DE3739166A1 - Leck-pruefgeraet - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Leck-Prüfgerät mit einer die
Öffnungen eines zu prüfenden Hohlteils abdichtenden Ver
schließvorrichtung, mit einer das verschlossene Hohlteil
innen mit einem festlegbaren Prüfdruck beaufschlagenden,
pneumatischen Druckquelle und mit einer einen Gasaustritt
aus dem dichtend verschlossenen Hohlteil anzeigenden Meß
einrichtung.
Ein derartiges Leck-Prüfgerät ist beispielsweise unter
der Bezeichnung Dialog-Leckprozessorgerät DLP 10 im Handel
erhältlich. Beim automatischen Meßablauf wird zunächst
das zu prüfende Hohlteil abgedichtet und dann mit einem
Prüfdruck beaufschlagt. Ein danach erfolgender Druckabfall
gibt Aufschluß über die Leckrate. Der Nachteil der bekannten
Anordnung besteht darin, daß der vorgegebene Prüfdruck
im zu prüfenden Hohlteil sich in Abhängigkeit der Tempera
tur und auch anderer Einflüsse ändern kann. Es ist daher
erforderlich, zunächst die Temperatur sehr exakt einzu
stellen, um einen Einfluß auf das Prüfergebnis auszuschlie
ßen. Hierzu ist eine für den automatisierten Meßvorgang
unerwünschte Wartezeit erforderlich. Weiterhin ist es
zur Erzielung der erwünschten Meßgenauigkeit erforderlich,
Verdrängungskörper in den Hohlraum einzubringen, um sein
Volumen so stark wie möglich zu reduzieren. Die Herstellung
und das automatische, dichtende Einbringen der Verdrängungs
körper sind jedoch zum einen aufwendig und teuer, und
zum anderen ist ein derartiges Einbringen bei gewissen
Hohlkörpern, beispielsweise bei Kühlern, nicht möglich.
Andere bekannte Leck-Prüfverfahren, wie beispielsweise
die Leck-Prüfung mit Helium oder das Beobachten aufsteigen
der Luftblasen aus einem in einen Wasserbehälter gebrachten
Hohlteil, das innen mit Druckluft beaufschlagt ist, sind
zum einen nicht automatisierbar und bringen zum anderen
keine quantitativ bestimmbaren Meßergebnisse hervor. Bei
der Serienprüfung bestimmter Hohlteile, wie Motor- und
Getriebegehäuse, Wasser- und Ölkühler u. dgl., sind jedoch
quantitative Anforderungen für die Leckrate vorgegeben.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Leck-
Prüfgerät der eingangs genannten Gattung so zu verbessern,
daß bei automatisierbarem Prüfvorgang eine höhere Genauig
keit, eine vernachlässigbare Temperaturabhängigkeit und
eine weitgehende Unabhängigkeit vom eingeschlossenen Volumen
erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
ein das Hohlteil und die Verschließvorrichtung aufnehmender,
flüssigkeitsgefüllter Behälter vorgesehen ist und daß
in der Flüssigkeit oberhalb des Hohlteils eine dieses
überdeckende Haube positionierbar ist, die mit einem auf
steigende Gasblasen sammelnden und mit der den Druck-
oder Füllstand erfassenden Meßeinrichtung verbundenen
Meßrohr versehen ist.
Der Austritt von Gasblasen aus einer Leckstelle ist nicht
vom Innenvolumen des zu prüfenden Teils abhängig, sondern
nur vom vorliegenden Innendruck. Das Einbringen von Ver
drängungskörpern erübrigt sich daher, so daß ein einfacherer
und kostengünstigerer Aufbau der erforderlichen Verschließ
vorrichtung möglich ist. Eine Prüfung von Hohlkörpern,
bei denen das Einbringen von Verdrängungskörpern nicht
möglich ist, kann auf besonders vorteilhafte Weise durchge
führt werden. Während bei bekannten Verfahren eine
temperaturbedingte Druckänderung des Prüfdrucks direkt
additiv oder subtraktiv das Prüfungsergebnis verfälscht
hat, ist nunmehr lediglich noch eine prozentuale Veränderung
des Prüfungsergebnisses entsprechend der prozentualen
Druckänderung möglich. Insbesondere bei der Messung sehr
kleiner Leckraten können bei den bekannten Verfahren sehr
große Fehler auftreten, da beispielsweise bei einem Prüf
druck von 5 bar eine Temperaturänderung von 1/10°C bereits
zu einer Druckänderung von ca. 2 mbar führt. Kleine Leck
raten können jedoch eine Druckveränderung in dieser Größen
ordnung bewirken, so daß der Fehler sehr groß wird. Beim
hier vorgeschlagenen Verfahren würde der Meßfehler bei
einer Temperaturänderung von 1/10°C unter 1 Promille
liegen, also zu vernachlässigen sein. Die Genauigkeit
beim vorliegenden Meßverfahren kann durch Verringerung
des Meßrohrdurchmessers noch weiter erhöht werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des
im Anspruch 1 angegebenen Leck-Prüfgeräts möglich.
