DE2238392A1 - Vorrichtung zur auffindung von undichtigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Auffindung von Undichtigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auffinden von Undichtigkeiten, beispielsweise an Uhren, durch Luft mit Hilfe eines direkten Drucksystems.
• Bisher wurde zum Überprüfen von Geräten, wie Uhren oder dergleichen auf Undichtigkeit vielfach Wasser verwendet. Die hierzu erforderlichen Apparaturen waren aufwendig. Zum anderen unterlagen die Prüfstücke Beschädigungen, die durch Wasser verursacht werden. War Wasser etwa zwischen Gehäuse und Uhrglas eingedrungen, musste nach der Prüfung das Uhrwerk vor Schäden bewahrt werden Bekannte Prüfvorrichtungen, die mit Pressluft arbeiten, sind bisher auf recht grosse Bahälter für die Prüf- und Vergleichsstücke angewiesen. Dementsprechend stark müssen auch die Verbindungsleitungen und die Ventile ausgelegt sein.
• Demgegenüber sollten mS t der vorliegenden Erfindung nicht nur Wasserprüfgeräte sondern auch der Aufwand bisheriger Luftprüfgeräte vermieden und eine Vorrichtung geschaffen werden, die bei wesentlich besserer Leistung mit einer einfachereren Konstruktion und mit kleineren Abmessungen auskommt. Die Vorrichtung sollte zudem in der Lage sein, sowohl kleine Undichtigkeiten als auch das Ausmaß grosser Undichtigkeiten genau festzustellen.
• Weiterhin sollte eine einfache Vorrichtung vorgesehen werden mit der sich die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung vor einer Prüfung feststellen lässt.
• Es wurde gefunden, dass sich dieses in einfacher Weise dadurch erreichen lässt, dass ein Pressluftspeicher über ein Druckminderventil und ein Drsiwegeventil an eine Prüfleitung mit einem ersten luftdichten Aufnahmebehälter für ein Prüfstück und eine Vergleichsleitung mit einem zweiten luftdichten Aufnahmebehälter für das Vergleichsstück angeschlossen wird, und dass die Prüfleitung und die Vergleichsleitung bzw. die Aufnahmebehälter über einen Druckunterschiedsfühler miteinander in Verbindung stehen.
• Dabei ist es von Vorteil, wenn die luftdichten Aufnahmebehälter gleiche Volumina haben.
• Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich auch sehr genaue Messungen, besonders bei nur geringen Undichtigkeiten, durchführen Lassen.
• Dieses kann durch Massnahmen erreicht werden, mit denen sich verhindern Lässt, dass geriugfügige Undichtigkeiten in den Ventilen auch die Messergebnisse beeinflussen. Hierzu sind hinter jedem luftdichten Behälter je ein weiteres Ventil v0rgesehen, Der Druckabfall findet an diesen Ventilen statt; alle davor liegenden Ventile haben zwischen ihren Ein- und Auslässen keine Druckabfälle, so dass an ihneu auch keine Undichtigkeiten auftreten können.
• Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist weiterhin möglich, sicherzustellen, dass sie die Messungen stats nur in gut funktiouierendem Zustand aufuimmt, dass die inneren Volumina der Prüfstücke gemssen und die Grösse einer Undichtigkeit festgestellt werden kann. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Massenprüfungen. Hierbei muss vor jedem Aufnehmen der Messungen unbedingt sichergeso@llt werden, dass die Vorrichtung einwandfrei in Ordnung ist.
• Dieses wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass vor dem zweiten luftdichten Aufnainnebehälter über ein weiteres elektromagnetisch betätigbares Ventil und ein Manometer ein zusätz;-licher Behälter angeschlossen ist , des Innenvolumen dem zulässigen Undichtigkeitsvolumen entspricht.
• Eine entsprechende, noch genauere Prüfung kann dadurch erreicht werden das vor dem ersten luftdichten Aufnahmebehälter ein Behälter mit einem genauen Reguliergerät und einer Pumpe vorgesehen wird.
• Eine einfache Ausbildung der Vorrichtung ergibt sich* wenn der Druckunterschiedsfühler mit einem Strömungsvolumen-Messgerät zusammengeschaltet wird. Hierdurch lassen sich zusätzliche 1uftdichte Behälter vermeiden, die bei bestimmten Ausführungsbeispielen der erfindung an die luftdichten Aufnahmebehälter fiir die Prüf- bzw. Vergleichsstücke angeschlossen werden, um auch geringe Undichtigkeiten genau feststellen zu können.
