(57)【要約】  トレーサガスにより製品（５０）における漏れを検出するための検出装置（１）であって、漏れを検出するために検出プロセスの個別のフェーズを受けることとなる製品（５０）を受けるために設けられた複数のセル（１０）と、検出プロセスの種々のフェーズを実施するために適切な連結デバイス（８０、８０ａ〜８０ｅ）により複数のセルの各セル（１３、１４、１５、１６）に対して連結されるように設けられた、トレーサガスを使用する検出システム（７）とを備え、セル（１３〜１６）が、検出プロセスの個別のフェーズ（Ａ〜Ｄ）を受けるために装置（１）の個別のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）の方向に連続的に移動されるように、移動デバイス（１７）の上に位置決めされる、検出装置（１）。
2014517278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレーサガスにより気密性製品（５０）における漏れを検出するための検出装置（１）であって、前記漏れを検出するために検出プロセスの個別のフェーズ（Ａ〜Ｄ）を受けることとなる製品（５０）を受けるために設けられた複数のセル（１０）と、前記検出プロセスの特定のフェーズ（Ａ〜Ｄ）を実施するのにそれぞれが適した複数のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）と、前記検出プロセスの前記フェーズ（Ａ〜Ｄ）を実施するために適切な連結デバイス（８０、８０ａ〜８０ｅ）により前記複数のセル（１０）の各セル（１３、１４、１５、１６）に対して連結されるように設けられた、トレーサガスを使用する検出システム（７）と、を備える、検出装置（１）において、前記セル（１３〜１６）は、前記検出プロセスの前記個別のフェーズ（Ａ〜Ｄ）を受けるために前記装置（１）の前記個別のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）に向けて連続的に移動されるように、移動デバイス（１７、６０）の上に位置決めされることを特徴とする、検出装置（１）。
【請求項２】
前記複数のステーションの各ワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、前記装置の所定の位置に位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも２つのセル（１４、１４’、１４’’、１５、１５’、１６、１６’、１６’’）が、前記プロセスの前記少なくとも１つのフェーズを同時に受けることが可能となるように、前記プロセス（Ａ〜Ｄ）の少なくとも１つのフェーズに対して少なくとも２つのワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）が提供される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記同一フェーズの前記少なくとも２つのワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、前記少なくとも２つのワークステーションが、相互に異なる時点に各セルにおいて前記フェーズの作業を独立的に開始および終了し得るように、相互に独立したものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記検出プロセスの初期減圧フェーズ（Ｂ）を実施するように意図された少なくとも２つの初期減圧ステーション（Ｂ’）を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記検出プロセスの検出フェーズ（Ｃ）を実施するように意図された少なくとも２つの検出ステーション（Ｃ’）を備える、請求項３または４に記載の装置。
【請求項７】
前記移動デバイス（１７、６０）は、前記プロセスの各フェーズ（Ａ〜Ｄ）の少なくとも１つのワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）にわたり延在する前進経路に沿って前記セル（１３〜１６）を移動させるように構成される、請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記プロセスの任意のフェーズに提供される任意のワークステーションから前記プロセスの後のフェーズに提供される任意のステーションまでセル（１３〜１６）を移動させ得る交換要素（６０１、６０１’、６０１’’、６０１’’’）をさらに備える、請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
各セルが、連結手段（１８、１９、３３、３４）を備え、前記連結手段（１８、１９、３３、３４）は、前記プロセスの前記種々のフェーズ（Ａ〜Ｄ）が各セル（１３〜１６）に対して連続的に実施されるように、前記検出システム（７）の所望の部分に対して各フェーズ（Ａ〜Ｄ）における各セル（１３〜１６）を連結するために、前記検出システム（７）の前記連結デバイス（８０、８０ａ〜８０ｅ）と協働する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記移動デバイスは、前記検出プロセスの前記諸フェーズが前記セル（１３〜１６）に対して連続的に実施され得るように、前記個別のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）の方向に前記セル（１３〜１６）を移動させるために、並進移動デバイスおよび／または回転移動デバイスを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記移動デバイスは、前記検出プロセスの前記フェーズが前記セル（１３〜１６）に対して連続的に実施され得るように、前記個別のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）の方向に前記セル（１３〜１６）を移動させるために、回転軸を中心として回転することが可能な回転可能プラットフォーム（１７）を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数のセル（１０）の各セル（１３、１４、１５、１６）が、前記製品（５０）が上に位置決めされるプレート（２０）と、閉鎖デバイス（２１）とを備え、前記閉鎖デバイス（２１）は、閉鎖位置（Ｘ）において前記セル（１３〜１６）内に前記製品（５０）を気密の態様で受けることにより、前記製品（５０）と前記閉鎖デバイス（２１）の壁部との間に外方チャンバ（２６）を、および前記製品（５０）の内方壁部と前記プレート（２０）と間に内方チャンバ（２７）を画成するように、前記プレート（２０）に対して移動可能であり、前記外方チャンバ（２６）および前記内方チャンバ（２７）は、前記検出プロセスの前記個別のフェーズ（Ａ〜Ｄ）を実施するための前記検出システム（７）に対して各セル（１３〜１６）を連結するように前記検出システム（７）の前記連結デバイス（８０、８０ａ〜８０ｅ）と協働するように設けられた連結手段（１８、１９）を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記検出システム（７）は、各セル（１３〜１６）の前記外方チャンバ（２６）に対してトレーサガスを供給するためのガス供給システム（１２）と、前記製品（５０）におけるどんな漏れをも検出するために前記内方チャンバ（２７）に対して連結されるように設けられた漏れ検出システム（１１）とを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記検出システム（７）は、前記外方チャンバ（２６）および／または前記内方チャンバ（２７）の中に収容されたガスを引き込むために、前記外方チャンバ（２６）および／または前記内方チャンバ（２７）に対して連続的に連結されるように設けられた複数の取込みポンプ（５４、６４、７０、７０’）と、前記製品（５０）のどんな欠陥をも検出するために前記内方チャンバ（２７）に対して連結されるように設けられた分光計（７１）と、前記トレーサガス用の貯蔵タンク（６０）とを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、グリッパ要素により検査済み製品（５０）が、前記セル（１３〜１６）から取り出され、前記検査済み製品を排出するのに適したデバイス（９’、９’’）の上に位置決めされる、少なくとも１つの装填／装填解除ステーション（Ａ’）を備え、検査される製品（５０）が、前記セル（１３〜１６）内に装填される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記ワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、前記検出システム（７）の初期減圧ポンプ（５４）により、前記内方チャンバ（２７）内においておよびその後前記外方チャンバ（２６）内において、所望の減圧レベルがもたらされる、少なくとも１つの初期減圧ステーション（Ｂ’）を備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、前記検出システム（７）の最終減圧ポンプ（６４）により、残留ガスが、前記外方チャンバ（２６）内において所望の最終減圧値をもたらすために前記外方チャンバ（２６）内に引き込まれ、前記減圧ポンプ（７０、７０’）により、残留ガスが、前記内方チャンバ（２７）内に引き込まれ、その後、前記内方チャンバ（２７）が、前記製品（５０）における漏れを検出するために前記検出分光器（７１）に対して連結される、少なくとも１つの検出ステーション（Ｃ’）を備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記ワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、前記検出システム（７）のガス回収システム（７３）により、ガスが、前記外方チャンバ（２６）および前記内方チャンバ（２７）から引き込まれて、前記検出システム（７）に対して供給される、少なくとも１つの回収ステーション（Ｄ’）を備える、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
