-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur integralen Vakuum-
-
lecksuche an Prüflingen, wie Behältern, Fässern oder dergleichen.
-
Es ist immer häuiger erwünscht, Behälter dieser Art unmittelbar nach
ihrer Herstellung einer sorgfältigen Lecksuche zu unterziehen. Der technische und
zeitliche Aufwand für diese Lecksuche ist umso höher, je größer die Produktioilskaprzität
ist und je empfindlicher die Lecksuche sein soll.
-
Es ist bekannt, Prüflinge der erwähnten Art integral auf Lecks zu
untersuchen. Bei der integralen Lecksuche wird der Prüfling in eine Testkammer eingebracht,
dann werden der Prüfling und die Testkammer mit Hilfe eines Evakuierungssystems
derart evakuiert, daß an den Wandungen des Prüflings ein Differenzdruck entsteht;
darnach wird auf der Seite mit dem höheren Druck Testgas eingelassen, und die auf
der Seite mit dem niedrigeren Druck vorhandenen Gase werden dann mit Hilfe eines
testgasempfindlichen Detektors untersucht.
-
Eine Vorrichtung zur integralen Lecksuche ist z.B.aus der DT-OS 2
403 360 vorbekannt. Bei dieser Vorrichtung werden mit einem Flanschanschluß versehene
Prüflinge zunächst mit ihrer Öffnung nach unten an eine der Evakuierung des Prüflings
dienende Leitung angeschlossen, Dann wird über den Prüfling eine Haube gestülpt,
so daß eine abgeschlossene Testk&mmer entsteht, die über eine weitere Anschlußleitung
evakuiert wird. Danach wird an dem Prüfling ein integraler Lecksuchvorgang vorgenommen.
-
Diese vorbekannte Vorrichtung ist für die Verwendung in Produktionsanlagen
mit hoher Produktionskapazität völlig ungeeignet. Unter hoher Produktionskapazität
soll hier die Herstellung von einigen Behältern pro minute verstanden werden.
-
Bereits das Anflanschen des zu prüfenden Behälters an das Evakuierungssystem
würde ein Mehrfaches dieser Zeit benötigen.
-
Da atßerdem dieöffnung des Prüflings mit Anschlußelementen versehen
wird, die das Saugvermögen des Evakuierungssystems drosseln, ist die Zeit, die notwendig
ist, um sowohl den Prüfling als auch das Innere der Testkammer auf einen vorgegebenen
Druck zu evakuieren, relativ groß. Schließlich besteht die Gefahr, daß beim getrennten
- wenn auch gleichzeitigen - Evakuieren des Prüflings und des restlichen Inhalts
der Testkammer ein maximaler Differenzdruck überschritten wird,. dem die häufig
aus Kunststoff oder dünnen Stahlblechen bestehenden Wandungen des Prüflings nicht
standhalten. Ein derartiges Überschreiten des zulässigen Differenzdruckes würde
z.B. immer dann erfolgen, wenn die Testkam:ner nicht dicht verschlossen wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur integralen Lecksuche anzugeben, das zum einen schnelle Taktzeiten zuläßt und
bei dem zum anderen die Gefahr der Überschreitung eines zulässigen Differenzdruckes
nicht mehr besteht. Außerdem soll eine technische einfache Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens geschaffen werden.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Prüfling
offen in die Testkammer eingebracht wird, daß Testkammer und Prüfling gemeinsam
bis zu einem vorgegebenen Druck evakuiert werden daß dann mit Hilfe einer von außerhalb
der Testkarer betätigbaren, auf den Prüfling aufsetzbaren Anschlußeinrichtung sowohl
eine vakuumdichte Trennung des Innenraumes des Prüflings vom Innenraum der Testakmmer
als auch der Anschluß des Prüflings an eine Testgasquelle oder an den Testgasdetektor
erfolgt und daß dann die für die Lecksuche notwendigen Drücke erzeugt und nachfolgend
der eigentliche Lecksuchvorgang durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren ist
es
also nicht mehr erforderlich, den Prüfling vor dem Einbringen in die Testkammer
in aufwendiger Weise an eine Evakuierungseinrichtung anzuflanschen. Nach dem Verschließen
der Testkanmer ist die Öffnung des Behälters nicht von Anschlußeinrichtungen verengt,
so daß ein optimal schnelles Evakuieren des Prüflings möglich ist. Da Prüfling und
Testkammer gleichzeitig evakuiert werden, besteht keine Gefahr der Überschreitung
des zulässigen Differenzdruckes. Das schnelle Evakuieren von Prüfling und Testkammer
auf relativ niedrige Drücke hat darüberhinaus noch den Vorteil, daß hohe Anforderungen
an die Empfindlichkeit der Lecksuche gestellt werden können, da die integrale Lecksuche
um so empfindlicher ist, je niedriger das Druckniveau ist, bei der die Lecksuche
durchgeführt wird.