• Im einzelnen besitzt das Strömungsvolumen-Messgerät, mit dem sich erfindungsgemäss Präzisionsmessungen durchführen lassen, zwei Strömungsvolumen-Meßstrecken, die jeweils in der Prüflei-@ung bzw. der Vergleichsleitung vor den zugehörigen Aufnahmebe-@tern angeordnet sind. Das Messgerät arbeitet in Übereinstimmung mit der Luftmikrometer-Theorie und weist eine besonders einfache und zweckmässige Ausbildung auf. Jede Strömungsvolumen-Meßstrecke besteht aus einer Einströmleitung, einer ersten Leitung mit geringem Durchmesser, einer Kammer und einer zweiten Leitung mit: geringem Durchmesser.
• Da die Volumina der luftdichten Aufnahmebehälter für die Prüf-bzw. Vergleichsstücke nicht durch zusätzliche Behälter beeinflusst werden können, lassen sich Aufnahmebehälter verwenden, deren Volumina den Prüfstücken angepasst sind. Hierin liegt ein besonderer Vorteile Nach der Erfindung sind die Durchmesser der zweiten Leitungen kleiner als die Durchmesser der ersten Leitungen, wobei die Strömungswiderstände beider Strömungsvolumen-Meßstrecken gleich sind. Der Druckunterschiedsfühler ist in einfacher Weise an die beiden Kammern der Strömungsvolumen-Meßstrecken angeschlossen.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die sich auf die Zeichnung bezieht.
• Es zeigt: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, Figur 3 eine andere Ausführung, Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung Figur 5 ein Systemschaltbild eines Druckunterschiedsfühlers, Fig. 6a ein elektrisches Schaltbild, Fig. 6b ein Diagramm zur Erläuterung der Fig. 6a, Figur 7 ein Konstruktionsdetail, Fig. 8a eine Darstellung zur Erläuterung der Fig. 7 und Fig. 8b ein Diagramm.
• Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Pressluftspeicher 1, der über ein Druckminderventil 2 und ein elektromagnetisch betätigbares Dreiwegeventil SVI an zwei Luftleitungen angeschlossen ist. In der ersten,der Prüfleitung, liegt hinter einem ersten, beispielsweise elektromagnetisch betätigbaren Zweiwegeventil SV2 ein erster luftdichter Auftahmebehälter C1 für ein Prüfstück 3 und in der zweiten, der Vergleichsleitung, ist hinter einem zweiten, beispielsweise elektromagnetisch betätigbaren Zweiwegeventil SV3 ein zweiter luftdichter Aufnahmebehälter C2 für ein Vergleichsstück 4 angeordnet. Die luftdichten Auftahmebehälter Ci und C2 haben gleiche Volumina.
• An sie schliessen sich über je ein weiteres, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares drittes und viertes Zweiwegeventil sV4 und SV5 Je ein erster und zweiter luftdichter Behälter T1 bzw. T2 mit gleichen, aber kleineren Abmessungen als die luftdichten Aufnahmebehälter C1 und C2, an. Die beiden Leitungen stehen hinter den Aufnahmebehältern C1 und C2 mit einem Druckunterschiedsfühler TR in Verbindung.
• Es sei angenommen, dass das Priifstück 3 sowie das Vergleichsstück 4 je ein Volumen von 2 ccm, jeder Aufnahmebehälter C1 bzw.
• C2 bei einliegendem Prüf- bzw. Vergleichsstück- ein Volumen von 30 ccm und Jeder Behälter T1 bzw. T2 ein Volumen von 2 ccm besitzen. Hinter dem Druckminderventil 2 herrsche ein Luftdruck von P = 5 kg/cm2 Nachdem das Prüfstück 3 und das Vergleichsstück 4 in die entsprechenden Aufnahmebehälter Cl bzw. C2 eingelegt worden sind, wird der Luftdruck durch das Druckminderventil 2 auf den gewünschten Wert reduziert. Die Magnetventile SV4 und SV5 sind geschlossen.
• Durch die offenen Nagnetventile SV 1, SV2 und SV3 gelangt Pressluft in die Aufnahmebehälter C1 und C2. Nach einer Weile werden die Magnetventile SV 2 und SV3 geschlossen0 Prüfstück 3 sowie Vergleichs stück 4 sind dann dem vom Druckminderventil 2 vorge-2 gebenen Druck, beispielsweise P = 5 kg/cm ausgesetzt.
