DE19653770A1 - Gas tightness measuring method for structural element with inner space enclosed by wall parts - Google Patents
Gas tightness measuring method for structural element with inner space enclosed by wall partsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Gasdichtigkeit eines Bauelementes, das mit einem von Wandungsteilen umschlossenen Innenraum versehen ist und bei dem der Innenraum mit Unterdruck beaufschlagt wird sowie bei dem in einer Umgebung der Wandungsteile ein detektierbares Gas verteilt wird, das bei einem Ein strömen in den Innenraum von einem Sensor meßtechnisch erfaßt wird.The invention relates to a method for measuring the Gas tightness of a component that is compatible with one of Wall parts enclosed interior is provided and where the interior is pressurized as well as in the vicinity of the wall parts detectable gas is distributed, which at an on flow into the interior of a sensor by measurement is detected.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Messung der Gasdichtigkeit eines Bauelementes, das mit einem von Wandungsteilen umschlossenen Innenraum versehen ist, bei der zur Erfassung eines detektierbaren Gases ein Sensor mit dem Innenraum ver bunden ist, der durch Unterdruckeinwirkung in den Innenraum einströmende Anteile des Gases meßtechnisch erfaßt und die eine Vakuumpumpe zur Unterdruckerzeugung aufweist.The invention also relates to a device for measuring the gas tightness of a component that with an interior enclosed by wall parts is provided, in order to record a detectable gas ver a sensor with the interior is bound by the negative pressure in the Parts of the gas flowing into the interior are measured detected and the a vacuum pump for generating negative pressure having.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung können beispielsweise eingesetzt werden, um Undichtig keiten von Bauteilen jeglicher Art durch Unterdruck- Helium-Lecksuche nachzuweisen. Typischerweise wird ein Unterdruck von weniger als 10 mbar erzeugt. Dies führt dazu, daß diejenigen Bauteile, die einer derartigen Unterdruckbeaufschlagung nicht standhalten, mit Hilfe dieses Verfahrens nicht geprüft werden können. Ein weiterer Nachteil eines Unterdruckes im angegebenen Bereich besteht darin, daß bei fertigungs- oder be triebsbedingten Verunreinigungen im Bereich des zu untersuchenden Bauteiles ein Übergang dieser Verunrei nigungen in den gasförmigen Zustand möglich ist. Der Evakuierprozeß wird hierdurch erschwert oder verhin dert. Zumindest ist es erforderlich, die Verunreini gungen durch kostenintensive Reinigungsverfahren zu beseitigen, falls dies möglich ist.Such a method and device can be used, for example, to leak components of any kind through vacuum Evidence of helium leak detection. Typically a Vacuum generated less than 10 mbar. this leads to that those components that such Do not withstand negative pressure, with help this procedure cannot be checked. A Another disadvantage of a negative pressure in the specified Area is that at manufacturing or be drive-related impurities in the area of investigating component a transition of this error in the gaseous state is possible. Of the This makes the evacuation process more difficult or prevents it different. At the very least, it is the Verunreini due to costly cleaning processes eliminate if possible.
Ein weiterer Nachteil des Entstehens derartiger gas förmiger Verunreinigungsbestandteile ist darin zu sehen, daß als Sekundäreffekt Verunreinigungen und Beeinträchtigungen des Helium-Leck-Testers verursacht werden können.Another disadvantage of the emergence of such gas shaped impurity components is too see that as a secondary effect impurities and Helium leak tester impaired can be.
Eine andere bekannte Verfahrensvariante besteht darin, daß die zu untersuchenden Bauteile mit einem Überdruck beaufschlagt werden und daß durch eine sogenannte Überdruck-Helium-Leck-Suche aus dem Bauteil aus tretendes Helium mit Hilfe einer Schnüffelsonde zu detektieren. Typischerweise wird das zu untersuchende Bauteil bei einem derartigen Verfahren mit einem Helium-Luftgemisch hohen Drucks beaufschlagt, wenn die Bauteile eine hohe Druckfestigkeit aufweisen.Another known method variant consists in that the components to be examined with an overpressure be acted upon and that by a so-called Overpressure helium leak search from the component Incoming helium with the help of a sniffer probe detect. Typically, that is to be examined Component in such a method with a Helium-air mixture under high pressure when the Components have a high compressive strength.