-
Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale bestehen darin, daß zur Belüftung
der Testkammer und des Prüflings nach dem eigentlichen Lecksuchvorgang zunächst
der Differenzdruck ausgeglichen wird, dann die Verbindung zwisc hrn dem Innenraum
des Prüflings und dem Innenraum der Testkammer hergestellt wird und danach beide
Räume gleichzeitig belüftet werden. Diese Maßnahmen haben wieder den Vorteil, daß
unzulässige Differenzdrucküberschreitungen nicht auftreten.Für den Fall, daß das
Testgas für den Lecksuchvorgang in den Prüfling eingelassen wurde, besteht auch
noch der Vorteil, daß Weim Belüften vermieden wird, daß größere engen Testgas aus
dem Prüflingsinnenraum in die Testakmmer gelangen können.
-
Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete
Vorrichtung umfaßt in an sich bekannter Weise eine Tcstkarner, ein Evakuierungssystem,
eine Testgasquelle und einen Testgasdetektor und ist darüberhinaus dadurch gekennzeichnet,
daß
eine der Wandungen der Testkammer eine bei geschlossener Testkammer von außen betätigbare
Anschlußeinrichtung aufweist, die sowohl dem Anschluß einer Leitung an den Innenraum
des Prüflings als auch der dichtenTrennung des Innenraums des Prüflings von dem
Innenraum der Testkammer dient. Die Anschlußeinrichtung kann an beliebiger Stelle
der æestkam er:andlngen angeordnet sein. Sie wird zweckmäßig dort angeordnet, wo
sich nach dem Transport des Prüflings in die Testkammer die Öffnung des Prüflings
befindet.
-
Besteht die Testkammer aus einem Boden mit abnehmbarer Haube, dann
kann die Anschlußeinrichtung z.B. ohne weiteres an der iiaube angeordnet sein. Die
Beweglichkeit der Haube ist dadurch kaum behindert, da lediglich Leitungen mit kleinem
Querschnitt (Testgaseinlaß oder Anschluß an den Testgasdetektor) damit verbuncen
werden müssen. Evakuierungsleitungen mit großem Querschnitt, die die Flexibilität
der Haube stark beeintrichtigen würden, sind dann zweckmäßig am festen Boden der
Testkammer angeschlossen.
-
Die Anschlußeinrichtung besteht zweckmäßig aus einem gasdicht durch
die Testkammerwandung hindurchgeführten Stempel mit einem flansch?.rtigen Dichtelement
zum Aufsatz auf denPrüfling.
-
Bei Prüflingen mit stabilen Wandungen kann die notwendige Dichtheit
durch einen bestirsten Anpreßdruck erzeugt werden.
-
:at der Prüfling jedoch relativ instabile Wandungen, dann ist der
Stempel zweckmäßig hohl ausgebildet und für die Aufnahme eines Gestänges bestimmt
mit dem dem Dichtelement zugeordnete Verriegelungsmittel betätigt werden können.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von
in den Figuren 1 und 2 schemtisch dargestelltenAusführungsbeispielen
erläutert
werden. Es zeigen; Figur 1 einen Schnitt durch eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignete Vorrichtung und Figur 2 einen Schnitt durch die Anschlußeinrichtung
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 umfaßt eine Testkammer 1, die von einem festen
Boden 2 und einer darauf mit Hilfe der Dichtung 3 vakuumdicht aufsetzbaren Haube
4 gebildet wird.An den Boden der Kammer ist über ein Ventil 5 die Vakuumpumpe 6
und über ein Ventil 7 der schematisch als Block dargestellte Testgasdetektor 8 angeschlossen.