一連のフェーズ（Ａ〜Ｄ）に応じて検出システム（７）によりトレーサガスを用いて気密性製品（５０）の欠陥を検出するための方法であって、複数の検出セル（１０）のセル（１３〜１６）内に製品（５０）を位置決めすることと、前記検出方法の個別の連続するフェーズ（Ａ〜Ｄ）下に前記セル（１３〜１６）を置くために、検出装置の個別のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）に向けて前記セル（１３〜１６）を移動させることとを備え、前記方法の各フェーズ（Ａ〜Ｄ）が、ある特定のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）において実施される、方法。
【請求項２０】
各ワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）が、検出装置の所定の位置に設けられる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法の各フェーズ（Ａ〜Ｄ）が、ある特定のワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）において前記セルを定置状態に維持することにより実施される、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも２つのセル（１４、１４’、１４’’、１５、１５’、１６、１６’、１６’’）が、前記検出方法の前記少なくとも１つのフェーズを同時に受けることが可能となるように、前記方法の少なくとも１つのフェーズ（Ａ〜Ｄ）に対して少なくとも２つのワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）が提供される、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記同一フェーズの前記少なくとも２つのワークステーション（Ａ’〜Ｄ’）は、前記少なくとも２つのワークステーションが、相互に異なる時点に各セルにおいて前記フェーズの作業を独立的に開始および終了し得るように、相互に独立したものである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ステーション（Ａ’〜Ｄ’）内に前記セルを位置決めした後の各フェーズにおいて、前記方法の前記関連するフェーズ（Ａ〜Ｄ）を実施するために、関連する連結手段（１８、１９、３３、３４）により前記検出システム（７）の適切な部分に対して各セル（１３〜１６）を連結する措置が取られる、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記フェーズは、所望の減圧レベルが前記セル（１３〜１６）の内方チャンバ（２７）内において、およびその後外方チャンバ（２６）内においてもたらされる、初期減圧フェーズ（Ｂ）と、残留ガスが、前記外方チャンバ（２６）および前記内方チャンバ（２７）内において所望の最終減圧レベルをもたらすために、前記外方チャンバ（２６）内におよび前記内方チャンバ（２７）内に引き込まれる、次の減圧フェーズ（Ｃ）とを備える、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密性構成要素における漏れを検出するための装置と、トレーサガス、好ましくはヘリウムを用いた関連する検出プロセスとに関する。本発明は、限定的にではないが好ましくは、車両用および自動車用の特にアルミニウムからなる金属ホイールリムを管理するセクターにおいて、ならびにフリオジェニックデバイスを管理するために、利用される。
【背景技術】
【０００２】
製造される製品の気密性を確保すること、およびしたがって製造全体または製造される製品の全てが管理を受けることが重要となる、様々な分野が存在する。実際には、工業的に製造される場合であっても、欠陥（穴、孔、等々）を全く有さない、すなわち完全な気密性を有する製品というものは、考えられない。したがって、これらの製品は、所要の特徴を有するか否かを、すなわち使用目的の参考基準により規定される不完全度未満の不完全度を有するか否かを確認するために、非破壊気密性管理試験を受ける。
【０００３】
不完全性は、漏れ速度に関して規定される。この漏れ速度が低いほど、製品の気密要件はより高くなり、逆の場合には逆となる。例えば工業用途、機械用途、化学用途、または航空宇宙産業用途などの、製品の具体的な各最終用途ごとに、許容される漏れ速度が規定される。
【０００４】
検出すべき漏れ速度と、具体的な用途により必要とされる測定精度とに応じて、様々な試験方法を利用することが可能である。非常に低い漏れ速度（２×１０-4Ｐａ＊ｍ3／ｓ）を測定することが必要となる分野においては、「ヘリウム試験」と呼ばれる試験方法、すなわち、トレーサガスとしてヘリウム（Ｈｅ）を使用することによる製品の管理を利用することが知られている。ヘリウムは、水素に次いで最小の極めて低い分子量を有するため、これにより、１０-10Ｐａ＊ｍ3／ｓの漏れを検出することも可能となり、さらに、水素とは異なり不活性であるため危険性もない。
【０００５】
米国特許第５８５００３６号は、ホイールリムをヘリウムの差圧下におく、車両のホイールリム用の試験装置を説明している。
【０００６】
図１に概略的に図示され、（１００）で示されるこの装置は、試験ガスの漏れ（２２０）を検出するために第１のチューブ（７２０）により質量分析器に対して作動的に連結された検査セル（３００）へと、検査すべきホイールリム（１４０）を輸送するためのコンベヤベルトと、検査セル（３００）から、この検査されたホイールリム（１４０）が試験に合格した場合には第１の排出ゾーンへと、またはこの検査されたホイールリム（１４０）が試験に合格しなかった場合には第２の排出ゾーンへと、検査されたホイールリム（１４０）を輸送するための排出ベルトとを備える。さらに、装置（１００）は、コンベヤベルトからホイールリム（１４０）を取り出し、セル（３００）内にこのホイールリム（１４０）を装填し、排出ベルト上にこのホイールリム（１４０）を位置決めするために試験用のセルからこのホイールリム（１４０）を取り出すための、グリッパデバイスを備える。
【０００７】
さらに、この装置は、検査されるホイールリム（１４０）の漏れ速度に関する信号を受けて、検出された漏れ速度の値に基づきホイールリムの最終到着ゾーンに対して命令を発するために、分光計（２２０）に対して作動的に接続されたプロセッサを備える。
【０００８】
検査セル（３００）は、検査のためにホイールリム（１４０）を支持する固定下方プレート（５２０）と、下方プレート（５２０）に対して移動され得るベル状部材（６００）と、可動上方プレート（５４０）とを備える。この可動上方プレート（５４０）は、ベル状部材（６００）の内部において、気密状態で閉鎖されたホイールリム（１４０）のハウジング（６６０）を画成するように可動上方プレート（５４０）がホイールリム（１４０）上まで下降される、検査位置と、可動上方プレート（５４０）がホイールリム（１４０）に対して上昇される、上昇位置との間で移動され得る。上方プレート（５４０）およびベル状部材（６００）は、それぞれアクチュエータ（５６０）および（６１０）により移動され得る。ホイールリム（１４０）は、下方プレート（５２０）と共に、内方ハウジング（５８０）を画成する。この内方ハウジング（５８０）は、ハウジング（５８０）内および分光計（２２０）内において所望の減圧レベルを生じさせるために、第１のチューブ（７２０）によりポンプに対して連結される。外方ハウジング（６６０）は、第２のチューブ（６８０）により、試験ガス源（７００）、すなわち空気／ヘリウム混合気に対して連結される。気密シールが、外方ハウジング（６６０）および内方ハウジング（５８０）を封止するために、セル（３００）に設けられる。
