Vorrichtung zum Prüfen von Teilen auf Dichtigkeit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterausbildung der im Hauptpatent beschriebenen Vorrichtung, die zur Durchführung des im Patentanspruch I des Hauptpatentes dargelegten Verfahrens zum Prüfen von Teilen auf Dichtigkeit, bei welchem in den zu prüfenden Teilen eine geschlossene Kammer gebildet wird, ein unter Druck stehendes Medium in diese Kammer sowie in eine Bezugskammer geleitet wird, wobei die beiden Kammern nach erfolgtem Druckausgleich getrennt werden, und wobei eine Druckdifferenz in den beiden Kammern während einer bestimmten Zeitdauer gemessen wird, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zeitspanne, während welcher jegliche Druckdifferenz gemessen wird, durch ein elektrisches RC-Netzwerk mit einer bestimmten Zeitkonstante gesteuert wird, wobei eine Spannung erzeugt wird,
welche proportional ist zu der während dieser Zeitspanne gemessenen Druckdifferenz, und dass die so erzeugte Spannung zur Betätigung einer entsprechenden Vorrichtung zum Anzeigen der Leckstellen in dem zu prüfenden Teil, verwendet wird, dient.
Diese im Patentanspruch II des Hauptpatentes beschriebene Vorrichtung ist gekennzeichnet durch bewegbare Verschlussmittel zum Bilden einer abgedichteten Kammer in dem zu prüfenden Teil, durch eine Quelle für ein unter Druck stehendes Medium, durch ein Messinstrument mit getrennten Kammern, zwischen denen eine bewegliche Membrane angeordnet ist, durch Leitungen zur Verbindung der Quelle des unter Druck stehenden Mediums mit der Kammer des zu prüfenden Teiles und mit den getrennten Kammern des Messinstruments, durch Ventile in den Leitungen zum Steuern der Verbindungen zwischen der Kammer des zu prüfenden Teiles und einer der Kammern des Messintrumentes und zum Verschliessen der anderen Kammer des Messinstrumentes, wobei die Leitungen durch Bohrungen in einem Verteilerblock gebildet werden,
welcher Öffnungen für den Anschluss der Ventile und der Kammern des Messinstrumentes und des zu prüfenden Teiles aufweist, weiter gekennzeichnet durch Mittel zum Anzeigen einer Leckstelle in dem zu prüfenden Teil, die auf die Bewegung der Membrane infolge einer Druckdifferenz in den Kammern des Messinstrumentes ansprechen, und durch eine elektrische Schaltung zur Steuerung der Ventiloperationen in einer bestimmten Reihenfolge, wobei diese Schaltung ein RC-Netzwerk aufweist, um die Ventile so zu steuern, dass das Messinstrument zur Anzeige einer Leckstelle während vorbestimmter Zeitabschnitte im Betrieb ist.
Die erfindungsgemässe Weiterausbildung dieser Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung zur Steuerung der Ventiloperationen in einer bestimmten Reihenfolge je einen RC-Kreis für jeden der aufeinanderfolgenden Prüfschritte: Füllen, Stabilisieren und Prüfen aufweist, dass in jedem Kreis ein den Strom regelndes Halbleiterelement vorgesehen ist, das eine ganz bestimmte Zeit nach Erregung des Kreises Strom durch- lässt, und dass zur Durchführung einer Reihe von Vorgängen hintereinander in einem bestimmten Zeitver hältnis diese RC-Kreise so miteinander gekoppelt sind, dass bei Leitfähigkeit des Halbleiterelements wenigstens eines RC-Kreises die Erregung eines nächsten Kreises einstellbar eingeleitet wird.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fliessbandes oder Förderbandes an der Prüfstation, wobei die Art und Weise der Einspannung des Prüflings die Abdichtung der Hohlräume in dem Prüfling für den Prüfvorgang und der Regelschalter zum Einleiten des Prüfvorganges dargestellt sind.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Ansicht ein pneumatisches Prüfsystem, wobei die Art und Weise der Verbindung des Hohlraumes in dem Prüfling für den Vergleich mit einer eingeschlossenen Druckgasmenge dargestellt ist, welcher Vergleich dazu dient, eine Druckdifferenz anzuzeigen, wenn eine Leckstelle vorhanden ist.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses, in dem die ganze Prüfeinrichtung eingeschlossen ist.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht des in Figur 3 dargestellten Gehäuses, wobei ein Seitenteil desselben entfernt ist, um die Anordnung der Teile einschliesslich eines Verteilerblocks und eines Messgerätes darzustellen.