Außerdem ist durch den Boden 2 hindurch eine drehbare Welle 9 dicht hindurchgeführt,
die auf der Innenseite der Testkammer 1 einen Teller 10 mit Rippen 11 zum Aufsetzen
des Prüflings 12 trägt, Die Rippen ermöglichen es, daß sich der integrale Lecksuchvorgang
auch auf die Bodenfläche des Prüflings 12 erstreckt.
-
In der oberen Wandung der Haube 4 ist die erfindungsgemäße' allgemein
mm 13 bezeichnete Anschlußeinrichtung vorgesehen.
-
Diese besteht aus einem, mit Hilfe der Dichtung 14 vakuumdicht durch
die Haubenwanuung hindurchgeführten Stempel 15 und einer aus einem Kolben 16 und
einem Zylinder 17 bestehenden Betätigungseinrichtung. An den hohl ausgebildeten
Stempel 15 ist über ein Ventil 18 die schematisch als Block dargestellte Testgasquelle
19 angeschlossen. Darüber hinaus ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel noch
über das Ventil 20 eine Druckgasquelle 20a (für testgasfreies Gas) angeschlossen.
An
seinem unten Ende trägt der Stempel 15 ein flanschartiges Di
ntelement 21 rtit der. die Öffnung 22 des Prüflings 12 gegenüber io-. ibl gen Inhalt
der Testkammer 1 verschlossen werden kann Gleichzeitig ird dann eine Verbindung
des Innenr3.s des Früflings 12 mit den zur Testgasquelle 19 bzw. Druckgasquelle
20a führenden tettungen hergestellt.
-
Mit der dargestellten Vorrichtfing kann die integrale Lecksuche folgendermaßen
durchgeführt werden; Der Prüfling 12 wird in nicht näher dargestellter Weise # zweckmäßig
mit Hilfe automatisch arbeitender Transporteinrichtungenauf den Teller 10 aufgesetzt
und dann die Haube 4 zur Bildung der Testkammer über denPrüfling 12 gestülpt. Der
Stempel 15 befindet sich dabei in seiner oberen Stellung. Die Ventile 5, 7, 18 und
20 sind dabei geschlossen. Unmittelbar nach dem Verschluß der Testkammer wird das
Ventil 5 geöffnet, so daß der Prüfling 12 und die Testkammer 1 gleichzeitig evakuiert
werden.
-
Während dieser Zeit kann - falls notwendig - durch Drehen des Tellers
10 eine Zuordnung der Öffnung 22 des Prüflings 12 zur Anschlußeinrichtung 13 bzw.
zum Dichtelement 21 vorgenommen werden. Ist im Prüflingsinnenraum das Druckniveau
erreicht, bei dem Testgas eingelassen werden soll, fährt der Stempel 15 nach unten
und trennt damit den Innenraum des Prüflings 12 von dem restlichen Innenraum der
Testkammer 1. Danach wird das Ventil 5 noch für die Zeit offen gelassen, die notwendig
ist, um das für die Lecksuche notwendige Vakuum in der Testkammer zu erzeugen. Danach
wird das Ventil 5 geschlossen und das Ventil 18 für den Einlaß von Testgas in denPrüfling
12 geöffnet Çleichzeitig kann über das Ventil 20 Druckgas bis zum erforderlichen
Prüfdifferenzdruck eingelassen werden. Dieses Druckgas kann der weitren Erhöhung
des Differenzdruckes und der Eins,- ng von Testgas dienen. Nach diesen Verfahrensschritten
wird
das Ventil 7 geöffnet und dadurch der Testgasdetektor 8 zugeschaltet. Ist im Behälter
12 ein Leck vorhanden, dann dringt Testgas in die Testkammer 1 ein und wird vom
Detektor 8 registriert.
