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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von
Fässern mit zumindest einer außerhalb der Drehachse liegenden Faßöffnung, mit einer
Zuführeinrichtung
und einer Prüfeinrichtung, wobei die Prüfeinrichtung
einen in die Faßöffnung dichtend einfahrbaren, mit einer Druckquelle verbundenen
Prüfkopf und eine Druckmeßeinrichtung aufweist.
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Neue und auch zur Wiederverwendung aufbereitete Fässer müssen, insbesondere
wenn sie für chemische Stoffe bestimmt sind, einer Dichtheitsprüfung unterzogen
werden. In den meisten Fällen geschieht dies immer noch in der Weise, daß das betreffende
Faß mit Druckluft beaufschlagt, dann geschlossen und anschließend in einen Wassertank
getaucht wird, so daß eventuell austretende Luft durch Luftblasenbildung sichtbar
wird.
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Diese Methode ist verfahrensmäßig außerordentlich umständlich und
zeitraubend und gibt zudem nur einen qualitativen Hinweis über die Dichtheit.
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Man hat deshalb auch versucht, die Dichtheit eines Fasses durch eine
Druckabfallmessung zu ermitteln. Bei einer solchen Messung wird das Faß mit einem
bestimmten Luftdruck beaufschlagt, indem ein mit einer Druckquelle verbundener Prüfkopf
in die Faßöffnung dichtend eingefahren wird. Nach Erreichen dieses Drukkes wird
die Luftzufuhr abgestellt und der Druckabfall über einen bestimmten Zeitraum durch
eine Druckmeßeinrichtung erfaßt. Überschreitet der Druckabfall einen festgelegten
Grenzwert, ist das Faß für seinen Einsatz nicht geeignet und muß ausgebessert oder
verschrottet werden.
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Die Druckabfallmessung lieferte bisher nur sehr unzuverlässsige Werte.
Neuerdings stehen jedoch Geräte bereit, die eine zuverlässige Ermittlung der Dichtheit
eines Fasses gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung
mittels Druckabfallmessung zu schaffen, bei der diese Messung möglichst schnell
und weitgehend automatisierbar erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Prüfeinrichtung
zumindest zwei im Abstand zueinander angeordnete Auflager für die Abstützung des
Fasses in liegender Stellung aufweist und daß ein Antrieb zur Drehung des Fasses
vorgesehen ist, wobei der Prüfkopf ortsfest auf dem Drehkreis der Faßöffnung gelagert
ist.
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Diese Vorrichtung läßt ein schnelles Ausrichten des Fasses für das
Einfahren des Prüfkopfes zu. Nach dem Auflegen des Fasses auf die Auflager wird
dieses mittels des dafür vorgesehenen Antriebes so lange gedreht, bis die Faßöffnung
vor dem Prüfkopf steht, der Prüfkopf also problemlos eingeführt werden kann.
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Zweckmäßigerweise sind die Auflager für die horizontale Lage eines
Fasses ausgerichtet.
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Die Auflager sind vorteilhafterweise als drehbare Rollen und/oder
Walzen ausgebildet, wodurch ein leichtes Verdrehen des Fasses möglich ist. Dabei
bietet es sich an, daß einer der Auflager von einem Motor angetrieben ist, so daß
es nicht nur der Abstützung des Fasses, sondern auch dessen Verdrehung dient.
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Es ist ferner vorgesehen, daß eine Meßeinrichtung zur Ermittlung
der Faßöffnung in der Stellung, in der der Prüfkopf einfahrbar ist, vorgesehen ist.