Figur 5 zeigt die Vorderansicht des Verteilerblockes, wobei die Anordnung der Bohrungen, die die Leitungen in dem Verteilerblock bilden, und der Steuer ventile oder Regelventile dargestellt ist.
Figur 6 zeigt einen Längsschnitt längs der Linie 6-6 in Figur 5, wobei die Ventile, die sich durch den Verteilerblock in Flucht mit den Bohrungen in demselben erstrecken, dargestellt sind.
Figur 7 zeigt in einer Schnittansicht längs der Linie 7-7 in Figur 5 das Trennventil in der Leitungsführung in dem Verteilerblock zwischen den getrennten Kammern des Messinstruments, die sphärische Form des Ventils und die Betätigungseinrichtung für das Ventil.
Figur 8 zeigt in einem Querschnitt längs der Linie 8-8 in Figur 7 einen mit einem Druckmedium gesteuerten Motor, der für die Betätigung eines der Ventile verwendet wird, und ein Steuerventil mit einem Steuerkolben.
Figur 9 zeigt in einer vergrösserten Schnittansicht längs der Linie 9-9 in Figur 7 wie das kugelförmige Ventilelement drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist.
Figur 10 zeigt in einer auseinandergenommenen Ansicht die Teile des Ventils.
Figur 11 zeigt in einer schematischen Ansicht das Messgerät zur Erzeugung von Spannungsänderungen, die direkt proportional einer Druckdifferenz sind.
Figur 12 zeigt in einer schematischen Ansicht den elektrischen Kreis für die automatische Anzeige aufeinanderfolgender Prüfschritte und für die automatische Anzeige der Prüfergebnisse.
Figur 13 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des in Figur 12 dargestellten elektrischen Kreises mit einem zusätzlichen Nebenkreis, um eine grosse Leckstelle anzuzeigen und die Figuren 14 bis 16 zeigen einen abgeänderten Verteilerblock nach dieser Erfindung.
In Figur 1 ist ein Förderer oder Fliessband 1 dargestellt, das die Teile 2 intermittierend zu einer Station 3 fördert, an der diese Teile auf Undichtheit geprüft werden. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Teile 2 als Zylinderblöcke von Brennkraftmaschinen dargestellt, die innere Hohlräume in Form von Zylindern und Ventilöffnungen haben. An der Station 3 wird jeder Block 2 von einem Rammkolben 4 angehalten, der mit dem vorderen Ende des Blockes in Eingriff kommt und diesen gegen Greifer 5 und 6 drückt, die am hinteren Ende des Blockes angreifen. Verschlüsse 7 und 8 werden hierauf betätigt, um die Öffnungen abzudecken und abzudichten, beispielsweise die Ventilöffnungen und die Öffnungen des Kurbelgehäuses in dem Block.
Der Rammkolben 4 hat ebenfalls eine Dichtung 9, die die Öffnung am vorderen Ende des Blockes schliesst, um diese mit einer Wasserpumpe (nicht dargestellt) zu verbinden. Der Verschluss 8 ist schematisch als ein von einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 10 betätigter Verschluss dargestellt. Diese magnetische Betätigungseinrichtung hat einen Fortsatz 11, der einen Schalter 12 bedient, um einen Prüfvorgang einzuleiten. Es wird hervorgehoben, dass der Rammkolben 4 und die Verschlüsse 7 und 8 automatisch nacheinander betätigt werden und dass der Verschluss 8 zuletzt in Tätigkeit tritt, so dass alle Öffnungen geschlossen und abgedichtet sind, ehe der Schalter 12 geschlossen wird, um einen Prüfvorgang einzuleiten.
