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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von hydraulischen Prüfungen mit gefährlichen Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, gemäß Druckgeräterichtlinie als Prüffluid, wobei der Prüfling unmittelbar und unter anwendungsnahen Bedingungen mit dem gefährlichen Fluid beaufschlagt wird, gemäß Patentanspruch 1.
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In bekannter Weise werden hydraulische Prüfungen, aber auch hydraulische Umformverfahren im Hochdruckbereich über 1000 bar mit Hydraulik- oder Hochdruckölen als Druckübertragungsmedium durchgeführt. Mittels eines Druckerzeugers wird der notwendige Prüfdruck erzeugt und über Leitungsverbindungen gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Ventilen zum Prüfling bzw. zum zu prüfenden Bauteil geführt.
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Der Prüfling wird dabei so angeordnet, dass austretendes Öl im Fall einer Beschädigung bzw. Berstens des Prüflings aufgefangen kann werden. Eine Umhüllung des Prüflings schützt darüber hinaus im Fall einer Zerstörung desselben gegen Bruchstücke.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass bekannte hydraulische Flüssigkeiten für bestimmte Prüfaufgaben nicht geeignet sind. Hier geht es insbesondere um Prüfaufgaben, die realitätsnah auszuführen sind, d. h. um solche Prüfaufgaben, bei denen die Forderung besteht, dass die Prüfflüssigkeit derjenigen entspricht, die beim späteren Einsatz des Prüfobjekts, d. h. des Prüflings, mit diesem in Kontakt kommt.
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Bei der Vorrichtung zur Messung von hydraulischen Durchflussmengen und Leckagen an einem Prüfling gemäß
EP 0 922 209 B1 sollen Messungen bei hohen Drücken möglich werden. Zum Zweck der Anpassung an unterschiedliche Messaufgaben verweist die
EP 0 922 209 B1 auf die Möglichkeit, sowohl für das Messmedium als auch für das Druckmedium unterschiedliche Fluide einzusetzen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Messmedium eine Hydraulikflüssigkeit und das Druckmedium Luft. Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Messmedium und das Druckmedium jeweils zwei Flüssigkeiten sind, welche miteinander nicht gemischt werden können und die unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten und Dichten besitzen.
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Wenn als Prüffluid gefährliche Flüssigkeiten eingesetzt werden müssen, weil die entsprechenden Prüfaufgaben dies fordern, muss nicht nur für das Auffangen von Bruchstücken im Fall eines Berstens des Prüflings Sorge getragen werden, sondern es müssen alle technischen Maßnahmen zum Erhalt einer Explosionssicherheit einer diesbezüglichen Prüfanlage geschaffen werden. Insbesondere ist diesbezüglich zu berücksichtigen, dass Druckerzeuger, die mit üblichen hydraulischen Medien wie z. B. Hydraulikölen arbeiten, reibungsbedingt zu einer Temperaturerhöhung des Druckmediums führen, wobei sich diese Temperaturerhöhung ohne weitere Maßnahmen auf das Prüffluid und damit den Prüfling überträgt, was die Problematik des Explosionsschutzes verschärft.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Durchführung von hydraulischen Prüfungen mit gefährlichen Fluiden, insbesondere gefährlichen Flüssigkeiten gemäß Druckgeräterichtlinie anzugeben, wobei der Prüfling unmittelbar unter anwendungsnahen Bedingungen mit dem gefährlichen Fluid als dem Prüffluid beaufschlagt wird und insofern auch eine Untersuchung der Auswirkungen des Prüffluids auf sonstige Eigenschaften des Prüflings möglich wird. Das Verfahren soll darüber hinaus die erforderlichen Maßnahmen zur technischen Sicherheit, insbesondere zum Explosionsschutz möglichst vereinfachen, so dass eine Reduzierung der Kosten beim Aufbau und dem Betrieb einer entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens die Folge ist.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Lehre gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung darstellen.
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Es wird demnach von einem Verfahren zur Durchführung von hydraulischen Prüfungen ausgegangen, wobei als Prüffluid gefährliche Fluide, insbesondere gefährliche Flüssigkeiten gemäß der Druckgeräterichtlinie eingesetzt werden können. Der Prüfling wird dann unmittelbar und unter anwendungsnahen Bedingungen mit dem gefährlichen Fluid beaufschlagt.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Einbringen des Prüflings in einen gesicherten, gekapselten Prüfraum. Dieser gesicherte und gekapselte Prüfraum genügt den Anforderungen des Explosionsschutzes.
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Neben dem Prüfling ist im Prüfraum ein Druckübertrager sowie eine Füll- und Nachspeiseeinrichtung für das Prüffluid vorgesehen.
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Lediglich die vorerwähnten Bestandteile und Baugruppen müssen im gesicherten, gekapselten Prüfraum untergebracht werden, so dass dessen Bauvolumen auf die vorstehend genannten Elemente abstellbar ist.
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Im gesicherten und gekapselten Prüfraum erfolgt dann ein hydraulisches Verbinden des Prüflings mit der Füll- und Nachspeiseeinrichtung.
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Der Druckübertrager, der sich innerhalb des gesicherten und gekapselten Prüfraums befindet, wird dann an einen außerhalb des gesicherten Prüfraums befindlichen Druckerzeuger angekoppelt.
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Nach dem Füllen des Prüflings mit dem jeweiligen gefährlichen Prüffluid erfolgt verfahrensgemäß ein Auswählen eines Antriebsfluids für den Druckerzeugerkreis, wobei die Auswahl nach den Kriterien der Nichtmischbarkeit mit dem Prüffluid, des nicht miteinander Reagierens und der nicht gegebenen Löslichkeit bezogen auf das Prüffluid erfolgt, wobei das Antriebsfluid grundsätzlich eine nicht gefährliche Flüssigkeit ist.
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Im Anschluss erfolgt ein Druckaufbau und ein Durchfahren der jeweiligen Prüfzyklen und Prüfaufgaben, wobei im Druckübertrager Prüffluid und Antriebsfluid membranfrei mediengetrennt vorliegen.
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In erfindungsgemäßer Weiterbildung ist im Druckerzeugerkreis eine Überwachung der Temperatur des Antriebsfluids vorgesehen, wobei gegebenenfalls eine Kühlung des Antriebsfluids erfolgt.
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Ausgestaltend wird die Dichte zwischen Prüffluid und Antriebsfluid unterschiedlich gewählt, d. h. bei gegebenem Prüffluid ein solches Antriebsfluid ausgewählt, das eine ausreichend abweichende Dichte besitzt.
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Als Prüffluid kommen insbesondere Benzin, Benzol oder vergleichbare Kraftstoffe zum Einsatz, wobei das Antriebsfluid Glykol-basiert ausgebildet ist.
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Eine erfindungsgemäße Verwendung des Verfahrens findet bei Hochdruck-Pulsationsprüfungen, Berstprüfungen oder Druckprüfungen statt, wobei das Erfordernis des Einsatzes von gefährlichen Flüssigkeiten als jeweiligem Prüffluid besteht.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie einer Figur näher erläutert werden.
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Die Figur zeigt hierbei den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für hydraulische Prüfungen mit gefährlichen Fluiden.
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Innerhalb eines gekapselten, gesicherten, insbesondere explosionsgeschützten Prüfraums 1 befindet sich der eigentliche Prüfling 2. Hier kann es sich beispielsweise um ein Einspritzrohr für einen Verbrennungsmotor handeln.
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Mittels einer Füll- und Nachspeiseeinrichtung 3 kann das Hydrauliksystem im gekapselten Prüfraum gefüllt werden. Am entsprechenden Hydraulikkreis ist noch eine Druckmesseinrichtung 7 angeschlossen.
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Innerhalb des Prüfraums 1 befindet sich weiterhin ein Druckübertrager 4, der in seinem Inneren einen Druckübertragungsraum besitzt. Im Druckübertragungsraum wird zum einen Prüffluid aufgenommen und es befindet sich im Druckübertragungsraum ein Abschnitt, der das Antriebsfluid aufnimmt.
