DE2201520B2 - Geraet zum feststellen von lecks an hohlen werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Feststellen von Lecks an hohlen Werksliicken, mit einer Fülleinrichtung

IU

Füllen des Werkstückhohlraumes mit einem ^!Un1 kinediumm das über ein von einem einstellbaren ^Wöuerten Füllzeitgeber gesteuertes Füll- und Prüf-' haltventil aus einer ersten Druckmediurnsquelle ^"^1SC· nt sowie mit einer bei konstantem Prüfdruck ein ^!US-k°feststellenden und messenden Prüfeinrichtung in '-^eC , _ej_nes Durchflußinessers, die nach der durch den rllzeitgeber ausgelösten Umschaltung des Füll- -nd p-f-Umschallventils während der Prüfzeitspanne in ι- dem Werkstück führenden Druckmediumsleitung

'^ie<f lche Geräte dienen zum Prüfen von Werkstücken, .. fe_rcn Verwertung eine gute Druckdichtheit Häßlich ist. Als Beispiele seien Transmissionsgehau-^Un Druckzylinder, mit Dichtstellen oder festen An- -^C _nlußöffnungen versehene Gehäuse unterschiedlicher Riuart u. dgl. genannt.

Ein bekanntes derartiges Leckprüfgerät (US-PS 27 71 769) ist mit nur einer Druckmediumsquelle

rsehen, die sowohl während des Abfüllens des Werkstücks mit Druckmedium als auch während des Meßvorganges mit dem zu prüfenden Werkstückhohlraum verbunden ist. Das Gerät weist nur ein Druckregelventil auf, durch das beim Füllvorgang das Druckmedium möglichst schnell in das Werkstück einzuströmen hat und das zum Aufrechterhalten eines genauen Prüfdruckes nicht geeignet ist. Das Gerät kann damit nur geringe Ansprüche an die Meßgenauigkeit erfüllen Außerdem weist es einen Durchflußmesse:· in Form eines einfachen Kugelströmungsmessers auf, der nicht in der Lage ist, ein genaues Ausgangssignal zu erzeugen, wie es zum Zwecke einer selbsttätigen Steuerung des Prüfvorganges erforderlich wäre.

Bei einer anderen Art von Leckprüfgeräten (US-PS 33 31 237) wird das Druckmedium in den Werkstückhohlraum eingefüllt und danach der Druckabfall in dem von der Druckmediumsquelle abgetrennten Werkstück gemessen Nachteilig ist dabei die lange Zeitspanne, die erforderlich ist, um festzustellen, ob die aus dem Werkstück austretende Leckströmung innerhalb der zulässigen Grenzen liegt. Dadurch sind solche Geräte für viele Anwendungszwecke, insbesondere für eine Automatisierung des Prüfvorgangs, ungeeignet. Em weiterer Nachteil liegt darin, daß ihre EmDfindlichkeit merklich von den Temperaturschwankungen zwischen einzelnen Werkstücken abhängt, die ihrerseits etwa durch Umgebungseinflüsse oder durch das eingegebene Druckmedium verursacht werden.

Ähnlich verhält es sich bei einem weiteren bekannten Leckprüfgerät (US-PS 34 65 562). Der Druckabfall in dem Werkstück wird über die Druckdifferenz festgestellt die sich in einer Druckmeßdose zwischen den beiden Seiten einer Membran ausbildet, von denen eine mit dem Werkstückhohlraum verbunden ist. Die Druckdifferenz lenkt die Membran aus, und die Auslenkung wird auf induktivem Wege gemessen, wobei das erzeugte Signal zur weiteren Auswertung noch umgeformt und verstärkt werden muß. Die eigentlich gesuchte Meßgröße, d.h., die aus dem Werkstück entweichende Leckströmung, wird über den mehrfachen Umweg über einen Druckabfall, über die mechanische Auslenkung einer Membran und über die dabei in einer Spule erzeugten Induktivitätsänderungen g_Cm»_rc._erl njese Messung ist umständlich, zeitraubend undTußerdem nicht sehr empfindlich, da es einer merklichen Druckdifferenz bedarf, um die Membran überhaupt auslenken zu können. Darüber hinaus ist die Messung instationär, da sich der auf die eine Seite der Membran einwirkende, von dem lecken Werkstück herrührende Druck fortwährend ändert. Aus diesem Grund ist das bekannte Gerät auch mit einer speziellen Stabilisierungseinrichtung versehen, die bei jedem Prülvorgang eine zeitraubende Stabilisierungsphase erforderlich macht. Das verwendete Meßgerät benötigt darüber hinaus eine Einrichtung zur Null-Punkt-Kompensation, und aus der Nichtlinearhät d?r Membranausienkung ergeben sich zusätzlich Eichprobleme.

