DE4412762C2 - Verfahren und Einrichtung zur Prüfung der Wasserdichtigkeit von Uhrengehäusen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Wasserdichtigkeit von Uhrengehäusen, indem die Uhrenge­ häuse einem Druck ausgesetzt werden und die Deformation und deren Rückbildung während der Meßzeit gemessen und analy­ siert werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft außerdem noch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Undichtigkeiten bei Uhrengehäusen können auf drei Fehler­ quellen zurückgeführt werden:

• a) Undichtigkeiten bedingt durch Bearbeitungsfehler der Dichtflächen,
• b) Undichtigkeiten bedingt durch die Deformation der an der Dichtung beteiligten Komponenten bei Druckbeanspruchung,
• c) Undichtigkeiten bedingt durch ungenügenden Anpreßdruck der Gehäusekomponenten gegen die Dichtelemente.

Undichtigkeiten der Arten a) und b) werden bei einer Prüfung mittels Druck festgestellt, hingegen können Undichtigkeiten der Art c) mittels einer Prüfung mit Druck nicht festge­ stellt werden, da der Druck die Komponenten gegen die Dich­ tungen preßt. Unter Vakuum lassen sich nun Undichtigkeiten der Arten a) und c) feststellen, nicht aber Undichtigkeiten der Art b).

Gemäß der DE-A-33 12 963 ist es bekannt die Dichtheit von Uhrengehäusen dadurch zu prüfen, daß der Prüfling einem er­ höhten Druck ausgesetzt wird und dann die Verformung des Bo­ dens und des Glases gemessen wird. Bei gegebener Leckrate darf die durch die Leckage bewirkte Rückbildung der Verfor­ mung nach einer vorbestimmten Zeitdauer einen für die Be­ zeichnung "dicht" repräsentativen Wert nicht überschreiten. Bei erhöhtem Druck werden aber beispielsweise das Glas und der Boden gegen die Dichtungsmaßnahmen gepreßt, so daß sich Leckstellen schließen können.

Aufgrund dieser Meßmethode können Bearbeitungsfehler der Dichtflächen und Leckagen gemessen werden, die aufgrund der Deformation der an der Dichtung beteiligten Komponenten des Uhrengehäuses entstehen. Nicht erfaßt werden können dagegen Leckagen, die aus der ungenügenden Befestigung der an der Dichtung beteiligten Komponenten des Uhrengehäuses bzw. durch den ungenügenden Anpreßdruck dieser Komponenten ge­ geneinander resultieren.

Aus der DE 39 36 163 A1 ist ein Verfahren zur Messung der Dichtigkeit hermetisch abgeschlossener Behälter bekannt, bei dem die Verformung flexibler Behälterwände gemessen wird, wenn der Behälter einem Druck ausgesetzt wird, der von einem Innendruck des Behälters verschieden ist. Durch dieses Ver­ fahren werden Behälterwände des geschlossenen Behälters ge­ prüft, der zur Verpackung von Lebensmitteln geeignet ist. Durch die Flexibilität der Behälterwand aufgrund einer Ver­ formung und durch die an der Behälterinnenwand anliegenden Lebensmittel können Poren oder andere undichte Stellen ge­ schlossen werden. Da die starren Bestandteile des Uhrenge­ häuses diese Eigenschaften nicht aufweisen, läßt sich dieses bekannte Verfahren bei Uhrengehäusen nicht anwenden.

Aus der DE 40 17 693 A1 ist ein Verfahren zur Leckageprüfung von geschlossenen Behältern mit mindestens in Abschnitten flexibler Wandung bekannt. Durch dieses Verfahren wird ein Behälter zunächst einem Unterdruck ausgesetzt, damit sich die flexiblen Wandteile ausbuchten können. Bei fortwährendem Unterdruck werden einzelne zu testende Wandteile von außen druckbeaufschlagt, damit ein Fluid durch mögliche Lecks in das Innere des Behälters einströmen kann. Das einströmende Fluid wird dann durch andere Lecks wieder nach außen ge­ saugt. Das bekannte Verfahren mißt dabei die Druckänderung im Inneren des Behältnisses aufgrund des Zusammenspiels der einzelnen Lecks, durch das eine Saugbalgwirkung entsteht. Da auch bei diesem Verfahren die Behälterwände ausreichend fle­ xibel ausgebildet sein müssen und balgartig auseinander- oder zusammengezogen werden, läßt sich dies Verfahren nicht auf Uhrengehäuse übertragen.

