DE2630591C3

DE2630591C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit von abgedichteten Hohlräumen

Info

Publication number: DE2630591C3
Application number: DE2630591A
Authority: DE
Inventors: Ettore Torino Melchior
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1981-04-16
Also published as: IT1047349B; FR2327531B1; DE2630591A1; US4078421A; CA1091328A; DE2630591B2; FR2327531A1; ES449697A1; GB1518756A

Description

nunmehr die Prüfzeit verkürzen zu können, erfolgt der Eichvorgang so, daß dieser Eichkurve eine zusätzliche Eichkurve, nämlich die Vorausannahmekurve, zugeordnet wird. Diese Kurve legt alle diejenigen Punkte fest, an denen bereits angezeigt wird, daß eine erforderliche Dichtigkeit vorliegt Somit prüft ein derartig geeichtes System automatisch beim Prüfen eines bestimmten Behälters den Verlauf der für den geprüften Behälter spezifischen Kurve im angegebenen Koordina'ensystem im Verhältnis zu den Eichkurven und unterbricht für den Großteil der zu prüfenden Behälter den Prüfvorgang vorzeitig und zeigt das festgestellte Ergebnis in der einen oder anderen Richtung an.

Somit wird die Prüfzeit sowohl hinsichtlich des Beginns des Prüfvorganges als auch hinsichtlich des eigentlichen Prüfvorganges erheblich verkürzt Infolge der Verkürzung der gesamten Prüfzeiten wird die Anwendung von Meßmitteln gestattet, die eine verbesserte Empfindlichkeit aufweisen, mit daraus folgenden Vorteilen in Bezug auf die Zuverlässigkeit der Prüfung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Patentansprüchen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Schema einer Vorrichtung zur Durchführung des Prüfungsverfahrens gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Blockdiagramm des dem Differentialgeber zugeordneten Steuerkreises und

F i g. 3 ein Diagramm, das die Eichkurve für die Ausschußgrenze und die Kurve der Vorausannahme, die in Prozent der Prüfungszeit ausgedrückt ist, darstellt.

In F i g. 1 sind allgemein mit 10 der z. B. unter Druck zu prüfende Hohlraum und mit 11 die Prüfungsapparatur bezeichnet

Diese Apparatur umfaßt im wesentlichen eine Fülleitung 12, die mit einer Druckfluid- z. B. Druckluftquelle S verbunden ist, um das Fluid unter dem durch einen Druckregler 13 geregelten Druck P₁ in den Hohlraum 10 einzuführen. Vorzugsweise wirkt auf die Membran des Druckreglers 13 ein Sekundärkreis 14, der die Aufgabe hat, den Füllungsdruck auf einen Wert P2, der größer als der Prüfungsdruck fl ist, zu erhöhen, um die zur Füllung des Hohlraumes erforderliche Zeit zu vermindern, da tatsächlich die Fluidmenge bei zunehmendem Druck im Innern des Hohlraums abnimmt.

In die Leitung 12 sind drei elektrische Sperrventile a, b, c eingeschaltet, die zwei Leitungsstrecken H, K abtrennen, auf welchen ein Meßkreis 15 abgeleitet ist, der einen Differentialgeber 16 und unter anderem einen einen Kreis zur automatischen Nulleinstellung einschließenden Steuerkreis umfaßt.

In der Leitungsstrecke H wird der Füllungsdruckwert Pi gespeichert, während die Leitungsstrecke K imstande ist, den Hohlraum 10 mit dem Differentialgeber zu verbinden (zwecks Durchführung des Druckvergleiches, wie später näher erläutert wird).

Zur Regelung des Füllungsüberdruckes P? ist nach dem Ventil cein Druckwächter 18 angeordnet, dem ein in den Sekundärkreis 14 ^u-. ■ kältetes Sperrventil R untergeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist es jedoch vorteilhaft, zur Kontrolle des genannten Überdruckes, ein dem Wert der Prüfungsfluidmenge proportionales Signal zu verwenden, wie es sich in der Forlsetzung der Beschreibung ergeben wird.

Der Nulleinstellungskreis ist derart ausgebildet, daß er die Nulleinstellung des Differentialsignals bewirkt, auch wenn der Geber 16 einen irgendwelchen Druckunterschied zwischen den Strecken H und K des Kreises, nachdem die Ventile 2 und b zwecks Speicherung geschlossen und das Ventil c zwecks Vergleich geöffnet worden sind, anzeigt Derselbe Nulleinstellungskreis dient auch zum Ausgleich eventueller Wiederholbarkeitsfehler in der Nulleinstellung -des Differentialgebers.