【０００９】
気密性試験においては、まず内方ハウジング（５８０）および外方ハウジング（６６０）が減圧され、内方ハウジング（５８０）および外方ハウジング（６６０）内における減圧が所定のレベルに達した後に、試験ガスが外方ハウジング（６６０）内に導入され、差圧がホイールリム（１４０）に対して印加される。分光計（２２０）が作動されると、外方ハウジング（６６０）からホイールリム（１４０）を通過し内方ハウジング（５８０）に進む試験トレーサガスのいずれかの漏れ速度が、判定される。
【００１０】
漏れ速度が判定された後に、ハウジング（６６０）内に収容された試験ガスは、回収され、所定の減圧レベルに達した後に、上方プレート（５４０）およびベル状部材（６００）は、上昇され、ホイールリム（１４０）は、グリッパデバイスにより取り出され、実施される試験の結果に応じて規定される到着地点の方向に移動される。
【００１１】
装置（１００）の生産性を高めるために、第１の試験セルと概ね同様である第２の試験セルと、第２の質量分析器と、第２の試験ガス源とを備える、第２の試験ラインが、設けられ、搬送デバイス、排出デバイス、およびグリッパデバイスにそれぞれ連結される。第１のセルおよび第２のセルは、並行して動作し得る。
【００１２】
しかし、米国特許第５８５００３６号に記載の装置は、以下において論じるいくつかの欠点を有する。装置の生産性を大幅に向上させるために２つの別個の試験ラインを設けることにより、プラントコストと、装置（１００）の全体寸法と、装置を動作させるためのヘリウムの消費量とが、増加する。
【００１３】
既述のように、試験ガスの導入前に、およびその後に外方ハウジング（６６０）内に収容された試験ガスが回収される際に、外方ハウジング（６６０）内において適切なレベルの減圧を生じさせることが必要となる。これらの作業は、プロセスの合計期間の主要素を構成するある特定の時間を必要とし、生じさせる減圧レベルがより高いほど、所要時間が、すなわち検出プロセス期間がより長くなり、生産性が低下するが、試験ガスの消費量および測定環境の汚染度はより低下し、実施される検出作業の精度はより上昇する。
【００１４】
試験サイクルの合計期間が制限される状況で、装置の生産性を上昇させるためには、より低い減圧レベルにて動作することが必要となるが、これは、試験混合気中のヘリウムの希釈が原因となり、実施される検出作業の精度を大幅に低下させる。さらに、これは、ベル状部材が開かれる際に、測定環境内にヘリウムが分散することを伴うため、実施される検出作業の感度を低下させるバックグラウンドノイズを生じさせ、トレーサガスの消費量を増加させることに加えて、検出作業の精度および信頼性を無効化する。
【００１５】
この分散は、ヘリウムのコストが高いことにより、プロセスコストの大幅な増加をさらにもたらす。
【００１６】
したがって、ヘリウムの過剰な消費を回避するために、ヘリウム含有量の低いヘリウム／空気混合気が使用され、それにより、実施される検出作業の感度がさらに低下する。
【００１７】
上記に示した限界は、非常に高い測定精度を有することが必要となる試験が製品に対して実施される場合には、および／または、典型的には試験セル内に減圧をもたらすフェーズである試験プロセスの諸フェーズの中の少なくとも１つを実施するための所要時間を増大させることが必要となるようなジオメトリを有する製品に対して試験が実施される場合には、特に明白となる。
【００１８】
米国特許出願公開第２００５／０１１５３０５号は、製品のための試験装置および関連する方法を説明している。米国特許出願公開第２００５／０１１５３０５号の装置においては、試験されることとなるベル状部材は、それぞれ試験セル内に導入され、ベル状部材を含むセルおよび試験設備は、回転可能プラットフォームの上に取り付けられ、プロセスフェーズが、プラットフォーム自体が回転する間に実施される。したがって、検出プロセスは、継続的に実施され、すなわち、検出プロセスは、プラットフォームの回転を中断することなく実施される。減圧用のポンプが、各試験セルに関連付けられる。
【００１９】
また、この装置は、いくつかの限界を有する。
【００２０】
特に、この装置は、融通の効くものではなく、試験プロセスの１つまたはいくつかのフェーズの期間のみを変更することができない。さらに、この装置は、かなりの寸法および／または複雑なジオメトリを有する製品、および／または高い試験精度レベルを有することが必要となる製品を処理するのには適さない。なぜならば、必要な全ての設備を輸送するには大きすぎる寸法を有する回転可能プラットフォームを有することが必要となるためである。
【発明の概要】
【００２１】
本発明は、上記の先行技術を参照として示した限界を克服するように構成された、気密性構成要素における漏れを検出するための検出装置と、トレーサガスを用いる関連する検出プロセスとを説明する。
【００２２】
特に、本発明の１つの目的は、高い生産性レベルと、生産性が同一の場合に公知の装置よりも低くなる空間要件とを有する、検出装置を提供することである。
【００２３】
本発明の１つの目的は、製品における漏れを検出するための装置と、試験される製品の製造周期に適合する試験サイクル時間を有する関連するプロセスであって、前述の関連する製造プロセスが前述の製品に関連する、プロセスとを提供することである。
【００２４】
別の目的は、検出を実施するために必要な時間を結果的に増大させることなく、高い検出感度レベルおよび再現性レベルを有する装置を提供することである。別の目的は、最適な試験条件をもたらし維持すると同時に、高い生産性レベルを維持することが可能な、装置を提供することである。
【００２５】
別の目的は、トレーサガスのバックグラウンドノイズが解消されるかまたは劇的に低下する、すなわち、環境内のおよび結果的に測定環境内のトレーサガスの濃度をゼロにするまたは劇的に低下させる、装置を提供することである。
【００２６】
別の目的は、トレーサガスを回収するフェーズが、ガス自体の消費量を最小限に抑えると同時に、高い生産性レベルを維持するために、最適化される、検出プロセスを提供することである。
【００２７】
これらの目的は、本発明により、添付の特許請求の範囲にしたがって構成された、トレーサガスを用いる検出装置および検出プロセスによって達成される。
【００２８】
本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照とする非限定的な例として説明される本発明の好ましい実施形態の詳細な説明から、よりよく認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】先行技術のトレーサガスを用いて検出するための装置の概略図。
【図２】本発明による検出装置の動作図。
【図２Ａ】本発明の検出装置の２つの可能な変例の一方の動作図。
【図２Ｂ】本発明の検出装置の２つの可能な変例の他方の動作図。
【図３】図２、図２Ａ、および図２Ｂのそれぞれの装置の第１のワークステーションＡ’の概略図。
【図４】図２、図２Ａ、および図２Ｂのそれぞれの装置の第２のワークステーションＢ’の概略図。
【図５】図２、図２Ａ、および図２Ｂのそれぞれの装置の第３のワークステーションＣ’の概略図。
【図６】図２、図２Ａ、および図２Ｂのそれぞれの装置の第４のワークステーションＤ’の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図２、図２Ａ、および図２Ｂを参照すると、ヘリウムまたは空気／ヘリウム混合気などのトレーサガスにより例えば金属ホイールリムなどの特に気密性構成要素である製品５０の気密性特徴を確証することを目的として、製品５０を検査するための、本発明による検出装置１が概略的に図示される。
【００３１】
装置１は、検査される製品５０が受けられる取込みゾーン２と、以下においてより良く説明されるように製品５０の気密性特徴を確証するために製品５０が検査される検出領域３と、管理試験に合格した検査済みの製品５０’用の第１の排出ゾーン５と、管理試験に合格しなかった製品５０’’用の第２の排出ゾーン６とを備える。
【００３２】
装置１は、装置１の様々なゾーンを通して製品５０を移送するための移送手段を、特に、検出領域３へと検査される製品を移送するためのコンベヤデバイス８と、検出領域３から第１の排出ゾーン５または第２の排出ゾーン６へと検査済み製品５０’、５０’’を移送するための第１の排出デバイス９’および第２の排出デバイス９’’とを備える。
【００３３】
さらに、装置１は、以下においてより良く説明されるように、規定された検出作業を実施するために検査される製品５０と連携するように設けられたトレーサガス検出システム７を備える。
【００３４】
さらに、装置１は、図面には図示されないプロセッサを備え、このプロセッサは、以下においてより良く説明されるように、検出システム７から検出データを受領することが可能であり、検査済み製品を取り出し、実施された検出の結果に応じてあらかじめ位置決めされた排出デバイス９’、９’’内にその製品を装填するための、グリッパ要素を作動させるために設けられる。
【００３５】
