DE2201520A1

DE2201520A1 - Lackage-detektor-einheit

Info

Publication number: DE2201520A1
Application number: DE19722201520
Authority: DE
Inventors: Philip Edward Swiszowski; James Taylor Westervelt
Original assignee: Cross Co
Current assignee: Sun Electric Corp
Priority date: 1971-11-18
Filing date: 1972-01-13
Publication date: 1973-05-24
Also published as: FR2161545A5; DE2201520B2; JPS4863784A; IT946298B; DE2201520C3; GB1338318A; JPS532351B2

Description

2201520 Nürnberg, den 12.1.1972

Firma The Cross Company, 17801 Fourteen Mile Road,

Fräser,Michigan 48026 /USA

Leckage- Detektor- Einheit

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur manuellen oder selbsttätigen Prüfung von Werkstücken auf Leckagen oder zum Vergleich von Luftströmung von einem Werkstück nit einem festen Wert. Diese Werkstücke können verschiedener Art sein, Transmissionsgehause, Kraftzylinder, Teile mit Dichtungen oder festen Mündungen u.dgl. Wegen des Vorteiles ihrer hohen Geschwindigkeit ist der Gegenstand der Erfindung besonders im Bereich automatisierter Ausrüstungen anwendbar, in denen Teile sich zwischen aufeinanderfolgenden Werkstationen bewegen und in einer oder mehreren dieser Stationen auf Leckage geprüft werden müssen, ohne daß der Produktionsfluß verlangsamt wird.

Bekannte Prüfgeräte dieser Art enthalten eine Einrichtung, um Gas, etwa Luft, in einen Hohlraum des Werkstückes einzupumpen und dann das Maß zu messen, mit dem der Druck im Hohlraum abfällt· Abgeänderte Formen dieser Geräte enthalten Differenzdruckeinrichtungen oder volumetrische Meßgeräte (US-PS 3 331 237, 3 359 785, 3 465 562). Einer der Hauptnachteile dieser bekannten Geräte ist die lange Zeit, die für die Ablesung erforderlich ist, um zu bestimmen, ob die

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Leckage innerhalb der Grenzen ist. Dieser Nachteil hat diese Geräte für einige Anwendungsfälle als unbefriedigend erwiesen, insbesondere bei automatisierten Fertigungsstraßen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß ihre Empfindlichkeit und ihre Genauigkeit sich merklich mit Temperaturänderungen zwischen den Werkstücken ändert, die durch Einflüsse der Umgebung und den angewandten Gasdruck entstehen. Außerdem fehlt ihnen die Verläßlichkeit, die durch die vorliegende Erfindung entsprechend vieler Versuchsserien erwiesen ist.

Weiter sind Leckage- Detektorsysteme bekannt, die Flußmesser verwenden (US-PS 3 097 521, 3 180 135). Es leuchtet ein, daß derartige Systeme in vielen wichtigen Beziehungen vom System gemäß der Erfindung durchaus unterschiedlich sind.Sie enthalten nicht die Kombination von Füll- und Prüfkreisen.

Zum Stand der Technik seien noch genannt US-PS 3 114 283, 3 326 034, 3 360 981, 3 360 982.

Die vorliegende Erfindung ist besonders für die Arbeit in einer industriellen Umgebung geeignet, um die Ergebnisse von Leckageprüfungen extrem schnell und genau über einen weiten Bereich von Werkstücken und Flußraten zu erhalten und um die Ablesungen in einer Vielzahl von Wegen nutzbar zu machen. Die Einheit ist ein dynamisches Leckflußinstrument, das den Leckfluß mißt und nicht einen Differentialdruck oder einen Druckabfall. Ein Schnellfüllkreis pumpt Luft unter Druck in das Werkstück, bis ein vorgegebener Druck erreicht ist. Der Füllkreis wird dann geschlossen, und es wird Luft mit einem leicht geringeren

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gesteuerten Druck automatisch in das Werkstück über einen getrennten Testerkreis eingeführt, der die Flußrate sehr genau mißt. Der Betrag der Leckage kann damit fast unmittelbar bestimmt werden. Die Flußrate kann visuell abgelesen werden, kann aber auch veranlaßt werden, Anzeiger für die Annahme oder die Zurückweisung zu betätigen oder sie kann an andere Signalmarkierungsanordnungen angeschlossen werden oder auch an automatisierte Ausrüstungen. Computerablesungen können möglich gemacht werden entweder mit BCD (binary coded decimal) oder mit Analogausgang. Die Einheit hat auch ihren eigenen Kalibrierungskreis für die Selbstprüfung. In einer Ausführung ist dieser Kreis automatisch, um die Einheit nach der Prüfung jedes Werkstückes wieder zurückzuprüfen.

In einer abgeänderten Ausführungsform, die für die Feststellung sehr kleiner oder Mikroleckagen geeignet ist, lädt der Füllkreis anfangs sowohl das Werkstück wie eine Temperatur- und Volumenstabilisierungskammer auf. Der Füllkreis wird dann geschlossen; ein Detektorkreis für große Leckagen nach dem Druckdifferenzsystem wird an das Werkstück angeschlossen, um diese festzustellen. Wenn das Werkstück bei dieser Prüfung annehmbar ist, wird die Stabilisierungskammer mit dem Werkstück durch einen Flußmesser verbunden, der geeignet ist,sehr kit ine Flußraten festzustellen.