• Wenn das Prüfstück 3 dicht ist, beträgt die Luftmenge im ersten luftdichten Aufnahmebehälter C1 5 kg/cm2 G x 30 ccm.
• Die gleiche Luftmenge befindet sich auch im zweiten luftdichten Aufnahmebehälter C2 und der Druckunterschiedsfiihler TR zeigt nicht an. Ist das Prüfstück 3 mit einer sshr kleinen Undichtigkeit behaftet, stellt sich nach Schliessen der Ventile SV2 und SV3 zwischen den beiden luftdiehten Aufnahmebehältern C1 und C2 ein äusserst kleiner Druckunterschied ein, der vom Druckunterschiedsfühler TR ermittelt und angezeigt wird.
• Bei einer grossen Undichtigkeit des Prüfstückes 3 arbeitet diese Methode nicht einwandfrei, da die Pressluft durch die Undichtigkeit ,sofort in das Innere dos Prüfstückes 3 gelangt, wodurch sich schon vor dem Schliessen dor Ventile SV2 und SV3 in beiden Aufnahmebehältern C1 und C2 der gleiche Druck einstellen wird.
• Um mit der erfindungsgemässen Vorrichtung auch grosse Undichtigkeiten genau und sicher feststellen zu können, werden die beiden Magnetventile SV4 und SV5 sowie die luftdichten Behälter T1 und T2 verwendet, die gleiche Volumina besitzen, aber kleiner sind als die Aufnahmebehälter C1 und C2.
• Vor einer Prüfung steht die Luft sowohl in den luftdichten Aufnahmebehältern C1 und C2 als auch in den beiden Behältern Ti und T2 unter Athmosphärendruck. Pressluft tritt erst nach Öffnen der entsprechenden Magnetventils in sie ein.
• Zuerst worden die Ventile SV2 und SV3 bei geöffnetem Ventll SVt geöffnet, wodurch Pressluft in die Aufnahmebehälter Ci und C2 einströmen kann0 Nach einiger Zeit werden die elektromagnetischen Ventile SV2 und SV3 geschlossen. Falls keine Undichtigkeit am Prüfstück v-orhanden ist. beträgt die Luftmenge im Aufnahmebehälter CL 5 kg/cm2 G x 30 ccm.
• Im Falle tiner gronsen Undichtigkeit beträgt dagegen die Luftmenge 5 kg/cm2 G x (30 + 2) ccm, da Pressluft in das Prüfstück eindringt. Die Luftmenge im luftdichten Aufnahmebehälter C2 beträgt in jedem Falle 5 kg/cm2 G x 30 ccm.
• Palls die beiden Aufnahmebehälter (:1 und C2 alleine betrachtet werden, wird in beiden der gleiche Luftdruck herrschen; wenn aber die Ventile SV4 und SV5 geöffnet werden, ändert sich der Druck, da die Luft in dio Behälter Ti und T2 überströmt.
• Um dieses näher zu erläutern, wird zunächst angenommen, dass keine Undichtigkeit des Prüfstückes 3 vorliegt. Dann ergibt sich aus dem Volumen des Aufnahmebehälters C1 von 30 ccm und dem Volumen des Behälters T1 von 2 com ein Gesamtvolumen von 92 ccm. Die folgende Formel kann aufgestellt verden: 5 kg/cm2 G x 30 ccm = x kg/cm2 G x 32 com.
• Daraus ergibt sich ein Druck von: x = ## x 5 = 0,9375 x 5 = 4,6875 kg/cm@.
• Im Falle von Undichtigkeiten hingegen addieren sich das Volumen des luftdichten Aufnahmebehälters C1 von 30 com und das Volumen des Prüfstückes 3 von 2ccm und das Volumen des Behälters T1 von 2 ccm zu einem Gesamtvolumen von 34 ccm und der Druck x eo rechnet sich wie folgt: 5 kg/cm2 G x 32 ccm = x kg/cm2 G x 34 ccm x = 32/34 x 5 = 0,94117 x 5 = 4,70585 kg/cm2.
• Der Druckunterschied zwischen diesen beiden Fällen, aber auch zwischen der Prüfleitung und der Vergleichsleitung der Vorrichtung beträgt 4,70585 - 4,6875 = 0,01833 kg/cm2.