本発明の装置の１つのバージョンにおいては、管理試験に合格した検査済み製品５０’用の、および管理試験に合格しなかった製品５０’’用の、それぞれ別個のあらかじめ位置決めされた保管ゾーン内へと検査済み製品を移動させるように作動され得る、単一の排出デバイスが提供され得る。
【００３６】
検出領域３は、検出プロセスの特定のフェーズを実施するのにそれぞれが適した複数の検出ステーションＡ’〜Ｄ’と、複数の検出セル１０とを備える。図２に示すバージョンにおいては、４つの検出セル１３〜１６が提供され、これらは、検出プロセスの全てのフェーズがセル１３〜１６において逐次的に実施され得るように、装置１内に設けられ、図３〜図６において詳細に図示される、個別のワークステーションＡ’〜Ｄ’の方向へとセル１３〜１６を移動させるために、回転矢印Ｆにより示される方向への回転軸を中心とした回転が可能な回転可能プラットフォーム１７の上に位置決めされる。ワークステーションＡ’〜Ｄ’は、装置１の所定のゾーン内に設けられ、定置され、セル１３〜１６は、種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’の間で移動可能である。
【００３７】
装置１の他のバージョンにおいては、並進および／または回転により、装置１の種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’の方向に複数の検出セル１０の中の種々のセル１３〜１６を移動させるのに適した回転可能プラットフォーム以外の移動デバイスが提供され得る。これらのワークステーションＡ’〜Ｄ’のそれぞれにおいて、設定された検出プロセスのフェーズＡ〜Ｄが実施される。
【００３８】
移動デバイスは、検出プロセスの全てのフェーズＡ〜Ｄにわたって連続して延在する移動経路に沿ってこれらのセルを移動させ、プロセスの終了時には、プロセスの第１のフェーズが実施されるステーションへと戻す。検出プロセスのこれらのフェーズの際には、セルは定置状態にあり、各セル１３〜１６は検出ステーション内に位置し、したがって移動デバイスは定置状態にある。
【００３９】
例えば、図２Ａおよび図２Ｂのバージョンにおけるような、または同様の移動デバイスのような、シャトルが提供されてもよい。本発明の装置の図２のバージョンにおいては、検出プロセスは、時間に関して同一の期間を有し、検出領域において特定され得るワークステーションの個数と一致する個数となる、所与の個数のフェーズに分割される。したがって、単一のセルが、プロセスの各フェーズに設けられる。適切なフェーズ数へと検出プロセスを分割することにより、管理コストまたは用意する検出構造体をそれに応じて増加させることを伴わない、プロセス自体の効率の上昇と、装置の全体的な生産性の向上とが可能となる。
【００４０】
図２に示すバージョンにおいては、検出プロセスは、文字Ａ〜Ｄを使用して以下に示す４つの別個のプロセスフェーズへと下位分割される。したがって、検出領域３においては、文字Ａ’〜Ｄ’を使用して以下に示す４つの別個のワークステーションが設けられ、これらのワークステーションのそれぞれにおいて４つのフェーズＡ〜Ｄの中の１つが実施され、セル１３〜１６は、中に位置決めされた製品が様々なフェーズＡ〜Ｄを連続的に受けるように設けられた、別個のステーションＡ’〜Ｄ’の領域内において、回転可能プラットフォーム１７により連続的に移動される。
【００４１】
検出プロセスのフェーズＡ〜Ｄは、任意の時点において、各セル１３〜１６内で実施される。図２は、第１のセル１３が、装填／装填解除ステーションＡ’内に位置し、第１の装填／装填解除フェーズＡを受け、第２のセル１４が、初期減圧（予備真空）用のステーションＢ’内に位置し、第２のフェーズの初期減圧（予備真空）Ｂを受け、第３のセル１５が、検出ステーションＣ’内に位置し、検出フェーズＣを受け、第４のセル１６が、回収ステーションＤ’内に位置し、回収フェーズＤを受ける、状況を図示する。
【００４２】
各セル１３〜１６は、各製品５０がそれらの気密性特徴を管理するためにプロセスの種々のフェーズを連続的に受けるように、検出プロセスの全てのフェーズＡ〜Ｄを受けるのに適したものである。
【００４３】
分割される検出プロセスのフェーズの合計数、および／または装置内に用意されるセルの合計数、および／またはプロセスの各フェーズに対して提供されるワークステーションの個数は、以下においてより良く説明されるように、プロセスの要件、および／または試験されることとなる製品のジオメトリ特徴、および／または必要とされる気密性の精度に応じて、選択され得る。
【００４４】
他のバージョンにおいては、検出プロセスは、以下においてより良く説明されるように、実現することが望ましい生産性と、実現することが望ましい検出精度および減圧度と、検査されることとなる製品のジオメトリまたはジオメトリ複雑性とに応じて、例えば６または８などの様々なフェーズ数へと分割されることで、各フェーズにおける適切な個数の検出セルおよびワークステーションを提供してもよい。
【００４５】
これにより、装置の生産性を低下させることなく、および装置のコストを過剰に増加させることなく、検出精度を上昇させることが可能となる。さらに、以下においてより良く説明されるように、検出プロセスの特定のフェーズに対して提供されるワークステーションを装置内に設け、移動デバイスにより種々のステーションの方向にセルを移動させ、さらに、複数のセルを設ける、したがって装置の高い生産性レベルを実現することにより、必要な追加の設備ピース数が最小限に抑えられる。
【００４６】
様々なワークステーションＡ’〜Ｄ’は、好ましくは提供される移動デバイスの移動方向において均等に離間された、装置１の規定の位置に位置決めされ、図２の場合には、回転可能プラットフォーム１７の約９０°の回転により、セルは、２つの連続するワークステーションの間で移動され得る。直線移動デバイスの場合には、種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’が、移動デバイス自体の移動方向に位置決めされ、これらの種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’は、種々のステーションに専用の設備ピースに適合した適切な距離をおいて位置決めされる。種々のフェーズＡ〜Ｄは、装置１の対応する所定のステーションＡ’〜Ｄ’において実施される。
【００４７】
さらに、装置１は、コンベヤデバイス８から検査される製品５０を取り出し、特定の検出セル１３〜１６へとその製品５０を供給し、検出セル１３〜１６から検査済み製品５０、５０’’を取り出し、実施された検出作業の結果に応じて、およびしたがってプロセッサから受領した命令に応じて、第１の排出デバイス９’または第２の排出デバイス９’’へとそれらの製品を供給するための、グリッパ要素（図面には図示せず）を備える。設けられる検出セル１３〜１６は、相互に同一であり、そのため、それらの中の１つのみを、ホイールリム５０の気密性試験を参照として詳細に説明する。図３に示すセル１３は、検査されることとなるホイールリム５０を支持する固定下方プレート２０と、ベル状形態閉鎖デバイス２１とを備える。このベル状形態閉鎖デバイス２１は、並進方向矢印Ｆ１により示されるように、ベル状部材２１のエッジ２３が下方プレート２０の上に支持される、図３〜図６に示す閉位置Ｘと、ベル状部材２１のエッジ２３が下方プレート２０に対して上昇されて、下方プレート２０上のホイールリム５０が導入／取出し可能となる、図３で破線により示される開位置Ｙとの間において、第１のアクチュエータ２２により下方プレート２０に対して移動され得る。検査されることとなるホイールリム５０は、ホイールリム５０のチャネルの下方エッジが下方プレート２０の上に載置されるように、下方プレート２０の上に位置決めされる。ホイールリムのチャネルは、ホイールリム／タイヤの気密性を確保しなければならない部分であり、確保されない場合には、ホイールリム／タイヤアセンブリの気密性を損なう空気の漏れが見つかる。
【００４８】
さらに、セル１３は、第２のアクチュエータ２５により作動される可動カバー２４を備え、この可動カバー２４は、カバー２４がホイールリム５０から離間される、図３において破線で示される上方位置Ｗと、カバー２４がホイールリム５０の上に下降されることにより、下方プレート２０およびベル状部材２１の壁部との間で、外部に対して気密に閉鎖されたホイールリム５０の外方チャンバ２６が、ならびに湾曲部分２１’およびベル状部材２１の壁部との間で、外部と連通状態にある上方チャンバ２６’が画成される、図３〜図６に図示される下方位置Ｚとの間において、ベル状部材２１の内部で気密の態様で摺動可能である。ホイールリム５０は、その内方壁部５１が下方プレート２０との間において気密に閉鎖された内方チャンバ２７を画成するように、下方プレート２０の上に位置決めされる。カバー２４は、円錐状であり、また、この形状により、突出中央ハブおよびスポークを有するホイールリム５０および／またはホイールは、セル１３内に正確に収容され得る。
【００４９】