Die Prüfungsangabe geht also von Null ab, wie hoch auch der vom Fluid im Hohlraum 10 am Ende der Füllung und der Verdichtung erreichte Druck ΡΊ sein mag. Dies gestattet es in Obereinstimmung mit den Zwecken der Erfindung, die zur Druckstabilisierung in der Speisungsleitung 12 und in dem unter Prüfung stehenden Hohlraum 10 erforderlichen Verweilzeiten erheblich zu vermindern.

Insbesondere ist die Möglichkeit gegeben, die Füllung und die Verdichtung des Hohlraumes 10 zu unterbrechen, wenn die Flußmenge in der Leitung 12 unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes, ζ. Β 5% der Anfangsmenge, fällt

Ferner wird zur Ermittlung des Durchflusses durch Druckdifferenzmessung derselbe Differentialgeber 16 benutzt, gegenüber welchem das Ventil b als Durchflußdüse wirkt. Wenn der Geber eine bestimmte Druckdifft renz festgestellt hat, wird die Füllung unterbrochen und die Prüfung begonnen.

Bei Erreichen der L>ruckdifferer.z kann unmittelbar auf die Ventile a, b, ceingewirkt werden, um die Füllung zu unterbrechen und den Speisungsdruck Fi in der Leitungsstrecke H zu speichern. Ebenso kann bei Erreichen der Druckdifferenz auf das Elektroventil R eingewirkt werden, um den Speisungsüberdruck mittels des Reglers 13 zu unterbrechen. Der Anfang der Prüfung kann dann vor der Stabilisierung des Druckes stattfinden, indem man den Nulleinstellungskreis einschaltet, der — v/elche auch die vom Geber eventuell gelieferte Angabe sein mag — nur innerhalb der Empfindlichkeitsgrenzen des Kreises selbst das Signal auf Null einstellt und dadurch die eventuellen Nulleinstellungsfehler des Gebers ausgleicht.

Die Prüfung wird also unter Bezugnahme auf die Angaben durchgeführt, die der Geber ausgehend von dem als Prüfungsanfangswert angenommenen Nuliwert liefert, wobei diese Angaben proportional der Fluid-Leckagen im unter Prüfung stehenden Hohlraum 10 sind. Die Durchführungszeit der Prüfung wird vorbestimmt und gewählt, z. B. im Verhältnis zum Anfangswert der Verdichtung, zur Kapazität des Hohlraumes 10 sowie zum für den Hohlraum geforderten Abdichtungsgrad.

Drückt man die Prüfungszeiten in Prozent der gesamten vorbestimmten Zeit aus, so kann man eine Ausschußgrenzkurve in Abhängigkeil von der Amplitude des Ausgangssignals des Differentialgebers aufzeichnen.

In dem Diagramm nach F i g. 3, bei dem z. B. die Ordinaten in Prozent der Skalaendangabe des Gerätes ausgedrückt sind, ist diese mit CLS bezeichnete Kurve in Volumen gezeichnet. Diese Kurve unterteilt die Ebene in zwei Bereiche, von denen der untere die Punkte kennzeichnet, die — in der Betracht genommenen Zeit — die Werte bezüglich derjenigen Stücke dai !,teilen, deren Verhalten annehmbar ist, während sich die Punkte des oberen Gebietes auf die Angaben der fehlerhaften Stücke beziehen.

In dem unteren Teil Y kann man also eichbare Schwellen, die immer kleiner sind als der Wert der

>l>dstss I

Ausschußgrenzkurve, einschalten, so daß eine Vorausannahmekurve aufgezeichnet werden kann. Im dargestellten Beispiel ist die Ausschußgrenzkurve durch eine Gerade dargestellt, die durch den Nullpunkt und durch einen Ausschußgrenzpunkt hindurchgeht, der sich auf Leckverluste bezieht, die am Ende der Prüfungszeit eine Ausgabe des Differentialgebers vom 75% hervorrufen wurden.

Unter den Verhältnissen des dargestellten Beispieles wird die 75%-Angabe vor dem Prüfungsende (100% der Prüfungszeit) erreicht. Man entscheidet also den Ausschuß, ohne das Prüfungsende abzuwarten. Weist aber das unter Prüfung stehende Stück keine oder nur solche Leckagen auf, deren Wert innerhalb der vorbestimmten Toleranzen liegt, so wird es genügen, festzusetzen, daß in einer vorbestimmten Teilzeit die Angabe des Geräts unterhalb oder auf der Vorausannahmekurve liegt, z. B. eine Angabe von 25% im Verhältnis zum 50%igen Wert der gesamten Prüfungszeit. Dadurch kann also die Prüfungszeit für die annehmbaren Stücke — die als solche bedeutend früher erklärt werden können — erheblich vermindert werden.

Der Nulleinstellungskreis muß derart ausgebildet sein, daß er gegenüber dem Ausgangssignal des Gebers 16 ansprechempfindlich ist, um eine gleiche und entgegengesetzte Nulleinstellungsspannung zu liefern.

