DE2312434C3

DE2312434C3 - Verfahren zur Dichtigkeitspriifung von Behältern

Info

Publication number: DE2312434C3
Application number: DE2312434A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Gould Inc
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-03-13
Publication date: 1979-10-25
Also published as: DE2312434A1; BE796763A; LU67212A1; JPS493680A; CA970630A; DE2312434B2; FR2175787A1; FR2175787B3; GB1400694A; NL7303605A; IT981394B; US3813922A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern, bei dem der Behälter durch zwei Leitungen mit einer Druckmediumquelle mit Druckregler verbunden ist, wobei in einer Leitung ein Luftströniiingsdetektor und ein Absperrventil und in der anderen, der Umgehungsleitung zum Detektor, ein Absperrventil angeordnet ist, bei dem die Druckluftquelle 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 Stofftransports nach innen oder nach außen, von Bedeutung für die weitere Verwendung des Gegenstandes ist, stellt irgendeine Methode /um Prüfen des Behälters auf mögliche Undichtigkeiten normalerweise einen Teil des Herslellvorganges dar.

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 umschließenden Linien verschweißt werden. Diese Batterien werden im allgemeinen auf schnellaufenden Fabrikationsslra-Ikn zusammengebaut, und ihre Schweißstellen müssen nicht nur schnell und zuverlässig, sondern auch mit hoher Empfindlichkeit auf Dichtheit geprüft werden, denn selbst Undichtigkeiten mit Durchlässigkeitsialen in der Größenordnung von 28 1/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, währtnd die robusteren Betriebsmeßgeräte nicht die für den Nachweis von Kleinstundichtigkeiten erforderliche Empfindlichkeit besitzen.

Das eingangs genannte Verfahren ist aus der DE-OS ίο 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 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 weiteren Absperrventil ausgerüstet, so daß der Prüfkreis von der Druckmittelquelle getrennt 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. ίο 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 Jj 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, •in Weiterhin ist eine Einrichtung zur Leckprüfung, bei der der zu prüfende Behälter mit einer Druckquelle durch zwei Leitungen verbunden ist, bekannt (DE-OS 17 73 148). in einer der beiden Leitungen ist ein Ventil und in der anderen ein Durchflußdetektor mit einem ■ti thermischen Strömungsfehler vorgesehen. In Reihe mit dem Durchflußdetektor ist ein Absperrventil angeordnet, das geschlossen gehalten wird, wenn der zu prüfende Behälter über die zweite Leitung mit hierzu offenem Ventil von der Druckquelle her aufgeladen in wird. Dadurch soll der Durchflußdetcktor von schädlichen Druckslößen geschützt werden. Sobald der Behälter aufgeladen ist. wird das Absperrventil in der ersten Leitung geschlossen und das in der zweiten Leitung geöffnet, so daß der Detektor eine eventuelle ^r)i Mediumströmung anzeigen kann, die auftritt, wenn der Behälter undicht ist. Diese Anordnung führt auch zu einer Strönningsanzeige, wenn der Druck in der Druckquelle schwankt, ohne daß der zu prüfende Behälter selbst defekt ist. Diese bekannte Anord.jng wi kann auf diese Weise /u Fehlentscheidungen führen.

Dieses Gerät weis) noch eine andere Quelle für

Fehlinterpretierungen auf. Sie arbeitet mn thermischen Strömungsfühlern und einer aufwendigen elektrischen Schaltung. Infolgedessen können auch Temperatiirän-

I)I derungen des Druckmediums zu Falsehan/eigen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Prüfverfahren der eingangs genannten Art /u 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 anschüeßend 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 Strömungsdetektor spricht nach Schließen der direkten Aufladeleitung und öffnen des Absperrventils in der Detektorleitung im Falle einer Leckage im zu prüfenden Behälter an, weil dann Druckmedium von der Druckquelle zum zu prüfenden Behälter sirömt. Ob der Detektor angesprochen hat, zeigt sich dann nach Schließung des Ventils in der Detektorleitung, weil dann die von der Druckmediumströmung emporgetragene Kugel wieder in ihre Nullage zurückfällt und beim Passieren des Lichtstrahls des gleichzeitig mit dem Schließen des Ventils eingeschalteten Detektorrelais den Schaltimpuls für die Fehleranzeige oder für eine Auswerfeinrichtung abgibt.