Die Prüfeinrichtung ist schematisch in Figur 2 dargestellt und weist eine Druckanlage mit einer Hochdruckquelle auf, die die Anlage mit einem Druckmedium 15, beispielsweise Luft bei einem Druck von 8,4 Atmosphären versorgt. Eine Leitung 16, die von der Druckquelle 15 wegführt, hat ein Filter 17 und einen Druckregler 18, um den Druck von 8,4 Atmosphären auf 3,15 Atmosphären zu reduzieren. Nach dem Druckregler 18 folgen ein normalerweise geschlossenes, Schnellfüllventil 19 und auf Druck ansprechende Schalter 20 und 21. Die Schalter 20 und 21 sind in den Figuren 2 und 12 zwecks besserer Darstellung getrennt gezeigt jedoch können diese auch in einer Einheit kombiniert werden.
Der Schalter 20, der in dieser Beschreibung als Hochdruckschalter bezeichnet wird, ist ein Doppelpolschalter mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt 20a, der sich bei einem Druck von 2,45 Atmosphären öffnet und mit einem normalerweise offenen Kontakt 20b, der sich schliesst, wenn in der Leitung 16 ein Druck über beispielsweise 3,15 Atmosphären herrscht. Der Niederdruckschalter 21 ist normalerweise bei einem Druck über 2,45 Atmosphären offen und wird bei einem Druck von 2,45 Atmosphären und darunter geschlossen.
Ein Messinstrument 24 ist mit der Leitung 16 nach dem Niederdruckschalter 21 gekoppelt und das Ende der Leitung endigt in einem Ausgleichsbehälter 25. Das Messgerät 24 hat durch eine Membran 28 getrennte Zellen oder Kammern 26 und 27, die mit der Leitung 16 in Verbindung stehen. Ein Zweig 16a der Leitung 16 ist mit einem der Verschlüsse (dem Verschluss 7) verbunden, um Druckluft zu dem Hohlraum in dem Motorblock 2 zu leiten. Die andere Seite des Motorblocks wird von dem Verschluss 7a abgedichtet. Die Leitung 16 und ein Zweig 16a sind über einen Zweig 16b entlüftet. Ein normalerweise offenes Trennventil 29 ist in der Leitung 16 zwischen den Zweigen 16c und 16d angeordnet, die die Leitung 16 mit den getrennten Kammern 26 und 27 des Messinstruments 24 verbinden.
Das Trennventil 29 trennt oder isoliert den Ausgleichsbehälter 25 und die Kammern 27 des Messintruments von dem übrigen Prüfkreis einschliesslich der anderen Kammer 26 des Instruments und dem zu prüfenden Teil ab. Ein normalerweise offenes Ventil 30 ist in der Zweigleitung 16b vorgesehen, um die Leitung 16 in die Atmosphäre zu entlüften. Es sind auf diese Weise nur die Ventile 19, 29 und 30 erforderlich, um einen Prüfvorgang durchzuführen.
Um die Undichtheitsprüfung oder Undichtigkeitsprüfung durchzuführen, wird das Ventil 30 geschlossen und das Füllventil 19 ist offen, um Luft mit 3,15 kg/cm2 durch die Leitung 16 und den Zweig 16a zu dem Hohlraum in dem Motorblock 2 zu leiten. Die Luft strömt gleichzeitig in den Ausgleichsbehälter 25 und die Kammern 26 und 27 des Messintruments 24. Wenn ein Druck von 2,45 kg/cm2 innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer infolge eines grossen Lecks oder einer Undichtigkeit in dem zu prüfenden Teil nicht erreicht wird, öffnet sich der Kontakt 20a des Hochdruckschalters 20 nicht, wodurch der Prüfvorgang unmittelbar beendigt wird.
Wenn ein Druck von 3,15 kg/cm3 in der Leitung 16 auftritt, öffnet sich der Kontakt 20a und der Kontakt 20b des Hochdruckschalters schliesst sich und durch Betätigung einer Steuerschaltung, die weiter unten beschrieben werden wird, wird der nächste Prüfgang eingeleitet, indem das Füllventil 19 geschlossen und das Ventil 30 geöffnet wird. Das Ventil 30 lässt das Medium aus den Kammern 26 und 27 des Messgeräts 24 und dem Teil 2, der geprüft werden soll, abströmen, bis ein Druck von 2,45 kg/cm2 in der Leitung 16 herrscht.