さらに、各セル１３〜１６は、下方プレート２０中に設けられた穴２８により内方チャンバ２７へと気密の態様で連結される第１の連結手段１８と、ベル状部材２１の壁部中に設けられた第２の穴２９により外方チャンバ２６へと気密の態様で連結される第２の連結手段１９とを備え、第１の連結手段１８および第２の連結手段１９は、以下においてより良く説明されるように、検出手段の種々のフェーズＡ〜Ｄを実施するために検出システム７に対して連結されるのに適したものである。
【００５０】
図４を参照すると、第１の連結手段１８は、穴２８に挿入されるパイプ３０を備える。このパイプ３０は、第１のソレノイド弁３１が位置決めされるブランチ３０’と、第２のソレノイド弁３２が位置決めされる第２のブランチ３０’’とを有する。また、この第２のブランチ３０’’は、連結手段３３および連結デバイス８０が前進位置に位置し、第２のソレノイド弁３２が開状態にある場合には、検出システム７に対して第１の連結手段１８を連結し、連結手段３３および連結デバイス８０が相互に離間され、第２のソレノイド弁３２が閉じられた状態では、気密の態様で第１の連結手段１８をしたがって内方チャンバ２７を閉じるように、検出システム７の連結デバイス８０と協働するように設けられた連結手段３３にて終端する。
【００５１】
第２の連結手段１９は、第２の穴２９内に挿入される第２のパイプ４０を備える。この第２のパイプ４０は、第３のソレノイド弁４１が位置決めされる第１のブランチ４０’と、絶対圧力変換器４４および第４のソレノイド弁４２が位置決めされる第２のブランチ４０’’とを備える。また、この第２のブランチ４０’’は、第２の連結手段１９に対して連結するための、ならびに、第２の連結手段４３および連結デバイス８０が前進位置にあり、第４のソレノイド弁４２が開状態にある場合には、第２の連結手段１９に対して検出システム７を連結し、第２の連結手段４３および連結デバイス８０が相互に離間され、第４のソレノイド弁４２が閉じられた状態では、気密の態様で第２の連結手段１９をしたがって外方チャンバ２６を閉鎖するように、検出システム７の連結デバイスと協働するための、第２の連結手段４３を備える。
【００５２】
圧力変換器４４は、変換器４４が大量の漏れを検出した場合に、残りの設備に対する損傷を防ぐために検出プロセスが停止されるように、プロセッサに対して作動的に接続される。
【００５３】
検出システム７は、複数の連結要素８０ａ〜８０ｅを備え、プロセスの個別のフェーズＡ〜Ｄを実施するために種々のステーションＡ’〜Ｄ’内の各セル１３〜１６に対して検出システム７が接続され得るように各セル１３〜１６の第１の連結手段３３および第２の連結手段４３と協働するように設けられた、連結デバイス８０を備える。
【００５４】
第１の連結手段３３および第２の連結手段４３および連結要素８０ａ〜８０ｅは、適切な流れ開口を有するＯリングシールを備え、真空用および低圧用の気密連結を確立するのに適した、金属プレートにより構成される。Ｏリングを備えるこれらの金属プレートにより、ＩＳＯ  Ｋタイプの気密連結をもたらすことが可能となる。
【００５５】
第１の連結手段３３および第２の連結手段４３および連結要素８０ａ〜８０ｅは、それぞれプロセッサにより作動されるアクチュエータによって、各セル１３〜１６の内方チャンバ２７または外方チャンバ２６と検出システム７との間に所望の連結を確立／閉鎖するために相互に離れるように相互に前進／移動されるように、移動される。さらに、プロセッサは、ソレノイド弁の動作を、すなわちソレノイド弁の開閉を制御する。
【００５６】
検出システム７は、図５でより良く分かるトレーサガスを供給するためのシステム１２を備える。このシステム１２は、約４．５バールの圧力にて所望量のヘリウムを貯蔵するためのヘリウムガス用の貯蔵タンク６０を備え、第２の連結手段１９により各セル１３〜１６に対して連結され得る供給パイプ６１を備える。各セル１３〜１６に対して試験ガスを供給するために、第２のパイプ４０の方向へのヘリウムの通過を許可／防止するように、ソレノイド弁４２１が、供給パイプ６１の上に設けられる。
【００５７】
さらに、ガス供給システム１２は、最終減圧ポンプ６４を備える。この最終減圧ポンプ６４は、以下においてより良く説明されるように、外方チャンバ２６内においてヘリウムまたはヘリウムの混合気の希釈を最小限に抑えるのに適した減圧度をもたらすために、取込みパイプ６４１およびソレノイド弁４２５により第２の連結手段１９に対して連結されるように設けられる。
【００５８】
最終減圧ポンプ６４は、検出を実施可能にするために、外方チャンバ２６に対して検出ガスを供給する前に、適切な初期減圧ポンプを用いて外方チャンバ２６内で以前に得られた初期減圧度を精緻化するように意図される。
【００５９】
第１の連結要素８０ａが、タンク６０に対してまたは最終減圧ポンプ６４に対して外方チャンバ２６を連結するように第２の連結手段４３と協働するように、取込みパイプ６４１および供給パイプ６１に共通のパイプ部分６１０上のソレノイド弁４２１および４２５の下流に設けられる。タンク６０は、検出作業の終了時に外方チャンバ２６から回収される試験ガスをタンク６０に供給するために、ガス回収システム７３に対して作動的に連結される。
【００６０】
図６においてより良く分かるガス回収システム７３は、ソレノイド弁４２２にて終端する回収パイプ７５と、回収パイプ７５上に直列で位置決めされた圧縮機７６および回収ポンプ７７により外方チャンバ２６内に存在する残留空気／ヘリウム混合気を引き込み、貯蔵タンク６０にこの混合気を供給するために、外方チャンバ２６にガス回収システム７３を連結するように第２の連結手段４３と協働するための第４の連結要素８０ｄとを備える。さらに、検出システム７は、図４でより良く分かる第１の初期減圧ポンプ５４をさらに備え、このポンプ５４の取込み側には、２つのソレノイド弁３２０および４２０が存在し、これらのソレノイド弁は、第１の減圧度を内方チャンバ２７および外方チャンバ２６の位置にもたらすために、第２の連結要素８０ｂおよび第１の連結手段３３により、ならびに第３の連結要素８０ｃおよび第２の連結手段４３により、内方チャンバ２７および外方チャンバ２６に対してそれぞれ連結されるように設けられる。
【００６１】
さらに、検出システム７は、検査されるホイールリム５０におけるどんな漏れをも検出するために、内方チャンバ２７に対して連結されるように設けられた漏れ検出システム１１を備える。図５でより良く分かる漏れ検出システム１１は、第５の連結要素８０ｅおよびソレノイド弁３２１により第１の連結手段１８に対しておよび内方チャンバ２７に対して連結されるように設けられた取込みパイプ７８を備える。漏れ検出システム１１は、直列で位置決めされた、ならびに、検出作業用の最適な減圧条件を内方チャンバ２７内にもたらすために内方チャンバ２７内に存在するガスを引き込むようにおよび適切な導管にこのガスを排出するように構成された、減圧ポンプ７０、７０’と、分光計７１に対して接続された第２の減圧ポンプ７２とを備える。減圧ポンプ７０、７０’および第２の減圧ポンプ７２は、取込みパイプ７８の別個のブランチ７８’および７８’’の上に設置される。
【００６２】
既述のように、装置１内に設けられた複数のセル１０の各セル１３〜１６は、検出プロセスの全てのフェーズＡ〜Ｄを実施するのに適したものであり、プロセスの種々のフェーズを実施するために設けられた種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’の間で移動デバイスにより移動される。各ステーションＡ’〜Ｄ’においては、セル１３〜１６は、それぞれ特定のフェーズＡ〜Ｄに対して規定される作業を実施するために、関連する第１の連結手段１８および第２の連結手段１９と、第１の連結手段３３および第２の連結手段４３と、連結デバイス８０の適切な連結要素８０ａ〜８０ｅとにより、検出システム７の個別の部分に対して連結される。
【００６３】
セル１３〜１６と検出システムの所望の部分との間の連結は、プレートにより流体通路用の単一の気密パイプが画成されるように、移動デバイスにより所望の位置にセルを位置決めし、連結デバイス８０の適切な連結要素８０ａ〜８０ｅを用いて相互前進位置に第１の連結手段３３および第２の連結手段４３を配置した後に、実施される。既述のように、これらのプレートは、検出プロセスの実行時間を増大させず、それと同時に漏れのない単一のパイプをもたらすように、極めて迅速な係合／係合解除を確保する。
【００６４】
装置の他のバージョンにおいては、既述のように、異なる個数のワークステーションが、プロセスの各フェーズＡ〜Ｄに対して設けられてもよく、各ステーションは、検出セルを受けるのに適したものである。この場合には、複数の検出セルが、検出プロセスの同一のフェーズを同時に受けることが可能となる。各ワークステーションごとに、そのステーションが提供されるプロセスのフェーズＡ〜Ｄにより規定される作業を実施するために必要な検出システム７の部分のみが、設けられる。いくつかの場合では、例えば検査される製品のジオメトリが複雑である場合に、または高水準の気密性が検査されることとなる製品の最終用途により必要とされることにより、または他の理由などにより、検出プロセスの特定のフェーズの期間を増大させることが有利となる。