Ebenfalls ist es bekannt, reines Helium mit relativ geringem Überdruck in die zu untersuchenden Bauteile einzuleiten, wenn diese nur eine geringere Festigkeit aufweisen. Generell werden bei den Untersuchungsver fahren mit Hilfe von Überdruck jedoch insbesondere bei großvolumigen Bauteilen erhebliche Mengen an Helium benötigt, die sowohl zu hohen Kosten bei der Lecksuche führen als auch eine Kontamination der Umgebung mit Helium hervorrufen können. Da bei diesen Versuchen andererseits der Heliumgehalt der Umgebung der einzige Meßparameter ist, resultieren aus derartigen Kontami nierungen Beeinträchtigungen der Meßgenauigkeit.It is also known to use pure helium with relative slight overpressure in the components to be examined initiate if this is only a lower strength exhibit. In general, the investigative ver drive with the help of overpressure in particular large-volume components considerable amounts of helium needed, both at high cost in leak detection cause contamination of the environment as well Can cause helium. Because in these attempts on the other hand, the helium content in the environment is the only one Measurement parameters, result from such contaminations adversely affect measurement accuracy.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver fahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß auch Bauteile mit geringer Unterdruckfestigkeit mit Hilfe eines Unterdruckverfahrens getestet werden können.The object of the present invention is a Ver driving of the type mentioned in the introduction to indicate that even components with low vacuum resistance Be tested using a vacuum process can.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenraum über einen Druckminderer an eine Prüf kammer angeschlossen wird, in der ein geringeres Druck niveau als im Innenraum des Bauelementes erzeugt wird und daß der Sensor und eine Vakuumpumpe an die Prüf kammer angeschlossen werden.This object is achieved in that the interior via a pressure reducer to a test chamber is connected in which a lower pressure level than is generated in the interior of the component and that the sensor and a vacuum pump to the test chamber can be connected.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß die Durchführung eines Unterdruckmeß verfahrens an Bauelementen mit geringer Unterdruckbe ständigkeit unterstützt wird. Another object of the present invention is a Device of the type mentioned in the introduction construct that performing a vacuum measurement process on components with low vacuum Continuity is supported.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenraum über einen Druckminderer an eine Prüf kammer angeschlossen ist und daß sowohl der Sensor als auch die Vakuumpumpe an die Prüfkammer angeschlossen sind.This object is achieved in that the interior via a pressure reducer to a test Chamber is connected and that both the sensor and the vacuum pump is also connected to the test chamber are.
Durch die Erzeugung nur eines relativ geringen Unter druckes im Bereich des Bauteiles mit geringer Unter druckfestigkeit wird eine Beschädigung des Bauteiles durch Unterdruckeinwirkung ausgeschlossen und es werden Verunreinigungen durch Ausgasungen wirkungsvoll ver mieden. Darüber hinaus ist es möglich, zur Durchführung des Meßverfahrens übliche Meßeinrichtungen zur Durch führung von Unterdruck-Helium-Leck-Suchen zu verwenden, ohne daß wesentliche Umbauarbeiten erforderlich sind.By generating only a relatively small sub pressure in the area of the component with little under Compressive strength will damage the component excluded by the action of negative pressure and there will be Impurities caused by outgassing effectively ver avoided. In addition, it is possible to carry out the measuring method usual measuring devices for through to use negative pressure helium leak searches without major renovation work being necessary.
Zur Erfassung eines tatsächlichen Druckes innerhalb des Bauelementes wird vorgeschlagen, daß der Innenraum des Bauelementes an eine Druckmeßeinrichtung angeschlossen wird.To record an actual pressure within the Component is proposed that the interior of the Component connected to a pressure measuring device becomes.
