DE202020105226U1

DE202020105226U1 - Testing device for leak testing of a tub-like component

Info

Publication number: DE202020105226U1
Application number: DE202020105226.8U
Authority: DE
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2030-09-11

Abstract

Prüfvorrichtung (10) zur Leckageprüfung eines insbesondere als Batteriewanne ausgebildeten Bauteils (2), das in einem Aufnahmebett (12) der Vorrichtung (10) fixiert aufgenommen ist und das mit dem Aufnahmebett (12) ein Volumen (14) bildet,wobei eine mehrachsig gegenüber einer Begrenzungsfläche (16) des Volumens (14) verfahrbare und innerhalb eines Volumens (22) der Prüfvorrichtung (10) angeordnete massenspektrometrische Prüfsonde (18) vorgesehen ist unddas Volumen (14) und das Volumen (22) jeweils mit einem Druck p14und p22derart beaufschlagt sind, dass von dem Volumen (14) zu dem Volumen (22) ein Druckgefälle p22< p14besteht undeine Prüfgasdosierung (34) vorgesehen ist, die in einer fluidischen Verbindung mit dem Volumen (14) steht, um dem Volumen (14) ein Prüfgas zuzuführen.Test device (10) for leak testing of a component (2), in particular designed as a battery tray, which is fixedly received in a receiving bed (12) of the device (10) and which forms a volume (14) with the receiving bed (12), one being multi-axially opposite A mass spectrometric test probe (18) which can be moved and is arranged within a volume (22) of the test device (10) is provided on a boundary surface (16) of the volume (14) and the volume (14) and the volume (22) are each acted upon by a pressure p14 and p22 that there is a pressure gradient p22 <p14 from the volume (14) to the volume (22) and a test gas metering device (34) is provided, which is in fluid communication with the volume (14) in order to supply a test gas to the volume (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur Leckageprüfung eines insbesondere als Batteriewanne ausgebildeten Bauteils, das in einem Aufnahmebett der Vorrichtung fixiert aufgenommen ist und das mit dem Aufnahmebett ein Volumen bildet.The invention relates to a test device for leak testing of a component, in particular designed as a battery tray, which is fixedly received in a receiving bed of the device and which forms a volume with the receiving bed.

Bei sogenannten Elektro-Fahrzeugen, seien sie vollelektrisch oder als hybride Variante ausgeführt, oder auch Fahrzeugen mit einem wasserstoffbasierten Antrieb ist die Leistungselektronik mit ihren stromführenden Komponenten auf wesentlich höhere Ströme und Spannungen ausgelegt, als dies bei herkömmlichen Antriebskonzepten der Fall ist. Die Leistungselektronik von Elektro-Fahrzeugen ist in der Regel auf mehrere 100A und Spannungen im Bereich von 400V bis 1000V ausgelegt. Dieses hohe Strom- bzw. Spannungsniveau hat zur Konsequenz, dass Kurzschlussströme nicht nur an den betroffenen Bauteilen massive Schäden verursachen können, sondern auch für Personen, die mit den Bauteilen während eines Kurzschlusses in Berührung kommen, gefährlich oder sogar lebensbedrohlich sein können. Kurzschlüsse können durch verschiedene Faktoren begünstigt werden, wobei ein hohes Kurzschlussrisiko insbesondere von Feuchtigkeit bzw. Wasser ausgeht, durch das Strombrücken entstehen können und das durch Leckagen in stromführende Bereich eindringen kann.In so-called electric vehicles, whether fully electric or as a hybrid version, or vehicles with a hydrogen-based drive, the power electronics with their current-carrying components are designed for significantly higher currents and voltages than is the case with conventional drive concepts. The power electronics of electric vehicles are usually designed for several 100A and voltages in the range from 400V to 1000V. The consequence of this high current or voltage level is that short-circuit currents can not only cause massive damage to the affected components, but can also be dangerous or even life-threatening for people who come into contact with the components during a short circuit. Short circuits can be promoted by various factors, with a high risk of short circuits in particular from moisture or water, which can create current bridges and which can leak into current-carrying areas through leaks.

