DE2728838B2 - Verfahren und Vorrichtung zur integralen Lecksuche - Google Patents

Description

Die Erfindung beirifft ein Verfahren zur integralen Vakuumlecksuche an Prüflingen, wie Behältern, Fässern oder dergleichen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist immer häufiger erwünscht, Behälter dieser Art unmittelbar nach ihrer Herstellung einer sorgfältigen Lecksuche zu unterziehen. Der technische und zeitliche Aufwand für diese Lecksuche ist um so höher, je größer die Produktionskapazität 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; danach 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 24 03 360 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 Testkammer entsteht die über eine weitere Anschk'ßleitung 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 außerdem die Öffnung 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 Oberschreiten des zulässigen Differenzdruckes würde z. B. immer dann erfolgen, wenn die Testkammer nicht dicht verschlossen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe ι ο 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 technisch einfache Vorrich- ι s tung zur Durchführung des Verfahren 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 Teilkammer betätigbaren, auf den Prüfling aufsetzbaren Anschlußeinrichtung sowohl eine vakuumdichte Trennung des Innenraumes des Prüflings vom Innenraum der Test- 2s kammer 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 Testkammer 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 ■ on Prüfling und Testkammer auf relativ niedrige Drücke hat darüber hinaus 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 DifferenzsJ-uck ausgeglichen wird, dann die Verbindung zwischen 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 auf- ss treten. Für den Fall, daß das Testgas für den Lecksuchvorgang in den Prüfling eingelassen wurde, besteht auch noch der Vorteil, daß beim Belüften vermieden wird, daß größere Mengen Testgas aus dem Prüflingsinnenraurn in die Testkammer gelangen können.

Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung umfaßt in an sich bekannter Weise eine Testkammer, ein Evakuierungssystem, eine Testgasquelle und einen Testgasdetektor und ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wandungen der Testkr Timer eine bei geschlossener Testkammer von außen betätigbare Anschlußeinrichtung aufweist, die sowohl dem Anschluß einer Leitung an den Innenraum des Prüflings als auch der dichten Trennung des Innenraums des Prüflings von dem Innenraum der Testkammer dient Die Anschlußeinrichtung kann an beliebiger Stelle der Testkammerwandungen 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 Haube angeordnet sein. Die Beweglichkeit der Haube ist dadurch kaum behindert da lediglich Leitungen mit kleinem Querschnitt (Testgaseinlaß oder Anschluß an den Testdetektor) damit verbunden werden müssen. Evakuierungsleitungen mit großem Querschnitt die die Flexibilität der Haube stark beeinträchtigen würden, sind dann zweckmäßig am festen Boden der Testkammer angeschlossen.

Die ArAchlußeinrichtung besteht zweckmäßig aus einem gasdicht durch die Testkai;<iiierwandung hindurchgefühlten Stempel mit einem flanschartigen Dichtelement zum Aufsatz auf den Prüfling. Bei Prüflingen mit stabilen Wandungen kann die notwendige Dichtheit durch einen bestimmten Anpreßdruck erzeuge werden. Hat 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.

Die Erfindung soll anhand von in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläuter werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt durch die Anschlußeinrichtung.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 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 Rippe 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 Windung der Haube 4 ist die allgemein mit 13 bezeichnete Anschlußeinrichtung vorgesehen. Diese besteht aus einem, mit Hilfe der Dichtung 14 vakuumdicht durch die Haubenwandung 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 dargestelltem Ausführungsbeispiel noch über das Ventil 2G eine Druckgasquelle 20a (für testgasfreies Gas) angeschlossen. An seinem unteren Ende trägt der Stempel 15 ein flanschartiges Dichtelement 21, mit dem die Öffnung 22 des Prüflings 12 gegenüber dem übrigen Inhalt der Testkammer 1 verschlossen werden kann. Gleichzeitig wird dann eine Verbindung des Innenraums des Prüflings 12 mit den zur Testgasquelle 19 bzw. Druckgasquelle 20a führenden Leitungen hergestellt

Mit der dargestellten Vorrichtung kann die integrale Lecksuche folgendermaßen durchgeführt werden:

Der Prüfling 12 wird in nicht näher dargestellter Weise — zweckmäßig mit Hilfe automatisch arbeitender Transporteinrichtungen auf den Teller 10 aufgesetzt und dann die Haube 4 zur Bildung der Testkammer über den Prüfling 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, lährt 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 den Prüfling 12 geöffnet. Gleichzeitig kann darüber das Ventil 20 Druckgas bis zum erforderlichen Prüfdifferenzdruck eingelassen werden. Dieses Druckgas kann der weiteren Erhöhung des Differenzdruckes und der Einsparung von Testgas dienen. Nach diesen Verfahrensscnritten 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 Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der 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. Ober 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

in 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 bewegbar ist.