Im Falle sowohl der Standardeinheit wie der Mikroleckageeinheit werden die Ausgänge der Flußmesser verstärkt. In dem dargestellten Beispiel der Standardeinheit wird ein pneuma-

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tischer Verstärker verwendet, während für die Mikroleeckageeinheit ein elektronischer Verstärker angewandt wird.

Wie dargestellt, ist die Einheit eine komplette Schalenkonstruktion, die in sich geschlossen ist, ausgenommen für Luft- und elektrische Kraftanschlüsse, und braucht nur an den Dichtungsteil angeschlossen zu werden. Das System ist weit weniger kompliziert als die früher für diesen Zweck bekannten Anordnungen und kann durch einen Arbeiter bedient werden, der. keine spezielle Ausbildung hat.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine Ansicht einer Leckagedetektpreinheit, die an einer Wand montierbar ist,

Fig.2 eine Seitenansicht hierzu,

Fig.3 ein schematisches Flußdiagramm des Systemes,

Fig.4 ein schematisches Diagramm des pneumatischen Kreises,

Fig.5 ein schematisches Diagramm des elektrischen Kreises,

Fig.6 ein Flußdiagramm einer anderen Ausführung der Erfindung, die für die Feststellung sehr kleiner Leckagen geeignet ist,

Fig.7 ein elektrisches Kreisdiagramm einer dritten Ausführung der Erfindung mit einer automatischen Kalibrierungsprüfung,

Fig.8 ein Teil des pneumatischen Diagrammes dieser Ausführung»

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Es seien zunächst die Figuren 1 bis 5 besprochen.

Die Einheit ist als solche mit 11 in Fig.l bezeichnet und enthält zwei an der Wand montierbare miteinander verbundene Schränke, wobei der eine Schrank die pneumatische Baugruppe 12 und der andere die elektrische Baugruppe 13 einschließt. Es könnten auch Schranke verwendet werden, die auf dem Boden montierbar sind. Teile des pneumatischen Schrankeε sind in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, z.B. ein Dreiwegabsperrventil 14, ein Filter 15 und eine pneumatische Prüfverbindung 16, alle auf einer Seite der pneumatischen Einrichtung 12. Im Innern dieser Einheit sichtbar ist das laminare Pluflelement 17, dessen Wirkungsweise weiter unten beschrieben werden wird. Ein Differenzdruckübertrager 18 ist mit dem Element 17 verbunden.

Die Frontplatte'der elektrischen Baueinheit 13 ha: eine Anzahl von Druckknopfschaltern und Anzeigelampen* Ein Hauptschalter 21 schaltet die elektrische Zufuhr ab, wenn er offen ist. Dieser Schalter und ein Einschalter 22 liegen in Reihe mit deiji CRM- Heisterrelais nach Fig. 5. Der Stromkreis enthält auch einen normalerweise offenen Schalter 23, der auf das Anlegen des vollen Luftdruckes von der Druckluftquelle anspricht. Das vermeidet eine falsche "Annahme"-Ablesung, wenn kein Luftdruck zugeführt wird oder wenn der Druck ungenügend ist, weil das Filter 15 verstopft ist.

Ein rotes Kraft-ein-Licht 24 zeigt an, wenn elektrischer Strom und Druckluft verfügbar sind. Ein gelbes Füllicht 25

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-^- 210Λ52/0

zeigt an, daß die Füllung des Werkstückes fortschreitet, während ein weißes Lecktestlicht 26 anzeigt, daß der Lecktest selbst im Fortschreiten ist. Ein grünes Annahmelicht 27 und ein rotes Zurückweiungslicht 28 sind unterhalb des Lichtes 26 angeordnet, um die Annahme oder Zurückweisung des Werkstückes anzuzeigen.

Ein Wahlschalter 29 ist vorgesehen, der, wenn in Prüfstellunq ist, ein grünes Licht 31 und in der Kalibrierungsstellung ein rotes Licht 32 aufleuchten läßt. Wenn er sich in der Teststellung befindet, wird der Lecktest in der normalen Weise durchgeführt. Die Kalibrierungsposition läßt einen Teil des normalen Testes' vorbeilaufen und ermöglicht es dem Bedienungsmann, eine Prüfung an der Einheit selbst durchzuführen, um die Genauigkeit festzustellen.

Ein Kalibriersimulatorventil 33 ist unterhalb des Schalters 29 angeordnet und ebenfalls in Fig.4 dargestellt. Dieses Ventil ist zwischen drei Stellungen bewegbar, einer mittleren geschlossenen Stellung und einer linken und rechten Stellung, die den Ausgang des Flußelementes 17 mit einem von zwei Nadelventilen verbänden. Diese sind bei 34 und 35 in Fig.4 eingezeichnet und so eingestellt, daß sie entweder eine annehmbare oder zurückzuweisende Leckage simulieren.