Fig.2 zeigt ein Schema des Steuerkreises 17, der vorzugsweise folgende Funktionsblöcke umfaßt: — Analog-Digital-Wandler A, gegebenenfalls mit einem digitalen Anzeiger, zur Wandlung des vom Differentialgeber 16 gelieferten Analogsignals, — einen elektronischen Kreis B, der gegen das vom Geber 16 ausgegebene Differentialsignal, zwecks Lieferung einer Mengenangabe, ansprechempfindlich ist. Vorteilhafterweise wird dieser mit einer Eintretungsschwelle versehen, die mittels eines Relais auf die elektrischen Ventile der Leitung 12 oder auf das elektrische Ventil R wirkt, um die Abgabe von Füllungsfluid, wenn die während des Füllens gemessene Druckdifferenz unterhalb eines vorbestimmten und eichbaren Wertes sinkt, zu unterbrechen, — einen Nulleinstellungskreis C, der das Differentialsignal des Gebers 16 speichert, um eine entsprechende Nulleinslellungsspannung zu erzeugen, wobei dieser Kreis am Anfang der Prüfungszeit zur Wirkung kommt, — einen' Kreis mit regulierbarer Schwelle D für die Angabe der Ausschußgrenze, — einen weiteren Kreis B, der ebenso mit einer einstellbaren Schwelle versehen ist, für die Signalisierung der Vorausannahme, welcher Kreis gegen die Steilheit des analogen Signals des Gebers 16 ansprechempfindlich und imstande ist, die gesamte Annahmesignalisierung zu erzeugen, falls die Ausschußgrenze T (Fig. 3) während der in Betracht genommenen Zeit kleiner als ein vorbestimmter und einstellbarer Wert ist, — einen Zeitgeber F zur Regelung der Druckstabilisierungs-Grenzzeit, — einen Zeitgeber G zur Regelung der Prüfungszeit, — einen Zeitgeber K'zur Steuerung der Einschaltung des Kreises Zf, — einen Zeitgeber L, der ein Ausschußsignal erzeugt, falls die Füllung (ohne Entleerung) nicht innerhalb bestimmter Grenzen

•io stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ρ - , im Prinzip darauf, daß man die zu prüfenden Hohlräume ratentansprucne: mjt ^ einem Gas Qder e-ner F,üssigkek fül,t bis ^n

1. Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit von Stabilisierung, d. h. nach Druckausgleich zwischen dem abgedichteten Hohlräumen durch Oberdruck oder Druck im zu prüfenden Behälter und dem Bezugsdruck, Unterdruck, indem mit einem Differentialgeber der ■> unter Ober- oder Unterdruck setzt und dann die Unterschied zwischen dem im zu prüfenden Behälter Druckdifferenz zwischen den genannten Drücken in bestehenden Druck und einem Bezugsdruck be- Abhängigkeit von der Zeit mißt Daraus ergibt sich eine stimmt wird und indem von einem Nullwert Differentialangabe, die den Leckverlusten aus dem bzw. ausgegangen wird, dadurch gekennzeich- in dem Hohlraum proportional ist

net, daß bei Erreichen einer bestimmten Druckdif- io Diese bekannte Verfahrensweise und die Vorrichtunferenz zwischen dem im zu prüfenden Behälter gen zur Durchführung derselben weisen wesentliche bestehenden Druck und dem Bezugsdruck der Nachteile auf. Vor allem ist im allgemeinen eine Füllvorgang unterbrochen wird, daß von dieser erhebliche Verweilzeit für die Stabilisierung des ÜberDruckdifferenz als Nullwert ausgegangen wird, daß bzw. Unterdruckwertes während des Füllungs- bzw. die Ausgabe des Gebers in Abhängigkeit von der 15 Vakuumbildungsvorganges in dem Hohlraum erforder-Prüfungszeit linear gemäß einer Ausschußgrenzkur- Hch, wobei diese Verweilzeit umso größer ist, je größer ve (CLS) geeicht wird und daß in dem unterhalt die Kapazität des Hohlraumes ist.
dieser Kurve liegenden ebenen Teil (Y) eine Ein anderer Nachteil des geschilderten bekannten Vorausannahme-Grenzkurve (A-A) angeordnet is.t, Verfahrens besteht darin, daß der Prüfungsvorgang die die Stelle derjenigen, die Ausgabeschwellen des 20 allenfalls eine vorbestimmte und konstante Dauer hat, Gebers darstellenden Punkte bildet, die sich auf 2U sowohl für gute, d. h. leckfreie Stücke, die im prüfende Behälter beziehen, deren Annehmbarkeit allgemeinen den größeren Teil der geprüften Proben vor Ablauf der für die Prüfung vorbestimmten Zeit (85,99%) darstellen, als auch für die fehlerhaften Stücke, (z. B. 50% der Prüfungszeit) erklärt werden kann. die hingegen einen viel kleineren Anteil bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zeichnet, daß das vom Differentialgeber abgegebene zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu Druckdifferenzsignal die automatische Unterbre- schaffen, mit denen zumindest für den Großteil der zu chung des Füllvorganges steuert. prüfenden Gegenstände die Prüfzeit erheblich herabge-

