DE3421258C1 - Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Bauteils mittels Prüfgas - Google Patents

Description

• Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführullgsformen der Erfindung wird auf die llntcl al1spl üchc verwiesen.
• Die Verwendung eines pneumatisch expandierbaren Balgs zur Aufhängung der Deckplatte in der Glocke ermöglicht es, die Kraft, mit der sich die Deckplatte gegen die Glocke abstützt, im Verlauf des Meßzyklus abhängig vom Prüfgasdruck und/oder dem Unterdruck auf der Spürseite zu variieren. Zuerst wird diese Kraft so groß gewählt, daß die Dichtungen der Basisplatte und der Deckplatte fest an den Felgenwulsten des Rades anliegen, so daß überhaupt erst eine Druckdifferenz zwischen Außenraum und Innenraum aufgebaut werden kann, während anschließend diese Kraft stetig verringert wird, da dann der Prüfgasdruck nicht nur auf der Felgenaußenseite, sondern auch auf der Deckplatte lastet. Erforderlichenfalls kann der Balg auch in der eigentlichen Meßphase des Zyklus unter Unterdruck gesetzt werden, um den Druck der Deckplatte auf das Rad zu verringern, der von der Druckdifferenz zwischen dem Prüfgasdruck und dem Unterdruck im Innenraum ausgeht.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.
• Die einzige Figur zeigt im Querschnitt und in schematisierter Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Basisplatte 1 und einer Glocke 2, die über eine in eine Nut eingesetzte Dichtung 3 auf dem Rand der Basisplatte aufliegt. Nicht dargestellte Mittel beispielsweise pneumatischer Art drücken die Glocke während der Messung in Richtung von Pfeilen 4 auf die Basisplatte und ziehen die Glocke nach Beendigung einer Messung in Gegenrichtung nach oben.
• An der Innenseite der Decke der Glocke 2 ist über einen Faltenbalg 5 eine Deckplatte 6 angehängt, die zur Basisplatte parallel verläuft und wie diese in dem Bereich der Berührung mit einem Prüfling 7 Flachdichtungen 8 bzw. 9 aufweist. Die Ränder dieser Flachdichtungen sind unter Rahmenleisten z. B. 10 eingeklemmt. An den Berührungslinien der Felgenwulste 11 bzw. 12 mit den Flachdichtungen 8 bzw. 9 wird ein Innenraum gegen einen Außenraum abgedichtet. Der Innenraum ist durch den zwischen den Flachdichtungen liegenden Teil der Deck- und der Basisplatte und durch den zwischen den Wulsten 11 und 12 liegenden Felgenkranz des Prüflings begrenzt. In diesem Raum wird über einen Stutzen 13 und eine nicht dargestellte Vakuumpumpe ein Unterdruck erzeugt, während in den den Innenraum innerhalb der Glocke umgebenden Außenraum über einen Stutzen 14 ein Prüfgas unter hohem Druck einspeisbar ist.
• Selbstverständlich muß dafür gesorgt werden, daß die auf der Glocke während der Messung in Richtung der Pfeile 4 einwirkende Last ausreicht, damit die Glocke nicht unter dem Einfluß des Prüfgasdrucks abhebt. So ist es auch hier günstig, diese Last pneumatisch zu erzeugen und abhängig vom Druck des Prüfgases so zu steuern, daß sie während der eigentlichen Messung ihren Höchstwert hat.
• Der Balg ist je nach dem vorgesehenen Prüfdruck aus Edelstahl oder einem Elastomermaterial und er weist vorzugsweise mindestens zwei Wellen auf, damit seine Eigenelastizität eine möglichst geringe Wirkung ausübt.
• Im Bereich der Basisplatte sind unterhalb der Flachdichtungen Anschlußstutzen 15 bzw. 16 für die Einleitung bzw. den Auslaß eines Spülgases angedeutet, die an der Unterseite der Flachdichtungen münden. Über diese Stutzen kann zwischen zwei Meßzyklen ein Spülgas unter die Dichtungen gedrückt werden, durch das Spür- gasreste aus dem vorhergegangenen Meßzyklus entfernt werden können. die den nächsten Meßzyklus verfälschen könnlen.