Für die Leistungselektronik von Elektro-Fahrzeugen oder wasserstoffangetriebenen Fahrzeugen ergibt sich folglich eine hohe Anforderung an die Dichtigkeit ihrer stromführenden Komponenten. So ist es beispielsweise anzustreben die Komponenten der Leistungselektronik in der Qualität IP67 zu kapseln, was bei einer Druckverlustprüfung mit Wasserstoff oder Helium einem Druckverlust von ca. 0,5×10^-5 mbar I/s entspricht.For the power electronics of electric vehicles or hydrogen-powered vehicles, there is consequently a high requirement for the tightness of their current-carrying components. For example, the aim should be to encapsulate the components of the power electronics in IP67 quality, which corresponds to a pressure loss of approx. 0.5 × 10 ^-5 mbar I / s in a pressure loss test with hydrogen or helium.

In einem besonderen Fokus steht bei Elektro-Fahrzeugen die Dichtigkeit die Batteriewanne, in der die Batteriezellen angeordnet sind. Um die geforderte Dichtigkeit der Batteriewanne sicherzustellen, werden Batteriewannen in der Regel am Ende ihrer Fertigung mittels einer sogenannten integralen Leckageprüfung auf Dichtigkeit untersucht. Hierbei werden geeignete Messwerte erhoben und anhand dieser die Dichtigkeit quantitativ ermittelt und eine qualitative Bewertung abgeleitet, die in einer In-Ordnung- oder einer Nicht-in-Ordnung-Entscheidung - n.O. versus n.i.O. - bestehen kann. Bei der integralen Leckageprüfung wird in einer geeigneten Prüfumgebung lediglich untersucht, ob das Bauteil überhaupt eine Leckage besitzt oder ob anhand der Prüfergebnisse gesagt werden kann, dass aufgrund einer Dichtigkeit innerhalb der Anforderung das Bauteil als leckagefrei angesehen werden kann.A special focus in electric vehicles is the tightness of the battery tray in which the battery cells are arranged. In order to ensure the required tightness of the battery tray, battery trays are usually checked for tightness at the end of their production using a so-called integral leakage test. Here, suitable measured values are collected and, on the basis of these, the tightness is determined quantitatively and a qualitative evaluation is derived, which results in an OK or a not OK decision - n.O. versus not ok - can exist. In the case of the integral leak test, in a suitable test environment, it is only examined whether the component has a leak at all or whether it can be said on the basis of the test results that the component can be regarded as leak-free due to a tightness within the requirement.

Batteriewannen sind in der Regel komplexe und damit teure Bauteile, da sie beispielsweise durch einen mehrstufigen Schweißprozess hergestellt werden und zusätzlich einzelne Elemente auch durch Nieten, Verschraubungen oder Einziehmuttern befestigt werden können. Vor diesem Hintergrund erscheint es sinnvoll und letztlich kostensparend, wenn als n.i.O. bewertete Batteriewannen einer Nacharbeit unterzogen werden. Hierzu ist es aber nötig, die Batteriewanne nach der integralen einer lokalisierenden Leckageprüfung zu unterziehen. Über die lokalisierende Prüfung wird der Stelle bzw. werden die Stellen der Leckage detektiert, so dass die Leckagestellen gezielt nachgearbeitet werden können.Battery trays are usually complex and therefore expensive components, as they are manufactured, for example, using a multi-stage welding process and individual elements can also be attached using rivets, screw connections or pull-in nuts. Against this background, it makes sense and ultimately saves costs if it is not OK. evaluated battery trays are subject to rework. For this, however, it is necessary to subject the battery tray to a localizing leak test after the integral leak test. The location or locations of the leakage are detected via the localizing test so that the leakage locations can be reworked in a targeted manner.