【００６５】
本発明の装置により、より長い期間を有するフェーズに複数のワークステーションを提供することが可能となり、対応する個数のセルがそのフェーズを同時に受けるように、その／それらのフェーズに対して規定される個数のステーションが増加する。
【００６６】
プロセスの合計期間の増加は回避され、検出プロセスの合計期間は変更がないままとなる。
【００６７】
したがって、検出プロセスが製造プロセスと同期された状態に維持され、検査されることとなる製品の貯留を防止することが可能となり、さらに、検出プロセスの特定のフェーズの期間が増大する。したがって、試験されることとなる製品が複雑なジオメトリを有する、および／または高い気密性水準を必要とする場合でも、高い試験水準を維持することが可能となる。
【００６８】
同一フェーズのステーションは、相互から作動的に独立しており、各ステーションは、セルに関して特定のフェーズを実施するのに必要な固有の設備を備える。したがって、特定のフェーズのステーション同士は、相互にフェーズ外となり得る、すなわち、あるフェーズの作業を、セルを移動させその特定のフェーズを受けることとなる新たなセルを装填する前に、そのフェーズに提供される全てのステーションにおいて終了させることが、不要となる。
【００６９】
あるフェーズの作業が、あるステーションにおいて終了し次第、そのフェーズが終了したセルを移動させ、ステーションに新たなセルを装填することが可能となる。さらに、フェーズのステーションが増加することにより、そのフェーズ用に提供された設備ピースのみが増加し、他のフェーズを実施するために提供される設備ピースは増加しない。例えば、初期減圧フェーズ期間が増大することにより、そのフェーズに提供されるステーションの個数が増加し、そのフェーズに提供される設備ピースが増加するが、プロセスの残りのフェーズを実施するために提供される設備ピースを増加することは不要となる。これにより、プラントコストの過剰な増加が防がれる。
【００７０】
検出プロセスの特定のフェーズに対して提供されるワークステーションの個数、およびしたがってそのフェーズを受けるセルの個数は、そのフェーズ自体の期間により決定される。フェーズの期間が増大することにより、そのフェーズを同時に受けるセルの個数と、提供されるワークステーションの個数とが増加し、逆の場合には逆となる。
【００７１】
特定のフェーズＫにおけるワークステーションの個数は、フェーズＫの期間と、他のフェーズの期間未満の期間を有する検出プロセスのフェーズＡ〜Ｄの期間との間の関係に等しい。ｔfを、例えば装填および装填解除フェーズＡなどの、より短い期間を有する検出プロセスのフェーズの期間とし、ｔiを、例えば初期減圧フェーズなどの、任意の他のフェーズＫの期間とする。初期減圧フェーズにおけるワークステーションの個数（およびしたがって、初期減圧フェーズを同時に受けるセルの個数）は、ｔi／ｔfに等しい。
【００７２】
次に、図２Ａおよび図２Ｂに示す装置１のバージョンの図を詳細に説明する。図２の図を参照として説明されたものに対応するパーツは、同一の参照数字を使用して示し、詳細には説明しない。
【００７３】
各検出セル１３〜１６が、各セルが検出プロセスの種々のフェーズＡ〜Ｄを連続的に受けるように設けられた種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’の方向にセル１３〜１６を輸送することが可能となるように、装置１内部の閉鎖経路を画定するように形成された適切な移動トラックに沿って移動され得る、シャトル６０の上に取り付けられる。
【００７４】
交換要素６０１、６０１’、６０１’’、６０１’’’は、プロセスの任意のフェーズに提供される任意のワークステーションからのシャトル６０が、連続するプロセスフェーズの任意のステーションに搬送され得るように、２つの連続するフェーズの各ワークステーションのトラック部分同士の間に設けられる。これらの交換要素により、シャトルは、種々のトラック部分に沿って移動され得る。このようにすることで、プロセスのあるフェーズが終了するシャトル６０が、後のフェーズの第１の自由ステーションへと輸送され得る。これにより、試験プロセスの増加が防がれる。
【００７５】
さらに、異常もしくは故障の場合には、またはさらにはステーションのメンテナンスの場合にも、装置全体を停止することが不要となり、代わりに、適切なトラック部分によりフェーズの他の利用可能なステーションの方向にシャトルを移動することが必要となる。したがって、検出プロセスは、停止されることが必要なくなり、プロセスは、ステーションの非作動による増加を被るのみとなる。
【００７６】
特に図２Ａの図を参照すると、第１の装填／装填解除フェーズＡと、フェーズＡの期間に対して３倍の期間を有する第２の初期減圧フェーズＢと、フェーズＡの期間に対して２倍の期間を有する検出フェーズＣと、フェーズＡの期間に対して３倍の期間を有する回収フェーズＤとが提供される。各シャトル６０は、最終フェーズＤの終了時には、適切な寸法を有する戻りラインＥによりフェーズＡのために提供されるゾーンまで移動される。
【００７７】
このバージョンにおいては、単一の装填／装填解除ステーションＡ’、３つの初期減圧ステーションＢ’、２つの検出ステーションＣ’、および３つの回収ステーションＤ’が提供される。したがって、ある特定の時点においては、単一のセル１３が、フェーズＡを受け、３つの別個のセル（１４、１４’、１４’’）が、フェーズＢを受け、２つのセル（１５、１５’）が、フェーズＣを受け、３つの別個のセル（１６、１６’、１６’’）が、フェーズＤを受け、セル１１７が、戻りラインＥを経由して移動中となる。
【００７８】
したがって、検出領域３には、検出プロセスの種々のフェーズＡ〜Ｄを受ける９つの別個の試験セルが提供され、第１０のセルは、ステーションＡへと戻るべく移動中となる。
【００７９】
この図は、約１０秒の製造周期で製造される製品に対して検出プロセスを実施するのに適しており、この検出プロセスにおいては、フェーズＡは、約７秒の期間を有し、初期減圧フェーズＢは、約２１秒の期間を有し、検出フェーズＣは、約１４秒の期間を有し、回収フェーズＤは、約２１秒の期間を有する。２つの連続するステーション間においてシャトルを移動させるのに必要となる時間は３秒であり、戻りラインＥに沿ってフェーズＡまでシャトルを戻すのに必要となる時間は約７秒である。
【００８０】
図２Ｂの図を参照すると、第２の初期減圧フェーズＢは、装填／装填解除フェーズＡの期間に対して４倍の期間を有し、したがって４つの初期減圧ステーションＢ’が提供され、検出フェーズＣは、フェーズＡの期間に対して２倍の期間を有し、したがって２つの検出ステーションＣ’が提供され、回収フェーズＤは、フェーズＡの期間に対して３倍の期間を有し、したがって３つの回収ステーションＤ’が提供され、戻りラインＥを経由する移動は、装填／装填解除フェーズＡと同一の期間を有する。
【００８１】
したがって、ある特定の時点においては、単一のセル１３が、装填／装填解除作業に関与し、ステーションＡ’に位置し、４つの別個のセル１４、１４’、１４’’、１４’’’が、初期減圧ステーションＢ’に位置し、第２の初期減圧フェーズＢを受け、２つの別個のセル１５、１５’が、検出ステーションＣ’に位置し、３つの別個のセル１６、１６’、１６’’が、回収ステーションＤ’に位置し、単一のセル１１７が、戻りライン上を移動中となる。この図が、約１０秒の製造周期で製造される製品に対して検出プロセスを実施するために利用される場合には、フェーズＡは、約７秒の期間を有し、初期減圧フェーズＢは、約２８秒の期間を有し、検出フェーズＣは、約１４秒の期間Ｃを有し、回収フェーズＤは、約２１秒の期間を有する。２つの連続するステーション間でシャトルを移動させるのに必要となる時間は、３秒であり、戻りラインＥに沿ってフェーズＡまでシャトルを戻すのに必要となる時間は、約７秒である。
【００８２】
したがって、このバージョンでは、セル内に位置決めされた製品が検出プロセスの種々のフェーズを連続的に受けるように、種々のワークステーションＡ’〜Ｄ’の間で移動され得る１１個の別個の試験セルが提供される。
【００８３】
上記に示した例から明白なように、検出装置に設けられるセルの合計個数、および／またはある特定の時点にて検出プロセスの個別のフェーズに関与するセルの個数、ならびにしたがって個別のフェーズのステーションの個数および／またはプロセスを分割するフェーズの個数は、検出プロセスの特定の要件と試験されることとなる製品のジオメトリ特徴とに基づき、自由に変更および選択することが可能となる。
【００８４】
次に、セル１３ならびに図２、図２Ａ、および図２Ｂの図を参照として種々のステーションＡ’〜Ｄ’およびプロセスの種々のフェーズＡ〜Ｄを分析することにより、装置１の動作を説明する。
【００８５】
セル１３は、検出プロセスの第１のフェーズＡが実施される、図３に示すワークステーションＡ’へと移動される。
【００８６】