Schließlich ist ein Leckanzeigegerät bekannt (DT-OS 20 16 067), bei dem zuerst ein Reservoir mit dem Druckmedium gefüllt und dann der Meßkreis von der Druckquelle abgetrennt wird. In einem nachfolgenden Meßvorgang wird das Reservoir über eine Durehflußmeßeinrichtung mit dem zu prüfenden Werkstück verbunden und die Strömung von dem Reservoir zu dem Werkstück gemessen. Damit weist auch dieses Gerät die oben erwähnten Nachteile der instationären Messung auf.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schnell und genau messendes und dabei aber für die Automatisierung des Prüfvorgangs geeignetes Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Prüfeinrichtung durch das Füll- und Prüf-Umschaltvcntil während der Prüfzeitspanne mit einer eigenen Prüfdruckmediumsquelle mit einem unter dem Fülldruck liegenden Prüfdruck eingangsseitig verbunden ist und daß zwischen dem Füll- und Prüf-Umschaltventil und dem Werkstück ein Prüf- und Entlüftungs-Umschaltventil liegt, das durch einen verzögerten Prüfzeitgeber gesteuert ist, der bei der Umschaltung des Füll- und Prüf-Umschaltventils durch den Füllzeitgeber auslösbar ist und durch den nach Ablauf der eingestellten Prüfzeitspanne das Prüf- und Entlüftungs-Umschaltventil selbsttätig in eine den Werkstückhohlraum entlastende und die Prüfeinrichtung ausgangsseilig absperrende Stellung überführbar ist.

Bei dem neuen Gerät ist die Größe des Lecks ohne eine Stabilisierungsphase meßbar. Der Wegfall der Stabilisierungsphase ermöglicht dabei die Prüfzeitvorgabe, was insbesondere bei Fließbandmessungen vorteilhaft ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 gekennzeichnet.

In der Zeichnung sind die Erfindung erläuternde Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. I ein an einer Wand befestigbares Leckprüfgerät in einer Vorderansicht,

Fig. 2 das Leckprüfgerät nach F i g. 1 in einer Seitenansicht,

F i g. 3 ein schematisches Flußdiagramm des Leckprüfgerätes nach Fig. 1,

Fig.4 einen Schaltplan der pneumatischen Ausrüstung des Leckprüfgerätes nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Schaltplan der elektrischen Ausrüstung des Leckprüfgerätes nach Fig. 1,

Fig. 6 ein Flußdiagramm einer anderen, zum Feststellen sehr kleiner Lecks geeigneten Ausführung eines Leckprüfgerätes,

Fig. 7 einen elektrischen Schaltplan zu einer weiteren, mit einer automatischen Eichkontrolle versehenen Ausführung eines Leckprüfgerätes und

Fig. 8 einen Teilausschnitt aus dem pneumatischen Schaltplan des Lcckprüfgeiätes nach F 1 g. 7.

Das Leckprüfgerät ist in Fi g. 1 mit 11 bezeichnet und enthält zwei an der Wand montierbare miteinander verbundene Schranke, wobei der eine Schrank die

22 Ol

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 Sehrankes sind in den Fi g. 1 und 2 ersichtlich, /.B. ein Dreiwegeabsperrventil 14, ein Filter 15 und ein pneumatischer Prüfanschluß 16, alle auf einer Seite der pneumatischen Einrichtung 12. Im Innern dieser Einheit sichtbar ist ein laminarer Durchflußmesser 17, dessen Wirkungsweise weiter unten beschrieben werden wird. Ein Differenzdruckübertrager 18 ist mit dem Durchflußmesser 17 verbunden.

Die Frontplatte 19 der elektrischen Baueinheit 13 hat eine Anzahl von Druckknopfschaltcrn und Anzeigelampen. Ein Hauptschalter 21 schallet den elektrischen Strom ab, wenn er offen ist. Dieser Schalter und ein Einschalter 22 liegen in Reihe mit dem CRM-Meisterrelais 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 zeigt an, daß die Füllung des Werkstückes fortschreitet, während win weißes Leckprüflicht 26 anzeigt, daß die Leckprüfung selbst in Gang ist. Ein grünes Annahmelicht 27 und ein rotes Zurückweisungs- jo licht 28 sind unterhalb des Lichtes 26 angeordnet, um die Annahme oder Zurückweisung des Werkstückes anzuzeigen.

Ein Wählschalter 29 ist vorgesehen, der, wenn er in Prüfstellung ist, ein grünes Licht 31 und in der Einstellung ein rotes Licht 32 aufleuchten läßt. Wenn er sich in der Prüfstellung befindet, wird die Leckprüfung in der normalen Weise durchgeführt. In der Eichstellung läßt er einen Teil des normalen Testes vorbeilaufcn und ermöglicht es dem Bedienungsmann, eine Prüfung des Gerätes selbst durchzuführen, um die Genauigkeit festzustellen.

Ein Eichsimulatorventil 33 ist unterhalb des Schalters 29 angeordnet und ebenfalls in F i g. 4 dargestellt. Dieses Ventil 33 ist zwischen drei Stellungen bewegbar, einer mittleren geschlossenen Stellung und einer linken und rechten Stellung, die den Ausgang des Durchflußmessers 17 mit einem von zwei Nadelventilen 34 und 35 (Fig.4) verbunden. Diese sind so eingestellt, daß sie entweder eine noch zulässige oder eine unzulässige Leckströmung simulieren.