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Prüfgasdruck gegenüber bekannten Vorrichtungen deutlich erhöht werden, ohne daß eine Verformung der Felgenwulste 11 und 12 zu befürchten ist, da durch den steuerbaren Balgdruck der Anpreßdruck der Flachdichtungen 8 und 9 auf die Felgenwulste vom Prüfdruck praktisch unabhängig gemacht werden kann. So wurden beispielsweise bei empfindlichen Leichtmetallgußrädern Prüfdrücke von 0,4 MPa ohne Schwierigkeiten erreicht. Mit derart hohen Prüfgasdrücken kann die Dauer eines Meßzyklus unter 30 Sekunden gesenkt werden. Zu einem Meßzyklus gehört das Aufsetzen eines Rades 7 auf die Basisplatte, das Aufsetzen der Glocke 2, das Abfahren der Deckplatte, bis letztere mit einem vorgegebenen Anpreßdruck auf dem Prüfling aufliegt, das Evakuieren des Innenraums, das Unterdrucksetzen des Außenraums, die eigentliche Messung, das Rückführen und Wiedergewinnen des Prüfgases, der Abbau des Vakuums im Innenraum, das Anheben der Glocke mit der Deckplatte, das Entfernen des Prüflings und das Spülen der Flachdichtungen.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich auch kleinste Leckraten unter 1O-5 W zuverlässig nachweisen.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Dichtheitsprüfung anders gestalteter Bauteile herangezogen werden. Bei tellerförmigen oder generell gesprochen hohlen Bauteilen bedarf es nur einer einzigen Dichtebene, die vorzugsweise an der Basisplatte liegt, während die Deckplatte nur dazu benötigt wird, den Prüfling mit ausreichender Kraft gegen die Basisplatte zu drücken. Auch rohrförmige Prüflinge, die mit ihren Kanten auf den Dichtflächen aufliegen, können geprüft werden.
• Der Druck im Balg 5 kann entweder nur abhängig vom Prüfgasüberdruck oder nur abhängig vom Spürgasunterdruck oder abhängig von der Differenz zwischen beiden Werten eingestellt werden, wobei wie erwähnt auch ein negativer Druck im Balg von Nutzen sein kann, um den Prüfling während der eigentlichen Messung zu entlasten.
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Claims (8)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Bauteils, z. B. eines Kraftfahrzeugrades, mittels Prüfgas, wobei das Bauteil mit einer geschlossenen Dichtlinie auf einer Basisplatte aufliegt und von einer Glocke überwölbt wird, die ebenfalls mit einer Dichtlinie auf der Basisplatte aufliegt, und wobei eine Deckplatte innen in der Glocke befestigt ist, die auf das Bauteil drückt, wenn die Glocke auf der Basisplatte aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (6) über einen pneumatisch expandierbaren Balg (5) an der Glocke (2) befestigt ist und daß Mittel zur Einstellung des pneumatischen Balgdrucks vorgesehen sind, die abhängig vom jeweiligen Druck des Prüfgases auf der einen Seite der Dichtlinie und/ oder des Unterdrucks auf der anderen Seite der Dichtlinie gesteuert werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Dichtheitsprüfung von mit einem Felgenwulst auf der Basisplatte aufliegenden Kraftfahrzeugrädern, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Dichtlinie zwischen der Deckplatte (6) und dem oberen Felgenwulst (11) vorliegt und daß das Prüfgas in den radial äußeren Felgenraum zwischen die beiden Dichtlinien gelangt, während das Spürvakuum auf der Felgeninnenseite anliegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke (2) lose mit einem Druck (4) auf der Basisplatte (1) aufliegt, der vom Druck des Prüfgases abhängt.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (5) aus Edelstahlist
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (5) aus Elastomermaterial ist
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (5) mindestens zwei Wellen aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Dichtlinien Flachdichtungen (8, 9) vorgesehen sind, deren Ränder eingeklemmt sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Flachdichtungen (8, 9) mit Einlaß- und Auslaßkanälen (14, 15) für ein Spülgas versehen ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Bauteils, z. B. eines Kraftfahrzeugrads mit Prüfgas, wobei das Bauteil mit einer geschlossenen Dichtlinie auf einer Basisplatte aufliegt und von einer Glocke überwölbt wird, die ebenfalls mit einer Dichtlinie auf der Basisplatte aufliegt, und wobei eine Deckplatte innen in der Glocke befestigt ist, die auf das Bauteil drückt, wenn die Glocke auf der Basisplatte aufliegt.