Das Sammeln von auf Grund eines Lecks aufsteigenden Blasen
erfolgt besonders einfach durch die sich nach oben ver
jüngende Haube, wobei das Meßrohr am höchsten Punkt angeord
net ist, vorzugsweise vertikal.
Zur Entlüftung des Meßrohrs ist dieses zweckmäßigerweise
mit einer Entlüftungsvorrichtung versehen, die aus einer
mit einem steuerbaren Lüftungsventil versehenen Entlüftungs
leitung besteht. Hierdurch ist sowohl eine erstmalige
Entlüftung des Meßrohrs nach der Positionierung der Haube
als auch eine Nachentlüftung möglich, wenn das Hohlteil
zur Vorbereitung der Messung in vorzugsweise vibrierende
Bewegungen versetzt wird, um äußerlich anhaftende Luft
blasen zu entfernen, die das Meßergebnis verfälschen würden.
Dabei ist die Mündung vorzugsweise im mittleren bis oberen
Bereich des Meßrohrs angeordnet, und das Meßrohr taucht
in der Meßstellung wenigstens zum Teil in die Flüssigkeit
ein, damit diese bei der Entlüftung in das Meßrohr ein
dringen kann.
Zur automatischen Abdichtung und Beaufschlagung des Hohl
teils mit dem Druck der Druckquelle weist die Verschließ
vorrichtung zweckmäßigerweise mindestens ein gegen wenigstens
eine Öffnung des Hohlteils verfahrbares Dichtglied auf,
das mit Dichtflächen und/oder Dichtflanschen versehen
ist. Durch einen das Dichtglied steuernden Stellantrieb
kann dieser Vorgang automatisiert werden. Durch einen
Kanal in einem der Dichtglieder, der mit der Druckquelle
verbunden ist, wird beim Abdichten des Hohlteils gleich
zeitig eine Verbindung zur Druckquelle hergestellt.
Ebenfalls zur Automatisierung trägt ein mit der Haube
oder dem Behälter verbundener Stellantrieb bei, durch
den die Haube in die Prüfposition und aus dieser heraus
bewegbar ist. Dies kann durch Bewegung der Haube bei fest
stehendem Behälter oder durch Bewegung des Behälters bei
feststehender Haube erfolgen.
Im einfachsten Falle erfolgt die Messung über einen mit
dem Meßrohr verbundenen Drucksensor, der den Druck der
Luftsäule im Meßrohr bestimmt. Es ist jedoch auch möglich,
den Flüssigkeitspegel im Meßrohr mit einer Füllstands-
Meßvorrichtung zu erfassen, die nach einem der bekannten
Verfahren arbeitet.
Ein elektrisches Steuergerät dient vorzugsweise nicht
nur zur Anzeige oder Registrierung der vom Sensor erfaßten
Werte, sondern es kann zusätzlich noch die Ventilbetätigung
und die Steuerung der Stellantriebe durch dieses Steuer
gerät erfolgen. Zur Erzielung eines vollautomatischen
Ablaufs des Leck-Prüfgerätes ist das Steuergerät hierzu
zweckmäßigerweise mit einem Mikrorechner versehen. Zur
Vereinfachung der Messung ist die Meßeinrichtung bzw.
das die Meßergebnisse auswertende Steuergerät mit einer
Null-Normierungseinrichtung ausgestattet, um eine automa
tische Null-Einstellung bei Beginn der Messung zu erhalten.