Fig. 3 stellt ein Flußdiagramm des Lcckprüfgeräles dar und ist in Verbindung mit den Fig.4 und 5 zu verstehen, die das pneumatische und elektrische System zeigen. Ein Lufizuführungscinlaß 36 führt zum Haupt- y, luftabspcrrvcntil 14, an dessen Auslaß sich das Filter 15 befindet. Die Luft fließt dann durch einen Querwandanschluß 37 zu einem Haupt-Druckminderventil mit einem Meßgerät 39, das den llauptdiuek auf einen gegebenen Wert reduziert, clwa 2,4 Bar. Von da teilt sich die Luft in wi verschiedene Zweige auf, Sie wird zu einem Fiilldruckrcgler 41 mil Meßgerät 42 geführt, die den zum Auffüllen des Werkstücks 50 verwendeten Druck regulieren und an/eigen. In einer typischen Ausführung kann das ein Druck sein, der nur etwas über 1,4 Bar liegt, ι,ί Druckluft wird ebenfalls einem Prüfrcglcr 43 mit Meßgerät 44 zugeführt, in den laminat cn Duivlifliißmesser 17 versorgen, und einem Instruuu-nlendnickreglcr 45 mit Meßgerät 46. die einen Differenzdruckgeber 47 speisen. Der Durchflußmesser 17 und der Geber 47 bilden zusammen eine Durchströmungsprüfeinrichtung 48 (F i g. 3).Wie aus F i g. 4 ersichtlich, hat der Geber 47 Verbindungen zum Einlaß und Auslaß des Durchflußmesser 17 und zeugt sofort und stetig den von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Druckabfall an. Das Ausgangssignal des Gebers 47 kann sich je nach der Strömungsgeschwindigkeit im Durchflußmesser 17, beispielsweise zwischen 0,21 und I, 05 Bar, ändern und steuert die Stellung eines »Gut«/»Ausschuß«-Druckschalters 49, wobei der Schalter in der Stellung gehalten wird, wenn der Druck unterhalb eines vorgegebenen Betrages und in einer anderen Stellung, wenn er über diesem Betrag liegt.

Das Leckprüfgerät bewirkt zuerst eine Zufuhr von Druckluft vom Regler 41 zum Werkstück 50 und, nach einem vorgegebenen Zeitintervall, eine Zufuhr von Druckluft vom Regler 43 durch den laminaren Durchflußmesser 17, wobei der Druck vom Regler 43 leicht geringer ist als der vom Regler 41. Diese Folge, Füllung und Prüfung wird gesteuert durch ein Füll- und Prüf-Umschaltventil 51 mit zwei Verbindungen, eine über die Leitung 52 vom Regler 41 und die andere über die Leitung 53 vom Ausgang des Durchflußmessers 17. Ein solenoidbetätigtes Absperrventil 54 ist in die Leitung 53 eingefügt, um unerwünschte Druckstöße nach jeder Prüfung zu vermeiden.

Der Auslaß des Umschaltventils 51 führt über eine Leitung 55 zur Einlaßöffnung eines Prüf- und Entlüftungs-Umschaltventils 56, das seinerseits zum Prüfanschluß 16 für das Werkstück 50 führt. Das Ventil 56 ist umschaltbar zwischen einer ersten Stellung, in der Druckluft vom Ventil 51 zum Werkstück 50 gelangt, und einer zweiten Stellung, in der die Luft aus dem Werkstück ausgelassen wird.

Die Steuerung des Füll- und Prüf-Zeitintervalls enthält einen verzögernden Füllzeitgeber 2TO und einen verzögernden Prüfzeitgeber 3TO. Dieses sind übliche magnetbetätigte Schalter, die nach einem einstellbaren Zeitintervall schließen. Schaltet der Zeitgeber 2TO, so erregt er ein Relais 2CR, das dann den Stromkreis zu einem Elektromagneten 2 schließt, daß das Füll- und Prüf-Umschaltventil 51 steuert. Damit endet der Füllvorgang des Arbeitszyklus, während dem das Werkstück mit Druckluft gefüllt wird, und beginnt der Prüfvorgang, und zwar durch Umstellen des Ventils 51 von seiner oberen Stellung nach Fig.4 in seine untere Stellung. Der Prüfzeitgeber 3TO erregt, wenn ei schaltet, entweder ein Relais 4CR oder ein Relais 5CR Das öffnet den Stromkreis zum Relais \CR (siehe 1 .eilung 6 in F i g. 5), welches seinerseits den Stromkrci» zum Elektromagneten 1 öffnet, der das Ventil 56 steuert Das Ventil 56 kehrt dann in seine in Fig.4 dargestellte obere Stellung zurück und läßt den Druck aus den Werkstück entweichen.