Im Gegensatz dazu wird gemäß der US-A-3 837 215 vorgeschla­ gen, das verschlossene zu prüfende Gehäuse in einen Behälter einzubringen, und dann wird im Behälter entweder ein Unter­ druck oder ein Überdruck erzeugt, und es wird die Deformati­ on infolge Kompression oder Dehnung mittels einer Reihenmes­ sung gemessen und die Größe und die Geschwindigkeit der De­ formation nach Korrektur der Fehlerrate mittels eines Rech­ ners ermittelt und die Gehäuse nach diesen errechneten Re­ sultaten ausgeschieden oder verwendet. Es ist vorgesehen, gleichzeitig mehrere Gehäuse mit mehreren Sensoren zu ver­ messen, weil der Rechner die Angaben reihenmäßig erfaßt. Einer solchen Anordnung haftet derselbe Nachteil an, daß nämlich bei der Messung der Deformation mit Druck oder bei Messung unter Vakuum die Uhr als dicht erkannt werden könnte und unter diesen einzeln betrachteten Druckverhältnissen Leckstellen nicht erkennbar sein könnten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Uhrengehäuse auf

• - Bearbeitungsfehler der Dichtflächen
• - Leckagen aufgrund der Deformation der an der Dichtung be­ teiligten Komponenten des Uhrengehäuses und
• - Leckagen aufgrund der ungenügenden Befestigung (Anpreß­ druck) der an der Dichtung beteiligten Komponenten des Uh­ rengehäuses zu prüfen.

Erfindungsgemäß wird dies mit einem Verfahren erreicht, das gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet ist, daß jedes Uhrengehäuse in einem Defor­ mationssensor eingesetzt wird, daß es in einer verschließ­ baren Kammer zuerst in einer ersten Prüfung einem Unterdruck ausgesetzt und die Deformation und deren Rückbildung während der Meßzeit gemessen und analysiert werden und das Meßre­ sultat mit vorgegebenen Toleranzwerten verglichen wird, daß dann das Uhrengehäuse in derselben Kammer in einer zweiten Prüfung einem Überdruck ausgesetzt wird, die Deformation und deren Rückbildung während der Meßzeit gemessen und analy­ siert werden und das Meßresultat mit vorgegebenen Toleranz­ grenzen verglichen wird, und daß die Meßresultate ange­ zeigt werden.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer Meßkammer zur Aufnahme einer Uhr in einem Deformationssensor an einem Einlaß von einem Kompres­ sor Druckluft über ein erstes Steuerventil und eine Drossel zuführbar ist, daß ein Auslaß aus der Kammer über ein zweites Sperrventil mit dem Vakuumanschluß eines Vakuumer­ zeugers verbunden ist, daß zum Betrieb des Vakuumerzeugers diesem Druckluft aus dem Kompressor über ein drittes Sperr­ ventil zuführbar ist, und daß zum Steuern der Ventile eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der beilie­ genden Zeichnung, in der schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt ist, erläutert.

In einer dichten Meßkammer 3 befindet sich eine Auflage, auf die eine zu prüfende Uhr 1 aufgelegt wird, sowie ein elektronischer Deformationssensor 2 zur Messung der Dickenänderung der zu prüfenden Uhr. Dieser Deformations­ sensor ist an sich bekannt und nicht Teil der Erfindung. Er braucht deshalb nicht weiter beschrieben zu werden. Ein elektronischer Drucksensor 4 ist mit der Meßkammer verbunden. Der Einlaß 3a in die Kammer 3 ist über eine Drossel 7 zur Reduktion der Durchflußmenge und über ein elektrisch betä­ tigbares Sperrventil 6 mit einem Kompressor 5 zur Erzeugung der Druckluft verbunden. Über diesen Pfad wird die Kammer bei einer Messung mit Druck mit Druckluft gefüllt.

Der Auslaß 3b der Kammer 3 ist über ein weiteres elektrisch betätigbares Sperrventil 8 mit dem Vakuumanschluß eines Vakuumerzeugers 10 nach dem Venturiprinzip verbunden, um bei einer Messung unter Vakuum die Kammer 3 über diesen Pfad zu evakuieren. Der Vakuumerzeuger 10 wird über ein elektrisch betätigbares Sperrventil 9 mit Druckluft gespeist und saugt damit Luft aus der Kammer 3 über den genannten Auslaß 3b ab. Wenn nur Druck­ luft aus der Kammer 3 abgelassen wird, dient der Vakuumerzeuger 10 nur als Auslaß.

Die Signale aus dem Deformationssensor 2 und aus dem Drucksensor 4 wer­ den einem nicht dargestellten Rechner zugeführt und dort verarbeitet. Mit diesem Rechner können auch die Sperrventile 6, 8 und 9 sowie eine ebenfalls nicht dargestellte alphanumerische Anzeige gesteuert werden.

Der Ablauf erfolgt entweder nach einem vom Anwender festgelegten Prüf­ programm oder nach einem gespeicherten Programm. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf ein standardisiertes Programm mit einer Prü­ fung im Vakuum bei -0,5 bar und einer Prüfung unter Druck mit 2 bar.

Die Betriebsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:
Nach dem Einlegen der Uhr 1 in den Deformationssensor 2 wird die Meß­ kammer 3 automatisch verriegelt. Das Ventil 9 im zweiten Ast einerseits und das Ventil 8 im Auslaß 3b der Meßkammer 3 andererseits wird geöffnet. Da nun die Auslaßleitung in den Vakuumerzeuger 10 einmündet, wird durch die Druckluft aus dem Kompressor 5 Luft aus der Meßkammer 3 angesaugt und es entsteht dort ein Unterdruck. Mit dem Drucksensor 4, der mit dem Innen­ raum der Meßkammer 3 in Verbindung ist, wird der Innendruck in der Meß­ kammer laufend überwacht und mit nichtdargestellten Steuerleitungen bewirkt dieser Drucksensor 4 daß die beiden Ventile 8, 9 geschlossen werden. In der Meßkammer 3 herrscht nun der gewünschte Druck von -0.5 bar.