• Im Falle einer Undichtigkeit ist der Druck höher, wodurch ihr Auffinden ermöglicht wird.
• Da das Volumen des Behälters T1 klein ist, unterscheidet sich sein Innendruck nur unwesentlich vom äusseren, zugeführten Druck. Eine Vergrösserung des Behälter-volumens er-gibt eine Verkleinerung des Innendruckes der Behälter im Verhältnis zum zugeführten Druck.
• Bei geschlossenen Ventilen SV4 und SV5, die zwischen den luftdichten Aufnahmebehältern C1 bzw. C2 und den luftdichten Behältern T1 und T2 liegen, besteht zwischen den Ein- und Auslässen der Ventile ein Druckunterschied, der zu einer äusserst kleinen Undichtigkeit im System durch die Ventile selbst führen kann. Der Druckunterschied ist im Diagramm unter Figur 1 bei A angedeutet. Das Vorhandensein dieser Undichtigkeit in den Ventilen SVi und SV5 beeinträchtigt die Genauigkeit der Messung am Prüfobjekt und beeinflusst das Endergebnis.
• Um dieses zu verhindern, sind - wie Abbildung 2 rkennen lässt -zusätzliche Ventile SV6 und SV7 vorgesehen, damit sichergestellt ist, dass die an beiden Seiten der luftdichten Aufaahmebehälter Ci und C2 angeordneten Ventile SV2, SV3 bzw. SV4 und SV5 unter gleichem Druck verbleiben und keine Undichtigkeiten auftreten können. Nach dem Diagramm unter der Figur 2 liegt ein Druckunterschied B an den beiden Ventilen SV6 und SV7, wodurch der Luftdruck, welcher vom Druckminderventil 2 auf den gewünschten Wert reduziert wurde, vor den Ventilen SV6 und SV7 immer gleichgehalten wirdo Zwischen den Ein- und Auslässen der Ventile SV4 und SV5, die zwischen den Aufnahmebehältern Ci und C2 und den Behältern Ti und T2 angeordnet sind, bestehen keine Druckunterschiede. Die Funktion der Vorrichtung nach Figur 2 gleicht jener nach Fig. 1.
• Zu Beginn einer Prüfung wird die Preesluft durch das Drucksinderventil 2 auf den gewünschten Druck reduziert. Die Ventile SV6 und SV7 sind geschlossen. Danach werden die Ventile SV1, SV2, SV3, SV4 und SV5 geöffnet und die Aufhahmebehälter Ci und C2 sowie die Behälter Ti und T2 mit Pressluft beliefert. Die Ventile SV21 SV3, SV4 und SV5 werden dann geschlossen. Da es keinen Druckunterschied zwischen der Pressluft in den beiden Leitungen gibt, auch nicht9 nachdem die Ventile geschlossen sind, wird auch nie eine Undichtigkeit auftreten. Dadurch wird es möglich, die im Inneren des das Prüfstück 3 enthaltenden luft dichten Aufnahmebehälters Ci auftretenden äusserst kleinen Undichtigkeiten mit Hilfe des Druckunterschiedsfühlers TR genau eu messen.
• Um grosse Undichtigkeiten festzustellen, werden die Ventile SV6 und SV 7 geöffnet, der Druck in den Behältern T1 und T2 reduziert und die Ventile danach wieder geschlossen. Als nächstes werden die Ventile SV4 und SV5 geöffnet, wodurch Pressluft von den Aufnahmebehältern Cl und C2 in die Behälter T1 und .T2 strömt und eine Megsung von grossen Undichtigkeiten - wie es vorstehend in Verbindung mit Figur 1 erläutert wurde - ermöglicht wird0 Beim Messen äusserst kleiner Undichtigkeiten sollten bei geschlossenen Ventilen SV4 und SV5 theoretisch keine Luftundichtig keiten entland der Prüf- und Vergleichsleitung auftreten, vorausgesetzt, dass keine Luft aus den Behältern T1 und T2 entweichen kann.
• Die vorliegende Erfindung macht ein Messen von grösseren Undichtigkeiten (wie z.B. bei Überprüfung von Uhren auf Undichtig keit) nach der Prüfung auf kleine Undichtigkeiten möglich. In der Praxis ist es wesentlich gebräuchlicher, äusserst kleine Undichtigkeiten aufzufinden als Objekte auf verhältnismässig grosse Undichtigkeiten zu überprüfen.