Dann wird der Druckschalter 21 geschlossen. Der Druckschalter 21 schliesst über den Steuerkreis wiederum das Ventil 30, so dass die Luft bei diesem Druck in dem zu prüfenden Teil eine Zeitlang, was elektronisch gemessen wird, eingeschlossen wird, um eine Stabilisierung des Druckes zu ermöglichen. Das Trennventil 29 wird dann geschlossen, um den Ausgleichsbehälter 25 und die Kammer 27 des Differentialmanometers 24 von der Kammer 26 und dem Hohlraum in dem Teil 2, der geprüft werden soll, zu trennen. Das Trennventil 29 wird eine vorbestimmte Zeitlang, die elektronisch gemessen wird, z. B. 5 Sekunden, geschlossen gehalten, während welcher Zeit irgendeine Leckstelle in dem Motorblock 2 eine Druckdifferenz in den Kammern 26 und 27 des Manometers 24 und eine Verschiebung der Membran 28 nach links, bezogen auf die Darstellung in Figur 2, bewirken würde.
Die Prüfeinrichtung nach dieser Erfindung besteht in einer äusserst kompakten Anordnung mit einer minimalen Anzahl von Teilen, die alle in einem Gehäuse 34, wie in Figur 3 dargestellt ist, angeordnet sind. Dieses Gehäuse 34 ist tragbar und wird unmittelbar neben der Station 3 über dem Förderer (siehe Figur 1) angeordnet, in welcher Station die Teile geprüft werden sollen. Eine Zuführungsleitung 15 für das Druckmedium (siehe Figur 2) führt in das Gehäuse 34, um das Druckmedium mit einem Druck von 8, 75 kg/cm3 zuzuführen und die Zweigleitung 16a führt von dem Gehäuse zu dem Verschluss 7, der mit zum Verschliessen des zu prüfenden Teiles dient.
Alle anderen Teile der Prüfeinrichtung sind in dem Gehäuse 34 angeordnet, um die Länge der Verbindungsleitungen und insbesondere der Leitungen 16c und 16d zwischen dem Manometer 24 und dem Ausgleichsbehälter 25 auf ein Minimum zu reduzieren.
Infolge der Kürze der Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Teilen ist eine geringere Zeit erforderlich, um den Druck in der Prüfanordnung zu stabilisieren und eine genauere Messung irgendwelcher Druckdifferenzen, die durch eine Leckstelle in dem zu prüfenden Teil bedingt sind, ist damit möglich.
Wie in Figur 3 dargestellt ist, hat die Vorderseite des Gehäuses 3 Fenster 35, 36 und 37 auf ihrer linken Seite, um die jeweilige Stufe des Prüfverfahrens Fiil- len , Stabilisieren oder Prüfen anzuzeigen, wobei jeweils eine dieser drei Angaben während des Prüfvorgangs beleuchtet ist, um den Fortschritt des Verfahrens sichtbar zu machen. Auf der rechten Seite des Gehäuses 34 sind drei andere Fenster 38, 39 und 40 vorgesehen, die eine grosse Leckstelle oder eine kleine Leckstelle oder fehlerfrei anzeigen. Ebenfalls wird wiederum eine dieser drei Angaben bei einer Prüfung erleuchtet, um den betreffenden Zustand anzuzeigen. Zwischen den Fenstern in der Mitte des Gehäuses 34 ist ein Messinstrument 41 angeordnet, das die Grösse der Druckdifferenz, die aus einer Leckstelle resultiert, anzeigt.
Ein Knopf 42 eines Reglers 43, der weiter unten näher beschrieben werden wird, ist vorgesehen, um die Druckdifferenz einzustellen, bei der das Messgerät eine Undichtigkeit oder eine Leckstelle anzeigt. Mit einem weiteren Knopf 44, der in Wirklichkeit eine Vielzahl von Knöpfen ersetzt, kann der Widerstand des RC-Gliedes der Zeitgeberschaltung und dadurch die Zeitspanne für einen bestimmten Verfahrensschritt eingestellt werden.