Fig.3 ist ein schemabisches Flußbild des Systemes und ist in Verbindung inLt den Fig. 4 und 5 zu verstehen, die das pneumatische und elektrische System zeigen. Ein Luftzuführungseinlaß 36 führt zum Hauptluftabsperrventil 14, an

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dessen Auslaß sich das Systemfilter 15 befindet. Die Luft fließt dann durch einen Querwandanschluß 37 au einem Hauptreduzierregler 38 und Meßgerät 39, das den Hauptdruck auf einen gegebenen Wert reduziert und regelt, etv/a 4,2 kp. Von da teilt sich die Luft in verschiedene Zweige auf. Sie wird zu einem Füllregler 41 und Meßgerät 42 geführt, die den zum Auffüllen des Testteiles verwendeten Druck regulieren und anzeigen. In einer typischen Installation kann das ein Druck sein, der nur etwas über 1,4 kp liegt. Druckluft wird ebenfalls einem Testregler 43 und Meßgerät 44 zugeführt» ⁽!i^e "as laminare Flußelement 17 versorgen, und zu einem Instrumentversorgunqsregler 45 und Meßgerät 46, die einen Differensdruckübertraoer 47 speisen. Laminarflußelement 17 und Übertrager 47 bilden zusammen ein Leckkomperatorsystem der Querflußmeßtype, v;ie es schematisch und allgemein bei 48 in Fig.3 angedeutet ist. Ein geeignetes Laminarflußelement für Anwendung zusammen mit der Eriindung wird beispielsweise hergestellt von der MERIAM ■ INSTRUMENT CO., Cleveland,Ohio, während ein Diiferentialdruckverstärker von der TAYLOR INSTRUMENT Co. Rochester,New York, hergestellt wird. Wie aus Fig.4 ersichtlich, hat der Verstärker Verbindungen zum Einlaß und Auslaß des Elementes 17 und fühlt sofort und stetig den Druckabfall ab, der von der Flußrate abhängig ist. Der Ausgang des Verstärkers 47 kann sich je nach der Flußrate durch das Element 17 beispielsweise zwischen 0,21 und 1,05 kp ändern, und steuert die Stellung eines Annahme- /Zurückweiungsdruckschalters 49, wobei der Schalter in einer Stellung gehalten wird, wenn der Druck unterhalb eines vorgegebenen Betrages ist, und in einer

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anderen Stellung, wenn er über diesem Betrag liegt.

Das System beruht auf dem Gedanken einer Anfangsladung von Druckluft zum Werkstück (schematisch bei 50 angedeutet) vom Regler 41 und, nach einem gegebenen Zeitintervall, einer Zufuhr von Druckluft vom Regler 43 durch das laminare Flußelement 17, wobei der Druck vom Regler 43 leicht geringer ist als der vom Regler 41. Diese Folgefüllung und Prüfung wird gesteuert durch ein Füll- und Prüffolgeventil 51 mit zwei Zuleitungen, eine über die Leitung 52 vom Regler 41 und die andere durch die Leitung 53 vom Ausgang des Elementes 17. Ein solenoidbetatigtes Flußabsperrventil 54 ist in die Leitung eingeschaltet, um unerwünschte Flußanstiege nach jeder Prüfung zu vermeiden.

Der Auslaß des Ventiles 51 führt durch eine Leitung 55 zur Einlaßöffnung eines Füll- Prüf -und EntlüftunqsiolgevenLils 56, das seinerseits zur Verbindung 16 für das Werkstück 51 führt. Ventil 56 ist einstellbar zwischen einer ersten Stellung, in der Druckluft vom Ventil 51 zum Werkstück zugeführt wird, und einer zweiten Stellung, in der die Luft aus dem Werkstück ausgelassen wird.

Die Mittel zur Steuerung des Füll- und Prüf-Zeitintervalles enthalten einen Fülltaktgeber 2TR und einen Prüftaktgeber 3TR. Dieses sind übliche solenoidbetätigte Schalter, die nach einem einstellbaren Zeitintervall schließen. Wird Schalter 2TR geschlossen, so erregt er Relais 2CR, das dann den Stromftreis zum Solenoid 2 schließt, das das Füll-und Prüf-

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foigerelais 51 steuert.Das beendet den Füllteil des Arbeitskreises, währenddessen das Werkstück aufgeladen wird, und setzt den Prüfteil in Gang, und zwar durch Umstellung des Ventiles 51 von seiner oberen Stellung nach Fig.3 in seine untere Stellung. Der Zeittaktgeberschalter 3TR erregt, wenn er geschlossen wird,entweder Relais 4CR oder 5CR. Das öffnet den Kreis zum Relais 1CR(siehe Leitung 6 in Fig.5), was seinerseits den Stromkreis zum Solenoid 1 öffnet, das das Ventil steuert. Ventil 56 kehrt dann in seine in Fig.4 dargestellte obere Stellung zurück und beseitigt den Druck im Werkstück.

Zum Starten einer Prüfung von Hand wird ein Druckknopf 57 niedergedrückt, der den Stromkreis zum Relais ICK schließt. Das schließt einen Haltekontajct und den Kreis zum Solenoid I, wobei das Ventil 56 in seine untere oder Zufuhrstellung in Fig.4 gebracht wird. Ventil 54 wird ebenfalls in seine Zufuhrstellung gebracht. Druckluft fließt unmittelbar in das Werkstück 50, wobei der Druck durch den Regler 41 gesteuert wird. Zeittaktgeberschalter 2TR schließt nach einem vorgegebenen Intervall, wobei die Einstellung dieses Schalters in Übereinstimmung mit der Größe des Werkstückes und der Zeit eingestellt wird, die nötig ist, um es zur vollen Aufladung zu bringen.

