DE2312434A1

DE2312434A1 - Einrichtung zur dichtheitspruefung

Info

Publication number: DE2312434A1
Application number: DE2312434A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. R Antrag
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Gould Inc
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-03-13
Publication date: 1973-10-04
Also published as: JPS493680A; FR2175787A1; DE2312434B2; BE796763A; NL7303605A; GB1400694A; DE2312434C3; FR2175787B3; IT981394B; CA970630A; LU67212A1; US3813922A

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH 8 MDKCHEN

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN steinsdorfctraee 10

Dr. rer. nat. W. KÖRBER ·<ρβιΐ)·»66β* Dipl.-lng. J. SCHM.DT-EVERS ^ ^

PATENTANWÄLTE _αλ

Gould Inc.

1110 Highway

110 Mendota Heights (Minnesota) V.St.A.

Patentanmeldung

Einrichtung zur Dichtheitsprüfung

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen, mit denen die Unversehrtheit von Behälterabdichtungen geprüft werden kann und betrifft insbesondere die Prüfung von Behältern auf für Luft durchlässige Stellen.

Ein abschliessender Schritt bei der Fabrikation vieler Arten von Gegenständen ist das Verschliessen eines Behälters, der die äussere Umhüllung für den Gegenstand darstellt. Wenn ein nicht unversehrter Verschluß, d.h. die Möglichkeit eines Stofftränsports nach innen oder nach aussen, von Bedeutung für die weitere Verwendung des Gegenstandes ist, stellt irgendeine Methode zum Prüfen des Behälters auf mögliche Undichtigkeiten normalerweise einen Teil des Herstellungsvorgangs dar.

Bei einer Akkumulatorenbatterie mit flüssigem Elektroly-

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ten ist eine Undichtigkeit besonders störend. Bei den modernen Batterien werden häufig Kunststoffbehälter verwendet, die längs der die einzelnen Zellen voneinander trennenden und alle Zellen umschliessenden Linien verschweißt werden. Diese Batterien werden im allgemeinen auf sehneHäufenden Fabrxkatxonsstraßen zusammengebaut, und ihre Sehweißstellen müssen nicht nur schnell und zuverlässig, so'ndern auch mit hoher Empfindlichkeit auf Dichtheit geprüft werden, denn selbst "Mikro-Undichtigkeiten" mit Durchlässigkeitsraten in der Grössenordnung von 28 1/Std. (1,0 Standard Cubic Feet of Air per Hour) sind bei dem fertigen Erzeugnis unzulässig.

Einrichtungen für den Nachweis sehr kleiner Leckverluste waren bislang kostspielig und zur Verwendung bei der Fließbandproduktion nicht gut gesLgnet, während die robusteren Betriebsmeßgeräte nicht die für den Nachweis von Kleinstundichtigkeiten erforderliche Empfindlichkeit besitzen.

Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zu Grunde, eine mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit arbeitende Einrichtung für den Nachweis von Undichtigkeiten zu entwickeln, so daß selbst kleinste Undichtigkeiten feststellbar sind; d±>ei sollen die Anschaffungskosten niedrig und die Wartung leicht und wirtschaftlich durchzuführen sein. Ferner soll eine derartige Einrichtung mit Luft zum Nachweis etwaiger Undichtigkeiten arbeiten und aus handelsüblichen Bauteilen für Druckluftgerate zusammensetzbar sein.

Die fragliche Einrichtung soll schnell ansprechen und dabei in der Lage sein, Luftundichtigkeiten bis herab zu 3 1/Std? (0,1 SCFH) erkennen zu lassen.

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Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsieispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine schematische Übersicht über die erfindungsgemässe Einrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht der in Fig. 1 wiedergegebenen Einrichtung;

Fig. 3 ein Steuerungsdiagramm für die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeichneten Einrichtung.

Die beschriebene Ausfuhrungsform stellt keine Einschränkung dar. Die i&entansprüche sollen vielmehr auch alle Abwandlungen, Varianten und gleichartigen Ausführungen im Rahmen des Erfindungsgedankens umfassen.

Die Zeichnungen zeigen eine Einrichtung 10 gemäß der Erfindung zum Nachweis von Undichtigkeiten in Batteriegehäusen 11. Eine Druckluftquelle 12 ist über eine Leitung 13 an ein Verzweigungsstück IU angeschlossen, das sich zur Leitung 13 und zu den Zellen des Behälters 11 hin öffnet. Ein Druckregelventil 15 stabilisiert den Luftzustrom zu dem System, und bei der gezeichneten Anwendungsform er-

gibt ein Prüfdruck von ca. 0,14 kg/cm (ca. 2 psi) befriedigende Ergebnisse; dieser Druck wird mit dem Druckregelventil 15 eingestellt.

