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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bauteile können gegen das Eindringen von Medien abgedichtet ausgestaltet sein. Insbesondere können solche Bauteile eine elastische Komponente umfassen. Beispielsweise kann es sich bei diesen Bauteilen um elektrische Schalter mit einer Dichtung oder um elektronische Schlüssel mit einer elastischen Tastenmembrane für Kraftfahrzeuge handeln. Es besteht daher Bedarf, eine Überprüfung der Dichtheit bei der Herstellung des Bauteils, insbesondere in automatisierten Fertigungsanlagen, vorzunehmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Bauteilen bzw. Baugruppen mit elastischen Komponenten und/oder kleinen Volumen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bauteil mit Druck und/oder Vakuum beaufschlagt. Die dabei resultierende Verformung der elastischen Komponente wird detektiert sowie im Hinblick auf die Dichtheit ausgewertet. Ein solches Verfahren zur Dichtheitsprüfung ist einfach durchzuführen und insbesondere auch in automatisierten Fertigungsanlagen vorteilhafterweise einsetzbar. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In weiterer Ausgestaltung bietet es sich an, dass die Verformung der elastischen Komponente mittels einer Sensorik detektiert wird. Vorteilhafterweise lasst sich die Sensorik in einfacher Weise in eine Fertigungsanlage integrieren, um eine automatisierte Dichtheitsprüfung vorzunehmen. Bevorzugterweise arbeitet die Sensorik mit optischen Mitteln, die sehr zuverlässig sind, wobei es sich bei diesen Mitteln um eine Kamera, eine Lichtschranke o. dgl. handeln kann.
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Bei dem Bauteil kann es sich um das Gehäuse eines elektrischen Schalters, beispielsweise eines Mikroschalters handeln. Das Gehäuse kann eine Öffnung aufweisen, wobei beispielsweise ein Betätigungsorgan für das Kontaktsystem des Schalters aus dem Gehäuse herausragt. Die Öffnung ist zur Abdichtung in das Gehäuseinnere mit einer Membran als elastischer Komponente versehen. Beispielsweise ist die Membran in der Art einer Dichthaube am Betätigungsorgan derart angeordnet, dass die Öffnung überdeckt ist. Desweiteren kann das Gehäuse des elektrischen Schalters eine verschließbare Prüfbohrung aufweisen, deren Dichtheit zu überprüfen ist.
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Für besonders bevorzugte Ausgestaltungen ist nachfolgendes festzustellen. Geschaffen ist ein optisches Verfahren zum Dichtheitsprüfen. Durch entsprechendes Beaufschlagen von Vakuum und/oder Druck auf die gesamte Baugruppe oder nur auf einzelne Bauelemente verformt sich die elastische Komponente entsprechend. Diese Verformung kann mittels geeigneter Sensorik, wie zum Beispiel Kameras, Lichtschranken etc., überprüft werden und stellt ein eindeutiger Indikator für die Dichtheit dar.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren außer mit Vakuum auch mit unbegrenzten Drücken gearbeitet werden kann. Dies ermöglicht somit sehr schnelle Prozesszeiten, die wesentlich unter den bisherigen liegen. Daraus resultiert bei der Automation durch die Ermöglichung von höheren Taktraten ein beachtenswerter Kostenvorteil. Weitere Kostenvorteile liegen in dem geringen technischen Aufwand.
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Ferner zeigt sich die Robustheit des das Verfahren realisierenden Systems gegenüber Leckagen und stellt somit kaum Ansprüche hinsichtlich aufwendigen Adaptionen und/oder Instandhaltungen. Einer der wichtigsten Vorteile liegt jedoch in der sehr viel höheren Sensibilität, bei der auch kleinste Öffnungen in der Baugruppe zuverlässig erkannt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 eine Prüfglocke mit dem auf Dichtheit zu prüfenden Bauteil in schematischer Art,
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2 die mit Druck beaufschlagte Prüfglocke,
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3 die mit Vakuum beaufschlagte Prüfglocke,
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4 das mit einer Prüfbohrung versehene zu prüfende Bauteil,
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5 das mit Druck beaufschlagte Bauteil aus 4,
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6 das mit Vakuum beaufschlagte Bauteil aus 4,
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7 das mit einer abgedichteten Prüfbohrung versehene Bauteil,
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8 das mit Druck beaufschlagte Bauteil aus 7 und
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9 das mit Vakuum beaufschlagte Bauteil aus 7.
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In 1 ist ein Bauteil 1 in schematischer Art zu sehen, dessen Dichtheit zu prüfen ist. Bei dem Bauteil 1 handelt es sich vorliegend um das Gehäuse eines elektrischen Schalters, und zwar eines Mikroschalters. Das Gehäuse 1 weist eine Öffnung auf, an der ein Betätigungsorgan 2 aus dem Gehäuse 1 herausragt. Die Öffnung im Gehäuse 1 ist mit einer Membran 3 als einer elastischen Komponente versehen, damit ein Eindringen von Flüssigkeiten, Gasen, Schadstoffen o. dgl. ins Innere des Gehäuses 1 an der Öffnung verhindert ist.