Zur Vermeidung von einem unzulässig niedrigen Unter druck innerhalb des Bauelementes wird vorgeschlagen, daß der Innenraum des Bauelementes mit einer Regelein richtung zur Druckvorgabe verbunden wird.To avoid an unduly low sub pressure within the component is proposed that the interior of the component with a rule direction for printing specification is connected.
Eine einfache Möglichkeit zur Vermeidung eines zu ge ringen Unterdruckes innerhalb des Bauelementes besteht darin, daß von der Regeleinrichtung ein Gaseinlaßventil angesteuert wird, das vorgebbar Gas in den Innenraum einleitet.An easy way to avoid getting too ge wrestling vacuum exists within the component in that a gas inlet valve from the control device is controlled, the predetermined gas in the interior initiates.
Eine hohe Meßgenauigkeit kann dadurch unterstützt werden, daß zur Durchführung des Meßverfahrens eine Heliumdetektion durchgeführt wird. A high measuring accuracy can be supported be that to carry out the measurement process Helium detection is performed.
Eine einfache gerätetechnische Realisierung wird da durch bereitgestellt, daß der Druckminderer als eine Verbindungsleitung ausgebildet ist, die einen relativ geringen Strömungsquerschnitt aufweist. Insbesondere wird hierdurch auch unterstützt, daß die Prüfkammer mit einem vorgebbaren Abstand zum Bauelement angeordnet werden kann.A simple device implementation is there provided by that the pressure reducer as a Connection line is formed, a relative has a small flow cross-section. Especially is also supported by the fact that the test chamber with a predetermined distance from the component can be.
Eine typische Anwendung besteht darin, daß eine Dich tigkeitsprüfung im Bereich von Verbrennungsmotoren durchgeführt wird.A typical application is that a you Activity test in the field of internal combustion engines is carried out.
Insbesondere ist daran gedacht, die Funktionsfähigkeit von Motorendichtungen bei Personenkraftwagen zu über prüfen. Es kann hierdurch beispielsweise das Zeitstand verhalten derartiger Dichtungen ermittelt werden. Eine entsprechende Prüfung kann vor einem erstmaligen Be trieb der Motoren durchgeführt werden. Ebenfalls ist es denkbar, Dichtigkeitsprüfungen im Bereich von Zylindern und Kolben von Verbrennungsmotoren durchzuführen. Auch hierbei wird die Funktionsfähigkeit von eingesetzten Dichtungselementen überprüft.In particular, the functionality is thought of of engine seals in passenger cars too check. It can, for example, the current status behavior of such seals can be determined. A the corresponding test can be carried out before a first time drive of the motors are carried out. It is also conceivable, leak tests in the area of cylinders and pistons of internal combustion engines. Also Here the functionality of used Sealing elements checked.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er findung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, embodiments of the He shown schematically. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Verschaltung der wesentlichen Komponenten und Fig. 1 is a block diagram illustrating the connection of the essential components and
Fig. 2 ein Druck-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Unterdruckverläufe in der Prüfkammer und im Inneraum des Bauelementes. Fig. 2 is a pressure-time diagram to illustrate the negative pressure profiles in the test chamber and in the interior of the component.
Ein zu untersuchendes Bauelement (1) weist einen von Wandungen (10) umschlossenen Innenraum (11) auf. Das Bauelement (1) ist über eine Verbindungsleitung (5) an eine Prüfkammer (9) angeschlossen. Die Prüfkammer (9) ist mit einer Druckmeßeinrichtung (6) verbunden, die den Innendruck innerhalb der Prüfkammer (9) detektiert. Ebenfalls ist an die Prüfkammer (9) ein Helium-Leck- Tester (8) angeschlossen.A component ( 1 ) to be examined has an interior ( 11 ) enclosed by walls ( 10 ). The component ( 1 ) is connected to a test chamber ( 9 ) via a connecting line ( 5 ). The test chamber ( 9 ) is connected to a pressure measuring device ( 6 ) which detects the internal pressure within the test chamber ( 9 ). A helium leak tester ( 8 ) is also connected to the test chamber ( 9 ).