Diese Meßeinrichtung kann beispielsweise einen Infrarotsensor aufweisen. Die Meßeinrichtung
ermittelt exakt die Stellung, in der das Faß angehalten werden muß, damit der Prüfkopf
problemlos in die Faßöffnung eingeführt werden kann. Zweckmäßigerweise ist dabei
die Meßeinrichtung mit einer Steuerung für den Antrieb verbunden, die dessen Drehbewegung
bei Ermittlung der Faßöffnung durch die Meßeinrichtung unterbricht. Durch eine solche
Steuerung ist die Druckabfallmessung weitestge-
hend automatisiert, denn es bedarf
jetzt nur noch der Zuführung eines Fasses in die Prüfeinrichtung. Ermittelt die
vorgenannte Meßeinrichtung, daß sich die Faßöffnung nicht in der richtigen Stellung
befindet, wird automatisch der Antrieb für die Drehbewegung in Gang gesetzt und
so lange weiterlaufen gelassen, bis die Faßöffnung genau vor dem Prüfkopf sitzt.
Der Prüfkopf wird dann ebenfalls automatisch in die Faßöffnung eingefahren, so daß
die Druckabfallmessung stattfinden kann.
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Die Prüfeinrichtung hat zweckmäßigerweise einen Anschlag für die eine
Faßstirnseite und auf der dem Anschlag gegenüberliegenden Seite einen Stößel zum
Verschieben des Fasses gegen den Anschlag. Auf diese Weise wird nach dem Eindringen
des Fasses in die Prüfeinrichtung eine exakte Positionierung des Fasses in Querrichtung
erreicht.
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Der Anschlag sollte vorteilhafterweise auf der Seite des Prüfkopfes
angeordnet sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, neben dem einen Stößel einen
weiteren Stößel zum Gegenhalten beim und nach dem Einführen des Prüfkopfes in die
Faßöffnung anzuordnen. Der weitere Stößel sollte dann so gesteuert sein, daß er
beim Einführen des Prüfkopfes zunächst ein wenig nachgibt und dann das Faß wieder
gegen den Anschlag drückt.
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Der erste Stößel hat dann nur die Funktion, das Faß unmittelbar nach
dem Einbringen in die Prüfeinrichtung zunächst gegen den Anschalg zu drücken, damit
es für die nachfolgende Drehbewegung exakt positioniert ist.
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Der bzw. die Stößel sind mit Hydraulik- und/oder Pneumatikzylindern
verbunden, wobei sich letztere Alternative deswegen anbietet, weil für die Druckabfallmessung
ohnehin eine pneumatische Druckquelle notwendig ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann besonders vorteilhaft dann
eingesetzt werden, wenn die Prüfeinrichtung mit einer Schraubeinrichtung zum automatischen
Einschrauben eines Faßverschlusses in die Faßöffnung kombiniert wird. Auf diese
Weise kann das Faß nach erfolgter Druckabfallmessung automatisch auch verschlossen
werden, damit es für einen eventuell nachfolgenden Transport oder eine anschließende
Behandlung geeignet ist.
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Damit Schraubeinrichtung und Faßöffnung zueinander ausgerichtet werden
können, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Auflager um eine gemeinsame
Achse schwenkbar sind, wobei der Schwenkwinkel so bemessen ist, daß sich die Faßöffnung
nach der Dichtprüfung und der Verschwenkung genau vor der Schraubeinrichtung befindet
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Prüfkopf zusammen mit der Schraubeinrichtung
verschiebbar zu gestalten, so daß der Prüfkopf nach der Druckabfallmessung weggeschoben
und die Schraubeinrichtung vor die Faßöffnung gebracht werden können.
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Die Schwenkachse für die Verschwenkung der Auflager verläuft zweckmäßigerweise
horizontal und quer zur Achse der Auflager, und zwar vorteilhafterweise auf der
dem Prüfkopf gegenüberliegenden Seite der Auflager. Dabei sollten die Auflager nach
unten verschwenkbar sein, so daß die Schraubeinrichtung unterhalb des Prüfkopfes
angeordnet wird.
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Die Schraubeinrichtung weist beispielsweise einen in die Faßöffnung
einfahrbaren Schlagschrauber mit automatischer Zuführung des Faßverschlusses auf.