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Bei dem Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit des eine elastische Komponente 3 umfassenden Bauteils 1 wird das Bauteil 1 mit Druck und/oder Vakuum beaufschlagt. Hierzu wird das Bauteil 1 in eine Prüfglocke 4 eingebracht, in der dann der Druck und/oder das Vakuum auf das Bauteil 1 einwirkt. Es wird die dabei resultierende Verformung der elastischen Komponente 3 detektiert, wozu an der Prüfglocke 4 eine in 2 sichtbare Sensorik 5 angeordnet ist. Die Sensorik 5 zum Detektieren der Verformung der elastischen Komponente 3 arbeitet vorliegend mit optischen Mitteln, bei denen es sich um eine Kamera, eine Lichtschranke o. dgl. handeln kann. Die detektierte Verformung der elastischen Komponente 3 wird anschließend im Hinblick auf die Dichtheit des Bauteils 1 ausgewertet, wie nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert wird.
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Bei der ersten Methode gemäß 1 beherbergt die Prüfglocke 4 die komplette Baugruppe bestehend aus Bauteil 1 und elastischer Komponente 3. In der Prüfglocke 4 herrscht ein zugeführter bestimmter Druck p1 und im Inneren des Bauteils 1 ein Druck p2. Die Baugruppe 1, 3 ist dicht, wenn sich ein Differenzdruck zwischen Außen- und Innenbereich bildet. Das hat somit eine entsprechende Verformung der elastischen Komponente 3 zur Folge, welche mittels der Sensorik 5 detektiert wird. Undichtigkeit liegt hingegen vor, wenn sich die beiden Drücke p1 und p2 ausgleichen, womit dann keine Verformung der elastischen Komponente 3 zu beobachten ist.
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Gemäß 1 ist die schematisch im Querschnitt gezeichnete Membran 3 am Gehäuse 1 in etwa rechteckförmig ausgestaltet. Wie in 2 gezeigt ist, wird die Prüfglocke 4 mit einem Druck beaufschlagt, womit p1 größer als p2 ist. Die Membran 3 am Gehäuse 1 nimmt dann eine in etwa dreiecksförmige Gestalt an, wenn die Baugruppe 1, 3 dicht ist. In 3 hingegen wird die Prüfglocke 4 mit Vakuum beaufschlagt, womit p1 kleiner als p2 ist. In diesem Fall nimmt die Membran 3 am Gehäuse 1 eine weitgehend ovale Gestalt an, wenn die Baugruppe 1, 3 dicht ist.
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Bei der zweiten Methode erfolgt eine selektive Adaption der Baugruppe 1, 3 für die Dichtheitsprüfung. Hierzu weist das Gehäuse 1 des elektrischen Schalters eine verschließbare Prüfbohrung 6 auf, wie anhand von 4 zu sehen ist. Der Druck und/oder das Vakuum wird mittels eines Adapters 7 über die offene Prüfbohrung 6 der Baugruppe 1, 3 zugeführt. Die Baugruppe 1, 3 ist dicht, wenn sich ein Differenzdruck zwischen dem Außen- und dem Innenbereich bildet, wobei dieser Differenzdruck wiederum eine entsprechende Verformung der elastischen Komponente 3 zur Folge hat. Wie in 5 zu sehen ist, verformt sich dann die elastische Komponente 3 bei Zuführung von Druck zu einer ovalen Gestalt. Gemäß 6 verformt sich die elastische Komponente 3 bei Zuführung von Vakuum zu einer dreiecksförmigen Gestalt. Undichtigkeit liegt hingegen vor, wenn sich die beiden Drücke ausgleichen, so dass keine Verformung der elastischen Komponente 3 auftritt.
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Nach der Dichtheitsprüfung wird die Prüfbohrung 6 mittels eines in 7 angedeuteten Pfropfens 8 verschlossen. Die Dichtheit des Verschlusses der Prüfbohrung 6 kann ebenfalls mittels des beschriebenen Verfahrens überprüft werden. Der Pfropfen 8 an der Prüfbohrung 6 ist dicht, wenn kein Differenzdruck zwischen dem Außen- und dem Innenbereich des Gehäuses 1 entsteht. Bei einer Verformung hingegen der elastischen Komponente 3 liegt Undichtigkeit vor. So ist bei Zuführung von Druck über den Adapter 7 gemäß 8 eine Undichtigkeit gegeben, wenn die elastische Komponente 3 eine ovale Gestalt annimmt. Wird gemäß 9 Vakuum über den Adapter 7 zugeführt, so ist eine Undichtigkeit gegeben, wenn die elastische Komponente 3 sich dreiecksförmig verformt.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann die Erfindung nicht nur zur Dichtheitsprüfung bei elektrischen Schaltern sondern auch an sonstigen abgedichteten Gehäusen für Elektrogeräte, Kraftfahrzeug-Steuergeräte o. dgl. Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil/Gehäuse (von Schalter)
- 2
- Betätigungsorgan
- 3
- elastische Komponente/Membran
- 4
- Prüfglocke
- 5
- Sensorik
- 6
- Prüfbohrung
- 7
- Adapter
- 8
- Pfropfen (für Prüfbohrung)