Zur Generierung eines Unterdruckes innerhalb der Prüf kammer (9) ist die Prüfkammer (9) mit einer Vakuumpumpe (7) versehen, die typischerweise einen Unterdruck von kleiner als 10 mbar erzeugen kann. Die Vakuumpumpe (7) weist ein vergleichsweise großes Saugvermögen auf.To generate a vacuum within the test chamber ( 9 ), the test chamber ( 9 ) is provided with a vacuum pump ( 7 ) which can typically generate a vacuum of less than 10 mbar. The vacuum pump ( 7 ) has a comparatively large pumping speed.
Eine Dimensionierung der Verbindungsleitung (5) erfolgt typischerweise mit einem derart geringen Strömungsquer schnitt, daß sich im Innenraum (11) ein Unterdruck von etwa 800 mbar einstellt. Der Druck innerhalb des Innen raumes (11) kann von einer Druckmeßeinrichtung (3) er faßt werden. Die Druckmeßeinrichtung (3) ist an eine Regeleinrichtung (2) angeschlossen, die auf ein Gasein laßventil (4) einwirkt. Bei Erreichen eines für das Bauelement (1) maximal zulässigen Unterdruckes steuert die Regeleinrichtung (2) das Gaseinlaßventil (4) derart an, daß sich ein Gleichgewicht zwischen der über die Verbindungsleitung (5) abgesaugten Gasmenge und der durch das Gaseinlaßventil einströmenden Gasmenge ein stellt.The connecting line ( 5 ) is typically dimensioned with such a small flow cross section that a negative pressure of approximately 800 mbar is established in the interior ( 11 ). The pressure inside the interior ( 11 ) can be measured by a pressure measuring device ( 3 ). The pressure measuring device ( 3 ) is connected to a control device ( 2 ) which acts on a gas inlet valve ( 4 ). When a maximum pressure for the component ( 1 ) is reached, the control device ( 2 ) controls the gas inlet valve ( 4 ) in such a way that a balance is established between the amount of gas drawn off via the connecting line ( 5 ) and the amount of gas flowing in through the gas inlet valve.
Aufgrund der Verwendung der Regeleinrichtung (2) ergibt sich im Innenraum (11) des Bauelementes (1) ein kon stanter Druck, der Beschädigungen des Bauelementes sowie Verunreinigungen der in den Bereich der Prüf kammer (9) strömenden Gasmenge vermeidet. Due to the use of the control device ( 2 ) results in the interior ( 11 ) of the component ( 1 ) a constant pressure, which prevents damage to the component and contamination of the amount of gas flowing into the test chamber ( 9 ).
Nach Erreichen eines Druckes von weniger als 10 mbar innerhalb der Prüfkammer (9) wird der Helium-Lecktester (8) von der Druckmeßeinrichtung (6) in den Meßmodus geschaltet. Die Dichtigkeitsprüfung erfolgt durch Ab spülen des Bauelementes (1) von außen mit einer ge ringen Menge Helium aus einem entsprechenden Helium vorrat (12). Gelangt von diesem aus dem Heliumvorrat (12) ausströmenden Helium durch gegebenenfalls vor handene Undichtigkeiten Helium von außen in den Innen raum (11) des Bauelementes (1), so wird dieses Helium über die Verbindungsleitung (5) in die Prüfkammer (9) geleitet. Der Heliumlecktester (8), der an die Prüf kammer (9) angeschlossen ist, kann hier das Helium detektieren und bewirkt eine Anzeige der Undichtigkeit des Bauelementes (1).After reaching a pressure of less than 10 mbar within the test chamber ( 9 ), the helium leak tester ( 8 ) is switched into the measuring mode by the pressure measuring device ( 6 ). The leak test is carried out by rinsing the component ( 1 ) from the outside with a small amount of helium from a corresponding helium supply ( 12 ). If helium escaping from the helium supply ( 12 ) flows through helium from the outside into the interior ( 11 ) of the component ( 1 ), if necessary, through existing leaks, this helium is conducted via the connecting line ( 5 ) into the test chamber ( 9 ). The helium leak tester ( 8 ), which is connected to the test chamber ( 9 ), can detect the helium here and causes an indication of the leakage of the component ( 1 ).