In die Leitung 13 sind bei dem Ausführungsbeispiel ein Absperrventil 16 und ein Strömungsmesser 17 mit einem Element 18 geschaltet, das aus einer Nullage gemäß der herrschenden Luftströmung auswandert; ein normalerweise abgeschalteter Detektor 20 ist so angeordnet, daß er auf

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die Auswanderung des Elements 18 aus dessen Nullage anspricht, und Betätigungssolenoide 19 bzw. 21 sind zum Betätigen des Ventils 16 bzw. Einschalten des Detektors 20 vorgesehen. Durch Erregen des Solenoids 19 wird das Ventil 16 geöffnet bis zu einem Zeitpunkt nach dem vollständigen Beaufschlagen des Behälters 11 mit Prüfdruck; eine weitere Strömung durch den Strömungsmesser 17 £ri±t dann nur auf, wenn Luft ersetzt werden^ muß, die aus dem Behälter abfließt. Wenn keine Undichtigkeit vorliegt, bleibt das Element 18 in der Stellung "Strömung Null", wenn der Behälter mit Prüfluft gefüllt ist. Dann werden die Solenoide 19 und 21 betätigt, um das Ventil zu schliessen und den Detektor 20 einzuschalten. Wenn keine Undichtigkeit vorliegt, "sieht" der Detektor nichts; besteht eine Undichtigkeit, so war das Element 18 ausgewandert, aber es kehrt beim Schliessen des Ventils 16 in die Stellung für "Strömung Null" zurück, und der Detektor 20 spricht an und erzeugt, da er zu diesem Zeitpunkt eingeschaltet ist, ein geeignetes Signal-.

Bei dem Strömungsmesser 17 handelt es sich vorzugsweise um ein Gerät, bei dem das Element 18 als Kugel ausgebildet ist, die sich in einem umgedrehten Hohlkegelstumpf 22 befindet, der von der nachgewiesenen Strömung von oben nach unten durchsetzt wird. Wenn keine Strömung besteht, ruht die Kugel am unteren Ende des Kegelstumpfs 22. Eine Luftströmung hebt die Kugel 18 in dem Kegelstumpf um eine Strecke empor, die dem Luftdurchsatz proportional ist, denn der Zwischenraum zwischen der Innenwand des l%elstumpfs und der Kugel nimmt zu, wenn die Kugel, getragen von der Luftströmung, gegen die Schwerkraft aufwärts bewegt wird. Durch Anwendung geeigneter Kugelgewichte und -grössen können sehr geringe Luftströmungen festgestellt werden. Das gezeichnete Meßgerät 17 ist handelsüblich; der Kugelstumpf 22 darin besteht aus Glas und ist in einem U-förmigen Block 23 angeordnet, in dem Durchlässe

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vorgesehen sind, die leicht mit der Leitung 13 verbunden werden können.

Bei dem Detektor 20 in der gezeichneten Einrichtung 10 handelt es sich um ein photoelektrisches Gerät mit einer Lampe 26 und einer photoelektrxschen Zelle 27, die an ein Relais 28 angeschlossen ist. Das Relais 28 spricht an, wenn der die Zelle 27 durchfliessende Strom unterbrochen wird, und die Zelle 27 und die Lampe 26 sind so angeordnet, daß die Kugel 18 in dem Strömungsmesser 17 das von der Lampe auf die Zelle fallende Licht und damit den Zellenstrom unterbricht, so daß das Relais 28 ausgelöst wird. Normalerweise geöffnete Kontakte 29 verhindern einen Ausgang aus dem Relais, aber wenn die Kontakte von dem Solenoid 21 geschlossen werden, steht das Relais-Signal zur Verfügung zum Auslösen eines Alarms oder einer automatischen Auswerfvorrichtung.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verbindet eine zweite Leitung 31 die Druckluftquelle 12 mit dem Behälter unter Umgehung des Ventils 16 und des Strömungsmessers 17, und ein von einem Solenoid 33 betätigtes Ladeventil 32 liegt in der Leitung 31. Da das Meßgerät 17 sehr kleine Strömungswerte anzeigen soll, wirkt es naturgemäß als Strömungsdrossel. Durch Öffnen des Ventils 32 läßt sich aber der Behälter 11 über die den Strömungsmesser 17 umgehende Leitung 31 sehr schnell auf Prüfdruck bringen.