Wenigstens die Meßeinrichtung kann auch zur autarken Strom
versorgung mit einer Batterie versehen sein, so daß ein
Umsetzen der Meßeinrichtung von einer stationären Meß
station zur anderen auf einfache Weise möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Weise
ein zu prüfendes Hohlteil während des Prüfvorgangs sowie
eine schaltungsmäßige Darstellung der erforderlichen Ein
richtungen zur Steuerung und Messung.
Ein als offene Wanne ausgebildeter Behälter 10 ist mit
einer Flüssigkeit 11, beispielsweise Wasser, gefüllt.
In der Flüssigkeit 11 befindet sich eine Verschließvor
richtung 12 für einen auf Dichtigkeit zu prüfenden Hohl
körper 13. Die Verschließvorrichtung 12 besteht dabei
im wesentlichen aus einem Rahmen 14, von dem aus zwei
Dichtglieder 15 über nicht näher dargestellte Stellantriebe
gegen Öffnungen des Hohlkörpers 13 verfahrbar sind und
diese mittels Dichtflächen und/oder Dichtflanschen 16
abdichten. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Dichtglieder
15 dargestellt, die von zwei gegenüberliegenden Seiten
gegen den Hohlkörper 13 verfahrbar sind. Im einfachsten
Falle, sofern nur eine Öffnung vorgesehen ist, genügt
selbstverständlich auch ein einziges Dichtglied, während
die Zahl der Dichtglieder bei kompliziert geformten Hohl
teilen auch wesentlich größer sein kann, wobei die Dicht
glieder dann von allen möglichen Seiten gegen den Hohl
körper bewegt werden können. Jedes dieser Dichtglieder
kann auch gleichzeitig mehrere Öffnungen dichtend ver
schließen.
Eine im einfachsten Fall als Luftdruckquelle ausgebildete
pneumatische Druckquelle 17 ist über einen als einstell
bares Druckregelventil 18 ausgebildeten Druckregler und
über ein in Reihe dazu geschaltetes Absperrventil 19 mit
einem im rechten Dichtglied 15 verlaufenden Kanal 20 ver
bunden, über den die Druckquelle 17 mit dem Innenraum
des Hohlkörpers 13 verbindbar ist. Wird dieses Dichtglied
15 dichtend gegen den Hohlkörper 13 gefahren, so wird
gleichzeitig die Verbindung zum Absperrventil 19 bzw.
zur Druckquelle 17 hergestellt.
Eine den Hohlkörper 13 bzw. darüber hinaus die Verschließ
vorrichtung 12 überdeckende Haube 21 verjüngt sich konisch
nach oben, wobei am höchsten Punkt, an dem sich aufsteigende
Luftblasen sammeln, ein Meßrohr 22 angeordnet ist. Die
Gestalt der Haube 21 ist prinzipiell frei wählbar, sie
muß lediglich alle vom Hohlkörper 13 aus etwa aufsteigende
Luftblasen erfassen können und sich an wenigstens einer
Stelle so verjüngen, daß sich diese Gasblasen dort sammeln
und vollständig dem Meßrohr 22 zugeführt werden können.
Am oberen Ende des Meßrohrs 22 ist ein Drucksensor 23
angebracht, der zusammen mit einem elektrischen Steuer
gerät 24 eine Meßeinrichtung für den Druck im Meßrohr
22 bildet. Im oberen Bereich des Meßrohrs 22 mündet eine
Entlüftungsleitung 25, in die ein Entlüftungsventil 26
geschaltet ist.
Das vorzugsweise eine Mikroprozessor-Steuerung aufweisende
Steuergerät 24 dient zur Erfassung sowie zur Anzeige und/oder
Registrierung der Meßwerte des Drucksensors 23. Darüber
hinaus kann dieses Steuergerät 24 auch einen automatischen
Leck-Prüfvorgang steuern, indem auch die Ventile 19, 26
und die Bewegung der Dichtglieder 15 von diesem Steuer
gerät 24 aus steuerbar sind. Weiterhin wird von diesem
Steuergerät 24 über einen Stellantrieb 27 die Absenkung
und Anhebung des Behälters 10 gesteuert.
Der durch das Druckregelventil 18 einstellbare Prüfdruck
kann über ein Druckmeßgerät 28 überwacht werden, das
selbstverständlich auch im Steuergerät 24 integriert sein
kann.