セルが定位置に置かれると、ベル状部材２１は、開位置Ｙへと並進移動され、その後、グリッパ要素が、先に検査されたホイールリム５０を取り出し、プロセッサから受領した命令に応じてまたは実施される検出作業の結果に基づいて、第１の排出デバイス９’または第２の排出デバイス９’’上へとこのホイールリム５０を装填する。その後、グリッパ要素は、コンベヤデバイス８から検査されることとなるホイールリム５０を取り出し、セル１３の下方プレート２０の上にこのホイールリム５０を装填する。次いで、ベル状部材２１が、閉位置Ｘへと変位される。したがって、検査されることとなるホイールリム５０を装填し、検査済みのホイールリム５０’、５０’’を装填解除する作業は、同一のワーク位置Ａ’において実施され、これにより単一のグリッパ要素が使用されることとなる。
【００８７】
閉位置Ｘにおいては、カバー２４が、ホイールリム５０の上まで下降されて、セル１３内に相互に隔離された３つの別個のゾーンを、すなわち気密の態様で外部から閉鎖された外方チャンバ２６および内方チャンバ２７と上方チャンバ２６’とを画成する。フェーズＡの際には、望ましくない逆圧が外方チャンバ２６内におよび内方チャンバ２７内において発生した状態になるのを防止するために、ソレノイド弁３１および４１が励起される。したがって、第１のフェーズＡは、完了し、回転可能プラットフォーム１７が、第１のフェーズＡを実施するために設けられたワークステーションＡ’内に次のセル１６を移動させるために、検出プロセスの第２のフェーズＢを実施するために設けられたワークステーションＢ’内にセル１３を移動させるために、等々のために、９０°回転される。
【００８８】
セル１３が、フェーズＡの終了時にシャトル６０の上に取り付けられると、シャトル６０は、移動トラックに沿って移動され、初期減圧フェーズＢに提供される試験ステーションＢ’の中の１つへと運ばれる。
【００８９】
いずれの場合でも、移動デバイス、回転可能プラットフォーム、またはシャトルは、検出フェーズ中には定置状態に維持され、検出フェーズの終了時には後のフェーズを実施するのに適したステーションへとセルを移動させるために作動される。
【００９０】
複数の初期減圧ステーションＢ’が設けられる場合には、フェーズＡからのセルは、解除されたばかりの初期減圧フェーズＢのワークステーション内に位置決めされる。初期減圧フェーズの作業は、セルが位置決めされ次第、したがってある特定の時点に種々の初期減圧ステーション内に存在するセルが所与の時間までに相互にフェーズ外となり次第、開始される。初期減圧フェーズの作業が、あるセルで完了し次第、対応するシャトルが、次のフェーズへと並進移動し、新たなセルが、解除された対応するステーション内に装填される。
【００９１】
同一のフェーズの種々のステーション間における動作の独立性により、そのフェーズの諸ステーションは、相互にフェーズ外となることが可能となり、試験プロセス全体を通じてそれらのステーションが遅滞するまたは減速するのが防止される。
【００９２】
図４において詳細に示す、第２のステーションＢ’においては、またはステーションＢ’の中の１つにおいては、セル１３は、フェーズＢを受ける。内方チャンバ２７は、連結手段３３および第２の連結要素８０ｂにより第１の初期減圧ポンプ５４に連結され、ソレノイド弁３２０および３２は、第１の初期減圧ポンプ５４と流体連通状態に内方チャンバ２７を置くために励起された状態となる。第１の初期減圧ポンプ５４は、作動されて、内方チャンバ２７内に存在するガス状内容物を引き込む。このようにすることで、内方チャンバ２７に対して分光計７１を後に接続することが可能となるために必要な減圧条件が、調製される。
【００９３】
このフェーズにおいては、内方チャンバ２７内において１００Ｐａ未満の減圧レベルを達成することが可能となる。このようにすることで、先行の検出作業により残った内方チャンバ２７内に存在する、および後の検出作業の精度に悪影響を及ぼすバックグラウンドノイズを構成することとなる、ヘリウム残量の約８０％〜９０％が除去される。
【００９４】
例えば１００Ｐａなどのある特定の減圧レベルが、内方チャンバ２７内において実現されると、第２の連結手段１９の上に設けられた絶対圧力変換器４４が、読み込まれ、次いで外方チャンバ２６へと接続される。変換器４４が、大量の漏れをもたらす、検査されるホイールリム５０における大規模欠陥の可能性の示度となる、外方チャンバ２６内の減圧を検出すると、このホイールリム５０の検出プロセスは、検出システム７の他の設備ピース、特に分光計７１に対する損傷を防ぐために、および不利となるヘリウムの浪費を防止するために、停止される。この場合には、ホイールリム５０は、セル内に維持され、種々の動作フェーズ（Ａ〜Ｄ）間において漸進的にこのセルと共に移動されるが、ホイールリム５０が取り出されるおよび装填解除される第１のステーションＡ’まではいかなる検出フェーズも受けない。
【００９５】
１００Ｐａ未満の圧力が、内方チャンバ２７内において達成され、大量の損失が、変換器４４により検出されなかった場合には、第２の連結手段４３は、第３の連結要素８０ｃに連結され、ソレノイド弁４２および４２０は、励起された状態となり、外方チャンバ２６と連通状態に第１の初期減圧ポンプ５４を置く。
【００９６】
第１の初期減圧ポンプ５４は、外方チャンバ２６内に収容された空気を引き込み、排出５４０により外方に排出する。外方チャンバ２６内に残る絶対圧力値が、変換器４４により読み取られる。
【００９７】
このフェーズにおいては、外方チャンバ２６内において１００Ｐａ未満の減圧レベルを達成することが可能となる。このフェーズにおいて内方チャンバ２７内と外方チャンバ２６内の両方で実現される初期減圧レベルを高めることにより、達成される最終的な減圧レベル同一のままで、フェーズＢの期間が増大し、またその後のフェーズＣの期間が短縮され、逆の場合には逆となる。
【００９８】
したがって、このフェーズにおいて達成される初期減圧レベルは、最終減圧レベルに基づき、２つのフェーズの期間を均衡させるように達成されるように選択される。任意には、より高い減圧レベルが望ましい場合には、ならびにフェーズＢおよび／またはフェーズＣの期間が過度に増大することが望ましくない場合には、フェーズＢにおいて達成される「初期減圧」とフェーズＣにおいて達成される最終減圧との間の中間減圧レベルを実現するように専用化された１つまたは複数の中間フェーズが提供されてもよい。代替的には、上記において既述のように、初期減圧フェーズＢのステーションＢ’の個数および／または検出ステーションＣ’の個数を増加させるという措置が取られ得る。この構成は、特に検出作業のために非常に極端な減圧レベルを有することが必要である場合、および／または検出すべき製品のジオメトリが特に複雑な場合に、採用され得る。
【００９９】
フェーズＢが完了すると、第１の連結手段３３および第２の連結手段４３は、第２の連結要素８０ｂおよび第３の連結要素８０ｃからそれぞれ連結解除されて、漏れ検出システム７からセル１３を分離させ、回転可能プラットフォーム１７が、９０°回転されるか、またはシャトルが、並進移動されて、第３のフェーズＣを実施するために設けられたステーションＣ’内にまたはフェーズＣから解除されたばかりのステーション内にセル１３を搬送する、ステーションＤ’内にまたはフェーズＤから解除されたばかりのステーション内にセル１４を搬送する、等々となる。
【０１００】
初期減圧フェーズの作業の終了時には、このフェーズが終了したすなわち上述の作業が終了したセルが、移動される一方で、他のセルは、初期減圧作業を完了させるために定置状態に留まる。
【０１０１】
セル１３が、図５において詳細に示すステーションＣ’に到着すると、内方チャンバ２７および外方チャンバ２６は、初期減圧条件（１００Ｐａ未満）に既にある。ステーションＣでは、第２の連結手段４３が、第１の連結要素８０ａに対して連結され、ソレノイド弁４２および４２５を励起することにより、最終減圧ポンプ６４と連通状態に外方チャンバ２６を置き、それにより、一般的には変換器４４により検出される１００Ｐａ未満の絶対圧力である最終減圧値まで、すなわちヘリウムおよび空気／ヘリウム混合気を検出し、ヘリウムおよび空気／ヘリウム混合気の最小希釈を実現するのに適した最終減圧値まで、外方チャンバ２６内の残留空気の引き込みを継続する。
【０１０２】
したがって、漏れの測定値を実施するために外方チャンバ２６内に導入されることとなるヘリウムまたはその混合気の後の希釈を大幅に軽減させるように、高い減圧レベルが、外方チャンバ２６内においてもたらされる。
【０１０３】
この条件は、ある特定の減圧レベルが先行のフェーズＢにおいて既に実現されているため、フェーズＣの期間を過度に増大させることなく実現され得る。
【０１０４】
したがって、第１の連結手段３３は、第５の連結要素８０ｅに対して連結され、ソレノイド弁３２、３２１、および３２２を励起することにより、減圧ポンプ７０、７０’に対して内方チャンバ２７が連結されて、内方チャンバ２７内に存在する残留空気が引き込まれる。これにより、最適な減圧条件が、後の検出用に分光計７１を連結することを可能にして、いかなる残留ヘリウムもが発生させるノイズを劇的に軽減および／または解消するために、検出用に内方チャンバ２７内においてもたらされる。
【０１０５】