Zum Starten eines Prüfvorganges von Hand wird cii Druckknopf 57 niedergedrückt, der den Stromkreis zu π Relais ICW schließt. Dabei schließt ein Haltekontak und der Stromkreis des Elektromagneten i, wobei da Ventil 56 in seine untere oder Füllstellung gemäß F i g. ■ gebracht wird. Das Absperrventil 54 wird ebenfalls ii seine Füllstellung gebracht. Druckluft fließt unmiltclba in das Werkstück 50, wobei der Druck durch den Regle 41 gesteuert wird. Der Füll/.citgeber 2TR schließt mn· einem vorgegebenen Intervall, das in Übereinstimmun mit der Größe des Werkstückes und der Zeil eingcstel wird, die nötig ist, um es vollständig zu füllen. D;i

Schließen des Füllzeitgebers 277? erregt das Relais 2CR, wodurch der Elektromagnet 2 veranlaßt wird, das Ventil 51 in seine untere Stellung in Fig.4 überzuführen. Dabei wird die Druckzufuhr vom Regler 41 unterbrochen und ein Einströmen von Druckluft von dem Durchflußmesser 17 zu dem Werkstück 50 ermöglicht.

Wie bereits gesagt, steht diese Druckluft unter einem etwas geringerem Druck als die vom Regler 41. Der Prüfzeitgeber 377? wird ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erregt und schließt nach einem vorgegebenen Zeitraum. Während dieses Zeitraums fühlt der Differenzdruckgeber 47 den Druckabfall in dem Durchflußmesser 17 und verstärkt ihn. Dieser Druckabfall ist proportional der Strömungsgeschwindigkeit, die seinerseits mit der Leckströmung im Werkstück sich ändert. Das verstärkte Ausgangssignal, beispielsweise ein Druck zwischen 0,2 uns 1,05 Bar wirkt auf den Druckschalter 46 ein, wie aus den Zeilen 16 und 18 in F i g. 5 ersichtlich. Wenn die Leckströmung innerhalb des zulässigen Bereiches liegt, führt ein Schließen von 3TR zur Erregung von 5CR, wobei der Stromkreis zu 4CR und ebenfalls der Stromkreis in der Zeile 6 von F i g. 5 geöffnet und damit das Relais IC/? und der Füllzeitgeber 2TR entregt werden. Das grüne Licht 27 leuchtet auf, und ein Bypaßkontakt um den Druckschalter 49 hält diese Beleuchtung aufrecht. Das Relais 5CR kann ebenfalls Kontakte in einem getrennten Stromkreis 60 schließen, der, wenn gewünscht, andere Anzeige-, Aufzeichnungsund Betätigungsvorrichtungen steuern kann.

Wenn das festgestellte Leck über dem zulässigen Wert liegt, wird der Druckschalter 49 umgestellt und bewirkt beim Schalten des Zeitgebers 3 TR die Erregung des Relais 4CR. Dabei wird auch der Stromkreis nach Zeile 6 in F i g. 5 geöffnet, unterbricht die Versorgung des Relais ICT? und öffnet den Zeitgeber 277?. Die rote Anzeigeleuchte 28 leuchtet auf, und ein zusätzlicher Stromkreis 61, beispielsweise für eine geeignete Anzeige-, Speicher- oder Betätigungseinrichtung, wird geschlossen.

Zusätzlich zu den roten und grünen Signalleuchten, die den »Ausschuß«- bzw. »Gut«-Zustand des Prüfstükkes anzeigen, kann ein an den Ausgang des Differenzdruckverstärkers 47 anzuschließender Durchflußmesser

62 (F i g. 4) vorgesehen werden.

Beim Entregen des Relais IC/? werden die Ventile 54 und 56 in ihre oberen Stellungen (vgl. Fig.4) zurückgeführt. Dabei entweicht der Druck aus dem Werkstück 50, und gleichzeitig wird der Durchflußmesser 17 vom Werkstück abgetrennt, damit in ihm kein plötzlicher Druckstoß erscheint. Beim öffnen des Zeitgebers 2TR kann das Umschaltventil 51 in seine obere Stellung gelangen und verbindet somit wieder die Leitung 55 mit dem Fülldruckregler 41, womit das Leckprüfgerät für den nächsten Arbeitsgang bereit ist.

Bei automatischen Montagestraßen kann es wünschenswert sein, die einzelnen Werkstücke nicht von Hand, sondern selbsttätig zu prüfen. Zu diesem Zweck ist ein in den Zeilen 4 und 5 von Fig. 5 dargestellter Stromkreis vorgesehen, der einen Endschalter 63 aufweist, welcher jedesmal geschlossen wird, wenn ein Teil an eine bestimmte Stelle gelangt. Der Endschalter

63 erregt dabei des Relais IC/? und den Zeitgeber 2TR und setzt den Ftlllvorgang und den Prüfvorgang des oben beschriebenen Arbeitszyklus in Gang. Allerdings wird das Relais ICV? nicht durch die Relais 4CR oder 5CR entregt, sondern durch das öffnen des Zeitgebers 177? mich einem in Abhängigkeit von dem Bcwcgungstakt des Werkstückes gewühlten Zeitintervall.