Das Schließen des Zeittaktgeberschalters 2TR erregt das Relais 2CR, wodurch das Solenoid 2 veranlaßt wird, das Ventil 51 in seine untere Stellung in Fig.4 überzuführen. Das schließt den Druck vom Regler 41 ab und gestattet es, daß Druckluft vom Element 17 zum Werkstück zugeführt i«rird.

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Wie bereits gesagt, ist dieder Druck um etwas geringer als der Druck vom Regler 41. Zeittaktgeberschalter 3TR wird ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erregt und schließt nach einem vorgegebenen Zeitraum. Während dieses Zeitraumes fühlt Übertrager 47 den Druckabfall durch das Element 17 zb und verstärkt ihn. Dieser Druckabfall ist proportional dem Fluß, der seinerseits mit dem Leckbetrag im Werkstück sich ändert. Das verstärkte Ausgangssignal, beispielsweise ein Druck zwischen 0,2 und 1,05 kp, wirkt auf den Schalter 49 ein, wie es die Linien.16 und 18 in Fig.5 darstellen. Wenn die Leckage innerhalb des annehmbaren Bereiches liegt, führt ein Schließen von 3TR zur Erregung von 5CR, wobei der Strd>mkreis zu 4CR geöffnet wird und ebenfalls der Stromkreis in der Leitung 6, um das Relais ICR und den Zeittaktgeberschalter 2TR zu entregen. Grünes Licht 27 leuchtet auf, und ein Bypaßkontakt um den Schalter 49 hält diese Beleuchtung aufrecht.Relais 5CR kann ebenfalls Kontakte in einem getrennten Kreis 60 schließender, wenn gewünscht, andere Anzeigeaufzeichnungs- und Betätigungsvorrichtungen steuert.

Sollte die Leckage größer als der annehmbare Betrag sein, so wird Schalter 49 umgeschaltet, um 4CR zu erregen, wenn 3TR schließt. Das führt in gleicher Weise zur öffnung des Kreises in der Leitung 6, zur Entregung von ICR und zum Öffnen des Schalters 2TR. Rotes Licht 28 leuchtet auf, und ein zusätzlicher Kreis 61 für einen geeigneten Anzeiger, Aufzeichner oder Betätiger wird in Betrieb gesetzt»

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Zusätzlich zu der roten oder grünen Signallampe, die die Abweisung oder die Annahme anzeigen, ist ein Flußindikator (Fig.4) vorgesehen, der an den Ausgang des Verstärkers 47 angeschlqsseb ist.

Mit der Entregung von Relais ICR kehren die Ventile 54 und 56 in ihre oberen Stellungen entsprechend Fig.4 zurück. Das entlüftet das Werkstück 50 und trennt gleichzeitig das Element 17 vom Werkstück ab, so daß kein Druckanstieg erscheint. Die Öffnung des Zeitschalters 2TR läßt das Ventil in seine obere Stellung übergehen, wodurch die Leitung 55 mit dem Arbeitsdruckregler 41 in die Bereitschaftsstellung für den nächsten Versuch zurückverbunden wird.

In automatischen Zusammenbaustraßen kann es wünschenswert sein, jedes Werkstück automatisch und nicht von Hand zu prüfen. F¹Ur diesen Zweck ist ein Kreis vorgesehen, der in den Linien 4 und 5 dargestellt ist. Dieser Kreis enthält einen Grenzschalter 63, der jedes Mal geschlossen wird, wenn ein Teil darunter hinweggeht oder eine bestimmte Stellung erreicht. Hierdurch werden Relais ICR vom Zeittaktschalter 2TR erregt, die das Füll- und Prüfteil des Kreises entsprechend der obigen Darstellung in Gang setzen. Anstatt, daß jedoch ICR durch 4CR oder 5CR entregt wird, wird es durch das öffnen von ITR unwirksam gemacht und zwar nach einem Zeitintervall, das entsprechend dem Bewegungsmaß des Werkstückes bemessen ist.

Zu Zeiten kann es wünschenswert sein nachzuprüfen, ob die Einheit die annehmbaren und zuweisen Lock flußraten ijenau mißt und anzeigt.Um das zu erreichen, wird dor Wählschalter 29

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von seiner Prüfstellung zur Kalibrierungsstellung in Leitung 11 der Fig;. 5 bewegt..Das führt zum Erlöschen der Lampe 31 und zum Entregen des Relais 3CR, dagegen zum Aufleuchten der Lampe 32. Die Entregung von 3CR legt auch beide Zweige des Schalters 49 an Spannung. Ventil 33 wird dann von Hand eingestellt, um entweder die Annahmemündung 34 oder die Abweisungsmündung 35 mit dem Ausgangselement 17 zu verbinden. Wie bereits erwähnt, ist die Mündung 34 um ein Getinges kleiner als die annehmbare Leckagerate und die Mündung 35 ein wenig größer. Infolgedessen leuchtet die Zuriickwejfiungs lampe 28 oder die Annahmelampe 27 auf, wenn die Einrichtung in Ordnung ist, je nach der Stellung des Ventiles 33.