Ähnliche Schlagschrauber werden zur Festziehung von Schraubenmuttern verwendet.
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Die Zuführeinrichtung besteht in einfacher Weise aus
einer
Rollbahn für die rollende Zuführung des Fasses.
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Die Rollbahn kann dabei aus zwei parallel zueinander in Rollrichtung
verlaufenden Schienen bestehen, wobei diese Schienen eine entsprechende Neigung
in Richtung auf die Prüfeinrichtung haben.
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Es ist vorgesehen, daß die Rollbahn vor der Prüfeinrichtung eine
Anhalteeinrichtung aufweist, die eine Wippe mit einer quer zur Rollrichtung verlaufenden
Schwenkachse aufweist, wobei immer nur einer der beiden Wippenenden aus der Rollbahn
hochsteht und dabei ein Weiterrollen verhindert Mittels einer solchen Wippe kann
ein anrollendes Faß zunächst angehalten werden, bis das vorausgegangene Faß aus
der Prüfeinrichtung entfernt ist. Nach Verschwenkung der Wippe kann das Faß in die
Prüfeinrichtung rollen, wobei das dann hochstehende Wippenende ein Nachrollen weiterer
Fässer verhindert. Mit dieser Wippe ist es möglich, auch bei einem Faßstau immer
nur einzelne Fässer in die Prüfeinrichtung hineinrollen zu lassen.
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Die Prüfeinrichtung weist desweiteren eine Ausstoßeinrichtung zum
Herausbewegen des Fasses auf eine anschließende Rollbahn auf. Diese Ausstoßeinrichtung
wird nach erfolgter Druckabfallmessung und gegebenenfalls auch nach der Einschraubung
des Faßverschlusses angesteuert und bringt das fertigbehandelte Faß auf eine weiterführende
Rollbahn, über die es zu einem gewünschten Ort geführt werden kann.
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Die Ausstoßeinrichtung ist mit der Druckmeßeinrichtung zweckmäßigerweise
derart verbunden, daß erstere nur dann betätigt wird, wenn letztere bei der Dichtheitsprüfung
einen noch zulässigen Druckverlust ermittelt.
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Auf diese Weise ist eine zweifelsfreie Feststellung von Fässern, die
den Dichtheitsanforderungen nicht genügen, möglich.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Es zeigen: F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung
von der einen Seite; F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß
F i g. 1 von der anderen Seite und F i g. 3 die Ansicht gemäß Fig. 2 mit herabgeschwenktem
Faß.
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Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einer Zuführrollbahn 1 und einer Prüfeinrichtung 2, von der hier nur die in
dieser Ansicht vordere Seite dargestellt ist. Die andere Seite ergibt sich aus den
Fig.2und3.
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Die Zuführrollbahn 1 hat zwei im Abstand zueinander angeordnete und
in Rollrichtung verlaufende, zur Prüfeinrichtung 2 geneigte Schienen runden Querschnitts,
die auf Stützen 5, 6 ruhen und von denen hier nur der letzte Abschnitt zu sehen
ist. Zwischen den Schienen 3,4 ist eine Wippe 7 angeordnet, deren Schwenkachse 8
unterhalb der Ebene der Schienen 3, 4 und quer zu diesen verläuft. Über einen Hebel
9 kann die Schwenkachse 8 mittels eines Pneumatikzylinders 10 verschwenkt werden.