Es kann wünschenswert sein, von Zeit zu Zeit nachzuprüfen, ob das Leckprüfgerät ordnungsgemäß mißt und die zulässigen und unzulässigen Leckströme richtig anzeigt. Um diese Prüfung durchzuführen, wird der Wählschalter 29 von seiner »Prüf«- zu seiner »Eich«-Stellung umgelegt (vgl. Zeile 11 in F i g..')). Dabei geht die Anzeigeleuchte 31 aus, und es wird das Relais 3CR entregt, wodurch die Anzeigeleuchte 32 aufleuchtet und die beiden Zweige des Schalters 49 betriebsbereit werden. Das Simulierventil 33 wird dann von Hand so eingestellt, daß entweder das »Gut«-Ventil 34 oder das »Ausschuß«-Ventil 35 mit dem Auslaß des Durchflußmessers 17 verbunden wird. Wie erwähnt, ist das Ventil 34 so eingestellt, daß der Durchfluß geringfügig kleiner als die zulässige Leckströmung ist und das Ventil 35 so, daß die Durchströmung geringfügig darüber liegt. Somit leuchtet in Abhängigkeit von der Stellung des Simulierventils 33 entweder die »Ausschuß«-Lampe 28 oder die »Gut«-Lampe 27, wenn das Gerät in Ordnung ist, auf.

Das in F i g. 6 dargestellte Flußdiagramm entspricht einer anderen Ausführung des Leckprüfgeräts, das zum Feststellen sehr kleiner Leckströme geeignet ist. Diese Ausführung entspricht in den Grundgedanken dem vorbeschriebenen Leckprüfgerät, beispielsweise indem ein Werkstück 101 bis zu einem vorgegebenen Druckwert schnell vorgefüllt wird und danach der Leckstrom mittels eines Durchflußmessers 102 — im vorliegenden Falle eines elektronischen Mikroströmungs-Meßgeräts, das einen Differentialdruckgeber, der die Ausgangssignale eines Durchflußmessers mißt und verstärkt und ein Strömungssignal abgibt, einschließt — gemessen wird.

Das Gerät schließt einen Hochdruckeinlaß 103 für die Druckluftversorgung ein, der über ein Haupt-Absperrventil 104 und ein Filter 105 zu einem Haupit-Druckminderventil 106 mir. Meßgerät 107 führt. Das Druckminderventil 106 ist sowohl an einen Hochdruck-Füllungsregler 108 mit Meßgerät 109 als auch an einer Prüfregler 111 mit Meßgerät 112 angeschlossen. Det Füllungsregler 108 kann beispielsweise so ausgelegt werden, daß er einen Auslaßdruck von etwa 28 Bar aufweist und der Prüfregler einen Auslaßdiruck vor etwa 25 Bar. Die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erhöhten hier angewendeten Drucke ermöglichen es, relativ kleine Lecks anzuzeigen.

Die Regler 108 und 111 sind mit einem Hochdruck Füllventil 11 bzw. mit einem Prüffüllventil i1< verbunden. Das öffnen und Schließen des Ventils 11; wird durch einen einstellbaren Hochdruck-Füll;ccitgcbei 115 gesteuert, während das Ventil 114 durch einer einstellbaren Prüfzeitgeber 116 gesteuert wird.

Die Auslässe dieser Ventile sind über eine Leitung li; und ein Ausgleichs- und Prüf-Umschaltventil 118 mi

5S einem Prüftcil-Anschluß 119 verbunden, an welchen eir zu prüfendes Werkstück 101 angeschlossen ist. Ein« Abzweigung 121 der Leitung 117 führt zu eine Temperatur- und Volumen-Ausgleichskammer 122 deren Verwendung weiter unten erklärt wird. Eini

ω Leitung 123 führt von dieser Kammer 122 zu der da Ventil 118 mit dem Anschluß 119 verbindenden Leituni 124. In die Leitung 123 ist ein elektronische Mikroströmungs-Mcßsystcm 102 eingefügt, was wii bereits erwähnt einen Durchflußmesser und cinci

()■> Differcntinldruckgcbcr, der das Ausgangssignal de DurchflulJmesscrs zu einem Strömungssignal vcrslärki enthüll.
Ein einstellbarer Ausgleichs-Zcitgebcr 125 ist an da

Ausgleichs- und Prüf-Umschaltventil 118 angeschlossen und ein Prüfzeitgeber 126 steuert ein von der Leitung 124 abzweigendes Anlagen-Entlüftungsventil 127. Diese Zeitgeber steuern den Betrieb des Leckprüfgerätes in einer noch zu beschreibenden Weise. Eine Grob-Leckprüfeinrichtung 128 ist über das Prüffüllventil 114 und das Umschaltventil 118 an den Prüfkreislauf angeschlossen. Diese Gtob-Leckprüfeinrichtung kann ein Differenzdruckmesser konventioneller Bauart sein, der in der Lage ist, relativ große Leckströme zu messen.

