DE2312434B2 - Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern - Google Patents

Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichligkcitsprüfung von Behältern, bei dem der Behälter durch zwei Leitungen mit einer Druckmediumquelle mit Druckregler verbunden ist, wobei in einer Leitung ein Luftströmungsdetektor und ein Absperrventil und in der anderen, der Umgehungsleitung zum Dctekior, ein Absperrventil angeordnet ist, bei dem die Druckluftquellc einen konstanten Druck liefert.
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 Stoffiransports 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 Herstcllvorgangesdar.
Bei einer Akkumulatorenbatterie mit flüssigem Elektrolyten ist eine Undichtigkeit besonders störend. Bei den modernen Batterien werden häufig Kunststoffbehälter verwendet, die längs der die einzelnen /eilen voneinander trennenden und alle Zellen umsi hließcnden Linien verschweißt werden. Diese Batterien werden im allgemeinen auf schnellaufenden Fabrikationsstraßen zusammengebaut, und ihre Schweißstellen müssen nicht nur schnell und zuverlässig, sondern auch mit hoher Empfindlichkeit auf Dichtheit geprüft werden, denn selbst Undichtigkeiten mit Durchlässigkcilsratcn in der Größenordnung von 28 I/Std. sind bei dem fertigen Erzeugnis unzulässig.
Einrichtungen für den Nachweis sehr kleiner Leckverluste waren bislang kostspielig und zur Verwendung , bei der Fließbandproduktion nicht gut geeignet, währpnd die robusteren Betriebsmeßgeräte nicht die für den Nachweis von Kleinstundichtigkeiten erforderliche Empfindlichkeit besitzen.
Das eingangs genannte Verfahren ist aus der DE-OS
in 20 16 076 bekannt. Bei diesem Gerät ist an die Druckmediumleitung, bevor sie sich in zwei Leitungsstränge verzweigt, ein Hilfsbehälter angeschlossen, der in allen Daten dem zu prüfenden Behälter entspricht, jedoch auf einwandfreien Zustand vor seinem Einbau
ir» untersucht wurde. Die beiden Leitungsstränge, die zum zu prüfenden Behälter führen, sind einmal mit einem Absperrventil bzw. mit einem Strömungsmesser und einem Absperrventil ausgerüstet. Vordem Anschluß für den Hilfsbehälter ist die Druckmediumleitung mit einem
id weiteren Absperrventil ausgerüstet, so daß der Prüfkreis von der DruckmitleJquelle gelrenn! werden kann, wenn der zu prüfende Behälter wie vor aufgeladen ist. Fehlentscheidungen, die von eventuellen Druckschwankungen in der Druckmittelquelle herrühren könnten,
.·/-, sollen hierdurch ausgeschaltet werden. Sinkt der Druck im zu prüfenden Behälter durch ein Leck, so erfolgt ein Druckmittelnachschub aus dem Hilfsbehälter, und am Strömungsmesser tritt eine Strömung auf, die ein Indiz für ein Leck im zu prüfenden Behälter ist.
«ι Diese Anordnung benötigt einen zusätzlichen, sorgfältig zu prüfenden und laufend zu kontrollierenden Behälter mit den dafür erforderlichen Anschlüssen, und der Bedarf an Druckmedium ist sehr hoch, da beide Behälter — sowohl der Hilfsbehälter als auch der zu
ι. prüfende Behälter — nach Durchführung der Untersuchung in die Atmosphäre abgeblasen werden. Außerdem sind bei Änderungen der zu prüfenden Behälter auch die Hilfsbehälter auszuwechseln, da zu prüfender Behälter und Hilfsbehälter genau gleich sein müssen.
