DE4412763C2 - Verfahren zur Steuerung einer Messvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Gehäusen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steue­ rung einer Messvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Ge­ häusen nach dem Deformationsprinzip.

Ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Gehäusen nach dem Deformationsprinzip ist aus der DE 33 12 963 A1 bekannt.

Vorrichtungen zum Prüfen der Dichtigkeit von Gehäusen, ins­ besondere von Uhrgehäusen, nach dem Deformationsverfahren arbeiten üblicherweise wie folgt:

Das zu prüfende Gehäuse wird in einer Messkammer einem be­ stimmten Druck oder Vakuum ausgesetzt. Mit einem Deformati­ onssensor wird die Deformation der Uhr, nämlich die Verände­ rung von deren Dicke beim Anlegen des Prüfdruckes gemessen. Bei einem undichten Gehäuse bewirkt die eindringende Luft einen Druckausgleich und die Deformation bildet sich zurück. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Deformation zurückbil­ det, ist ein Mass für die Undichtigkeit des Gehäuses.

Die gemessenen Deformationen können, je nach der Steifigkeit des zu prüfenden Gehäuses sehr klein sein, nämlich etwa 2 µm für Taucheruhren bei einem Prüfdruck von 0,5 bar. Bei einer sehr kleinen Undichtigkeit bildet sich die Deformation sehr langsam zurück, was z. B. bei einer Leckrate von 50 µg Luft pro Minute, entsprechend der Limite für wasserdichte Uhren, eine Zeitkonstante für die Rückbildung der Deformation von etwa 100 Minuten ergibt. Indem die Auflösung der Deformati­ onssensoren etwa 0,1 µm beträgt, muss entsprechend lange ge­ messen werden, bis eine Rückbildung und damit eine Undich­ tigkeit überhaupt festgestellt werden kann.

Die minimal benötigte Messzeit für eine zuverlässige Dich­ tigkeitsprüfung ist entsprechend den obigen Ausführungen ab­ hängig von der Deformation des Uhrgehäuses, der Auflösung des Messsystems und von der minimalen festzustellenden Un­ dichtigkeit. Sie kann in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 5 Minuten variieren.

Bei den üblichen Vorrichtungen für die Prüfung der Dichtig­ keit nach dem Deformationsprinzip ist die Messzeit entweder fest vorgegeben, oder sie muss vom Anwender eingestellt wer­ den. Für diesen einzustellenden Wert hat aber der Anwender keine objektiven Kriterien und es ist ihm nicht möglich, ei­ ne individuelle Anpassung an das zu prüfende Gehäuse unter Berücksichtigung der Prüfungsparameter vorzunehmen. Eine zu kurze Messzeit würde zu unzuverlässigen Resultaten führen, da kleine Undichtigkeiten nicht feststellbar wären. Eine zu lange Messzeit hingegen führt zu einem Zeitverlust, ohne dass die Zuverlässigkeit der Messung verbessert würde.

Bei dem Verfahren nach der Lehre der DE 33 12 963 A1 wird die Rückbildung des Uhrengehäuses als Mass für die Undich­ tigkeit des Gehäuses gemessen. Bei sehr grossen Lecks folgt der Druckausgleich innerhalb des Uhrengehäuses während des Druckaufbaus, so dass praktisch keine Verformung des Uhren­ gehäuses auftritt. Bei sehr dichten Uhren, wie etwa Taucher­ uhren, geschieht die Rückbildung sehr viel langsamer und kann bis zu 100 Minuten oder länger dauern. Der Druckaus­ gleich innerhalb des Uhrengehäuses kann bei eher dichten Uh­ rengehäusen sehr schnell und bei sehr schlechten, d. h. un­ dichten Uhrengehäusen, sehr langsam erfolgen. Dies erschwert die Messung der Undichtigkeit dieser beiden extremen Uhren­ gehäusen mit ein und derselben Anordnung. Es muss daher bei jeder Dichtigkeitsprüfung entschieden werden, welche Mess­ zeit für die Dauer des Messverfahrens eingestellt werden muß.