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens setzt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgenach Anspruch 1 und 2 mit einer Fülleitung und 30 maß dadurch gelöst, daß bei Erreichen einer bestimmten Sperrventilen, zwischen denen ein einen Differen- Druckdifferenz zwischen dem im zu prüfenden Behälter tialgeber einschließender abgezweigter Meßkreis bestehenden Druck und dem Bezugsdruck der Füllvoreingeschaltet ist, gekennzeichnet durch einen mit gang unterbrochen wird, daß von dieser Druckdifferenz dem Differentialgeber (16) verbundenen Steuerkreis als Nullwert ausgegangen wird, daß die Aufgabe des (17), der folgende Teile umfaßt, einen Analog-Digi- 35 Gebers in Abhängigkeit von der Prüfzeit linear gemäß tal-Wandler (A) zur Wandlung des vom Differential- einer Ausschußgrenzkurve (CLS) geeicht wird und daß geber (16) gelieferten Analogsignals; einen elektro- in dem unterhalb dieser Kurve liegenden ebenen Teil nischen Kreis (S), der gegen das Differentialsignal (V^eine Vorausannahme-Grenzkurvef/4-/ψangeordnet des genannten Gebers ansprechempfindlich ist, zur ist, die die Stelle derjenigen, die Ausgabeschwellen des Lieferung einer Druckdifferenzangabe; einen Null- 40 Geberr darstellenden Punkte bildet, die sich auf zu einstellungskreis (C), der das Diffewntialsignal des prüfende Behälter beziehen, deren Annehmbarkeit vor Gebers speichert, um eine entsprechende Nullein- Ablauf der für die Prüfung vorbestimmten Zeit (z. B. Stellungsspannung zu erzeugen; einen Kreis (D) mit 50% Prüfungszeit) erklärt werden kann,
einstellbarer Schwelle zur Angabe der Ausschuß- Erfindungsgemäß wird der für die Prüfung zur grenze (Kurve CLS); einen weiteren, mit einstellba- 45 Verfügung stehende Differentialgeber ebenso dazu rer Schwelle versehenen Kreis (E) zur Signalisierung verwendet, während des Füllvorganges die Druckdiffeder Vorausannahme (Kurve A-A), der gegen die renz zwischen dem Druck im zu prüfenden Behälter und Steilheit des analogen Signals des Gebers ansprech- dem in der Fülleitung herrschenden Druck zu messen, empfindlich ist; einen Zeitgeber (F) zur Einstellung indem zwischen den beiden, dem Differentialgeber der Druckstabilisierungsgrenzzeit; einen Zeitgeber 50 zugeordneten Meßleitungen und in der Fülleitung ein (C) zur Einstellung der Prüfungszeit; einen Zeitge- Sperrventil als Düse wirkt. Wenn der Differentialgeber ber (K') zur Steuerung der Einschaltung des mit eine bestimmte Druckdifferenz anzeigt, so wird der Schwelle versehenen Vorausannahmekreises (E); Füllvorgang durch Verschließen von Sperrventilen einen Zeitgeber (L) zur Erzeugung eines Ausschuß- unterbrochen, wobei dann für den weiteren Vorgang signals, falls die Füllung (oder die Entleerung) nicht 55 diese Druckdifferenz als Ausgangswert für die weitere innerhalb bestimmter Zeitgrenzen stattfindet. Messung hergenommen wird. Entsprechend den Dichtigkeitsanforderungen eines zu prüfenden Behälters,

d. h. entsprechend der Zeit, in der eine zulässige Menge

an Füllmedium aus dem Behälter ausdringen kann,

60 erfolgt eine Eichung des Systems entsprechend einer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein linearen Ausschußgrenzkurve, welche durch den Null-Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit von abgedichte- punkt eines Koordinatensystems verläuft, bei dem auf ten Hohlräumen durch Überdruck oder Unterdruck, der Ordinate der Ausgang des Differentialgebers und indem mit einem Differentialgeber der Unterschied auf der Abszisse die Prüfzeit aufgetragen sind. Diese zwischen dem im zu prüfenden Behälter bestehenden 65 Kurve stellt einen theoretischen Grenzzustand dafür Druck und einem Bezugsdruck bestimmt wird und dar, ob der Ausgang des Differentialgebers die indem von einem Nullwert ausgegangen wird. Annehmbarkeit oder die Ablehnbarkeit des zu prüfen-Dieses bekannte Verfahren (DE-OS 19 30 528) beruht den Behälters anzeigt. Um bei einem solchen System