Da bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren ein Leck nur angezeigt wird, wenn es eine Mindestgröfte übersteigt, führen eventuelle Druckschwankungen, die durch die eingeschalteten Druckregler ohnehin weitgehend vom Prüfkreis ferngehalten werden, nicht mehr zu Fehlentscheidungen; während der Meßan/eige ist die Verbindung zur Druckquelle unterbrochen, d. h. die Zuverlässigkeit der Anzeigen wird erhöht, und durch Fortfall des Hilfsbehällers wird die Prüfeinrichtung insgesamt wesentlich vereinfacht. Trot/dein .spricht sie schnell an und läßt Luftundichtigkeiten bis herab /11 3 1/Std. erkennen.

Die Ausbildung der Einrichtung ist in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachstehend die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fi g. 1 eine schematische Übersicht über die Dichtigkeitsprüfeinrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Detaihinsicht der in Fig. 1 wiedergegebenen Hinrichtung;

Fig. J ein Steuerungsdiagramm für die Arbeitsweise der in F i g. 1 gezeichneten Hinrichtung.

Die Zeichnungen /eigen eine Hinrichtung IO /tun Nachweis von Undichtigkeiten in Batteriegehausen ti. Hine Druckluftqudle 12 ist über eine Leitung Π an ein Verzweigungsstück 14 angeschlossen, das sich zur Leitung 1J und /u den Zellen des Behalters 11 hm öffnet. Ein Druckregelvcntil 15 stabilisiert den Luft/usironi /11 dem System, und bei der gezeichneten Anwendungsform ergibt ein Prüfdruck von ca. 0,14 kg/cm-' befriedigende Ergebnisse; dieser Druck wird mit dem Driickregclventil 15 eingestellt.

In die Leitung H sind bei dem Ausfiihrungsbeispiel 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 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 tritt dann nur auf, wenn Luft ersetzt werden muß, die aus dem Behälter abfließt. Wenn keine Undichtigkeit vorliegt,

ίο bleibt das Element 18 in der Stellung »Strömung Null«, wenn der Behälter mit Prüfluft gefüllt isL 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

is 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 nachgewiese-

2·; nen 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 Streckt empor, die dem Luftdurchsatz proportional ist, denn der

»ι Zwischenraum zwischen der Innenwand des Kegelstumpfs und der Kugel nimmt zu, wenn die Kugel, gelragen von der Luftströmung, gegen die Schwerkraft aufwärts bewegt wird. Durch Anwendung geeigneter Kugelgewichte und -größen können sehr geringe

j-, 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

in können.

Bei dem Detektor 20 in der gezeichneten Einrichtung 10 handelt es sich um ein photoelektrisches Gerät mit einer Lampe 26 und einer photoelektrischen Zelle 27, die an ein Relais 28 angeschlossen ist. Das Relais 28

ii 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

-,η 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

Γι automatischen Auswerfvorrichtung.

Gemäß einem weiteren Merkmal verbindet eine /weite Leitung 31 die Druckluftquelle 12 mit dem Behälter 11 unter Umgehung des Ventils 10 und des Stmmungsmessers 17. und ein von einem Solenoid ii

,11 betätigtes Ladevenlil 32 liegt in der Leitung 31. Da das Meßgerat 17 sehr kleine Strömungswerte an/eigen 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 Prüfzyklüs 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 0,14 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 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. feststellbar. Dann wird das Ventil 16 geschlossen und das Solenoid 21 betätigt, um das Detektorreiais 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 Empfindlichkeil 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

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung 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 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 Detektorleitung (13) geschlossen und ein Detektorrelais (28) eingeschaltet wird, worauf das in seine Ruhelage zurückkehrende Detektorelement (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 Luftströmungsdelektor (17) aus einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Hohlkegel (22) besteht und das Detektorelement (18) eine in dem Hohlkegel (22) befindliche Kugel ist.

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 Photozelle (27) vorgesehen sind.