•.(ι Weiterhin ist eine Einrichlung zur Leckprüfung, bei der der zu prüfende Behälter mit einer Driickqucllc durch zwei Leitungen verbunden ist, bekannt (DE-C)S 17 73 148). In einer der beiden Leitungen ist ein Ventil und in der anderen ein Durchflußdetektor mit einem
ii thermischen Strömungsfehler vorgesehen. In Keine mit dem Durchflußdelcktor ist ein Absperrventil ungeordnet, das geschlossen gehalten wird, wenn der zu prüfende Behälter über die zweite Leitung mit hierzu offenem Ventil von der Druckquclle her aufgeladen
■(ι wird. Dadurch soll der Durchflußdctcktor von schädlichen Druckstößen geschürzt werden. Sobald der Behälter aufgeladen ist, wird das Absperrventil in der ersten Leitung geschlossen und das in der zweiten Leitung geöffnet, so daß der Dclcktor eine eventuelle
■Ι Mediumströmung anzeigen kann, die auftritt, wenn der Behälter undicht ist. Diese Anordnung führt auch zu einer Strömlingsanzeige, wenn der Druck in der Druckquelle schwankt, ohne daß der zu prüfende Behälter selbst defekt ist. Diese bekannte Anordnung
'M> kann auf diese Weise zu Fehlentscheidungen führen.
Dieses Gerät wcisl noch eine andere Quelle für Fchlinterpreticrungen auf. Sie arbeitet mit thermischen Strömungsfühler!) und einer aufwendigen elektrischen Schaltung. Infolgedessen können auch Tempcralurän-
ι·ί dcrungen des Druckmediums zu Falschanz.cigen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Prüfverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen bei dem die genannten Fehlerquellen ausgeschaltet sind.
das ohne Vergleichsmessung auskommt und von Druckschwankungen bei Reihenmessungen unabhängig ist. wobei die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens einfach im Aufbau und leicht bedienbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als erster Schritt des Prüfungsverfahrens die Absperrventile in beiden Leitungen geöffnet sind, bis der zu prüfende Behälter im wesentlichen auf den Druck hinter dem Druckregler aufgeladen ist. worauf das Absperrventil in der Umgehungsleitung und anschließend nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne auch das Ventil in der Detektorleitung geschlossen und ein Detektorrelais eingeschaltet wird, worauf das in seine Ruhelage zurückkehrende Detektorelement den Anzeige- bzw. Schaltimpuls für eine Auswerfvorrichtung für schadhafte Behälter über das Detektorrelais abgibt.
Der Strömungsdelektor spricht nach Schließen der direkten Aufladcleitung und Öffnen des Absperrventils in der Detektorleitung im Falle einer Leckage im zu prüfenden Behälter an, weil dann Druckmedium von der DruL-kquelle zum y.u prüfenden Behälter strömt. Ob der Detektor angesprochen hat, zeigt sich dann nach Schließung des Ventils in der Detektorleitung, weil dann die von der Druckmediumströmung emporgetragenc Kugel wieder in ihre Nullagc zurückfällt und beim Passieren des Lichtstrahls des gleichzeitig mit dem Schließen des Ventils eingeschalteten Detektorrelais den Schallimpuls für die Fehleranzeige oder für eine Auswerfeinrichtung abgibt.
Da bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren ein Leck nur angezeigt wird, wenn es eine Mindestgröße übersteigt, führen eventuelle Druckschwankungen, die durch die eingeschalteten Druckregler ohnehin weitgehend vorn Prüfkreis ferngehalten werden, nicht mehr zu Fehlentscheidungen: während der Mcßan/cige ist die Verbindung /ur Driickquclle unterbrochen, d. h. die Zuverlässigkeit der Anzeigen wird erhöhl, und durch Fortfall des Hilfsbehälter* wird die Prüfeinrichtung insgesamt wesentlich vereinfacht. Trotzdem spricht sie schnell an und läßt l.ufuindiehtigkeiteri bis herab zu i 1/Std. erkennen.
Die Ausbildung der Hinrichtung isi in den Unteransprüchcn gekennzeichnet.
Nachstehend die Beschreibung eines Ausführungsbcispicls der Hrfindung anhand der Zeichnungen, die folgendes darstellen:
Fig. I eine schematischc Übersicht über die Dichtigkeitsprüf einrichtung;
Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht der in Fig. I wiedergegebenen Hinrichtung;
Fig. 3 ein Stciicrungsdiagramm für die Arbeitsweise der in I" ig. 1 gezeichneten Einrichtung.