Die Anordnung der Hauptteile der Prüfvorrichtung in dem Gehäuse 34 ist in Figur 4 dargestellt. Diese Hauptteile weisen ein Messgerät 41, den Regler 43 mit dem Knopf 42, einen Verteilerblock 45, in dem sich die Leitungen 16, 16a und 16b befinden, welche als Durchbrüche in dem Block ausgebildet sind, und das Manometer 24 auf. Die anderen Elemente der Prüfeinrichtung, wie z. B. das Luftfilter, die Druckschalter 20 und 21, sind nicht dargestellt, um eine klare Übersicht über die gezeigten Teile zu erhalten. Ausserdem enthält das Gehäuse getrennte Abteile für jedes der Fenster 35 bis 37 und 38 bis 40, in denen sich elektrische Lampen 35L bis 40L befinden. Karten mit gedruckten Schaltungen, auf denen die elektronischen Elemente (nicht dargestellt) angeordnet sind, befinden sich in dem Gehäuse 34 vor dem Verteilerblock 45.
Die elektronischen Elemente und die Schaltkreise steuern automatisch die Schritte eines Prüfvorgangs, wie später ausführlicher erläutert werden wird.
Der Verteilerblock 45 ist ein Metallblock, beispielsweise aus Aluminium und ist im einzelnen in den Figuren 4 bis 7 dargestellt. Dieser Verteilerblock 45 kann eine rechteckige Form haben und 24,13 cm hoch, 13,97 cm breit und 5,08 cm stark sein. Der Ausgleichsbehälter 25 ist als zylindrischer Hohlraum, der in den Block gebohrt ist, ausgebildet und durch einen Stopfen 48 verschlossen, der in das offene Ende, wie in den Figuren 5 bis 7 dargestellt ist, eingesetzt ist. Die Hauptleitung 16 des Drucksystems in dem Verteilerblock 45 ist eine vertikale Bohrung, die von dem unteren Rand des Blockes, wie in Figur 5 dargestellt ist, ausgeht.
Die Zweigleitung 16a ist eine von der rechten Seite des Verteilerblockes 45, bezogen auf die Darstellung in Figur 5, ausgehende Bohrung in diesem Block, die oben in den Ausgleichsraum oder den Ausgleichsbehälter 25 mündet. Die horizontale Fortsetzung der Zweigleitung 16a über die vertikale Hauptleitung 16 hinaus, die in den Ausgleichsraum 25 mündet, wird dadurch zu einem Teil der Hauptleitung 16. Der Zweig oder die Zweigleitung 1 6b des Druckkreises ist als Bohrung, die bezogen auf die Darstellung in Figur 5, von rechts in den Verteilerblock 45 hineinragt, ausgebildet. Diese Zweigleitung mündet in die vertikale Bohrung 16. Jede der Bohrungen 16, 16a und 16b sind in der Mitte zwischen Vorder- und Hinterseite des Blockes, wie aus den Figuren 6 und 7 hervorgeht, angeordnet.
Das offene Ende der vertikalen Bohrung 16 bildet eine Mündung 49 am unteren Ende des Verteilerblocks 45, um eine Verbindung mit dem Druckregler 18 über eine äussere Leitung herzustellen. Die Bohrung 16a hat eine Öffnung 50, über die sie mit dem Verschluss 7 des Werkstücks 2, das geprüft werden soll, über eine flexible Leitung in Verbindung steht, und die Leitung 16b hat eine Öffnung 51, durch die Luft in die Atmosphäre entweichen kann.
Ausserdem hat der Verteilerblock 45 Bohrungen 52 und 53, die von hinten, bezogen auf die Darstellung in Figur 5, in den Block eingebohrt sind und in den Ausgleichsraum 25 bzw. die Leitung 16a münden. Die Bohrungen 52 und 53 haben Öffnungen 54 und 55, um die kurzen Verbindungsleitungen 16c und 16d mit den Kammern 26 und 27 in dem Messgerät 24 zu verbinden (siehe Figur 2).
Ein anderes Merkmal dieser Erfindung ist die Ausbildung und die Anordnung der Ventile 19, 29 und 30, die in dem Verteilerblock 45 angeordnet sind, um die Strömung des Druckmediums zu steuern und die ohne Verdrängen von Druckmedium nach irgendeiner Seite geöffnet und geschlossen werden können. Zu diesem Zweck hat der Verteilerblock 45 drei konische Bohrungen 56, 57 und 58, die sich von der hinteren Seite des Blockes zu der vorderen hin erstrecken, wie aus Figur 5 ersehen werden kann. An den vorderen Enden dieser konischen Bohrungen sind zylindrische Gegenbohrungen 56a, 57a und 58a vorgesehen. Entsprechend geformte konische Ventile 19, 29 und 30 erstrecken sich durch den Verteilerblock und weisen verschiebliche Ventilelemente auf, die in Flucht mit den Bohrungen 16 und 16b für deren Steuerung sie vorgesehen sind, angeordnet sind.