• Da es möglich ist, die in den Prüf- und Vergleichsleitungen angeordneten Ventile wechselweise so zu öffnen und zu schliessen, dass sie mit konstantem Druck arbeiten, wird es auch möglich, jebliche Undichtigkeit, einschliesslich der kleinsten, zu vermeiden. Dies ist daher der ausschlaggebende Faktor, welcher dem erfindungsgemässen Gerät die Präzisionseigenschaften beim Messen von Undichtigkeiten an Prüfobjektven verleiht.
• Figur 4 lässt eine an den Druckunterschiedsfühler TR angeschlossene Messeinrichtung erkennen. Das erzeugte Signal wird in einem Verstärker 14 verstärkt und mittels einer Messwertanzeige 15 angezeigt. Mit dem vorher auf Null gestellten Zeiger zeigt jede Ablenkung nach links oder rechts an, ob das Prüfstück 3 im Aufnahmebehälter C1 oder C2 undicht ist. Falls jede merkliche Bewegung des Zeigers, relativ zur Mittelstellung, unterbleibt, bedentet dies, dass keine Undichtigkeit vorliegt, Falls durch einem unglücklichen Unfall das Nessgerät beschädigt sein sollte, während es verwendet wird, z.B. wenn sich der Zeiger nicht bewegt, besteht die Möglichkeit, dass undichte Priifstücke nicht aufgefunden werden. Mit den nachfolgend beschriebenen Massnahmen lassen sich solche Nachteile vermeiden.
• Figur 3 zeigt Einzelheiten der Vorrichtungen nach der Figuren 1 und 2. Vor dem Aufnahmebehälter C2 in der Vergleichsleitung sind jedoch ein weiteres Magnetventil SV8, ein Manometer 11 und ein zusätzlicher Behälter 12 vorgesehen, dessen Innenvolumen dem zulässigen Undichtigkeits-Volumen entspricht.
• Vor Durchführung dar Messung ist das Ventil SV8 offen. Das bewirkt die Erzeugung eines Druckunterschiedes. Der Zeiger der Messwertanzeige 15 wird dann entsprechend diesem Druckunterschied eingestellt. Der wirliche Messvorgang beginnt erst jetzt.
• Wenn das Prüfstück 3 in Ordnung ist, , wird der Zaiger auf Null zurückkehren. falls der Apparat beschädigt ist, wird bei einem erzeugten Druckunterschied der Zeiger nicht bewegt. Dadurch ist ein Auffinden einer Beschädigung des Meßsystems möglich.
• Wird der Messvorgang unter Druck durchgeführt, weicht dieser Vorgang vorn oben beschriebenen ab, da ein Abströmen von Luft in den Uehälter 12 erlaubt wird. Bei Messungen im Vakuum kann ein Druckuaserschied erzeugt werden, indem ein bestimmtes Volunen in den Behälter. 12 eingelassen wird.
• Im folgenden wird ein Beispiel zur Berechnung der Innenvolumina durchgeführt. Es bedeutet: V1: Innenvolumen des Prüfstückes V2: Innenvolumen des zusätzlichen Behälters 15 P1: erster an das Prüfstück angelegter Überdruck P2: Überdruck nach dem Öffnen V1 (Pi + 1,03) +V x 1,03 = (V1 + V2) (P2 + 1,03) V1 x P1 = V@ x P2 + V2 x P2.
• daraus folgt: V2 P2 V1 = # P1 - P2 Diese Mathode wird auf die gleiche Art angewendet, wenn ein Behälter 13 mit einem Präzisions-Reguliergerät gemäss Figur 4 verwendet wird. In diesem Falle spielt der Behälter 13 die Rolle des Behälters 12. Bei Verwendung des Eehälters 13 ist eine Bestimmung der Grösse der Undichtigkeit, entsprechend der folgenden Berechnung, möglich. Es bedeutet: V: Innenvolumen des Prüfobjektes V: Änderung des Innenvolumens, verursacht durch den Druckunterschied P und aufgefunden durch den Druckunterschiedsfühler Tr P: Druck, bei welchem die Prüfung durchgeführt wird0 V0 : Änderung des Volumens in Behälter 13 P1: Druckänderung zur Seite des Aufnahmebehälters C1 (mmWs absolut) P2: Druckänderung zur Seite des Aufnahmebehälters C2 (mmWs absolut) C1: PV = P1 (V + V0 - #V) C2: PV = P2 (V + #V) Da P1 (V + V0 - #V) = P2 (V + #V) P1V + P1V0 - P1#V = P2V + P2#V P1V0 = P2V - P1V + P2#V + P1#V) = V (P2 - P1) + #V (P2 + P1) Da weiter P2 - P1 = P und P2 + P1 = 2P, #V ergibt sich für P1V0 = #PV + 2P#V = #P (V + 2 P) V0 = # (V + 2 P) P1 #P P = P1 = (1,03 + P) x 104 (mmWs) Die Formel für den Druckunterschiedfaktor ist wie folgt: ## = 2 x 10-4 (cc/mmWs) Der Undichtigkeitsbetrag VL gegenüber dem atmosphärischen Medium wird durch die folgende Formel dargestellt: (1,03 + P) Falls nun V0 mit dem Ausdruck multipliziert wird, 1,03 ist eine Berechnung des Undichtigkeitsvolumens gegenüber der Atmosphäre möglich. Durch Veränderung des Volumen des Behälters 13, welcher mit dem Präzisions-Reguliergerät ausgerüstet ist, kann der Druckunterschied abgelesen werden, wodurch wir das Innenvolumen des Prüfstückes im Aufnahmebehälter C1 kennen.
• Falls durch irgendwelche Mittel das Präzisionseinstellventil des Behälters 13 vor jeder Messung betätigt wird, kann eine Bewegung der Anzeigenadel der Messwertanzeige 15 gesehen werden.
• Die Messung kann dann durchgeführt werden, nachdem man sich überzeugt hat, dass der Druckunterschiedsfühler Tr in gutem Betriebszustand ist. Die anderen Komponenten einschliesslich dem elektrischen Schaltkreis sollten überprüft werden, damit sicher ist, dass diese in gutem Zustand sind. Auf diese Art und Weise ist es möglich, dass beschädigte Objekt durch die Prüfung kommen und für gute Objekte angesehen werden.
• Um die luft dichten Behälter Ti und T2 sowie das an sie gebundne Prüfverfahren zu vermeiden, kann der Druckunterschiedsfühler Tr auch mit einem Strömungsvolumen-Messgerät 16 gemäss Figur 5 zusammengeschaltet werden. Nach der Übersichtsskizze gemäss Figur 5 ist an einen Pressluftspeicher 1 ein Druckminderventil 2 angeschlossen, auf das ein Manometer 5 folgt. Über ein Dreivegeventil SV1, das elektromagnetisch betätigt werden kann, ist über eine Prüfleitung der luftdichte Aufnahmebehälter Cl ftlr das Prüfstück C3 und über eine Vergleichsleitung der luftdichte Aufnahmebehälter C2 für das Vergleichsstück 4 angeschlossen. In der Prüfleitung ist ein Zweiwegeventil sva und in der Vergleichsleitung ein Zweiwegeventil 8V3 angeordnet. Beide Ventile können ebenfalls elektromagnetisch betätigt werden.
• Zwischen den Zweiwegeventilen SV2 bzw. SV3 und dem entsprechenden luftdichten Aufnahmbehälter C1 und C2 ist das Strömungsvolumen-Meßgerät 16 mit dem Druckunterschiedsfühler Tr vorgesehen. Das Strömungsvolumen-Meßgerät 16 enthält zwei Strömungsvolumen-Meßstrecken 161 bzw. 162. Gemäss Figur 5 liegt die Strömungsvolumen-Meßstrecke 161 in der Prüfleitung und die Strömungsvolumen-Meßstrecke 162 in der Vergleichsleitung.
• Das Strömungsvolumen-Meßgerät 16 arbeitet nach der sogenannten Luftmikrometer-Theorie. Un diese zu erläutern, werden zunächst die Figuren 6a und 6b beschrieben. Die beiden Kondensatoren K1 und K2 sind über Widerstände R1 und R2 in Parallelschaltung und über einen Schalter S an eine Spannungsquelle E angeschlossen. Zwischen die beiden Parallelen Zweige ist ein Spannungsmesser V geschaltet.
• Beim Aufladen der beiden Kondensatoren K1 und K2 besteht eine Entsprechung zu der Anordnung nach Figur 5. Die beiden Kondensatoren K1 und K2 entsprechen den luftdichten Aufnahmebehältern C1 und C2 und die Widerstände R1 und R2 entsprechen den Strömungsvolumen-Meßstrecken 161 und 162. Der Spannungsmesser V entspricht dem Druckunterschiedsfühler Tr und die elektrische Spannungsquelle E entspricht dem Pressluftspeicher 1.