Auch in der Zeitschrift für Instrumentenkunde, 44. Jahrgang, Mai 1966, Heft 5, Seite 145-149, ist beschrieben, dass die Dauer der Messzeit einen Einfluss auf die Grösse eines mini­ malen messbaren Lecks hat.

Die beiden Dokumente des Stands der Technik beschreiben die theoretischen Zusammenhänge bei der Prüfung des Uhrengehäu­ ses, nicht aber, wie eine Dichtigkeitsprüfung beschleunigt und dennoch exakt durchgeführt werden kann.

Es ist demgemäss Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzu­ geben, durch dessen Nutzung die Steuerung einer Messvorrich­ tung zur Dichtigkeitsprüfung von Gehäusen nach dem Deforma­ tionsprinzip zu optimieren.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 erreicht, indem eine minimal benötigte Messzeit der Dichtigkeitsprüfung bei jeder Messung automatisch bestimmt wird. Bevorzugt kann die Messzeit aus der minimalen festzustellenden Undichtigkeit, der gemesse­ nen Deformation des jeweils zu prüfenden Gehäuses und der gegebenen Auflösung des Messsystems für die Deformation er­ folgen.

Nachfolgend wird die Erfindung in beispielsweiser Ausfüh­ rungsform beschrieben.

Es wird nach der Erfindung festgelegt, dass die Rückbildung als ein Prozentsatz der ursprünglichen Deformation, bezogen auf eine bestimmte Zeitdauer angegeben wird. Die minimal notwendige Messzeit aus der gemessenen Deformation eines Uhrgehäuses, der Auflösung des Messsystems und der minimalen festzustellenden Undichtigkeit wird nach der folgenden Be­ schreibung berechnet:

Das Mass für die Undichtigkeit ist die relative Geschwindig­ keit Vr, mit der sich die Deformation zurückbildet:

Dabei bedeuten:
T = Messzeit
Da = gemessene Deformation am Anfang der Messzeit
De = gemessene Deformation am Ende der Messzeit

Vom Anwender wird eine obere Limite Lr für die Undichtigkeit Vr in den Rechner eingegeben. Gehäuse, deren Undichtigkeit grösser als Vr ist, werden als schlecht klassiert.

Die Auflösung als minimale messbare Einheit des Messsystems für die Deformation die durch den Deformationssensor gegeben ist, ist durch dessen Konstruktion gegeben. Sie hat den Wert d.

Erfindungsgemäß soll die Messzeit ja mindestens so gross ge­ wählt werden, dass eine Undichtigkeit, welche gleich oder grösser als Lr ist mit Sicherheit festgestellt wird.

In die obige Formel werden daher folgende Werte eingesetzt:
Vr = Lr als minimale festzustellende Undichtigkeit
Da - De = 2 . d ersetzt, nämlich zwei Messeinheiten, um die Unsicherheit von einer Einheit zu berücksichtigen

Die Auflösung nach der gesuchten Messzeit ergibt:

Somit hat man also für die Bestimmung der minimal notwendi­ gen Messzeit die folgenden Parameter festzulegen
d = Auflösung des Messsystems,
Da = anfängliche Deformation des Uhrgehäuses,
Lr = obere Limite für die Undichtigkeit.

Also alles bekannte Werte, aus denen sich dann der gesuchte Wert für die Zeit ergibt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Steuerung einer Meßvorrichtung zur Dich­ tigkeitsprüfung von Gehäusen nach dem Deformationsprin­ zip, dadurch gekennzeichnet, daß eine minimal benötigte Meßzeit der Dichtigkeitsprüfung bei jeder Messung auto­ matisch bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzeit aus der minimalen festzustellenden Undich­ tigkeit, der gemessenen Deformation des jeweils zu prü­ fenden Gehäuses und der gegebenen Auflösung des Meßsy­ stems für die Deformation berechnet wird.