Für das Aufspüren von derart kleinen Leckagen an oder in Bauteilen - welche im Kontext der Prüfung als Prüfling bezeichnet werden - wird beispielsweise Helium oder Wasserstoff als sogenanntes Tracer-Gas eingesetzt. Das Tracer-Gas oder ein mit Tracer-Gas versetztes Gasgemisch wird unter Druck auf einer Bauteilseite des Prüflings eingebracht. Durch das Druckgefälle dringt das Gas bzw. Gasgemisch durch kleinste Öffnungen des Prüflings und tritt auf der anderen Bauteilseite aus, so dass hier ein Anstieg der Konzentration des Tracer-Gases entsteht. Dieser Anstieg der Konzentration wird gegenwärtig beispielsweise mit Massenspektrometern gemessen und quantifiziert. Hierzu muss in dieser Prüfumgebung die Konzentration des Tracer-Gases unter der Gaskonzentration liegen, die gemessen werden soll.For the detection of such small leaks on or in components - which are referred to as test items in the context of the test - helium or hydrogen, for example, are used as so-called tracer gas. The tracer gas or a gas mixture mixed with tracer gas is introduced under pressure on one side of the test object. Due to the pressure gradient, the gas or gas mixture penetrates through the smallest openings in the test object and exits on the other side of the component, so that the concentration of the tracer gas increases here. This increase in concentration is currently measured and quantified, for example with mass spectrometers. For this purpose, the concentration of the tracer gas in this test environment must be below the gas concentration that is to be measured.

Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, über die sowohl die integrale als auch die lokalisierende Prüfung an einem Bauteil durchgeführt werden kann.Based on this, the object of the present invention is to provide a device by means of which both the integral and the localizing test can be carried out on a component.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Prüfvorrichtung zur Leckageprüfung eines insbesondere als Batteriewanne ausgebildeten Bauteils, das in einem Aufnahmebett der Vorrichtung fixiert aufgenommen ist und das mit dem Aufnahmebett ein erstes Volumen bildet,
wobei eine mehrachsig gegenüber einer Begrenzungsfläche des Volumens verfahrbare und innerhalb eines Volumens der Prüfvorrichtung angeordnete massenspektrometrische Prüfsonde vorgesehen ist und das erste Volumen und das zweite Volumen jeweils mit einem Druck und derart beaufschlagt sind, dass von dem ersten Volumen zu dem zweiten Volumen ein Druckgefälle besteht und
eine Prüfgasdosierung vorgesehen ist, die in einer fluidischen Verbindung mit dem ersten Volumen steht, um dem ersten Volumen ein Prüfgas zuzuführen.The object is achieved by a test device for leak testing of a component, in particular designed as a battery tray, which is fixedly received in a receiving bed of the device and which forms a first volume with the receiving bed,
wherein a mass spectrometric test probe is provided which is movable in a multiaxial manner with respect to a boundary surface of the volume and is arranged within a volume of the test device, and the first volume and the second volume are each subjected to a pressure and such that there is a pressure gradient from the first volume to the second volume and
a test gas metering device is provided which is in a fluidic connection with the first volume in order to supply a test gas to the first volume.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung stellt über das Aufnahmebett eine nach oben offene Volumenkammer bereit, in die das Bauteil mit seiner eigenen offenen Seite nach oben oder unten gerichtet eingelegt wird. Hierüber wird ein abgeschlossenes erstes Volumen erzeugt, dass gegenüber dem äußeren zweiten Volumen für den Zeitraum der Prüfung mit einem relativ gesehen erhöhten Druck beaufschlagt werden kann. Zunächst kann die integrale Prüfung durchgeführt werden, indem die Prüfsonde beispielsweise an einem Referenzort bezüglich des Bauteils stationär positioniert wird und das erste Volumen mit dem Prüfdruck p_p beaufschlagt wird. Hier kann der Referenzort der Prüfsonde innerhalb des zweiten Volumens bedarfsweise festgelegt werden. So kann beispielsweise eine Erkenntnis über statistisch häufig auftretende Leckageorte in die Bestimmung des Referenzortes der Prüfsonde einfließen. Zudem kann mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung aber auch eine lokalisierende Prüfung durchgeführt werden, indem die Prüfsonde mehrachsig gegenüber einer Begrenzungsfläche des ersten Volumens verfahren wird. Hierbei kann die Begrenzungsfläche, je nachdem ob das Bauteil mit seiner eigenen offenen Seite noch oben oder unten gerichtet eingelegt, die innere Oberfläche oder die äußere Oberfläche des Bauteils sein. Bei der lokalisierenden Prüfung kann vorgesehen sein, dass auf der Begrenzungsfläche lediglich als bereits leckagekritisch bekannte Stellen oder der gesamte Bereich bzw. die Oberfläche abgefahren werden. Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass eine Leckage gefunden wurde, wenn ein Ausschlag bei der gemessenen Prüfgaskonzentration erkannt wird. Erfindungsgemäß ist entscheidend, dass ein Druckgefälle zwischen dem ersten - d.h. dem inneren - Volumen und dem zweiten - d.h. äußeren - Volumen herrscht. Hierbei kommt es lediglich auf die absolute Druckdifferenz an, so dass beispielsweise sowohl für den Druck im ersten Volumen als auch im zweiten Volumen ein jeweils absoluter Druck unterhalb des Atmosphärendrucks vorgesehen sein kann. Hierdurch wird erreicht, das eine relativ geringe Menge an Prüfgas in das erste Volumen eingebracht werden muss.The test device according to the invention provides an upwardly open volume chamber via the receiving bed into which the component with its own open side facing up or down is inserted. This creates a closed first volume that can be subjected to a relatively higher pressure than the outer second volume for the period of the test. First of all, the integral test can be carried out by positioning the test probe in a stationary position with respect to the component, for example at a reference location, and the first volume with the test pressure p _p is applied. The reference location of the test probe within the second volume can be specified here as required. For example, knowledge about leakage locations that occur statistically frequently can flow into the determination of the reference location of the test probe. In addition, a localizing test can also be carried out with the test device according to the invention by moving the test probe in a multi-axis manner with respect to a boundary surface of the first volume. Here, the boundary surface can be the inner surface or the outer surface of the component, depending on whether the component is inserted with its own open side facing up or down. In the localizing test, it can be provided that only points known to be critical of leakage or the entire area or the surface are scanned on the boundary surface. In principle, it can be assumed that a leak has been found if a rash is detected in the measured test gas concentration. According to the invention, it is crucial that there is a pressure gradient between the first - ie the inner - volume and the second - ie outer - volume. In this case, only the absolute pressure difference is important, so that, for example, an absolute pressure below atmospheric pressure can be provided for both the pressure in the first volume and in the second volume. This means that a relatively small amount of test gas has to be introduced into the first volume.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Volumen von einem Deckelelement, dem Bateil und dem Aufnahmebett gebildet wird. Hierbei handelt es sich bei dem zweiten Volumen bevorzugt um ein gegenüber der restlichen Umgebung abgeschlossenes Volumen. Das abgeschlossene zweiteVolumen bietet die Möglichkeit, dass insbesondere für die integrale Prüfung eine Verwirbelung innerhalb des Volumen erfolgen kann, so dass sich an einer bestimmten Leckagestelle austretendes Prüfgas zügig verteilt und von der Prüfsonde, die möglicherweise mit einem Abstand zu der Leckagestelle angeordnet ist, die angestiegene Prüfgaskonzentration erkannt werden kann. In konkreter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Prüfsonde innerhalb des Deckelelements angeordnet ist.An advantageous embodiment of the invention provides that the second volume is formed by a cover element, the battery part and the receiving bed. The second volume is preferably a volume that is closed off from the rest of the environment. The closed second volume offers the possibility of turbulence within the volume, especially for the integral test, so that test gas escaping at a specific leakage point is quickly distributed and the test gas which is possibly located at a distance from the leakage point is increased Test gas concentration can be detected. In a specific embodiment it can be provided that the test probe is arranged inside the cover element.