   Bei schlauchlosen Reifen ist es wichtig, daß die Felge des Kraftfahrzeugrads ebenfalls dicht ist. Dies ist bei Gußrädern nicht ohne weiteres gewährleistet, insbesondere wenn die Oberflächen spanend nachgearbeitet werden. I)a eine Imprägnierung ein langwieligel und teure'. Vorgang isl, Illichlc man die Felgen nur dann imprägnieren, wenn dies auch notwendig ist. Das bedeutet, daß bei gegossenen Kraftfahrzeugrädern, insbesondere Leichtmetallrädern, eine Dichtheitsprüfung grundsätzlich erforderlich ist. Die Prüfung soll möglichst wenig Zeit in Anspruch nehmen, um sich ohne Schwierigkeiten in den Fertigungsablauf zu integrieren, und sie muß mit einem hohen Prüfgasdruck durchgeführt werden, damit auch kleinste Undichtigkeiten aufgespürt werden können.

   Die Dichtheitsprüfung erfolgt mit einem Prüfgas, das auf die Reifenseite der Felge aufgeprägt wird, während auf der Nabenseite, d. h. der Spürseite, ein Unterdruck herrscht. Die Prüfung erfolgt in einer Vorrichtung, in der das Rad flach mit einem Felgenwulst auf einer Basisplatte aufliegt und mit dem anderen Felgenwulst gegen eine Deckplatte stößt. Entlang den Dichtlinien befinden sich in der Basisplatte und der Deckplatte je eine Flachdichtung, so daß der Nabenraum gegen den Bereich, in dem sich später der Reifen befindet, abgedichtet ist. Nun wird über das Ganze eine Glocke gestülpt, die rund um das Rad auf der Basisplatte aufliegt. Die Deckplatte ist mit der Glocke so verbunden, daß die Deckplatte auf das Rad drückt, wenn die Glocke auf der Basisplatte aufliegt.

   Innerhalb der Glocke ergeben sich so zwei gegeneinander verschlossene Räume, nämlich ein Innenraum, der durch die Deckplatte und die Basisplatte sowie die Felgenwand begrenzt ist, und ein Außenraum, der den Innenraum bis zur Glocke hin umgibt.

   Wird in diesen Außenraum ein Prüfgas eingespeist und wird zugleich der Innenraum unter Unterdruck gesetzt, dann kann jede Undichtheit des Rades durch Nachweis von Prüfgas im Innenraum erkannt werden.

   Da die Geometrie von Gußrädern, hier insbesondere die Geometrie der Felgenwulste, gewisse Toleranzen aufweist, kann die Deckplatte nicht starr an der Glocke befestigt werden und muß vielmehr solche Toleranzen elastisch abfangen. Dies gilt umso mehr, wenn im Rahmen der Serienfertigung Räder unterschiedlicher Typen vorkommen. Es sind deshalb bereits Aufhängungen der Deckplatte an der Glockeninnenseite über Federn und gleichartig wirkende poröse elastische Kissen bekanntgeworden.

   Es hat sich gezeigt, daß die Differenz zwischen dem Prüfgasdruck und dem Druck auf der Spürseite nicht beliebig gesteigert werden kann, da dieser Differcnzdruck auch auf den Felgenwulsten an den beiden Dichtlinien zusammen mit der Kraft anliegt, mit der die Deckplatte sich gegen die Glocke abstützt. Diese Kraft kann aber nicht beliebig klein gewählt werden, da nur von ihr die Dichtheit entlang den Dichtlinien zu Beginn eines Meßvorgangs abhängt.

   Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Kraft, mit der die Deckplatte zu Beginn eines Meßzyklus auf die Felge drückt, ausreicht, um die für die Messung benötigte Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen aufbauen zu können, und daß während der Messung eine größere Druckdifferenz zwischen Innenraum und Außenraum aufgebaut werden kann, als dies bei bekannten Vorrichtungen möglich war, ohne daß die Felgen sich unter der Last des Prüfdrucks verformen würden.

   Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst.