DE19907734A1 - Methods for tightness test of hollow body filled with gas at higher pressure than environment; by illuminating of hollow body by light source that streams formed by gas leaving faulty locations may be registered - Google Patents

Methods for tightness test of hollow body filled with gas at higher pressure than environment; by illuminating of hollow body by light source that streams formed by gas leaving faulty locations may be registered

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Abstract

A test gas of given temperature and/or density is used to for testing in given environment a hollow body (10). The latter may be illuminated by a light source (11) in such a way that streams formed by the test gas leaving faulty locations of the hollow body (10) may be registered. An Independent claim is included for: (a) a device for performing an invented method

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1 and on a device according to the preamble of Claim 6.

Ein bekanntes Verfahren der eingangs bezeichneten Art besteht darin, den Prüfkörper (Hohlkörper) in ein Wasserbad zu tauchen und anschließend innen mit unter Überdruck stehendem Prüfgas, in der Regel Druckluft, zu beaufschlagen. An undichten Stellen des Hohlkörpers tritt Prüfgas aus, das im Wasser Bläschen bildet und dadurch die Lokalisierung der Leckstellen ermöglicht.A known method of the type described at the outset is the test specimen (Hollow body) to be immersed in a water bath and then under pressure inside standing test gas, usually compressed air. At leaks in the Hollow body emerges test gas, which forms bubbles in the water and thereby the Localization of the leaks enables.

Das bekannte Verfahren weist indessen eine Reihe von Nachteilen auf. So muß zunächst einmal der zu prüfende Hohlkörper gegen Eindringen von Wasser geschützt werden. Ferner lassen sich die bei der Prüfung mit Überdruck im Wasserbad auftretenden Luftbläschen nur manuell einer Leckstelle zuordnen. Das Prüfverfahren erlaubt deshalb auch keine sichere Automatisierung.However, the known method has a number of disadvantages. So must First of all, the hollow body to be tested is protected against the ingress of water become. They can also be used in the test with excess pressure in a water bath Allocate air bubbles that occur only manually to a leak. The test procedure therefore does not allow safe automation.

Des weiteren ist die Prüfanlage infolge der ständigen Wasserbeaufschlagung sehr anfällig für Korrosion. Auch führt die Durchführung der Prüfverfahren zu Wasserverschmutzungen, die ein Erkennen der Prüfgasbläschen zunehmend erschweren würden. Das im Wasserbad befindliche Wasser muß deshalb einer ständigen Filterung unterzogen werden. Als Alternative bietet sich ein entsprechend häufiges Auswechseln des Wassers an. Beide Möglichkeiten bedeuten einen vergleichsweise hohen Arbeits- und Kostenaufwand.Furthermore, the test facility is very much due to the constant exposure to water susceptible to corrosion. The execution of the test procedures also leads to Water contamination, the detection of the test gas bubbles increasingly would complicate. The water in the water bath must therefore be one be subjected to constant filtering. As an alternative, there is a corresponding frequent water changes. Both options mean one comparatively high work and cost.

Schließlich wirkt sich das bekannte Prüfverfahren auch nachteilig auf die Gesundheit des Prüfpersonals aus, da dieses ständig im nassen Umfeld arbeiten muß.Finally, the well-known test procedure also has a negative impact on health of the test personnel, since they have to work constantly in a wet environment.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Aufspürung von Leckagen an Hohlkörpern ist der sogenannte Heliumtest. Allerdings ist das hierfür benötigte Helium sehr teuer, und es ergeben sich vergleichsweise lange Zykluszeiten. Another known method for the detection of leaks in hollow bodies is the so-called helium test. However, the helium required for this is very expensive, and it the cycle times are comparatively long.  

Eine dritte Methode, undichte Stellen an Hohlkörpern aufzuspüren, ist unter der Bezeichnung Differenzdruckverfahren bekannt. Hierbei wird der auf Dichtheit zu prüfende Hohlkörper mit Druckluft beschickt. Weist er undichte Steilen auf, so ist ein Druckabfall festzustellen. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es nicht für elastisch verformbare Hohlkörper angewendet werden kann, da die Verformung während des Prüfvorganges einen Druckabfall simuliert, obwohl möglicherweise keinerlei Leckagen vorhanden sind.A third method of detecting leaks on hollow bodies is under the Designation differential pressure method known. This is the tightness testing hollow bodies charged with compressed air. If it has leaky steep parts, it is a Determine pressure drop. The disadvantage of this method is that it is not for elastically deformable hollow body can be applied because of the deformation simulates a pressure drop during the test process, though possibly there are no leaks.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, die Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern so zu gestalten, daß sie ohne großen Aufwand für Hohlkörper jeglicher Art anwendbar ist und eine sichere und rasche Lokalisierung etwaiger undichter Stellen gewährleistet.Starting from the described prior art, it is the object of the invention to design the leak test of hollow bodies in such a way that they can be carried out without great effort Can be used for hollow bodies of any kind and safe and quick localization any leaks are guaranteed.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 6 gelöst.According to the invention, the object in a method and an apparatus of initially designated genus by the characterizing features of the Claim 1 and claim 6 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des verfahrensmäßigen Teils der Erfindung beinhalten die Patentansprüche 2 bis 5. Eine Ausgestaltung des gegenständlichen Teils der Erfindung ist Patentanspruch 7 zu entnehmen.Advantageous developments of the procedural part of the invention include Claims 2 to 5. An embodiment of the subject part of the invention claim 7 can be seen.

Die Erfindung nutzt für die Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern den optischen Effekt, daß Gase unterschiedlicher Temperatur, und somit unterschiedlicher Dichte, auch eine unterschiedliche Lichtbrechung aufweisen.The invention uses the optical effect for the leak test of hollow bodies that Gases of different temperatures, and therefore different densities, also one have different light refraction.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung gegenüber dem oben geschilderten herkömmlichen Dichtheitsprüfverfahren lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren wird kein Wasser benötigt. Eine Beeinträchtigung von Hohlkörper, Prüfer und Anlage durch Nässe entfällt daher.The main advantages of the invention compared to the conventional leak test method described above can be summarized as follows:
No water is required in the test method according to the invention. The hollow body, tester and system are not affected by moisture.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren ermöglicht den Einsatz von Druckluft als Prüfgas und vermeidet somit mögliche Gesundheitsbeeinträchtigungen durch andersartige Prüfgase. The test method according to the invention enables the use of compressed air as the test gas and thus avoids possible health impairments caused by other types Test gases.  

Des weiteren ist die Erfindung gleichermaßen bei starren wie auch bei vertormbaren zu prüfenden Hohlkörpern anwendbar. Sie ermöglicht in jedem Fall eine rasche und exakte Lokalisierung etwaiger Leckstellen des Hohlkörpers.Furthermore, the invention applies to both rigid and deformable testing hollow bodies applicable. In any case, it enables quick and exact Localization of any leaks in the hollow body.

Der Prüfvorgang zeichnet sich durch niedrige Kosten und eine vergleichsweise kurze Zykluszeit aus und läßt sich bei Bedarf in einfacher Weise automatisieren.The testing process is characterized by low costs and a comparatively short one Cycle time and can be easily automated if required.

Die Zeichnung zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das nachstehend im einzelnen beschrieben wird.The drawing shows - schematically - an embodiment of a device for Implementation of the method according to the invention, which follows in detail is described.

Es bezeichnet 10 einen auf Dichtheit zu prüfenden Hohlkörper, 11 eine Lichtquelle und 12 eine Mattscheibe. Der zu prüfende Hohlkörper 11 ist zwischen Lichtquelle 10 und Mattscheibe 12 angeordnet. Auf der von der Lichtquelle 11 abgewandten Seite der Mattscheibe 12 befindet sich der Prüfer bzw. eine Kamera 13. Prüfer bzw. Kamera 13 beobachten bzw. fotografieren somit den von der Lichtquelle 11 angestrahlten Hohlkörper 10 durch die Mattscheibe 12 hindurch.It designates 10 a hollow body to be checked for leaks, 11 a light source and 12 a matt screen. The hollow body 11 to be tested is arranged between the light source 10 and the focusing screen 12 . The tester or a camera 13 is located on the side of the focusing screen 12 facing away from the light source 11 . The tester or camera 13 thus observe or photograph the hollow body 10 illuminated by the light source 11 through the focusing screen 12 .

Zur Durchführung der Dichtheitsprüfung wird der Hohlkörper 10 in Pfeilrichtung 14 mit Prüfgas beschickt. Das Prüfgas, bei dem es sich um Druckluft oder ein anderes geeignetes gasförmiges Medium handeln kann, muß Überdruck und eine von der Temperatur und/oder Dichte der Umgebung differierende Temperatur und/oder Dichte aufweisen. Wie groß diese Temperatur- und/oder Dichteunterschiede im konkreten Einzelfall zweckmäßigerweise sein sollten, läßt sich experimentell unter Berücksichtigung diverser Parameter, wie z. B. Art des verwendeten Prüfgases, Überdruck desselben, Empfindlichkeit der das Prüfergebnis fotografierenden Kamera etc., ohne besondere Schwierigkeit ermitteln. Entsprechendes gilt für die grundsätzliche Entscheidung, ob die Temperatur und/oder die Dichte des Prüfgases hoher oder tiefer als die betreffenden Werte der Umgebung gewählt wird.To carry out the leak test, the hollow body 10 is charged with test gas in the direction of the arrow 14 . The test gas, which can be compressed air or another suitable gaseous medium, must have overpressure and a temperature and / or density that differs from the temperature and / or density of the environment. How large these temperature and / or density differences should be expedient in the specific individual case can be determined experimentally, taking into account various parameters, such as. B. Determine the type of test gas used, its overpressure, sensitivity of the camera photographing the test result, etc., without any particular difficulty. The same applies to the basic decision as to whether the temperature and / or the density of the test gas is chosen to be higher or lower than the relevant values of the environment.

Vor der eigentlichen Dichtheitsprüfung kann es zweckmäßig sein, eine zumindest teilweise Evakuierung des Hohlkörpervolumens durchzuführen, um eine gleichmäßige Füllung des Hohlkörpers 10 mit dem Prüfgas zu gewährleisten. Weiterhin ist gegebenenfalls ein Spülen des Hohlkörpers 10 unter Überdruck während des Prüfvorganges vorteilhaft. Before the actual leak test, it may be expedient to carry out an at least partial evacuation of the hollow body volume in order to ensure that the hollow body 10 is filled evenly with the test gas. Furthermore, it may be advantageous to rinse the hollow body 10 under excess pressure during the test process.

Wenn der Hohlkörper 10 eine Leckstelle aufweist, wird an dieser das Prüfgas aufgrund seines Überdruckes austreten. Da das Prüfgas eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur bzw. Dichte besitzt, bildet es beim Austritt aus Leckstellen Schlieren, die sich durch die Mattscheibe 12 hindurch von dem Prüfer beobachten lassen bzw. von der Kamera 13 fotografiert werden können. Die Schlierenbildung beruht - temperatur- bzw. dichtebedingt - auf der Brechung des von der Lichtquelle 11 ausgesandten Lichts, wobei diese Lichtbrechung in dem aus den Leckstellen austretenden Prüfgas zu der Umgebungsatmosphäre den gewählten Prüfgasparametern entsprechend differiert. Die Mattscheibe 12 hat hierbei die Funktion, die Schlieren optimal sichtbar zu machen. Hierdurch ist in einfacher Weise eine zuverlässige Lokalisierung der etwaigen Leckstellen möglich.If the hollow body 10 has a leak, the test gas will escape at this point due to its overpressure. Since the test gas has a temperature or density that deviates from the ambient temperature, it forms streaks when it leaks out, which can be observed by the tester through the focusing screen 12 or can be photographed by the camera 13 . The formation of streaks is based on the temperature or density due to the refraction of the light emitted by the light source 11 , this refraction in the test gas emerging from the leak points differing from the ambient atmosphere according to the selected test gas parameters. The focusing screen 12 has the function of making the streaks optimally visible. This enables reliable localization of any leaks.

Eine automatisierte Erkennung über ein Kamerasystem mit rechnergestützter Bildauswertung ist ebenfalls realisierbar.An automated detection via a camera system with computer-aided Image evaluation is also possible.

Eine Spülung des Hohlkörpers 10 nach Beendigung des Prüfvorganges ist entbehrlich.Rinsing the hollow body 10 after the end of the test process is unnecessary.

Claims (7)

1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern, wobei der Hohlkörper innen mit einem unter höherem Druck als die Umgebung stehenden Prüfgas beaufschlagt wird, derart, daß das Prüfgas gegebenenfalls an undichten Stellen des Hohlkörpers austritt und dadurch die undichten Stellen lokalisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfgas mit einer zur Temperatur und/oder Dichte der Umgebung differierenden Temperatur und/oder Dichte verwendet und der zu prüfende Hohlkörper (10) derart beleuchtet wird, daß die von dem aus undichten Stellen des Hohlkörpers (10) austretenden Prüfgas gebildeten Schlieren registrierbar sind.1. A method for leak testing of hollow bodies, the hollow body being acted upon with a test gas which is at a higher pressure than the environment, in such a way that the test gas optionally emerges at leaks in the hollow body and thereby the leaks are located, characterized in that a Test gas with a temperature and / or density of the environment differing in temperature and / or density is used and the hollow body ( 10 ) to be tested is illuminated in such a way that the streaks formed by the leakage of the hollow body ( 10 ) from the test gas can be registered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlieren, die das aus undichten Stellen des Hohlkörpers (10) austretende Prüfgas bildet, fotografiert werden (13).2. The method according to claim 1, characterized in that the streaks, which forms the test gas emerging from leaks in the hollow body ( 10 ), are photographed ( 13 ). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfgas Druckluft verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as the test gas Compressed air is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) vor einer Beaufschlagung mit Prüfgas zumindest teilweise evakuiert wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hollow body ( 10 ) is at least partially evacuated before exposure to test gas. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) während des Prüfvorganges unter Überdruck mit Prüfgas gespült wird. 5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hollow body ( 10 ) is flushed with test gas under excess pressure during the test process. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einer Prüfgasquelle, an der der auf Dichtheit zu prüfende Hohlkörper angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) zwischen einer ihn beleuchtenden Lichtquelle (11) und einer Mattscheibe (12) angeordnet ist und daß sich der die Schlieren registrierende Prüfer bzw. eine die Schlieren fotografierende Kamera (13) auf der von der Lichtquelle (11) abgewandten Seite der Mattscheibe (12) befindet.6. Device for performing the method according to one or more of the preceding claims, with a test gas source to which the tightness to be tested hollow body is connected, characterized in that the hollow body ( 10 ) between a light source illuminating it ( 11 ) and a ground glass ( 12 ) and that the tester registering the streaks or a camera ( 13 ) photographing the streaks is located on the side of the focusing screen ( 12 ) facing away from the light source ( 11 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatisierten Erkennung der Schlieren ein Kamerasystem mit rechnergestützter Bildauswertung dient.7. The device according to claim 6, characterized in that for automated Detection of the streaks in a camera system with computer-aided image evaluation serves.
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