Eine vorteilhafte erste Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Deckelelement bezüglich dem Aufnahmebett zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich angeordnet ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die in dem Deckelelement angeordnete Prüfsonde für ein Einladen und eine Entnahme der Batteriewanne zusammen mit dem Deckelement weg zu schwenken, so dass für die Prüfsonde keine separate Bewegungsmechanik vorgesehen werden muss. Bevorzugt ist das Deckelelement schwenkbar an dem Aufnahmebett gehalten.An advantageous first embodiment of the invention provides that the cover element is movably arranged with respect to the receiving bed between an open position and a closed position. This makes it possible in an advantageous manner to pivot away the test probe arranged in the cover element for loading and removing the battery tray together with the cover element, so that no separate movement mechanism has to be provided for the test probe. The cover element is preferably held pivotably on the receiving bed.

In konkreter Ausgestaltung kann das Deckelelement mehrteilig ausgebildet ist und eine Spannvorrichtung umfasst, um das Bauteil gegenüber dem Aufnahmebett zu fixieren. Ein Spannen des Bauteils gegenüber dem Aufnahmebett ist deshalb erforderlich, da der Prüfdruck p_i in der Größenordnung von 75 mbar beträgt. Die mit diesem Druck beaufschlagte Fläche des Bauteils beträgt je nach Ausführung etwa 2m₂ bis 3m₂, so dass dies mindestens 15kN Flächenlast auf das Bauteil ergibt, die entsprechend über die Spannvorrichtung aufgenommen werden muss.In a specific embodiment, the cover element can be made in several parts and comprise a clamping device in order to fix the component in relation to the receiving bed. The component must be tensioned with respect to the receiving bed, since the test pressure p _{i is} in the order of 75 mbar. The area of the component subjected to this pressure is approximately 2m ₂ to 3m ₂ , depending on the design, so that this results in at least 15kN surface load on the component, which must be absorbed accordingly by the clamping device.

Eine vorteilhafte zweite Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Aufnahmebett mehrteilig ausgebildet ist und eine Spannvorrichtung umfasst, um das Bauteil in dem Aufnahmebett zu fixieren. Während die zuvor genannte ersten Ausgestaltung zweckmäßigerweise für Bauteile Anwendung findet, die mit ihrer eigenen offenen Seite nach unten gerichtet in das Aufnahmebett eingelegt werden, findet die zweite Ausgestaltung für Bauteile Anwendung, die mit ihrer eigenen offenen Seite nach oben gerichtet in das Aufnahmebett eingelegt werden.An advantageous second embodiment of the invention provides that the receiving bed is constructed in several parts and comprises a clamping device in order to fix the component in the receiving bed. While the aforementioned first embodiment is expediently used for components that are placed in the receiving bed with their own open side facing down, the second configuration is used for components that are placed in the receiving bed with their own open side facing up.

Für alle Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Prüfsonde über ein dreiachsig verfahrbares Linearportal gehalten und verfahrbar ist. Über ein dreiachsiges Linearportal ist in einfacher Weise eine dreidimensionale Beweglichkeit der Prüfsonde zu realisieren.For all embodiments of the invention, it can be provided that the at least one test probe is held and can be moved via a three-axis movable linear portal. A three-dimensional mobility of the test probe can be implemented in a simple manner via a three-axis linear portal.

Eine vorteilhafte erste Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in das Linearportal zudem zwei rotatorische Freiheitsgrade integriert sind. Hierdurch können durch die Prüfsonde auch hinterschnittene Bereich auf der zu prüfenden Oberfläche gut erreicht werden. In konkreter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die rotatorischen Freiheitsgrade zumindest durch mittelbare Drehung der Prüfsonde gegenüber dem Linearportal realisiert sind. Hierdurch werden schlecht erreichbare Bereiche der Oberfläche, auch in hinterschnittenen Bereichen, nochmals leichter zugänglich.An advantageous first embodiment of the invention provides that two rotational degrees of freedom are also integrated into the linear portal. In this way, undercut areas on the surface to be tested can also be easily reached by the test probe. In a specific embodiment, it can be provided that the rotational degrees of freedom are implemented at least by an indirect rotation of the test probe with respect to the linear portal. This makes areas of the surface that are difficult to reach, even in undercut areas, more easily accessible.

Eine vorteilhafte erste Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Linearportal im Wesentlichen innerhalb des Deckelelements angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine platzsparende Anordnung. Zudem kann die Anordnung derart erfolgen, dass das Linearportal zusammen mit dem Deckel schwenkbar ausgeführt ist.An advantageous first embodiment of the invention provides that the linear portal is arranged essentially within the cover element. This results in a space-saving arrangement overall. In addition, the arrangement can be such that the linear portal is designed to be pivotable together with the cover.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen

1 eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung und
2 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung.

The invention is explained below with further features, details and advantages with reference to the accompanying figures. The figures merely illustrate exemplary embodiments of the invention. Show in it

1 a first embodiment of the test device according to the invention and
2 a further embodiment of the test device according to the invention.

Die 1 zeigt skizzenhaft und nicht maßstabsgetreu eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 10. Die Prüfvorrichtung 10 umfasst zunächst ein Aufnahmebett 12, auf dem bzw. in dem ein Bauteil 2 aufgenommen werden kann. Das Bauteil 2 ist vorliegend als Batteriewanne, die es auf eine Leckage zu prüfen gilt, ausgeführt. Das Bauteil 2 ist mit seiner eigenen offenen Seite nach unten gerichtet in das Aufnahmebett 12 eingelegt. Das Aufnahmebett 12 umfasst eine Abdichtung 28, über die das Bauteil 2 gegenüber dem Aufnahmebett 12 abgedichtet ist und zwar derart, dass innerhalb des Bauteils 2 ein gegenüber der Umgebung abgedichtetes Volumen 14 entsteht, in das während der Leckageprüfung über eine Prüfgasdosierung ein Prüfgas mit einem Prüfdruck p_p eingeleitet wird.The 1 shows in sketch form and not true to scale a first embodiment of a test device according to the invention 10 . The testing device 10 initially includes a receiving bed 12 , on or in which a component 2 can be included. The component 2 is in the present case designed as a battery tray that needs to be checked for leakage. The component 2 is facing down into the receiving bed with its own open side 12 inserted. The receiving bed 12 includes a seal 28 over which the component 2 opposite the admission bed 12 is sealed in such a way that within the component 2 a volume sealed off from the environment 14th arises, in which a test gas with a test pressure is generated during the leak test via a test gas metering p _p is initiated.

Zudem ist ein Deckelelement 24 vorgesehen, dass über ein nicht näher gezeigtes Schwenkgelenk an dem Aufnahmebett 12 schwenkbar gehalten ist. Das Deckelelement 24 ist zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung schwenkbar. Gezeigt ist die geschlossene Stellung, in der das Deckelelement 24 über eine Abdichtung 30 des Aufnahmebetts 12 gegenüber diesem abgedichtet ist, so dass innerhalb des Deckelelements 24 und des Aufnahmebetts 12 ein Volumen 14 gebildet wird, dass Druck p₂₂ gehalten ist, der geringer als der Druck p₁₄ . Es ist eine erste Spannvorrichtung 26 vorgesehen, über die das Deckelelement 24 in seiner geschlossenen Stellung gegenüber dem Aufnahmebett 12 verspannt ist, so dass die Abdichtung 30 schließt. Weiterhin ist eine zweite Spannvorrichtung 32 vorgesehen, über die das Deckelelement 24 das Bauteil 2 in die Abdichtung 28 beaufschlagt. Denkbar ist aber auch, dass die ersten und zweite Spannvorrichtung 28, 32 zu einer Spannvorrichtung kombiniert sind, mit den beiden zuvor beschriebenen Funktionen. Das Deckelelement 24 und das Aufnahmebett 12 bilden ein weiteres Volumen 22. Das Volumen 22 umgibt das Bauteil 2 bzw. das Bauteil 2 bildet eine Begrenzung zwischen dem inneren unter Prüfdruck p₁₄ gehaltenen Volumen 14 und dem äußeren unter Atmosphärendruck p_a gehaltenen Volumen 22. Da der Prüfdruck p₁₄ über dem Druck p₂₂ in dem zweiten Volumen 22liegt, ist das Prüfgas bestrebt infolge des Druckgefälles durch eine eventuelle bestehende Leckage in dem Bauteil 2 nach außen in das Volumen 22 zu strömen. Dort kann das Prüfgas detektiert werden.There is also a cover element 24 provided that via a swivel joint, not shown in detail, on the receiving bed 12 is held pivotable. The cover element 24 is pivotable between an open position and a closed position. Shown is the closed position in which the cover element 24 via a seal 30th of the receiving bed 12 is sealed against this, so that within the cover element 24 and the receiving bed 12 a volume 14th that pressure is formed p ₂₂ which is less than the pressure p ₁₄ . It is a first jig 26th provided over which the cover element 24 in its closed position opposite the receiving bed 12 is tensioned, so that the seal 30th closes. There is also a second clamping device 32 provided over which the cover element 24 the component 2 into the seal 28 applied. However, it is also conceivable that the first and second clamping devices 28 , 32 are combined into a clamping device, with the two functions described above. The cover element 24 and the receiving bed 12 form another volume 22nd . The volume 22nd surrounds the component 2 or the component 2 forms a boundary between the inner under test pressure p ₁₄ held volume 14th and the outside under atmospheric pressure p _a held volume 22nd . Because the test pressure p ₁₄ above the pressure p ₂₂ lies in the second volume 22, the test gas strives as a result of the pressure gradient due to a possible existing leak in the component 2 outward into the volume 22nd to stream. The test gas can be detected there.

Desweiteren ist ein dreiachsig verfahrbares Linearportal 20 vorgesehen, an dem die Prüfsonde 18 gehalten ist und über das die Prüfsonde 18 dreidimensional verfahrbar ist. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist das Linearportal 20 im Wesentlichen innerhalb des Deckelelements 24 angeordnet. Diese Anordnung ist insofern vorteilhaft, als dass das Linearportal 20 an der Schwenkbewegung des Deckelelements 24 partizipieren kann. Die Darstellung des Volumen 22 und des Linearportals 20 ist lediglich skizzenhaft, wobei in praktischer Ausgestaltung das Linearportal 20 die Prüfsonde 22 in dem gesamten Volumen verfahren kann, d.h. oberhalb und auch seitlich umfänglich um das Bauteil 2 und damit mittelbar um das eingeschlossene innere Volumen 14. In das Linearportal 20 können zudem zwei rotatorische Freiheitsgrade integriert sein, wobei die rotatorischen Freiheitsgrade zumindest durch mittelbare Drehung der Prüfsonde 18 gegenüber dem Linearportal 20 realisiert sind.Furthermore there is a three-axis movable linear portal 20th provided on which the test probe 18th is held and over which the test probe 18th can be moved in three dimensions. In the present embodiment, the linear portal is 20th essentially within the cover element 24 arranged. This arrangement is advantageous in that the linear portal 20th on the pivoting movement of the cover element 24 can participate. The representation of the volume 22nd and the linear portal 20th is only sketchy, with the linear portal in a practical embodiment 20th the test probe 22nd can move in the entire volume, ie above and also laterally circumferentially around the component 2 and thus indirectly around the enclosed inner volume 14th . In the linear portal 20th In addition, two rotational degrees of freedom can be integrated, the rotational degrees of freedom at least through an indirect rotation of the test probe 18th opposite the linear portal 20th are realized.

Desweiteren ist für das Volumen 22 eine Vorrichtung zur Verwirbelung des in ihm befindlichen Gases vorgesehen, welche vorliegend nicht dargestellt ist. Eine Verwirbelung ist für die integrale Prüfung zweckmäßig, da sich hierbei die Prüfsonde 18 an einem Referenzort befindet und sich eine eventuell bestehende Leckage an einer entfernten Stelle des Bauteils befinden kann, so dass die Gasteilchendiffusion in dem gesamten Volumen 22 durch die Verwirbelung beschleunigt wird und eine schnelle Erkennung der Leckage möglich ist. Für die nach der integralen Prüfung stattfinden lokalisierende Prüfung wird auf eine Verwirbelung innerhalb des Volumens 22 verzichtet, da bei der lokalisierenden Prüfung die Prüfsonde 18 das Bauteil 2 über das Linearportal 20 abfährt und es gerade darauf ankommt, dass keine Verwirbelung des an der Leckagestelle austretenden Prüfgases erfolgt, um über eine möglichst hohe Prüfgaskonzentration die Leckagestelle zielsicher zu lokalisieren. Somit lässt sich die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung sowohl für die integrale als auch die lokalisieren Prüfung eines Bauteils 2 nutzen, wobei das Bauteil 2 zwischen den beiden Prüfungen in der Prüfvorrichtung verbleibt und keine Handhabung erfolgen muss.Furthermore is for the volume 22nd a device for swirling the gas located in it is provided, which is not shown here. A turbulence is useful for the integral test, since this is where the test probe 18th is located at a reference location and any existing leakage can be located at a remote location on the component, so that the gas particle diffusion in the entire volume 22nd is accelerated by the turbulence and a quick detection of the leak is possible. For the localizing test that takes place after the integral test, there is a turbulence within the volume 22nd omitted, since the test probe is used in the localizing test 18th the component 2 via the linear portal 20th and it is important that there is no turbulence of the test gas emerging at the leakage point in order to pinpoint the location of the leakage point using the highest possible test gas concentration. The test device according to the invention can thus be used for both the integral and the localized testing of a component 2 utilize the component 2 remains in the test device between the two tests and does not have to be handled.

Die 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 10, die dazu ausgebildet ist, das Bauteil 2 mit seiner eigenen offenen Seite nach oben gerichtet aufzunehmen. Die grundsätzliche Funktion ist entsprechend der zur 1 beschriebenen Ausgestaltung, so dass im Folgenden nur Unterschiede erläutert werden. In der weiteren Ausgestaltung der Prüfvorrichtung 10 erfolgt eine von außen nach innen Prüfung, so dass das Volumen 14, das mit dem erhöhten Prüfdruck p_p beaufschlagt ist, die äußeren Begrenzungsfläche 16 des Bauteils 2 umgibt und die innere Begrenzungsfläche 16 des Bauteils 2 die Seite des Austritts des Prüfgases bei Vorliegen einer Leckage ist. Die Prüfsonde 18 wird folglich bei der integralen Prüfung möglichst zentral innerhalb des unter Atmosphärendruck p_a gehaltenen Volumen 22 an einem Referenzort platziert und fährt bei der lokalisieren Prüfung die innere Begrenzungsfläche 16 des Bauteils 16 ab.The 2 shows a further embodiment of the test device according to the invention 10 , which is designed, the component 2 with its own open side facing up. The basic function is the same as for 1 described embodiment, so that only differences are explained below. In the further configuration of the test device 10 an outside-in test is carried out, so that the volume 14th , the one with the increased test pressure p _p is acted upon, the outer boundary surface 16 of the component 2 surrounds and the inner boundary surface 16 of the component 2 is the side where the test gas exits in the event of a leak. The test probe 18th is consequently in the integral test as centrally as possible within the under atmospheric pressure p _a held volume 22nd placed at a reference location and moves the inner boundary surface during the localize test 16 of the component 16 from.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: BauteilComponent
1010: PrüfvorrichtungTesting device
1212: AufnahmebettReceiving bed
1414th: Volumenvolume
1616: BegrenzungsflächeBoundary surface
1818th: PrüfsondeTest probe
2020th: LinearportalLinear portal
2222nd: Volumenvolume
2424: DeckelelementCover element
2626th: SpannvorrichtungJig
2828: Abdichtungseal
3030th: Abdichtungseal
3232: SpannvorrichtungJig
3434: PrüfgasdosierungTest gas metering

Claims

Test device (10) for leak testing of a component (2), in particular designed as a battery tray, which is fixedly received in a receiving bed (12) of the device (10) and which forms a volume (14) with the receiving bed (12), one being multi-axially opposite a boundary surface (16) of the volume (14) movable and arranged within a volume (22) of the test device (10) is provided a mass spectrometric test probe (18) and the volume (14) and the volume (22) each with a pressure p ₁₄ and p ₂₂ are acted upon in such a way that from the volume (14) to the volume (22) there is a pressure gradient p ₂₂ <p ₁₄ and a test gas metering device (34) is provided which is in fluidic connection with the volume (14) to supply a test gas to the volume (14).

Test device (10) according to Claim 1 , characterized in that the volume (22) is formed by a cover element (24), the component (2) and the receiving bed (12).

Test device (10) according to Claim 2 , characterized in that the test probe is arranged within the cover element (24).

Test device (10) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the cover element (24) is movably arranged with respect to the receiving bed (12) between an open position and a closed position.

Test device (10) according to Claim 4 , characterized in that the test probe (18) can be pivoted together with the cover element (24) between the open position and the closed position.

Test device (10) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the cover element (24) is constructed in several parts and comprises a clamping device (26) in order to fix the component (2) in relation to the receiving bed (12).

Test device (10 according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the receiving bed (12) is constructed in several parts and comprises a clamping device (26) in order to fix the component (2) in the receiving bed (12).

Test device (10) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the test probe (18) is held and moved via a three-axis movable linear portal (20).

Test device (10) according to Claim 8 , characterized in that two rotational degrees of freedom are also integrated into the linear portal (20).

Test device (10) according to Claim 9 , characterized in that the rotational degrees of freedom are implemented at least by an indirect rotation of the test probe (18) with respect to the linear portal (20).