Beim Betrieb des Geräts gemäß F i g. 6 ist anfangs das Ausgleichs- und Prüf-Umschaltventil 1118 geöffnet. Das Hochdruck-Füllventil 113 wird durch den Zeitgeber 115 geöffnet und gibt den Durchfluß für die unter hohem Druck stehende Druckluft in das Werkstück 101 und in die Kammer 122 frei. Nach einer vorbestimmten Zeit wird das Hochdruck-Füllventil 113 wieder geschlossen und das Prüffüllventil 114 geöffnet, um den Druck in dem Werkstück 101 und in der Kammer 122 auszugleichen. Es sei erwähnt, das irgendwelche auf Drucksschwankungen beruhende Temperaturschwankungen gleichermaßen im Werkstück und in der Kammer 122 auftreten, so daß von Temperaturschwankungen herrührende Ungenauigkeiten vollkommen ausgeglichen werden.

Die Grob-Leckprüf einrichtung 128 wird nun durch kurzzeitiges Schließen des Ventils 114 betätigt, um nachzuprüfen, ob größere Lecks in dem Werkstück auftreten. Wenn dem so ist, kann auf den Ausgleich der Prüfeinrichtung verzichtet werden. Wenn aber größere Lecks nicht vorhanden sind, wird das Ventil 114 geöffnet, und das Ausgleichs- und Prüf-Umschaltventil 118 geschlossen, so daß jedes im Werkstück 101 vorhandene Leck durch das elektronische Mikroströmungs-Durchflußmeßgerät festgestellt werden kann. Wegen des vollkommen ausgeglichenen Zustands, in den das Prüfgerät versetzt wird bevor das Durchflußmeßgerät 102 zwischen die Kammer 122 und das Werkstück 101 geschaltet wird, zeigt das Prüfgerät auch extrem kleine Leckströmungen schnell und genau an. Ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Ausgang des vorliegenden Leckprüfgerätes mit einem Einstell- und Bezugs-Durchflußmesser 129 und mit einer »Gut«- oder »Ausschuß«-Anzeige verbunden werden. Falls gewünscht, kann auch eine Eichschaltung 132 in das Leckprüfgerät angeschlossen werden.

Das in den F i g. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel des Leckprüfgerätes ist dem der Fig. 1 bis 5 ähnlich, es ist aber zusätzlich mit einer automatischen Eichkontrolle ausgerüstet, die nach jeder Prüfung eines Werkstücks feststellt, ob die Anlage ordnungsgemäß arbeitet. Die automatische Eichkontroll-Einrichtung besteht aus einer an den Auslaß des Umschaltventils 56 angeschlossenen und parallel zu dem Prüfanschluß 16 geschalteten verstellbaren Drosselblendc 201. Ein zu der Blende 201 führender Zweigkanal 202 führt durch ein normalerweise geschlossenes magnetbetätigtes Zwciwcgvcntil 203 hindurch. Der Aufbau ist so ausgeführt, daß bei Beendigung der Leckprüfung eines jeden Werkstücks 50, anstatt daß das LcckprüfgcriU zum Prüfen des nächsten Werkstücks eingerichtet wird, das Ventil 203 geöffnet wird und den Auslaß des Umschaitvcntils 56 mit der Blende 201 verbindet. Diese Blende 201 wird geringfügig weiter geöffnet eingestellt, als es der maximal zulässigen Leckströmung entspricht. Am Ende eines vorgegebenen Zeitintervall wird automatisch nachgeprüft, ob das Leckprüfgciirt diese Leckströmung als unzulässig groß festgestellt hat. Wenn dies der Fall ist, liefert die automatische Eichkontrolle ein »O.K.«-Signal, und das Leckprüfgerät wird wieder für die Prüfung des nächsten Werkstückes eingerichtet. Wenn die Überprüfung aber ein anderes Ergebnis ergibt, liefert die automatische Eichkontrolle ein »Fehler«-Signal und setzt das Leckprüfgerät still, so daß es keine weiteren Leckprüfungen vornehmen kann, bevor der Fehler nicht behoben ist.

ίο In F i g. 7 ist der elektrische Schaltplan des Leckprüfgerätes mit automatischer Eichkontrolle dargestellt. Der größte Teil dieses Schaltplans entspricht dem von Fig.5, und seine Wirkungsweise muß deshalb nicht nochmals beschrieben werden. Es genügt zu sagen, daß der Start-, der Füll- und der Prüfvorgang des Arbeitszyklus wie vorbeschrieben durchgeführt werden. Zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.7 und 8, soweit es die selbsttätige Eichkontrolle anbelangt, soll nun an dem Punkt begonnen werden, an dem der Prüfzeitgeber 377? schließt. Der Differenzdruckgeber 47 hatte den Druckverlust des Durchflußmessers 17 laufend gemessen und verstärkt. Das verstärkte Ausgangssignal des Differenzdruckgebers 47 betätigt einen Schalter 204, ein normalerweise geöffneter druckbetätigter Schalter. Unabhängig davon, ob die Leckströmung des Werkstücks 50 im zulässigen oder unzulässigen Bereich liegt (Schalter 204 geschlossen bzw. geöffnet), wird beim Schließen des Zeitgebers 3TR entweder das Relais 4CR oder das Relais 5CR angeregt. Diese Relais regen ihrerseits eine den »Betriebs«-Zustand der Eichkontrolle anzeigende weiße Leuchte 205, ein Relais 7CR und den normalerweise geöffneten zeitverzögerten Geber 4 TR an. Durch die Anregung des Relais 7CR wird der Stromkreis gemäß Zeile 24 geschlossen und regt einen in Zeile 34 enthaltenen Elektromagneten 4 an, welcher das Eichkontrollventil 203 in seine geöffnete Stellung bringt. Danach wird das Umschaltventil 56 mit der Blende 201 verbunden.