Der Ablauf der Arbeitsschritte für einen gegebenen Prüfzyklus ist in Fig. 3 graphisch aufgezeichnet; zunächst werden danach die Solenoide 19, 33 betätigt, um die beiden Ventile 16, 32 zu öffnen. Das Ventil 32 wird nach Ablauf der kurzen Zeitspanne geschlossen, die für das Belasten des Behälters 11 mit Prüfdruck von etwa 0,15 kg/cm² ( 2 psi)

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unmittelbar durch die Leitung 3Ϊ erforderlich ist. Das Ventil 16 bleibt noch während einer weiteren kurzen Zeitspanne geöffnet, und wenn eine Undichtigkeit vorliegt, entsteht ein weiterer Zustrom von Luft in den Behälter durch das Meßgerät 17. Das Meßgerät 17 ist so ausgewählt und der Detektor 20 so angebracht, daß das Element 18.in Anzeigestellung auf den Schwellenwert für noch zulässige Undichtigkeit eines brauchbaren Behälters kommt und bei der Einrichtung 10 ist ein Schwellenwert des Durchsatzes von 6 1/Std. (0,2 SCFH) feststellbar. Dann wird das Ventil 16 geschlossen und das Solenoid 21 betätigt, um das Detektorrelais 28 einzuschalten. Sofern eine Undichtigkeit in Höhe des Schwellenwerts oder darüber bestand, wird das Element 18 erkennbar, wenn es zwischen der Lampe 26 und der Zelle 27 in seine Nullage zurückkehrt, und eine Alarmanlage beliebiger Art oder eine automatische Auswerfeinrichtung wird in diesem Fall durch das Relais 28 über die jetzt geschlossenen Kontakte 29 ausgelöst.

Der Fachmann erkennt, daß die Einrichtung 10 aus handelsüblichen Bauteilen besteht, die unter geringem Kostenaufwand einfach zusammengestellt werden können. Die Einrichtung arbeitet sehr genau und spricht mit hoher Empfindlichkeit auch auf kleinste Undichtigkeiten an und die praktisch einzige erforderliche Wartung ist der periodische Austausch der Lampe 26. Eine, geeignete zeitliche Steuerung der Einzelelemente der Anlage während eines Arbeitszyklus läßt sich manuell mit Hilfe eines sehr einfachen Schalterkreises vornehmen oder auch mit einer uirfängreich<g:een automatischen Steuerung.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

Einrichtung zur Dichtheitsprüfung, gekennzeichnet durch eine eine Druckluftquelle (12) mit einem auf Undichtigkeiten zu untersuchenden Behälter (11) verbindende Leitung (13), einen in die Leitung eingeschalteten Druckregler (15) zur Lieferung eines regulierten Luftdrucks aus der Druckluftquelle (12), ein Absperrventil (16) in der zum Beaufschlagen des Behälters (11) mit dem geregelten Luftdruck bestimmten Leitung, einen Luftströmungsmesser (17) in dieser Leitung mit einem nach Maßgabe der Luftströmung aus seiner Nullage auswandernden Element (18), einen normalerweise abgeschalteten, auf das Auswandern des Elements (18) um eine bestimmte Strecke aus der Nullage ansprechenden Detektor (20), und durch eine Einrichtung, die einerseits das Ventil (16) nach der Druckbeaufschlagung des Behälters (11) schließt, wenn eine weitere Luftströmung lediglich das Ergebnis einer Undichtigkeit sein kann und die andererseits den Detektor (20) einschaltet, so daß er auf das Element (18) anzusprechen vermag.

Einrichtung zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Leitung (31), die die Druckluftquelle (12) mit dem Behälter (11) verbindet und das Absperrventil (16) und den Strömungsmesser (17) umgeht, ein Ladeventil (32) in der zweiten Leitung (31), und durch eine Einrichtung zum Öffnen des Ladeventils (32)

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für eine schnelle Druckbeaufschlagung des Behälters (11) und anschliessendes Schliessen des Ladeventils (32), bevor das Absperrventil (16) geschlossen und der Detektor (20) eingeschaltet wird.

3. Einrichtung zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmesser (17) mit einem umgedrehten Hohlkegel (2 2) ausgestattet ist, und daß das Element (18) eine in dem Kegelstumpf (22) befindliche Kugel ist, die um ein Wegstück angehoben wird, das proportional der Höhe des Luftdurchsatzes durch den Strömungsmesser (17) zu dem Behälter (11) ist.

4. Einrichtung zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf (22) durchsichtig ist, und daß der Detektor (20) aus Lampe (26) und Photozelle (27) besteht, mit denen die Bewegung der Kugel (18) in ihre Nullage zurück festgestellt wird, wenn sie durch einen Luftstrom während der Öffnungszeit des Absperrventils (16) angehoben worden war.

^/ Der Patentanwalt

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