Zur Vorbereitung der Leck-Prüfung befindet sich zunächst
die Verschließvorrichtung 12 außerhalb des Behälters 10
oder in diesem befindet sich noch keine Flüssigkeit. Der
zu prüfende Hohlkörper 13 wird in die Verschließvorrichtung
12 eingesetzt und dann seine Öffnung durch Ausfahren der
Dichtglieder 15 luftdicht verschlossen. Nun wird der Be
hälter 10 mit der Flüssigkeit 11 durch Betätigung des
Stellantriebs 27 in die dargestellte Position gefahren,
in der der Hohlkörper 13 vollständig mit Flüssigkeit um
geben ist. Alternativ hierzu kann auch die Verschließvor
richtung 12 in den feststehenden Behälter abgesenkt werden,
oder nach Betätigung der Dichtglieder 15 wird Flüssigkeit
in den Behälter 10 eingelassen.
Nun wird die Haube 21 gemäß der Darstellung oberhalb des
Hohlkörpers 13 durch Absenken oder Verschwenken positio
niert. Dies kann selbstverständlich auch gleichzeitig
oder vor dem Einbringen des Hohlkörpers 10 in die Flüssig
keit 11 erfolgen. Durch Stöße, Schütteln, Vibration od.dgl.
werden etwa noch an der Oberfläche des Hohlkörpers 13
haftende Luftblasen abgelöst, die nach oben steigen und
von der Haube 21 gesammelt werden, sofern sich diese zu
diesem Zeitpunkt bereits über dem Hohlkörper 13 befindet.
Durch Öffnen des Absperrventils 19 wird der Innenraum
des Hohlkörpers 13 mit dem durch das Druckregelventil
18 vorgegebenen Druck beaufschlagt. Durch Betätigung des
Entlüftungsventils 26 wird das Meßrohr 22 entlüftet, das
heißt, der Wasserpegel im Meßrohr steigt bis zur Füllstands
höhe der Flüssigkeit 11. Mit dem Schließen des Entlüftungs
ventils 26 oder schon vorher wird auch das Absperrventil
19 geschlossen. Nun beginnt der eigentliche Meßvorgang,
wozu der zu diesem Zeitpunkt durch den Drucksensor 23
erfaßte Druckwert auf den Wert Null normiert wird.
Weist der Hohlkörper 13 eine undichte Stelle auf, so ent
weichen aus dieser Luftblasen, wobei die entweichende
Luftmenge von der Größe des Lecks und dem Prüfdruck bestimmt
wird, der vorzugsweise ein Überdruck ist. In Abhängigkeit
der Meßzeit sinkt nun der Flüssigkeitspegel im Meßrohr
22 ab, wobei über die gemessene Druckänderung das Volumen
der ausgetretenen Luftblasen bestimmt wird. Die Dichtheit
wird dabei üblicherweise in cm3/min gemessen, so daß während
einer festen Meßzeit gemessen werden muß.
Das Meßrohr 22 und nach Wunsch auch der Drucksensor 23
können auch vollständig in der Flüssigkeit 11 eingetaucht
sein. Sofern die Mündung der Entlüftungsleitung 25 unter
halb des Flüssigkeitspegels liegt, dringt selbstverständlich
Flüssigkeit in die Entlüftungsleitung 25 ein.
Alternativ zur Messung mittels eines Drucksensors kann
die Pegelabsenkung im Meßrohr 22 auch direkt über eine
Füllstandsmeßvorrichtung erfaßt werden. Derartige Füllstands
meßvorrichtungen sind vielfach bekannt und arbeiten nach
unterschiedlichen Prinzipien. So sind Füllstandsmeßvorrich
tungen bekannt, die optisch, akustisch, induktiv oder
kapazitiv arbeiten oder durch Messung der Lage eines Schwimm
körpers oder über Widerstandsmessung einer in die Flüssig
keit eintauchenden Elektrode. An der übrigen Anordnung
des Prüfgeräts ändert sich dadurch nichts.
Für manche Anwendungen kann es sich auch als vorteilhaft
erweisen, den Drucksensor 23 mit einem individuellen Auswerte
gerät zu verbinden, das eine autarke Stromversorgung über
Batterien aufweist. In diesem Falle kann bei fest installier
ten Behältern und Verschließvorrichtungen 12 entweder
die Haube 21 mit der Meßvorrichtung von Behälter zu Behälter
weiterbewegt werden, oder auch nur die Meßvorrichtung,
wenn auch die Hauben fest installiert sind. Die Entlüftungs
vorrichtung kann in diesem freibeweglichen Gerät integriert
sein.