-
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die integrale Lecksuche
an den Wandungen des Prüflings 12 von innen nach außen. Das kann auch umgekehrt
durchgeführt werden, indem Detektor 8 und Test- bzw. Druckgasquelle 19 bzw. 20a
vertauscht werden. Die Lecksuche erfolgt dann in der Weise, daß Testkammer 1 und
Prüfling 12 in der beschriebenen Weise gemeinsam bis auf den erforderlichen Druck
evakuiert werden. Danach wird der Prüfling 12 mit Hilfe des Stempels 15 verschlossen
und in die Testkammer zur Erzeugung des notwendigen Differenzdruckes Test- und Druckgas
eingelassen. Mit Hilfe des in diesem Fall über den hohlen Stempel 15 angeschlossenen
Testgasdetektor 8 erfolgt dann die Leckprüfung.
-
In der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlußeinrichtung
13 nochmals vergrößert dargestellt und zwar in der Stellung, in der das Dichtelement
21 auf den Prüfling 12 mit der Öffnung 22 aufgesetzt ist. Daraus ist ersichtlich,
daß der Stempel 15 mit Hilfe der pneumatisch betätigbaren Zylinderkolbeneinrichtung
(16,17) auf und ab bewegbar ist. Der Stempel 15 ist hohl ausgebildet und mündet
in das Innere des Behälters 12. Uber den Anschlußstutzen 23 kann deshalb - je nach
dem wie der Lecksuchvorgang erfolgt - die Zufuhr von Testgas und gegebenenfalls
Druckgas oder der Anschluß des Testgasdetektors erfolgen. Im Stempel 15 ist die
Stange 24 untergebracht, der an ihrem oberen Ende die ebenfalls pneumatisch betätigbare
Zylinderkolbeneinrichtung 25, 26 zugeordnet ist, so daß die Stange 24 relativ zum
Stempel 15 auf und ab besegbar ist.
-
Mit ihrem unteren Ende steht die Stange 24 mit mehreren an ihrem oberen
Ende um die Achse 30 schwenkbar gelagerten, hakenförmigen Hebeln 27, die an ihrer
unteren Seite nach außen gerichtete Abschnitt 28 aufweisen. Durch Federdruck (die
Federn sind nicht dargestellt) werden diese Hebel in der dargestellten Stellung
gehalten, wenn die Stange 24 ihre obere Stellung einnimmt. Bewegt sich die Stange
24 nach unten, dann drückt das untere Ende der Stange 24 auf die inneren Vorsprünge
29 an den Hebeln 27 und drückt die Hebel 27 derart nach außen, daß sich die Abschnitte
28 von unten gegen die Wandung des Prüflings 12 legen und dadurch den für die Abdichtung
des Dichtelementes 21 notwendigen Anpreßdruck erzeugen. Die Abdichtung ist als Doppeldichtung
mit den beiden Dichtringen 31 und 32 ausgebildet, die in Nuten am Dichtelement 21
angeordnet sind.
-
Auch die Abdichtung des Stempels 15 gegenüber der Haube 4 ist als
Doppeldichtung ausgebildet. Die Dichtringe 14a und 14b bilden eine Kammer 34, die
über den Anschlußstutzen 35 evakuierbar ist. Eine derartige Doppeldichtung mit Zwischenabsaugung
ist besonders wirksam. Weiterhin weist der Stempel 15 selbst noch eine Doppelwandung
auf, wodurch die Kammer 36 gebildet wird.
-
Diese steht über eine Öffnung 37 im Dichtelement 21 mit dem von den
Dichtringen 31 und 32 gebildeten Raum 39 in Verbindung.
-
Auch ist in der im Bereich der hamsr,er 34 befindlichen äußeren Wandung
des Ster.pelsl5 die öffnung 38 vorgesehen. Diese Öffnungen 37 und 38 bewirken, daß
auch die dem Verschluß der Öffnung 22 dienende Dichtung eine Zwischenabsabsaugung
hat und damit besonders wirksam ist.
-
Das untere Ende des Stempels 15 weist noch einen Zentrierstutzen 40
auf, der bei auf den Prüfling 12 aufgesetzter Stellung in die Öffnung 22 hineinragt,
In diesem Stutzen sind Schlitze 41 vorgesehen, durch die die Hebel 27 hindurchgreifen