Sobald sich die Deformation des Gehäuses 1 stabilisiert hat, wird mit der eigentlichen Messung begonnen. In einem nicht dargestellten Rechner wird nun die Prüfzeit berechnet. Nach dieser Zeit wird das Resultat der Prüfung im Vakuum berechnet und mit den Toleranzgrenzen verglichen und auf einem Bildschirm angezeigt oder einem Drucker zugeleitet.

Danach wird das Einlaßventil 6 zwischen dem Kompressor 5 und der Meß­ kammer 3 geöffnet und der mit der Drossel 7 konstant und auf tieferem Druck als dem durch den Kompressor erzeugten Druck gehaltene Arbeits­ druck in die Meßkammer 3 geleitet. Indem das Ventil 8 geschlossen ist, baut sich in der Meßkammer 3 der programmierte und mittels des Sensors 4 gemessene Druck, von beispielsweise 2 bar auf.

Das Gehäuse 1 der zu prüfenden Uhr deformiert sich nun unter dem Über­ druck. Sobald sich die Deformation stabilisiert hat, was mittels des Deforma­ tionssensors 2 feststellen läßt, beginnt wiederum die eigentliche Messung, wobei die benötigte Meßzeit automatisch mit dem Rechner ermittelt wird. Nach Abschluß der Meßzeit wird das Deformationsresultat der Prüfung unter Druck berechnet, mit den programmierten Toleranzwerten verglichen und parallel zum vorher ermittelten Resultat der Prüfung unter Vakuum darge­ stellt. Das Auslaßventil 8 wird geöffnet und der Druck über die Venturidüse 10 und über den Auspuff ins Freie abgelassen. Nach dem Abbau des Druckes wird die Meßkammer 3 entriegelt und der Prüfling kann herausgenommen werden.

Die Vorteile einer derartigen Vorrichtung sind einerseits daß nur ein Prüfge­ rät benötigt wird, und daß keine Luftpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes benötigt wird. Die Meßzeiten werden stark verkürzt weil der Ablauf automa­ tisiert ist und die Prüfresultate mit der Entscheidung gut - schlecht unter Berücksichtigung beider Meßresultate ausgewertet werden.

Während hier ein Ausführungsbeispiel für eine direkte Messung beschrieben wurde, kann dasselbe Meßprinzip auch für Messungen nach dem Differenz- Druckverfahren angewendet werden, bei dem die Druck-Differenzwerte zwi­ schen einer zu prüfenden Uhr mit den Werten einer gleichzeitig derselben Prüfung unterworfenen Referenzuhr verglichen werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Prüfung der Wasserdichtigkeit von Uhren­ gehäusen, indem die Uhrengehäuse einem Druck ausgesetzt werden und die Deformation und deren Rückbildung wäh­ rend der Meßzeit gemessen und analysiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Uhrengehäuse in einen Deformationssensor ein­ gesetzt wird,
daß es in einer verschließbaren Kammer zuerst in einer ersten Prüfung einem Unterdruck ausgesetzt, die Defor­ mation und deren Rückbildung während der Meßzeit ge­ messen und analysiert werden, und das Meßresultat mit vorgegebenen Toleranzwerten verglichen wird,
daß dann das Uhrengehäuse in derselben Kammer in einer zweiten Prüfung einem Überdruck ausgesetzt wird, die Deformation und deren Rückbildung während der Meßzeit gemessen und analysiert werden, und das Meßresultat mit vorgegebenen Toleranzwerten verglichen wird,
und daß die Meßresultate angezeigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkzeiten von Unter- und Überdruck nach einstell­ baren Programmwerten eingestellt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Messung benötigte Zeit auf Grund der Angaben aus dem Deformationssensor berechnet und in einem Steuergerät gespeichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Resultate einem Rechner zur Auswertung zugeführt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Meßkammer (3) zur Aufnahme einer Uhr (1) in einem Deformations­ sensor (2) an einem Einlaß (3a) von einem Kompressor (5) Druckluft über ein erstes Steuerventil (6) und eine Drossel (7) zuführbar ist, daß ein Auslaß (3b) aus der Kammer (3) über ein zweites Sperrventil (8) mit dem Vakuumanschluß eines Vakuumerzeugers (10) verbunden ist, daß zum Betrieb des Vakuumerzeugers (10) diesem Druckluft aus dem Kompressor (5) über ein drittes Sperrventil (9) zuführbar ist, und daß zum Steuern aber Ventile (6, 8, 9) eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumerzeuger (10) ein Venturirohr ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kammer (3) ein elektrischer Drucksensor (4) verbunden ist.