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Die Wippe 7 weist an ihren Enden je zwei hochstehende Anschlaghaken
11, 12, 13, 14 auf, wobei in der gezeigten Stellung die in dieser Ansicht rechten
Anschlaghaken 13, 14 aus der Ebene der Schiene 3,4 hochstehen, während sich die
linken Anschlaghaken 11, 12 unterhalb der Ebene der Schiene 3,4 befinden. Die rechten
Anschlaghaken 11, 12 fangen ein eventuell ankommendes Faß ab. Soll dieses Faß in
die Prüfeinrichtung 2 gelangen, wird die Wippe 7 im Uhrzeigersinn mittels des Hydraulikzylinders
10 verschwenkt, was zur Fplge hat, daß die rechten Anschlaghaken 13, 14 den Rollweg
in
Richtung auf die Prüfeinrichtung 2 freigeben, während die linken Anschlaghaken
11, 12 in den Rollweg gelangen und auf diese Weise ein Nachrollen eines weiteren
Fasses verhindern. Wenn das Faß in die Prüfeinrichtung 2 eingerollt ist, wird die
Wippe 7 wieder in die gezeigte Stellung gebracht, so daß das nachfolgende Faß bis
zu den rechten Anschlaghaken 13, 14 vorrücken kann. Auf diese Weise ist gesichert,
daß immer nur ein Faß in die Prüfeinrichtung 2 gelangt.
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Die hier sichtbare Seite der Prüfeinrichtung weist einen Rahmen 15
auf, der aus einem oberen Querjoch 16, einem unteren Querjoch 17 sowie zwei Vertikalstützen
18, 19 besteht. Die unteren Enden der Vertikalstützen 18, 19 und damit der Rahmen
15 sind schwenkbar an zwei Standfüßen 20, 21 gelagert, die hier nur teilweise dargestellt
sind. Die Schwenkachse verläuft horizontal und parallel zu den Schienen 3,4 der
Zuführrollbahn 1.
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Auf dem unteren Querjoch 17 sind zwei Auflagerwalzen 22, 23 mit ihren
einen Enden drehbar gelagert. Die anderen Enden sind entsprechend auf der gegenüberliegenden
Seite der Prüfeinrichtung 2 gelagert, wie sich noch aus den F i g. 2 und 3 ergibt.
Die in dieser Ansicht rechte Auflagerwalze hat ein Kettenrad 24, das über eine Kette
25 mit einem entsprechenden Kettenrad eines Elektromotors 26 verbunden ist.
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Auf den Auflagerwalzen 22,23 befindet sich ein Zweihundertliter-Stahlfaß
27 in liegender Stellung. Mittels des Elektromotors 26 und der davon angetriebenen
Auflagerwalze 23 kann das Stahlfaß 27 in Richtung des Pfeils A verdreht werden.
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Am oberen Querjoch 16 sind mittig und untereinander ein größerer
Pneumatikzylinder 28 und ein kleinerer Pneumatikzylinder 29 angeordnet. Der größere
Pneumatikzylinder ist mit einer Andrückleiste 30 verbunden, die in Führungen 31,32
verschieblich geführt ist. Mittels des großen Pneumatikzylinders 28 kann diese Andrückleiste
30 gegen das Stahlfaß 27 gefahren werden.
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Der kleinere Pneumatikzylinder 29 hat lediglich einen kleinen, hier
nicht sichtbaren Stößel, der gegen das Stahlfaß 27 gefahren werden kann und dieses
dann verschiebt.
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Fig.2 zeigt die andere Seite der Prüfeinrichtung 2, wobei die in
Fig. 1 dargestellte Seite, insbesondere der Rahmen 15, der Übersichtlichkeit halber
weggelassen ist. Zu erkennen sind hier zum einen die Schienen 3, 4 der Zuführrollbahn
1, das Stahlfaß 27 und die Auflagerwalzen 22,23, auf denen das Stahlfaß 27 ruht.