Am Ende des von dem Zeitgeber ATR gesteuerten

Zeitintervalls schließt der Geber. Während dieses Zeitintervalls reagiert der druckbetätigte Schalter 204

auf das verstärkte Ausgangssignal des Druckgebers 47.

Wenn das Prüfgerät einwandfrei funktioniert, schließt der Schalter 204 und regt das Relais 6CR an.

Dementsprechend bewirkt das Schließen des Zeitgebers

4 TR die Anregung eines Relais SCR in Zeile 24. Die

»O.K.«-Leuchte 206 der Eichkontrolle wird ebenfalls angeregt. Zusätzlich zum Schließen eines Überbrük-

kungskontaktes für den Zeitschalter 4TR in Zeile 25 und

so dem öffnen des Stromkreises für ein Relais 9CW in Zeile

26 öffnet das Relais 8CR Kontakte in den Zeilen 6 und 10, womit die gesamte Leckprüfeinrichtung zum Prüfen

des nächsten Werkstückes eingerichtet wird. Ein

zusätzlicher Stromkreis 207 in Zeile 35 kann für irgendwelche andere gewünschte Zwecke vorgesehen

werden, beispielsweise um entlang der Montagestraße

sich bewegende Teile anzuzeigen oder zu steuern.

Sollte das Gerät dermaßen gestört sein, daß dci druckbetätigte Schalter 204 nach dem Öffnen de! Ventils 203 nicht schließt, wird beim Schließer, de! Zeitgebers 4TR das Relais 9CR und die »Fehler«-An/.ci gcleuchtc 208 der Eichkontrolle angeregt. Die Klemmer des Relais 9CR in Zeile 6 werden geöffnet und bewirker durch das Entrcgcn des Relais ICR, daß das Ventil 56 ii seine »Entlccrw-Stcllung verschoben wird. Dus Rclan 8CR wird abgeschaltet und der Zeitgeber 4T/ überbrückt, so daß das Relais 9CR ungcrcgt bleibt un< die Leckprüfeinrichtung nicht in der Lage ist, weitere

Werkstücke zu prüfen, bis sie von Hand zurückgestellt und der Fehler behoben worden ist. Ein zusätzlicher, durch Anregen des Relais 9CR gesteuerter Stromkreis 209 kann vorgesehen werden.

Es sei bemerkt, daß der Aufbau des Geräts so vorgesehen ist, daß die automatische Eichkontrolle sowohl bei von Hand geststarteten Werkstückvorgängen wie auch bei durch den Endschalter 63 gesteuerten Prüfungen durchgeführt wird. Außerdem kann das

Leckprüfgerät durch Umstellen des Schalters 29 in die »Eich«-Stellung für die handbetätigte Eichkontrolle umgeschaltet werden. Dabei wird das Relais 3CR entregt und der Schalter 204 betriebsbereit gemacht Das Ventil 33 kann, wie oben im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert, von Hand umgestellt werden, um das Prüfgerät entweder mit dem »Gut«-Ventil 34 oder mit dem »Ausschuß«-Ventil 35 zu überprüfen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