Eine Anwendung der Vorrichtung und des Verfahrens kann beispielsweise erfolgen, um im Bereich der Kraftfahr zeugtechnik Undichtigkeiten im Bereich von Zylindern von Verbrennungsmotoren zu erfassen. Über die bauseitig am Motor vorhandenen Anschlüsse können die erforder lichen Meßapparaturen angeschlossen werden und die üb lichen Vorrichtungen zur Durchführung von Unterdruck- Helium-Leck-Suchen können auch unter Berücksichtigung der im Bereich von Motoren vorhandenen öligen und fettigen Verunreinigungen eingesetzt werden.Application of the device and the method can for example, take place in the field of motor vehicles zeugtechnik Leakages in the area of cylinders of internal combustion engines. Via the customer Connections on the motor can be required Lichen measuring devices are connected and the usual devices for carrying out vacuum Helium leak searches can also be considered the oily and existing in the field of engines greasy contaminants.
Fig. 2 zeigt einen typischen Druckverlauf in der Prüf kammer (9) sowie dem Innenraum (11). In einem Diagramm, das aus einer Druckachse (13) und einer Zeitachse (14) ausgebildet ist, ist ein Primärdruckverlauf (15) im Bereich der Prüfkammer (9) sowie ein Sekundärdruckver lauf (16) im Bereich des Innenraumes (9) eingetragen. Es ist erkennbar, daß ab einem Einschaltzeitpunkt (17) zunächst der primärdruckverlauf (15) stärker als der Sekundärverlauf (16) absinkt. Der Sekundärdruckverlauf (16) wird durch die Regeleinrichtung (2) auf einen Grenzunterdruck (18) begrenzt. Der Meßvorgang wird nach Erreichen eines Meßunterdruckes (19) innerhalb der Prüfkammer (9) aktiviert. Fig. 2 shows a typical pressure curve in the test chamber ( 9 ) and the interior ( 11 ). In a diagram, which is formed from a pressure axis ( 13 ) and a time axis ( 14 ), a primary pressure curve ( 15 ) in the area of the test chamber ( 9 ) and a secondary pressure curve ( 16 ) is entered in the area of the interior ( 9 ). It can be seen that from a switch-on time ( 17 ) the primary pressure curve ( 15 ) initially drops more than the secondary curve ( 16 ). The secondary pressure curve ( 16 ) is limited to a limit vacuum ( 18 ) by the control device ( 2 ). The measuring process is activated after reaching a measuring vacuum ( 19 ) within the test chamber ( 9 ).
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| DE1996153770 DE19653770A1 (en) | 1996-12-21 | 1996-12-21 | Gas tightness measuring method for structural element with inner space enclosed by wall parts |
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| DE (1) | DE19653770A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10208768A1 (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-04 | Bohrlochmessung Storkow Gmbh | Testing sealing properties of hydraulic seal in borehole comprises or generating gas directly under seal and tracking its spread using geophysical methods through pipes in borehole |
| CN104034495A (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-10 | 楚天科技股份有限公司 | Vacuum leak detection method and vacuum leak detection system for containers |
-
1996
- 1996-12-21 DE DE1996153770 patent/DE19653770A1/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| DE10208768A1 (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-04 | Bohrlochmessung Storkow Gmbh | Testing sealing properties of hydraulic seal in borehole comprises or generating gas directly under seal and tracking its spread using geophysical methods through pipes in borehole |
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Legal Events
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Owner name: THYSSENKRUPP TEMPSAFE GMBH, 26725 EMDEN, DE |
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