Fig.6 ist ein schematisches Flußdiagramm einer abgeänderten Form der Erfindung, die geeignet ist, sehr geringe Leckflußraten zu bestimmen. Diese Ausführung schließt dieselben Grundprinzipien wie vorstehend ein, wie das Schnellfüllen des Werkstückes 101 auf einen vorgegebenen Druck und die nachfolgende Messung der Leckage durch einen Flußmesser 102, in diesem Fall ein elektronisches Mikroflußsystem, das einen Übertrager für einen Differenzdruck enthält, der den Ausgang des Flußmessers feststellt und verstärkt, um ein Flußsignal ^u geben.

Das System enthält einen Hochdrucklufteinlaß 103. Dieser führt durch ein Hauptabsperrventil 104 in einen Systemfilter 105 zu einem Haiiptroduzierregler und Meßgerät 106,107. Regler 1O6 ist sowohl mit dem Hochdruckfüllrenler 108 mit einem

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Meßgerät 109 und einem Prüffüllregler 111 mit einem Meßgerät 112 verbunden. In einer typischen Einrichtung kann der Regler 108 so eingestellt werden, daß er einen Ausgang von etwa 28 kp und der Regler 111 von etwa 24,5kp hat. Die höheren Drücke, die hier im Vergleich mit der früheren Ausführungsform angewandt werden, erlauben der Einheit, relativ geringe Leckverluste festzustellen.

Die Regler 108 und 111 sind an ein HochdrucJjfüllventil 113 und an ein Testfüllventil 114 angeschlossen. Das Öffnen und Schließen von Ventil 113 wird durch einen einstellbaren Hochdruck- Füll- Zeittaktgeber 115, das Ventil 114 durch einen einstellbaren Testfüll-Zeittaktgeber 116 gesteuert.

Die Auslässe dieser Ventile führen durch eine Leitung 117 und ein Ausgleichs- und Testventil 118 zu einem Testteilverbinder 119, mit dem das Werkstück 101 verbunden ist« Eine Abzweigung 121 der Leitung 117 führt zu einer Temperatur- und Volumenstabilisierungskammer 122, über die später noch näheres gesagt wird. Eine Leitung 123 führt von dieser Kammer zur Leitung 124, die das Ventil 118 und den Verbinder 119 verbindet. In diesen Abzweig ist ein elektronisches Quer-Mikroflußmeßsystem 102 eingeschaltet. Wie vorher erwähnt, enthält dieses System einen Flußmesser und einen Differenzdruckübertrager, der abfühlt und seinen Ausgang verstärkt, um ein Flußsignal zu geben. Ein solcher übertrager wird von der ROSEMONT ENGINEERING Co. ,Minneapolis,hergestellt.

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Ein einstellbarer Ausgleich-Zeittaktgeber 125 ist mit dem Ausgleichs- und Prüfzeitventil 118 verbunden; ein Prüfzeittaktgeber 126 steuert ein das System entlüftendes Ventil 127, das von der Leitung 124 ausgeht. Diese Zeittaktgeber steuern die Arbeit des Systemes in einer jetzt zu beschreibenden Weise. Ein Detektorkreis 128 für große Leckagen ist über das Testfüllventil 114 und das Ausgleichs- und Testventil 118 verbunden. Dieser Detektor kann von der üblichen Differenzdrucktype sein, mit der man relativ große Leckraten feststellen kann.

Beim Arbeiten der Ausführungsform nach Fig.6 ist das Ausgleichs- und Prüfventil 118 anfangs offen. Das HochdrOckfüllventil 113 wird durch den Zeittaktgeber 115 geöffnet, so daß Luft unter hdhem Druck sowohl zum Werkstück 101 wie zur Kammer 122 strömen kann. Nach einer vorgegebenen Zeit wird dieses Ventil geschlossen und das Prüffüllventil 114 geöffnet, um sowohl das Werkstück wie die Kammer auf einen stabilen Druck zu bringen. Es ist zu beachten, daß alle Temperaturänderungen im Werkstück oder in der Kammer 122, die durch Druckänderungen hervorgerufen werden, gleich sind, wodurch jede Ungenauigkeit durch Temperatureinflüsse beseitigt werden.

Der Detektorkreis 128 für große Leckagen wird an diesem Punkt durch kuraes Schließen des Ventiles 114 betätigt, um zu sehen, ob irgendeine große Leckage im Werkstück vorhanden ist. Ist das der Fall, so wird der Ausgleich des Testes weggelassen. Wenn keine solche Leckagen vorhanden sind, wird

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Ventil 114 geöffnet und Ausgleichs- und Prüfventil 118 geschlossen, so daß jede Leckage im Werkstück 101 durch das elektronische Quer-Mikroflußmeßsystera 102 festgestellt wird. Wegen dieser vollkommen ausgeglichenen Bedingung, die erreicht wird, bevor das Meßsystem 102 zwischen der Kammer 122 und dem Werkstück eingeschaltet wird, stellt das System äußerst kleine Flußraten in schneller und genauer Weise fest. Wie bei der früheren Ausführung kann der Ausgang dieses Systemes mit einem Vergleichsflußanzeiger 129 und einer Annahme- oder Zurückweisungseinrichtung 131 verbunden werden. Ein Kalibrierungskreis 132 kann, falls gewünscht, ebenfalls an das System 102 angeschlossen werden.