Die Auflagerwalzen 22, 23 sind auf dieser Seite innerhalb eines Rahmenvierecks 33
gelagert, das über parallel zu den Auflagerwalzen 22, 23 verlaufende Querstreben
34 mit dem Rahmen 15 starr verbunden ist. Rahmenviereck 33, Querstreben 34 und Rahmen
15 bilden somit eine starre Einheit, die an den Standfüßen 20, 21 in Richtung des
Pfeils B zusammen mit den Auflagerwalzen 22, 23 und damit auch dem Stahlfaß 27 verschwenkbar
ist. Die Abstützung des in dieser Ansicht vorderen Endes dieser Einheit geschieht
über einen hier nicht näher dargestellten Pneumatikzylinder in üblicher Weise, der
auch die Verschwenkung bewirkt Im Vordergrund sind zwei senkrecht verlaufende Standpfosten
35, 36 zu sehen, die über Querstreben 37, 38 miteinander verbunden sind. Auf der
oberen Querstrebe ist ein Pneumatikzylinder 39 angeordnet, der einen Prüfkopf 40
auf das Stahlfaß 27 hin- und von diesem wegbewegen kann. Im dargestellten Fall befindet
sich das Stahlfaß 27 in einer Stellung, in der seine Faßöffnung 41 auf der Stirnseite
genau gegenüber dem Prüfkopf 40 liegt. Neben dem Pneumatikzylinder 39 ist ein
Infrarotsensor
42 angeordnet, der so ausgerichtet ist, daß er in der gezeigten Stellung des Stahlfasses
27 dessen Faßöffnung 41 erfaßt.
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Auf der unteren Querstrebe 38 ist ein schräg nach oben gerichteter
Schlagschrauber 43 angeordnet, dessen Schrauberkopf 44 in Richtung auf das Stahlfaß
27 bewegbar ist. Von oben führt zu dem Schrauberkopf 44 ein Zuführkanal 45, der
die Verbindung zu einen Magazin 46 herstellt, in dem Faßverschlüsse 47 aufeinander
gestapelt sind. Mittels eines kleinen Pneumatikzylinders 48 kann einer der Faßverschlüsse
47 freigegeben werden, so daß er über den Zuführkanal 45 zu dem Schrauberkopf 44
gelangt.
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Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.
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Ein über die Schienen 3,4 anrollendes Stahlfaß 27 fällt zwischen
die Auflagerwalzen 22, 23, wie dies in den F i g. 1 bis 3 dargestellt ist. Durch
eine hier nicht näher dargestellte Steuerung finden automatisch folgende Vorgänge
statt.
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Zunächst wird das Stahlfaß 27 mittels des kleinen Pneumatikzylinders
29 gegen das als Anschlag dienende Rahmenviereck 33 gedrückt, so daß es eine definierte
Lage einnimmt.
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Der Infrarotsensor 42 stellt dann fest, ob sich die Faßöffnung 41
genau vor dem Prüfkopf 40 befindet. Dies wird in aller Regel nicht der Fall sein.
Es wird dann der Elektromotor 26 angesteuert, der die Auflegerwalze 23 über die
Kette 25 derart antreibt, daß das Stahlfaß 27 in Richtung des Pfeils A in Bewegung
gesetzt wird. Diese Bewegung wird so lange fortgesetzt, bis der Infrarotsensor 42
die Faßöffnung 41 in der Stellung erfaßt, in der sie sich genau gegenüber dem Prüfkopf
40 befindet. Der Elektromotor 26 wird dann angehalten.
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Der Prüfkopf 40 wird im Anschluß daran durch den Pneumatikzylinder
39 in die Faßöffnung 41 geschoben, wobei dessen aus Gummi bestehende, kegelstumpfförmige
Spitze zentrierend wirkt. Mit einer kleinen zeitlichen Verzögerung wird von der
anderen Seite her die Andrückleiste 30 über den großen Pneumatikzylinder 28 gegen
die dortige Stirnseite des Stahlfasses 27 gedrückt. Dies hat zur Folge, daß das
Stahlfaß 27 zunächst durch den Prüfkopf 40 etwas verschoben wird, um die Zentrierung
zu erlauben, anschließend jedoch durch den erheblich stärkeren Druck des großen
Pneumatikzylinders 28 wieder gegen das Rahmenviereck 33 gedrückt wird.
