Kopf verwendet, um die magnetisch gekoppelte Sonde magnetisch durch die Entlüftungsgasverteilerkanäle zu ziehen. Das Inspektionswerkzeug verwendet einen Sensor, um die Position der magnetisch gekoppelten Sonde innerhalb des Kanals zu überwachen. Wenn ein Hindernis entdeckt wird, überwacht der Sensor lokale Veränderungen einer oder mehrerer physikalischer, elektrischer oder magnetischer Eigenschaften des Inspektionswerkzeugs und warnt den Bediener vor dem Hindernis. Die magnetisch gekoppelte Sonde kann einen Stahllöffel mit oberen und unteren scharfen Vorderkanten umfassen, der das Hindernis schneidet, ablöst und aufnimmt, wobei das Hindernis durch Entfernen des Stahllöffels aus dem Kanal entfernt werden kann. Ein menschlicher Bediener oder ein programmierter Roboterarm kann den magnetisch gekoppelten Kopf über die Oberfläche des Entlüftungsgasverteilers in einer Richtung parallel zum Kanal bewegen. Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Das erfindungsgemäße Inspektionswerkzeugsatz umfasst: eine magnetisch gekoppelte Sonde, die so bemessen ist, dass sie in einen Kanal passt und entlang des Kanals gleitet; ein Inspektionswerkzeug, das einen magnetisch gekoppelten Kopf umfasst, der außerhalb des Kanals angeordnet ist; und einen Sensor, der an dem magnetisch gekoppelten Kopf befestigt oder in diesem angeordnet ist; wobei der Sensor so konfiguriert ist, dass er erkennt, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde auf ein Hindernis gestoßen ist, das sich innerhalb des Kanals befindet; und wobei der magnetisch gekoppelte Kopf und die magnetisch gekoppelte Sonde magnetisch miteinander gekoppelt sind, um ein magnetisch gekoppeltes Sonden/Kopf-Paar zu bilden, das eine magnetische Stärke aufweist, die ausreichend stark ist, um die magnetisch gekoppelte Sonde innerhalb des Kanals zu ziehen, wenn der magnetisch gekoppelte Kopf außerhalb des Kanals bewegt wird. Der Inspektionswerkzeugsatz umfasst ferner einen Schaft, der an dem magnetisch gekoppelten Kopf und dem Sensor angebracht ist und zwischen dem magnetisch gekoppelten Kopf und dem Sensor angeordnet ist; und wobei der Sensor so konfiguriert ist, dass er einen Anstieg einer seitlichen Kraft, eines Drehmoments und/oder einer seitlichen Auslenkung des Schafts erfasst, wenn die magnetisch gekoppelte Sonde auf das im Inneren des Kanals befindliche Hindernis trifft. Gemäß einer Ausführungsform erfasst der Sensor: (a) eine Änderung der elektrischen Kapazität der magnetisch g