Fig. 7 und 8 stellen eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar, die der in den Fig. 1 und 5 ähnlich ist, aber Mittel zur automatischen Prüfung dieser Einrichtung auf einwandfreies Funktionieren nach jeder Werkstückprüfung hinzufügt. Diese automatische Kalibriereinrichtung hat die Form einer einstellbaren Mündung 201, die an den Ausgang des Füll-Prüf und Entlüftungs-Folgeventils 56 parallel mit dem Prüfteilverbinder 16 geschaltet ist. Der Abzweig 202, der zur Mündung 201 führt, geht über ein normalerweise geschlossen.es solenoidbetätigtes Zweiwegventil 203. Die Anordnung ist so , daß nach Vollendung einer Leckageprüfung eines Werkstückes 50, anstatt daß die Einrichtung zur Prüfung des nächsten Werkstückes eingestellt wird, Ventil 203 geöffnet wird, um den Ausgang des Ventiles 56 an die Mündung 201 anzuschließen. Diese Mündung wird ein— wenig weiter als die maximal annehmbare Leckagerate eingestellt.

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Am Ende eines vorgegebenen Zeitraumes wird der Kreis automatisch geprüft, um festzustellen, ob die Einheit genau die Leckagerate als größer als abnehmbar abgefühlt hat. Ist das der Fall, so wird ein automatisches Kalibriersignal "in Ordnung" gegeben und der Kreis für das nächste Werkstück hergestellt. Andernfalls wird ein selbsttätiges Kalibriersignal "falsch" erregt, und die Einheit wird abgeschaltet, so daß sie nicht wieder in Betrieb gesetzt werden kann, bis der Fehler beseitigt wird.

Fig.7 zeigt das Stromkreisdiagranm für die selbstkalibrietende Abänderung. Der Hauptteil dieses Diagrammes ist ähnlich dem der Fig.5, so daß seine Wirkungsweise nicht noch einmal beschrieben zu werden braucht. Es genügt festzustellen, daß die Start- Füll und Prüfteile des Kreises wie vorher ausgeführt sind.

Zur Beschreibung der Ausführung der Fig. 7 und 8 mit der Selbstkalibrierung sei von dem Punkt ausgegangen, wo der Prüfzeittaktgeberschalter 3TR schließt. Übertrager 47 hat den Druckabfall durch das Element 17 festgestellt und verstärkt. Das verstärkte Ausgangssignal wirkt aiii den Schalter 204, der ein normalerweise offener druckbetätigter Schalter ist. Unabhängig davon, ob die Leckage des Werkstückes 50 im Annahme- oder Zurückweiungsbereich ist (Schalter 204 neschlossen oder offen),erregt das Schließen von 3TR entweder 4Cl oder 5CR, wobei eine weiße "Selbstkalibrierungs-Ein"Lampe 207, Relais 7CR und der normalerweise offene Zeitverzöciorungoschalter 4TR erregt werdon. Die Erregung von 7 Ck setzt die

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Leitung 24 unter Spannung und erregt Solenoid 4 in der Leitung 34, das das Selbstkalibrierungsventil 203 in seine Offenstellung bringt. Ventil 56 wird auf diese Weise mit der Mündung 201 verbunden.

Am Ende des Zeitraumes, der durch den Zeitschalter 4 TR bestimmt ist, schließt der Schalter. Während dieses Zeitraumes spricht der druckempfindliche Schalter 204 auf das verstärkte Ausgangssignal des Übertrages 47 an. Wenn die Einheit ordentlich funktioniert, schließt Schalter 204 und erregt 6CR.DasSchließen von 4TR erregt 8CR in der Leitung 24.Die Selbstkalibrierungs-"in Ordnung"-Lampe 206 erhält Spannung. Zusätzlich zum Schließen der Bypaßkontakte für 4TR in Leitung 25 und Öffnung der Kreise für 9CR in Leitung 26 öffnet 8CR Kontakte in den Leitungen 6 und 10, mit dem Ergebnis, daß die ganze Einheit für die Prüfung des nächsten Werkstückes erneut eingestellt wird. Ein zusätzlicher Kreis 207 inder Leitung 35 kann für verschiedene Zwecke vorgesehen werden, für Signale oder für Betätigungen bezüglich von Teilen, die sich längs der Bearbeitungsstraße bewegen.

Sollte die Einheit in einem Grade falsch arbeiten, daß der druckabhängige druckempfindliche Schalter 204 versehentlich nicht schließt,nachdem Ventil 203 geöffnet wurde, erregt das Schließen von 4TR 9CR und die Selbstkalibrierungs-"falsch"-Lampe 208. Die Kontakte 9CR in der Leitung 6 öffnen, um das Ventil 56 durch Entregung von ICR in seine Entlüftungsstellung zu bringen.8CR wird abgeschaltet und 4TR

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umgangen, so daß 9CR erregt bleibt und die Einheit nicht in der Lage ist, weitere Werkstücke zu prüfen, bis sie von Hand neu eingestellt und der Fehler beseitigt ist. Eine zusätzliche Signal- oder Betätigungsleitung 209 kann vorgesehen werden, die durch die Erregung von 9CR gesteuert wird.