• Sind gemäss Figur 6a die Kapazitäten der beiden Kondensatoren K1 und K2 sowie die Widerstände R1 und R2 gleich, ergeben sich nach Schliessen des Schalters S die beiden Aufladekurven a1 und a2 gemäss Figur 6b für die Kondensatoren K1 und K2. Der Spannungsmesser V zeigt keine Spannung an.
• Sind hingegen die Kondensatoren K1 und K2 nicht gleich gross, ist beispielsweise K2 grösser als K1, ergeben sich die Aufladekurven a1 und a2'. Während des Aufladevorganges zeigt der Spannungsmesser V einen Spannungsunterschied V an, aus dem ein Unterschied zwischen den Kapazitäten der Kondensatoren K1 und K2 abgelesen werden kann.
• Analoges geschieht im Strömungsvolumen-Meßgerät 16 gemäss Fig. 5.
• Ergibt sich infolge einer Undichtigkeit des Prüfstückes 3 eine Änderung des Strömungsvolumens der in den luftdichten Behälter C1 einströmenden Luft gegenüber der in den luftdichten Behälter C2 einströmenden Luft, entsteht ein Druckunterschied zwischen den beiden Strömungsvolumen-Meßstrecken 161 und 162, der durch den Druckunterschiedsdetektor Tr angezeigt wird.
• Figur 7 zeigt in Vergrösserung und schematisch das durch eine gestrichelte Linie in Figur 5 angedeutete Strömungsvolumen-Meßgerät 16. Mit C1 ist der luftdichte Aufhahmebehälter für das Prüfstück 3 und mit C2 ist der luftdichte Vergleichs-Aufnahmebehälter mit gleichem Volumen bezeichnet. Die Strömungsvolumen-Meßstrecke 161 besteht aus einer Einströmleitung 17, einer Leitung 19 mit kleinem Durchmesser, einer Kammer 20 mit erweitertem Durchmesser und einer zweiten Leitung 21 mit einem Durchmesser, der noch kleiner ist als der Durchmesser der ersten Leitung 19. Analog enthält die Strömungsvolumen-Meßstrecke 162 eine Einströmleitung 18, eine erste Leitung 19' mit kleinem Durchmesser einer Kammer 20' und eine Leitung 21 ', deren Durch messer kleiner ist als der Durchmesser der Leitung 19'. Die Leitungen 21 bzwb 21' sind an die entsprechenden Aufnahmebehälter C1 und C2angeschlossen. Der Druckunterschiedsfühler Tr liegt zwiaehe den Kammern 20 und 21'.
• Die Leitungen zu den beiden Aufnahmebehältern C1 und C2 müssen so bemessen werden, dass ihre Leitungswiderstände gleich sind.
• Die Pressluft wird dem Strömungsvolumen-Meßgerät 16 über die Einströmleitungen 17 und 18 zugeführt.
• Die Wirkungsweise des nach der Luftmikrometer-Theorie arbeitenden Strömungsvolumen-Meßgerätes 16 nach Figur 7 lässt sich anhand der Figuren 8a und 8b erläutern. Wenn Pressluft Ps aus einem geeigneten Pressluftspeicher 1, gegebenenfalls nach einer Entspannung in einem Druckminderventil 2, durch eine Leitung P1 mit relativ kleinem Durchmesser in eine Kammer Q mit grösserem Durchmesser strömt und anschliessend durch eine weitere Leitung P2 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der Leitung Pl ins Freie gelangt, kann das Strömungsvolumen unter Benutzung der beiden Leitungen Pl und P2 mit kleinen Durchmessern gemessen zrerdellO Die Beziehung zwischen dem Abstand x einer Prallplatte F von der Ausflussöffnung der Leitung P2 und dem Druck Pn innerhalb der Kammer Q verläuft gemäss Figur 8b. Bei einem Druck Ps von etwa 2 kg/cm2 und einem Abstand x der Prallplatte F von mehr als 0,1 mm bleibt der Druck Pn in der Kammer Q konstant.
• Dieses ist, übertragen auf eine Anordnung nach der Figur 7, sogar dann der Fall, wenn sich im Innern der Aufnahmebehälter C1 und C2 Komplikationen, beispielsweise eine turbulente Strömung, ausbilden. Der Druck Pn in den Kammern 20 bzw. 20', an denen der Druckunterschiedsfühler Tr angeschlossen ist, bleibt konstant. Bei gleichen Volumina der Aufnahmebehälter C1 und C2 entsteht kein Druckunterschied und es kann bei der in die beiden Aufnahmebehälter C1, C2 einströmenden Luft keine turbulente Strömung entstehe@.