また、内方チャンバ２７内において適切な最終減圧レベル、一般的には０．２Ｐａが達成された後に、ソレノイド弁３２３が、励起されて、分光計７１に対して連結された第２の減圧ポンプ７２に対して内方チャンバ２７を連結する。
【０１０６】
内方チャンバ２７は、内方チャンバ２７から排出されるガス流が、同時に動作し、導管と分光計７１による検出を実施するために内方チャンバ２７からの流れの一部分を取り込む第２の減圧ポンプ７２とに排出を行う、減圧ポンプ７０、７０’の取込み容量に正比例して分割されるように、全ての減圧ポンプ７０、７０’と第２の減圧ポンプ７２の両方に対して連結される。
【０１０７】
分光計７１により読み取られるノイズ、すなわち引き込まれるガス中に検出されるヘリウムの量が、例えば１０-5ミリバール／秒などの自由にプログラム可能なしきい値未満であり、外方チャンバ２６内の残留圧力値が、例えば１００Ｐａ未満などのやはり自由にプログラム可能なしきい値未満である場合には、ソレノイド弁４２５が、作動停止されて、減圧ポンプ６４から外方チャンバ２６を隔離する。その後、供給パイプ６１上に設けられたソレノイド弁４２１が、励起され、外方チャンバ２６（１００Ｐａ未満）とタンク６０（４．５バール）との圧力差が、ヘリウム流またはヘリウムの混合気流を生じさせ、これらのヘリウム流またはヘリウムの混合気流は、圧力変換器４４に読み取られる例えば１．５〜３．５バールなどの気密性試験圧力で外方チャンバ２６へと供給される。
【０１０８】
したがって、差圧が、ホイールリム５０の壁部に対して印加される。
【０１０９】
検査されるホイールリムチャネル５０において、またはタイヤを受けるように意図された部分において、ホイールリムチャネル５０の壁を通して外方チャンバ２６および内方チャンバ２７を流体連通状態に置く欠陥が存在する場合には、ならびに、それらの欠陥を経由してヘリウムが流れ得る場合には、これは、分光計７１により部分流で取り込まれる。
【０１１０】
取り込まれた値が、分光計７１の汚染の理由を構成し得る値未満である場合には、ソレノイド弁３２２が、作動停止されて、内方チャンバ２７に対して分光計７１を「全流」で連結するために、減圧ポンプ７０、７０’を連結解除する。
【０１１１】
分光計７１により安定的に取り込まれるヘリウムのレベルが、検査される製品が必要とする気密性の精度により決定される、自由にプログラム可能なしきい値（例えば３．２  １０-4ミリバール／秒）未満である場合には、ホイールリム５０は、適切であると見なされ、あるいは逆に、分光計７１により取り込まれるヘリウムのレベルが、しきい値よりも高い場合には、ホイールリム５０は、不適切であると見なされる。したがって、全てのソレノイド弁が、作動停止されて、外方チャンバ２６内に空気／ヘリウム試験混合気が捕獲され、内方チャンバ２７内において減圧が維持される。
【０１１２】
第１の連結要素８０ａは、第２の連結手段４３から連結解除され、第５の連結要素８０ｅは、第１の連結手段３３から連結解除され、したがって、回転可能プラットフォーム１７を９０°回転させる措置が、またはシャトルを並進移動させ、検出作業の第４のフェーズＤが実施される第４のステーションＤ’にもしくはそれらのステーションＤ’の中の１つにセル１３を搬送する措置が、取られる。
【０１１３】
図６に概略的に示す第４のステーションＤ’においては、第４の連結要素８０ｄが、第２の連結手段４３に対して連結され、ソレノイド弁４２および４２２が、励起されて、ガス回収システム７３に対して外方チャンバ２６が連結され、そのようにすることで、空気／ヘリウム混合気が、圧力差により、外方チャンバ２６から回収パイプ７５内へと流れ、圧縮機７６を経由してタンク６０へと供給される。全ての相対圧力が、外方チャンバ２６から排出されると、回収パイプ７５上に位置決めされた回収ポンプ７７は、作動され、外方チャンバ２６内に存在する残留空気／ヘリウム混合気の取込みを、および再び圧縮機７６を経由したタンク６０へのこの混合気の供給を行う。
【０１１４】
この作業は、例えば１００Ｐａ未満などの、自由にプログラム可能なしきい値未満である残留圧力値が、外方チャンバ２６内において達成されるまで、継続する。残留圧力値は、フェーズＤの終了時に外方チャンバ２６内に残る混合気が、フェーズＡ中に、ベル状部材２１がホイールリム５０の装填解除／装填中に開かれる際に浪費されることを考慮して、故意に非常に低くされる。この浪費は、プロセスコストの増加に加えて、後の作業におけるノイズを増大させるヘリウムによる環境汚染を構成する。
【０１１５】
その後、ソレノイド弁４２および４２２は、作動停止され、ソレノイド弁４１および３２が、励起されて、回転可能プラットフォーム１７のその後の回転の際にまたはシャトル６０の移動の際に外方チャンバ２６および内方チャンバ２７の中において周囲圧力を回復させるために、外部と連通状態に外方チャンバ２６および内方チャンバ２７を置く。
【０１１６】
図２に示すバージョンにおいては、検出プロセスのフェーズＡ〜Ｄはそれぞれ、約８秒の合計期間を有し、２つの連続するステーションＡ’〜Ｄ’間における９０°の回転可能プラットフォーム１７の回転は、２秒続く。
【０１１７】
図２Ａおよび図２Ｂに示すバージョンにおいては、ある特定のセルにおけるフェーズが終了すると、関連する連結要素が、連結解除状態になり、その後、セルを搬送するシャトルが、後の動作フェーズの自由なステーションへと移動されるように、移動トラック部分へと並進移動される。
【０１１８】
シャトルが、位置決めされた後に、関連する連結要素は、連結され、検出プロセスの新たなフェーズが、開始される。
【０１１９】
本発明は、上記の先行技術の限界を克服し、それと同時に複数の他の利点をもたらす。
【０１２０】
これらは、所望の個数の製品を検出プロセス下に同時に置くことを可能にすることを含み、したがって、高い生産性レベルが得られ、予備デバイスの、したがって必要とされる設置スペース増加が抑えられる。
【０１２１】
特に、単一の検出システム７と、単一のガス供給システム１２と、単一の漏れ検出システム１１、すなわち単一の分光計７１およびガスを貯蔵するための単一のタンク６０とが、提供される。複数のワークステーションが、ある特定のフェーズに提供される場合には、上述のフェーズに関与する検出システム７の部分のみが、倍増されることとなる。
【０１２２】
また、この場合には、設備ピースは、定置状態に留まるが、セルは、シャトルにより移動され得ることにより、時としてセルが受けるフェーズの試験ステーションに専用化された設備へと連結される。
【０１２３】
連結デバイス８０により、各セル１３〜１６は、プロセスの種々のフェーズが各セル１３〜１６において連続的に実施されるように、プロセスのある特定のフェーズＡ〜Ｄに必要な検出システム７の部分に対して連結され得る。
【０１２４】
複数のポンプが、提供され、これらにより、既述のように、外方チャンバおよび内方チャンバ内に減圧をもたらすためのフェーズの分割が可能となり、これにより、各サイクルの時間節減と、実現され得る減圧レベルの、したがって実施される検出作業の精度の上昇とが可能となる。
【０１２５】
さらに、本発明の装置は、ヘリウムの消費量および浪費を最小限に抑え、これにより、検出セルにおけるバックグラウンドノイズがなくなることによる検出作業の精度の上昇と、使用される検出混合気の純度の上昇と、さらに各サイクルで使用／喪失されるヘリウムの大幅な節減とが、結果的に得られる大幅なコスト節減を伴いつつ可能となる。
【０１２６】
本出願人は、各使用年ごとおよび／または各２万サイクルごとに約４０，０００ユーロ〜５０，０００ユーロ分のヘリウムの節減が実現されると推計している。したがって、また、純ヘリウムを使用することもでき、これにより、実施される検出作業の精度がさらに向上する。
【０１２７】
本発明のプロセスは、例えば流体または水を冷蔵するためのラジエータ、交換器、燃料用タンク、原子力産業用、航空宇宙産業用、および化学産業用の構成要素など、使用前の気密性試験を必要とする様々な製品を試験するために利用され得る。
【０１２８】
本発明のプロセスは、５×１０-7ミリバール／秒未満の漏れ速度を有しなければならない構成要素を試験するために利用され得る。
【０１２９】
さらに、このプロセスは、さらに１００，０００ｃｃを超える高容量を有する構成要素の試験にも適する。
【０１３０】
本発明のプロセスは、熱的に安定しない製品の試験にも適する。製造ライン上に、試験すべき製品を加熱する溶接作業があってもよく、したがって、この製品は、高温状態で検出装置に到着する。検査される製品の温度は、断熱性変動をもたらし、すなわちガス圧を上昇させるが、これは、製品における漏れの特定のために化学分析またはトレーサガスの粒子の存在および流れに基づくものであり、物理分析すなわちガス圧に基づくものではないため、本発明の検出プロセスを損なわない。
【０１３１】
さらに、このプロセスは、弾性構成要素と弾性構成要素を含む構成要素とを試験するのに適する。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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