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Antriebsfluidseitig ist der Druckübertrager 4 an einen externen Druckerzeugerkreis angeschlossen.
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Dieser Druckerzeugerkreis besteht aus einem Hochdruckerzeuger 6 sowie einer Vorfüll- und Nachspeiseeinrichtung 5 für das Antriebsfluid.
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Im Druckerzeugerkreis ist eine Temperaturüberwachungseinrichtung 8 nebst Kühlmöglichkeit für das Antriebsfluid vorhanden.
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Weiterhin verfügen die jeweiligen hydraulischen Kreise noch über erforderliche Stellglieder, insbesondere Ventile.
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Gemäß Ausführungsbeispiel können gefährliche Druckflüssigkeiten für hydraulische Prüfungen, aber auch hydraulische Umformprozesse zur Anwendung kommen. Bei der hydraulischen Prüfung handelt es sich insbesondere um eine Pulsationsprüfung, Werksprüfung oder Dichtheitsprüfung.
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Die eigentliche Prüfung findet unter Nutzung des gefährlichen Prüffluids im geschützten Prüfraum 1 statt.
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Die Druckerzeugung mit einem ungefährlichen Fluid befindet sich außerhalb des Prüfraums 1.
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Der Druckübertrager 4 ermöglicht einen direkten druckseitigen Kontakt zwischen Antriebsfluid und Prüffluid.
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Gefährliche Fluide zeichnen sich entsprechend der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG dadurch aus, dass sie entzündlich sind, d. h. die maximal zulässige Temperatur liegt über dem Flammpunkt. Gefährliche Fluide sind explosionsgefährlich, brandfördernd und/oder giftig.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung können gefährliche Fluide für verschiedene Prüfaufgaben sicher verwendet werden.
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Die im Druckerzeuger durch Reibung des Fluids entstehende Wärme ist bezogen auf die Trennung zwischen Antriebsfluid und Prüffluid unproblematisch. Ungeachtet dessen, kommt eine Temperaturüberwachung nebst Kühlung zum Einsatz.
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Der als Schutzraum wirkende Prüfraum kann im Sinne der Lösung der Aufgabe klein gebaut werden, da sich die eigentliche Druckerzeugung außerhalb des Prüfraums befindet.
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Innerhalb des Druckübertragers mit Druckübertragungsraum wird der vom Hochdruckerzeuger 6 erzeugte Druck vom Antriebsfluid AF auf das Prüffluid PF übertragen.
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Die Druckübertragung erfolgt ohne ansonsten genutzte Membranen zur Trennung der jeweiligen Flüssigkeiten. Es kommt daher nicht zu einer Reibung zwischen einer solchen Trennmembran und dem Druckübertrager und damit auch nicht zu einer unzulässigen Erwärmung des Prüffluids PF. Auch werden Probleme bezogen auf die Beständigkeit der Dichtungen gegen hohe Drücke oder die chemischen Eigenschaften der Fluide vermieden.
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Für die Funktion der Medientrennung sind die Fluide AF und PF nicht mischbar, reagieren nicht miteinander und lösen sich auch nicht ineinander.
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Es erfolgt also eine Trennung der Medien ausschließlich aufgrund der spezifisch erfindungsgemäß gewählten Eigenschaften.
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So kann beispielsweise eine Flüssigkeit unipolare, die andere Flüssigkeit hingegen bipolare Eigenschaften besitzen.
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Die erwähnten Vorfüll- bzw. Füll- und Nachspeiseeinrichtungen 3; 5 bestehen aus einem an sich bekannten Medientank, einer Pumpe sowie Entlastungsventil.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kommt als Prüffluid Benzin oder Benzol und als Antriebsfluid Ethylenglykol zum Einsatz. Die Dichteeigenschaften zwischen diesen Materialien sind hinreichend unterschiedlich. Eine Reaktion oder ein Vermischen der betreffenden Fluide findet nicht statt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0922209 B1 [0005, 0005]