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Da nun der Prüfkopf 40 dichtend in der Faßöffnung 41 sitzt, kann
die Druckabfallmessung beginnen. Hierzu wird über den Prüfkopf 40 Druckluft in das
Stahlfaß 27 geleitet, bis ein bestimmter Druck erreicht ist. Über den Prüfkopf 40
erfolgt dann auch die Messung des Druckabfalls innerhalb einer vorgegebenen Zeit.
Liegt der Druckabfall unter einer zulässigen Höchstgrenze, gibt die Steuerung den
Weg für die folgenden Maßnahmen frei.
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Mittels des hier nicht dargestellten Pneumatikzylinders wird der
Rahmen 15 mit den Querstreben 34 und dem Rahmenviereck 33 sowie den Auflagerwalzen
22, 23 in Richtung des Pfeils B nach unten verschwenkt, so daß die vorgenannte Einheit
die in F i g. 3 gezeigte Stellung einnimmt. Das Stahlfaß 27 weist dann schräg nach
unten.
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In dieser exakt definierten Stellung steht die Faßöffnung 41 dem
Schrauberkopf 44 genau gegenüber. Aus dem Magazin 46 gelangt dann ein Faßverschluß
47 über den Zuführkanal 45 zu dem Schrauberkopf 44. Dieser nimmt den Faßverschluß
47 mit und setzt ihn in die Faßöffnung 41 ein. Anschließend setzt die Schlag-
schraubbewegung
ein, wodurch der Faßverschluß 47 in das Gewinde der Faßöffnung 41 eingeschraubt
wird.
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Nach Abschluß dieser Maßnahme wird die Einheit aus Rahmen 15, Querstrebe
34, Rahmenviereck 33 und Auflagerwalzen 22, 23 wieder in die in F i g. 2 gezeigte
Stellung verschwenkt, so daß das Stahlfaß 27 wieder waagerecht liegt. Über eine
hier ebenfalls nicht näher dargestellte Mechanik, angetrieben von einem Pneumatikzylinder,
wird das Stahlfaß 27 etwas angehoben, so daß es über die Auflagerwalze 23 hinwegrollen
kann. An die Auflagerwalze 23 können sich dann hier nicht gezeigte Schienen anschließen,
über die das Stahlfaß 27 zur Weiterbehandlung oder zur Lagerung rollen kann.
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Durch entsprechende Betätigung der Wippe 7 (F i g. 1) kann dann ein
weiteres Faß in die Prüfeinrichtung 2 hineinrollen und auf dieselbe Weise behandelt
werden, wie zuvor beschrieben.
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Die Prüfeinrichtung kann selbstverständlich auch so gestaltet werden,
daß die beiden Auflagerwalzen 22, 23 ortsfest sind, sich also nicht verschwenken
lassen, und das Stahlfaß 27 sowohl für die Prüfung der Dichheit als auch für das
Einschrauben des Faßverschlusses 47 seine Lage beibehält. In diesem Fall werden
der Pneumatikzylinder 39 mit dem Prüfkopf 40 und der Schlagschrauber 43 mit dem
Schrauberkopf 44 gemeinsam auf einem Träger angeordnet, beispielsweise auf einem
auf der Oberseite der Querstrebe 37 in Rollrichtung des Stahlfasses 27 hin- und
herbewegbaren Schlitten. Mit Hilfe dieses Schlittens kann der Prüfkopf 40 vor der
Faßöffnung 41 gefahren werden. Nach Abschluß der Dichtheitsprüfung wird dann der
Schlitten soweit seitwärts bewegt, daß der Schrauberkopf 44 vor der Faßöffnung 41
zu liegen kommt. Es kann dann ein Faßverschluß 47 eingeschraubt werden.
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Bei dieser Ausführungsform tritt an die Stelle der Bewegung des Stahlfasses
27 eine Bewegung des Prüfkopfes 40 und des Schrauberkopfes 44, wobei jedoch die
anfängliche Rollbewegung des Stahlfasses 27 zur Positionierung der Faßöffnung 41
beibehalten bleibt.
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