1. Patentansprüche:

   !. Gerät zum Feststellen von Lecks an hohlen Werkstücken, mit einer Fülleinrichtung zum Füllen des Werkstückhohlraumes mit einem Druckmedium, ϊ das über ein von einem einstellbaren ver/i vn Füllzeitgeber gesteuertes Füll- und Prüf-Un ,,iltventil aus einer ersten Druckmediumsquclle zuströmt, sowie mit einer bei konstantem Prüfdruck ein Leck feststellenden und messenden Prüfeinrichtung in Gestalt eines Durchflußmessers, die nach der durch den Füllzeitgcber ausgelösten Umschaltung des Füll- und Prüf-Umschaltventils während der Prüfzeitspanne in der zu dem Werkstück führenden Druckmediumsleitung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung (17, 47) durch das Füll- und Prüf-LJmschaltventil (51) während der Prüfzeitspanne mit einer eigenen Prüfdruckmediumsquelle (43) mil einem unter dem Fülldruck liegenden Prüfdruck eingangsseitig verbunden ist und daß zwischen dem Füll- und Prüf-Umschaltventil (51) und dem Werkstück (50) ein Prüf- und Entlüftungs-Umschaltventil (56) liegt, das durch einen verzögerten Prüfzeitgeber (3 TR) gesteuert ist. der bei der Umschaltung des Füll- und Prüf-Umschaltventils (51) durch den Füllzeitgeber (2TR) auslösbar ist und durch den nach Ablauf der eingestellten Prüfzeitspanne das Prüf- und Entlüftungs-Umschaltventil (56) selbsttätig in eine den Werkstückhohlraum entlastende und die Prüfeinrichtung (17, 47) ausgangsseitig absperrende Stellung überführbar ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Durchflußmesser (17) und dem Füll- und Prüf-Umschaltventil (51) ein durch den Prüfzeitgeber (3TR) nach Ablauf der Prüfzeit betätigtes und dabei den Durchflußmesser (17) von dem Werkstück (50) abtrennendes Absperrventil (54) angeordnet ist.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser (17) als ein mit einem verstärkenden Differenzdruckgeber (47) versehenens laminares Strömungsmeßglied ausgebildet ist und daß der Differenzdruckgeber (47) mit einem in Abhängigkeit von dessen Ausgangssignal zulässige bzw. unzulässige Leckströmungsgrößen im Werkstück (50) anzeigenden Druckschalter (59) verbunden ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das elektrische Ausgangssignal des Druckschalters (49) wechselweise zwei Anzeigeleuchten (27,28) erregbar und über Schalteinrichtungen (5CR, 4CR, ICR, 2TR) das Gerät (11) in seinen Ausgangszustand überführbar ist.
5. 5. Gerät nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmediumsquelle einen mit einer Druckluftversorgung verbundenen Fülldruckregler (41) und die zweite Druckmediumsquelle einen mit der Druckluftversorgung verbundenen Prüfdruckregler (43) aufweisen.
6. 6. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Druckmediumsquelle (108, 111) mit einer gleichzeitig mit dem Werkstück (101) auffüllbaren Ausglcichskammer (122) verbunden b5 sind und daß der Durchflußmesser (102) in einer die Ausgleichskammer (122) mit dem Werkstückanschluß (119) verbindenden Leitung liegt.
7. 7. Gerät nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auslgeichskammer (122) und dem Werkstückanschluß (199) ein Ausgleichs- und Prüf-Umschaltventil (118) liegt, das durch einen einstellbaren verzögernden Ausgleichs/eitgeber (i25) gesteuert und durch diesen nach Ablauf der eingestellten Ausgleichszeit selbsttätig in eine die Ausgleichskammer (122) über den Durchflußmesser (102) mit dem Werkstückanschluß (118) verbindende Siellung überführbar ist.
8. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichs- und Prüf-Umschaltventil (118) über das Füll- und Prüf-Umschaltventil (114) mit dem Fülldruckregler (111) und parallel damit zu einer Grob-Leck-Prüfeinrichtung (128) verbunden ist und daß es durch einen einstellbaren Auslgeichszeitgeber (125) nach Ablauf der Füllzeit für die Ausgleichskammer (122) und das Werkstück (101) selbsttätig in eine Stellung überführbar ist, in der das Werkstück (101) mit der Grob-Leck-Prüfeinrichtung (128) verbunden ist.
9. 9. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Durchflußmessers (17) an ein Eichventil (33) angeschlossen ist, durch das er wechselweise mit zwei einstellbaren Drosselventilen (34, 35) verbindbar ist, und daß mit einem dieser Drosselventile (34) ein noch zulässiger und mit dem anderen Drosselventil (35) ein nicht mehr zulässiger Leckstrom simulierbar ist.
10. 10. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Steuer- und Zeitgebereinrichtungen (63, 1 TR) aufweist, durch die der Füll- und Prüfvorgang, nachdem das Werkstück (50) eine vorgegebene Stellung eingenommen hat, selbsttätig ausgelöst und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne beendet wird.
11. 11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Steuer- und Zeitgebereinrichtungen (4CR, 5CR, 7CR; 4TR) aufweist, durch die nach Ablauf der vorgegebenen Füll- und Prüfzeit der Aussgang des Durchflußmessers (17) selbsttätig mit einer auf eine geringfügig zu hohe Leckströmung eingestellten Drosselblende (201) verbunden und bei fehlerhafter Anzeige dieser Leckströmung das Gerät (11) ausgeschaltet wird.
12. 12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen einen Druckschalter (204) sowie ein Relais (9CR) aufweisen, das bei nicht betätigtem Druckschalter (204) nicht entregt werden kann und dabei eine Rückführung des Geräts (11) in den Ausgangszustand verhindert.
13. 13. Gerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Steuereinrichtungen (SCR) versehen ist, durch die es bei einwandfreier Anzeige der Leckströmung in den Ausgangzustand rürkführbar ist.
14. 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Anzeigeleuchten für zulässige und unzulässige Leckströme (27, 28) sowie für einen einwandfreien und einen nicht einwandfreien Gerätezustand (206,208) versehen ist.