Man sieht, daß die Einrichtung eine automatische Kalibrierung entweder nach von Hand eingeleiteten Werkstückprüfungen oder Prüfungen, die durch den Endschalter 63 gesteuert sind, ermöglicht. Außerdem kann die Einheit auf manuelle Kalibrierung dadurch geschaltet werden, daß der Schalter 29 in die Kalibrierstellung eingestellt wird. Hierdurch wird 3CR entregt und Schalter 204 an Spannung gelegt. Ventil 33 kann dann von Hand eingestellt werden, wie es oben bezüglich der ersten Ausführung beschrieben ist, um die Einrichtung entweder mit der Annahmeöffnung 34 oder der Zurückweiungsüffnung 35 zu prüfen.

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Claims

( 1.^Einrichtung zum Feststellen von Leckagen in einem Werkstück, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum schnellen Auffüllen des Werkstückes auf einen vorgegebenen Druck, eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines dem Fülldruck angenähert gleichen' Prüfdruckes, nachdem das Auffüllen beendet ist, und einen Flußmesser zur Feststellung der Flußrate zum Werkstück, während der Prüfdruck aufrechterhalten wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufrechterhaltene Druck um ein Geringes niedriger als der Auffülldruck ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffülleinrichtunbj einen Füllregier enthält, die Prüf deckeinrichtung einen Prüfregler enthalt, der an den Flußmesser angeschlossen ist, daß ein Füll- und Prüf-Folgeventil zwischen dem Füllregler und dem Flußmesser und dem Werkstück angeschlossen ist, und daß ein einstellbarer Füllzeitgeber vorgesehen ist, der das Ventil aus einer ersten Stellung, in der es Flußreqler und Werkstück vorbindet, in eine zweite Stellung bewegt, in der es den Flußinessor mit dem Werkstück verbindet.

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4.Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füll-,Prüf- und Entlüftungs- Folgeventil zwischen Füll-und Prüf-Folgeventil und dem Werkstück vorgesehen ist, und weiter ein einstellbarer Füllzeittaktgeber, der durch den Füllzeitgeber betätigt wird, um das Füll-Prüf- und Entlüftungsventil zu verstellen von einer ersten Stellung, in der es das Füll- und Prüf- Folgeventil mit dem Werkstück verbindet, in eine zweite Stellung zur Entlüftung des Werkstückes, wobei das Werkstück aufgefüllt wird, bis der Füllzeit- Taktgebet das Füll- und Prüf-Folgeventil verstellt, und daß anschließend hieran geprüft wird, bis der Prüfzeittaktgeber das Füll- Prüf- und Entlüftungs-Folgeventil verstellt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Einrichtung versehen ist, die von der Ausschaltung des Prüfzeittaktgebers abhängig ist, um das Füll- und Prüf- Folgeventil zurück in seine erste Stellung zu stellen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem getrennten Ventil zwischen dem Flußmesser und dem Füll- und Prüf-Folgeventil versehen ist, das auf den Ablauf des Prüfzeittaktgebers anspricht, um den Flußmesser von dem zu entlüftenden Werkstück abzutrennen.

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7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flußmesser ein Laminarflußelement und einen damit verbundenen Differenzdruckübertrager enthält und weiter einen druckabhängigen Schalter, der in Abhängigkeit vom Ausgang
des Übertragers bewegbar ist, um die Annahme oder Zurückweisung des Werkstückes anzuzeigen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anzeigen der Annahme oder Zurückweisung zwei Lampen aufweist und weiter Mittel, die in Abhängigkeit von der Verstellung des druckabhängigen Schalters sind, um
eine der Lampen aufleuchten zu lassen und um die Mittel zum Auffüllen und zur Aufrechterhaltung des Druckes in ihre normale Bereitschaftsstellung für den nächsten Test zurückzuführen.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fülleinrichtung einen Füllregler enthält, der an das
Füll- und Prüffolgeventil angeschlossen ist, wobei die Einrichtung zur Aufrechterhaltung des Druckes einen Prüfregler enthält, der an «das Laminar— Strömungselement angeschlossen ist, dessen Ausgang am Füll- und Prüf- Folgeventil angeschlossen ist und das verstellbar ist zwischen einer ersten Stellung, in welcher der Füllregler mit dem Werkstück verbunden ist,

und einer zweiten Stellung, in der das Laminar- Flußelement mit dem Werkstück verbunden ist.

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10.Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Füll-,Test- und Entlüftungs-Folgeventil zwischen Füll- und Testfolgeventil und Werkstück, das verstellbar ist zwischen einer ersten Stellung, in der es einen Fluß vom Füll- und Test- Folgeventil zum Werkstück erlaubt, und einer zweiten Stellung zur Entlüftung des Werkstückes.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Druckzuführung zum Werkstück eine Stabilisierungskammer enthält, die mit den Füllmitteln verbunden ist, wobei Kammer und Werkstück gleichzeitig aufgefüllt werden, und daß eine Verbindung zwischen der Stabilisierungskammer und dem Werkstück vorgesehen ist, die den Flußmesser enthält.
12.Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichs- und Prüfventil zwischen der Stabilisierungskammer und dem Werkstück angeschlossen ist und mit diesem Ventil ein einstellbarer Ausgleichszeittaktgeber verbunden ist, um das Ventil nach einer vorgegebenen Zeit zu schließen, wobei die Verbindung zwischen der Stabilisierungskammer und dem Werkstück über den Flußmesser geht.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlüftungsventil für das System vorgesehen ist und ein einstellbarer Prüfzeittaktgeber, der nach vorgegebener Zeit das Ventil fcum Entlüften des Werkstückes öffnet.