Mit ihrem unterem Ende steht die Stange 24 mit

Ii mehreren an ihrem oberen Ende um die Achse 30 schwenkbar gelagerten, hakenförmigen Hebel 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

.'n 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 Vorspriinge 29 an den Hebel 27 und drückt die Hebel 27 derart nach außen, daß sich die Abschnitte

2") 28 von unten gegen die Wandung des Prüflings 12 legen und dadurch den für die Abdichtung des Dichtelementes 21 not* sndigen Anpreßdruck erzeugen. Die Abdichtung ist als Doppeldichtung mit den beiden Dichtringen 31 und 32 ausgebildet, die in Nuten am Dichtelement 21

so angeordnet sind.

Auch die Abdichtung des Stempels 15 gegenüber der Haube 4 ist als Doppeldichtung ausgebildet. Die Dichtringe 14a und 14£> 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 Kammer 34 befindlichen äußeren Wandung des Stempels 15 die öffnung 38 vorgesehen. Diese öffnungen 37 und 38 bewirken, daß auch die dem Verschluß der öffnung 22 dienende Dichtung eine Zwischenabsaugung 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

so diesem Stutzen sind Schlitze 41 vorgesehen, durcrt die die Hebel 27 hindurchgreifen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   " t. Verfahren zur integralen Vakuum-Lecksuche an Prüflingen, wie Behältern, Fässern oder dergL, bei dem der Prüfung in eine Testkammer eingebracht wird, dann der Prüfling und die Testkammer mit Hilfe eines Evakuierungssystems derart evakuiert werden, daß an den Wandungen des Prüflings ein Differenzdruck entsteht, danach auf die Seite mit dem höheren Druck Testgas eingelassen wird und ι ο die auf der Seite mit dem niedrigeren Druck vorhandenen Gase mit Hilfe eines testgasempfindlichen Detektors untersucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling (12) offen in die Testkammer (1) eingebracht wird, daß Testkamrner und Prüfling gemeinsam bis zu einem vorgegebenen Druck evakuiert werden, daß dann mit Hilfe einer von außerhalb der Testkammer betätigbaren, auf dem Prüfling aufsetzbaren Anschlußeinrichtung (13) sowcH eine vakuumdichte Trennung des Innenraums des Prüflings vom Innenraum der Testkammer als auch der Anschluß des Prüflings an eine Testgasquelle (19) oder an den Testgasdetektor (8) erfolgt, und daß dann die für die Lecksuche notwendigen Drücke erzeugt und nachfolgend der eigentliche Lecksuchvorgang durchgeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Belüftung von Testkammer (1) und Prüfling (12) nach dem Lecksuchvorgang zunächst der Differenzdruck ausgeglichen wird, dann die Verbindung zwischen dem Innenraum des Prüflings und dem Innenraum der Testkammer hergestellt wird und danach beid- Räum-' gleichzeitig belüftet werden.

   3. Vorrichtung zur Durchfüh» .ng des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise eine Testkammer (1), ein Evakuierungssystem (6), eine Testgasquelle (19) und einen Testgasdetektor (8) umfaßt und daß eine der Wandungen der Testkammer eine bei *o geschlossener Testkammer von außen betätigbare Anschlußeinrichtung (13) aufweist, die sowohl dem Anschluß einer Leitung an den Innenraum des Prüflings (12) als auch der dichten Trennung des Innenraums des Prüflings von dem Innenraum der Testkammer dient

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Testkammer (1) von einem Boden (2) mit abnehmbarer Haube (4) gebildet wird und daß die Anschlußeinrichtung (13) in der Haube angeordnet ist

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (2) der Testkammer (1) das Evakuierungssystem (6) angeschlossen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (2) der Testkammer (1) ein Anschluß für den Testgaseinlaß vorgesehen ist und daß die in der Haube vorgesehene Anschlußeinrichtung (13) mit dem Testgasdetektor (8) verbunden ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- μ zeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (13) zusätzlich mit einem Vorratsbehälter (2Oe) für testgasfreies Druckgas verbunden ist.

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (13) einem gasdicht durch die Testkammerwandung hindurchgeführten Stempel (15) mit einem flanschartigen Dichtelement (21) zum Aufsatz auf den Prüfling (12) aufweist

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (15) hohl ausgebildet ist und daß darin ein Gestänge (24) für dem Dichtelement (21) zugeordnete Verriegelungsmittel (27 bis 30) untergebracht ist

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (27 bis 30) mit Hilfe des Gestänges (24) nack außen spreizbare, in die Öffnung (22) des Prüflings (12) einführbare Hebel (27) aufweisen.

   IZ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Stempels (15) gegenüber der Haube (4) und/oder zur Abdichtung des Dichtelementes auf dem Prüfling (12) eine Doppeldichtung mit Zwischenabsaugung vorgesehen sind.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (15) doppelwandig ausgebildet ist und daß über den von der Doppelwandung gebildeten Raum (36) die Zwischenabsaugung erfolgt