Die Zeichnungen zeigen eine Hinrichtung 10 zum Nachweis von Undichtigkeiten in iJaltericgehünscn II. Hinc Druckluftquellc 12 i:.t über eine Leitung 13 an ein Verzweigungssliick 14 angeschlossen, das sich zur Leitung 13 und zu den Zellen des Behälters 11 hin öffnet. Hin Druckrcgelventil 15 stabilisiert den Luftzustrom zu dem System, und bei der gezeichneten Anwendungsform ergibt ein Prüfdiuck von ca. 0,14 kg/cm2 befriedigende Ergebnisse; dieser Druck wird mit dem Druckrcgelventil 15 eingestellt.
In die Leitung 13 sind bei dem Ausführiingsbeispiel ein Absperrventil 16 und ein Strömungsmesser 17 mit einem Element 18 geschallet, das aus incr Nullagc gemäß der herrschenden Luftströmung auswandert; ein normalerweise abgeschalteter Detektor 20 ist so angeordnet, daß er auf die Auswanderung des Elements 18 aus dessen Nullage anspricht, und Betäligungssolenoide 19 bzw. 21 sind zum Betätigen des Ventils 16 bzw. Einschalten des Detektors 20 vorgesehen. Durch Erregen des Solenoids 19 wird das Venti! 16 geöffnet bis zu einem Zeitpunkt nach dem vollständigen Beaufschlagen des Behälters 11 mit Prüfdruck; eine weitere Strömung durch den Strömungsmesser 17 tritt 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 16 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 Kcgclstumpfs 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 Kegelstumpfs 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 Kegelstumpf 22 darin besteht aus Glas und ist in einem U-förmigen Block 23 angeordnet, in dem Durchlässe 24 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 photoelckirisches Gerät mit einer Lampe 26 und einer pholoelektrischen 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 Zellcnstrom 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 verbindet eine zweite Leitung 31 die Druckluftquelle 12 mit dem Behälter 11 unter Umgehung des Ventils 16 und des Strömungsmessers 17, und ein von einem Solenoid 3.3 betätigtes Ladeventil 32 liegt in der Leitung 31. Da das Meßgerät 17 sehr kleine Strömungswertc anzeigen soll, wirkt es naturgemäß als Strömungsdrossel. Durch Öffnen des Ventils 32 läßt sich aber der Behälter 11 über die (Jl-M Strömungsmesser 17 umgehende Leitung 31 sehr schnell auf Prüldruck bringen.
Der Ablauf der Arbeitsschrittc für einen gegebenen Prüfzyklus ist in F i g. 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 0,14 kg/cm2 unmittelbar durch die Leitung 31 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 Anzeigcstellung 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. 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 Kali durch das Relais 28 über die jetzt geschlossenen Kontakte 29 ausgelöst.
Der Pachmann 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 umfangreicheren automatischen Steuerung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behaltern, bei dem der Behälter durch zwei Leitungen mit einer Druckmediumquelle mit Druckregler verbunden ist, wobei in einer Leitung ein Luftströmungsdeteklor und ein Absperrventil und in der anderen, der Umgehungsleitung zum Detektor, ein Absperrventil angeordnet ist, bei dem die Druckluftquelle einen konstanten Druck liefert, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Schritt des Prüfungsverfahrens die Absperrventile (16, 32) in beiden Leitungen (13,31) geöffnet sind, bis der zu prüfende Behälter (11) im wesentlichen auf den Druck hinter dem Druckregler (15) aufgeladen ist, worauf das Absperrventil (32) in der Umgehungsleitung (31) und anschließend nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne auch das Ventil (16) in der Delektorleitung (13) geschlossen und ein Detektorrelais (28) eingeschaltet wird, worauf das in seine Ruhelage zurückkehrende Detekloreiement (18) den Anzeigebzw. Schaltimpuls für eine Auswerfvorrichtung für schadhafte Behälter (11) über das Detektorrelais (28) abgibt.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungsdeteklor (17) aus einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Hohlkegcl (22) besteht und das Detektorelement (18) eine in dem Hohlkegel (22) befindliche Kugel i.sl.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkegel (22) durchsichtig ist und zur Erfassung der Bewegung der Kugel (18) eine Lampe (26) und eine Photo/eile (27) vorgesehen sind.
DE2312434A 1972-03-15 1973-03-13 Verfahren zur Dichtigkeitspriifung von Behältern Expired DE2312434C3 (de)

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