Claims (17)
1. Leck-Prüfgerät mit einer die Öffnungen eines zu prüfen
den Hohlteils abdichtenden Verschließvorrichtung, mit
einer das verschlossene Hohlteil innen mit einem festleg
baren Prüfdruck beaufschlagenden, pneumatischen Druckquelle
und mit einer einen Gasaustritt aus dem dichtend verschlosse
nen Hohlteil anzeigenden Meßeinrichtung, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein das Hohlteil (13) und die Verschließ
vorrichtung (12) aufnehmender, flüssigkeitsgefüllter Behäl
ter (10) vorgesehen ist und daß in der Flüssigkeit (11)
oberhalb des Hohlteils (13) eine dieses überdeckende Haube
(21) positionierbar ist, die mit einem aufsteigende Gas
blasen sammelnden und mit der den Druck oder Füllstand
erfassenden Meßeinrichtung (23, 24) verbundenen Meßrohr
(22) versehen ist.
2. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Haube (21) sich nach oben zu verjüngt, und
daß das Meßrohr (22) am höchsten Punkt angeordnet ist.
3. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Meßrohr (22) mit einer Entlüftungsvor
richtung (25, 26) versehen ist.
4. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß am Meßrohr (22) eine mit einem steuerbaren Ent
lüftungsventil (26) versehene Entlüftungsleitung (25)
mündet.
5. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Mündung im mittleren bis oberen Bereich des
Meßrohrs (22) angeordnet ist und daß das Meßrohr (22)
in der Meßstellung wenigstens zum Teil in die Flüssigkeit
(11) eintaucht.
6. LeckPrüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (22) im wesentlichen
vertikal angeordnet ist.
7. Leck-Prüfgerät nach einem der vorhergehende Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließvorrichtung
(12) mindestens ein gegen wenigstens eine Öffnung des
Hohlteils (13) verfahrbares Dichtglied (15) aufweist,
das mit Dichtflächen und/oder Dichtflanschen (16) versehen
ist.
8. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß ein die Bewegung des Dichtglieds (15) steuernder
Stellantrieb vorgesehen ist.
9. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein die Druckquelle (17) mit dem Innenraum
des Hohlteils (13) verbindender Kanal (20) im Dichtglied
(15) oder in einem der Dichtglieder angeordnet ist.
10. Leck-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bewegung der Haube
in die Prüfposition und aus dieser heraus steuernder Stell
antrieb (27) mit der Haube (21) oder dem Behälter (10)
verbunden ist.
11. Leck-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (22)
mit einem Drucksensor (23) verbunden ist.
12. Leck-Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr mit einem den
Flüssigkeitspegel erfassenden Füllstandssensor versehen
ist.
13. Leck-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches
Steuergerät (24) zur Anzeige und/oder Registrierung der
vom Sensor (23) erfaßten Werte vorgesehen ist.
14. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßeinrichtung (23, 24) mit einer Null-
Normierungseinrichtung ausgestattet ist.
15. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrische Steuergerät Steueraus
gänge zur Betätigung des Entlüftungsventils (26) und/oder
eines Absperrventils (19) in einer Druckzuführungsleitung
zum Innenraum des Hohlteils (13) und/oder der Stellantriebe
(27) aufweist.
16. Leck-Prüfgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß ein einen automatisierten Ablauf des Leck-Prüf
vorgangs gestattender Mikrorechner im Steuergerät (24)
vorgesehen ist.
17. LeckPrüfgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
gekennzeichnet durch eine autarke Stromversorgung über
eine Batterie.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873739166 DE3739166A1 (de) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | Leck-pruefgeraet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873739166 DE3739166A1 (de) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | Leck-pruefgeraet |
Publications (2)
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DE3739166A1 true DE3739166A1 (de) | 1989-06-01 |
DE3739166C2 DE3739166C2 (de) | 1991-11-07 |
Family
ID=6340772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873739166 Granted DE3739166A1 (de) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | Leck-pruefgeraet |
Country Status (1)
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