• Unterscheidet sich jedoch das Volumen des Aufnahmebehälters C1 für das Prüfstück infolge einer Undichtigkeit desselben von dem Volumen des Aufnahmebehälters C2, ergibt sich analog zum in Verbindung mit der Figur 6a erläuterten elektrischen Schaltkreis ein Druckunterschied zwischen den Kammern 20 und 20', der mit Hilfe des Druckunterschiedsfülers Tr gemessen werden kann.
• Die vorliegende Erfindung macht es möglich, dass ein stetiger Fluss an Pressluft erzeugt wird und das die Strömungsvolumina der Pressluft entlang der beiden Strömungsvolumen-Meßstrecken 16 und i62 gemessen werden, so dass keine plötzlichen Druckzunahmen in den beiden Aufnahmebehältern auftreten und auch keine turbulenten Strömungen und Druckzunahmen über einen bestimmten Zeitabschnitt entstehen können. Infolgedessen kann der Druckunterschiedsfühler Tr auch geringe Luftundichtigkeiten der Prüfstücke 3 erfassen.

Claims (15)

Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Auffinden von Undichtigkeiten, beispielsweise an Uhren durch Luft mit Hilfe eines direkten Drucksystems, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pressluftspeicher (1) über ein Druckminderventil (2) und ein Dreiwegeventil (SVt) an eine früfleitung mit einem ersten luftdichten Aufnahmebehälter (C1) für ein Prüfstück (3) und eine Vergleichsleitung mit einem zweiten luftdichten Aufnahmebehälter (C2) für das Vergleichsstück (4) angeschlossen ist, und dass die Prüfleitung und die Vergleichsleitung bzw. die Aufnahmebehälter (C1, C2) über einen Druckunterschiedsfühler (Tr) miteinander in Verbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdichten Aufnahmebehälter (C1, C2) gleiche Volumina haben.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor jedem luftdichten Aufnahmebehälter (C1, C2) ein Zweiwegeventil angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass an jeden luftdichten Aufnahmebehälter (C1, C8) über Je ein Zweiwegeventil (SV4, SV5) luftdichte Behälter (T1, T2) mit untereinander gleichen, gegenüber den Aufnahmebehältern (C1, C2) aber kleineren Volumina, angeschlossen sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile elektromagnetisch betätigbare Ventile (SV1 - SV5) sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass hinter ,jedem luftdichten Behälter (T1, T2) Je ein weiteres Ventil (SV6, SV7) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Ventile ebenfalls elektromagnetisch betätigbare Ventile (SV6, SV5) sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vor dem zweiten luftdichten Aufnahmebehälter (C2) über ein weiteres elektromagnetisch betätigbares Ventil (SV8) und ein Manometer (11) ein zusätzlicher Behälter (12) angeschlossen ist, dessen Innenvolumen dem zulässigen Undichtigkeitsvolumen entspricht.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten luftdichten Aufnahmebehälter (C1) ein Behälter (13) mit einem genauen Reguliergerät und einer Pumpe vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprlch. 1 - 3 bzw. 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckunterschiedsfühler (Tr) mit einem Strömungsvolumen-Meßgerät (16) zusammengeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsvolumen-Meßgerät (16) zwei Strömungsvolumen-Meßstrecken (161 bzw. 162) besitzt, die jeweils in der Prüfleitung bzw. der Vergleichsleitung vor den zugehörigen Aufnahmebehältern (C1 bzw. C2) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass Jede Strömungsvolumen-Meßstrecke (161 bzw. 162) aus einer Einströmleitung (17, 18), einer ersten Leitung (19, 19') mit geringem Durchmesser, einer Kammer (20, 20') und einer zweiten Leitung (21, 21') mit geringem Durchmesser besteht.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der zweiten Leitungen (21, 21') kleiner sind als die Durchmesser der ersten Leitungen (19, 19').

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswiderstände beider Strömungsvolumen-Meßstrecken (1611 16@) gleich sind.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckunterschiedsfühler (Tr) an die beiden Kammern (20, 20') der Strömungsvolumen-Meßstrecke (161, 162) angeschlossen ist.