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14.Einrichtung "nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Hochdruckfüllventil und eine Einrichtung zum Füllen der Kammer und des Werkstückes vor der Anlegung des Prüfdruckes, der um ein Geringes niedriger als der Hochdruckfülldruck ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Detektorkreis für große Leckagen in Querverbindung mit dem Ausgleich- und Prüfventil und ein Prüffüllventil in Reihe hiermit, weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Schließen des Prüf- Füllventiles und zur Inbetriebsetzung des Detektorkreises für große Leckagen nach dem Auffüllen von Kammer und Werkstück, jedoch vor dem Schließen des Ausgleich- und Prüfventiles, um relativ große Leckagen im Werkstück festzustellen»
16. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kalibrierungskreis, der am Ausgang des Flußdetektors angeschlossen ist, und der einstellbare Mündungen für die Vorwahl einer annehmbaren oder zurückzuweisenden Kalibrierungsleckage enthält, wobei ein Ventil zur Verbindung je einer der Mündungen mit dem Ausgang des Flußmessers vorgesehen ist.
17.Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch von Hand bedienbare Mittel zur Betätigung der Auffülleinridtung, durch Zeittaktgebermittel zur Betätigung der Druckhalteeinrichtung und Flußdetektormittel, die der Inbetriebsetzung der Auffülleinrichtung folgen.
18. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß von der Einstellung des Werkstückes an vorgegebener Stellung abhängige Mittel zur Inbetriebsetzung der Auffüllmittel vorgesehen sind, ferner Zeittaktgebermittel, die abhängig von der Inbetriebsetzung der Auffülleinrichtung sind, um der Reihe nach die Druckhaltemittel und den Flußmesser in Betrieb zu setzen und darauf das Werkstück entlüften und das System in seine Ausgangsbedingungen zurückführen.^,
19. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Signallampen zum Anzeigen der einzelnen Teile des Arbeitskreislaufes vorgesehen sind, wenn das Auffüllen fortschreitet, wenn der Leckagetest fortschreitet und ob das Werkstück annehmbar oder zurückzuweisen ist.
20.Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zeittaktgebermittel vorgesehen sind, welche die Dauer der Auffüll- und Prüfdrücke steuern und hierauf selbsttätig den Ausgang des Flußmessers an eine feste Mündung anschließen, die auf eine nicht-annehmbare Elußrate eingestellt ist, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Strömung von vorgegebener Dauer durch die Mündung erlauben, daß Mittel die Feststellung des Flußmessers der nicht -annehmbaren Leckagerate signalisieren, und daß Mittel, die auf die fehlerhafte Anzeige ansprechen, die Leckagedetektoreinrichtung abschalten.
2I.Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Peststellung einer nicht- annehmbaren Leckagerate einen druckabhangigen Schalter erhalten, wobei die Mittel zur Abschaltung der Einheit ein Relais enthalten, das nach einem vorgegebenen Zeitintervall nur betätigbar ist, wenn der druckabhangige Schalter betätigt ist.
22· Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fülleinrichtung einen Füllregler enthält und die Prüfdruckeinrichtung einen Regler einschließt, der mit dem Flußmesser verbunden ist, daß ein Füll- und Prüf-Folgeventil zwischen Füllregler und Flußmesser und Werkstück angeschlossen ist, daß die Zeitgebermittel einen einstellbaren Püllzeittaktgeber umfassen, der das Ventil von einer ersten Stellung, in der es den Füllregler mit dem Werkstück verbindet, in eine zweite Stellung bewegt, in der es|den Flußmesser mit dem Werkstück verbindet.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung versehen ist mit einem Füll-Prüf-und Entlüftungs-Folgeventil zwischen dem Füll- und Prüffolge^ ventil und dem Werkstück, wobei die Zeitgebermittel weiter einen einstellbaren Prüfzeittaktgeber aufweisen, der durch den Füllzeittaktgeber steuerbar ist für Verstellung des Füll- Prüf- und Entlüftungs-Folgeventiles von einer ersten Stellung, in der es das Füll- und Prüf-Folgeventil mit dem Werkstück verbindet, in eine zweite Stellung zur Entlüftung des Werkstückes, wobei das Werkstück aufgefüllt wird,bis der Füllzeittaktgeber das Füll- und Prüf-

Folgeventil verstellt, und das Werkstück hierauf geprüft wird, bis der Prüfzeittaktgeber das Füll- Prüf-und Entlüftungs-Folgeventil verstellt.
24.Einrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch weitere auf die genannte Feststellung ansprechende Mittel zur Wiedereinstellung der Einheit für die Prüfung eines weiteren Werkstückes.
25. Einrichtung nach Anspruch 24 weiter gekennzeichnet durch Mittel, welche die annehmbare oder zurückzuweisende Leckagerate in jedem Werkstück anzeigen und ebenso die Feststellung oder Nichtfeststellung der Mündungsleckagerate durch diese Einheit.

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