Da alle drei Ventile gleich konstruiert sind, ist nur die Beschreibung eines Ventils erforderlich.
Jedes der Ventile 19, 29 und 30, weist, wie in Figur 10 dargestellt ist, ein konisches Ventilgehäuse 60 mit einem Gewinde an dem schmaleren Ende 61 auf. Eine Mutter 69, die auf das Gewindeende 61 des Ventilgehäuses 60 in der Konterbohrung aufgeschraubt ist, spannt das Ventilgehäuse in die entsprechende Bohrung 56, 57 oder 58 in dem Verteilerblock ein. Das Ventilgehäuse 60 hat eine zylindrische Bohrung 62, deren Grösse so bemessen ist, dass sie ein bewegliches Ventilelement in Form einer Ventilkugel 63 aufnehmen kann. Die drehbare Ventilkugel 63 hat eine zylindrische Bohrung 64, die eine Passage für das Druckmedium bildet und einen Schlitz 65 an ihrer Peripherie, der in einer Ebene senkrecht zu der Achse der zylindrischen Bohrung 64 liegt. Auf jeder Seite der Ventilkugel 63 sind Vetilsitze in Form von auswechselbaren Ringen 66 und 67 aus einem Antifriktionsmaterial, wie z. B.
Teflon Tetrafluor äthylen angeordnet, die auf einer Seite jeweils eine konische Oberfläche 69 entsprechend dem Konus des Ventilgehäuses 60 und eine sphärische Fläche an der entsprechenden anderen Seite haben, um mit der Oberfläche der Ventilkugel in Eingriff zu kommen. Eine Ventilwelle 70 erstreckt sich durch eine axiale Bohrung in dem unteren Teil des Ventilgehäuses 60 und hat einen vorspringenden Keil 72 an seinem inneren Ende, der mit einem Schlitz 65 in der Ventilkugel 63 in Eingriff kommen kann, sowie einen Keil oder einen Vorsprung 73 an seinem äusseren Ende, der mit einer Betätigungseinrichtung in Eingriff kommen kann. Ausserdem hat der Ventilkörper 60 Ringdichtungen 74 und 75, die sich in Rillen am Umfang über und unterhalb der zylindrischen Bohrung 62 befinden.
Wie im einzelnen in Figur 6 dargestellt ist, erstrecken sich die konischen Ventile 19, 29 und 30 durch den Verteilerblock 45 und bilden einen dichten Passsitz mit den entsprechend geformten konischen Bohrungen 56, 57 und 58 in dem Block 45. Die Befestigung erfolgt durch Muttern 59, die auf die Gewinde 61 der Ventilgehäuse aufgeschraubt sind. Jedes Ventilgehäuse 60 ist auf gegenüberliegenden Seiten der Leitung, die durch das entsprechende Ventil gesteuert wird, durch Dichtungsringe 74 und 75 abgedichtet.
Die bewegliche Ventilkugel oder der Ventilschieber 63 jedes Ventils ist in dem Ventilgehäuse 60, wie aus den Figuren 7 und 9 ersichtlich ist, in Flucht mit der Bohrung 16 in dem Block angeordnet, die durch das Ventil gesteuert wird, wobei die Ringe 66 und 67, die sich in der zylindrischen Bohrung 62 des Ventilgehäuses befinden, mit gegenüberliegenden Seiten der Ventilkugel im Eingriff stehen.
Wenn die Kugel 63 von der mit voll ausgezogenen Linien in Figur 9 dargestellten Stellung um einen rechten Winkel in die mit gestrichelten Linien dargestellte Stellung verschoben oder verdreht wird, schliessen die festen Teile 77 und 78 am Umfang der Kugel die Bohrung 16. Der Ventilschieber 63 wird wiederum von der Ventilwelle gedreht, die nach aussen aus dem Verteilerblock 45 durch die axiale Bohrung 71 des konischen Gehäuses (siehe Figur 10) herausragt. Die Welle hat einen Keil oder Schlüssel 72, der mit dem Schlitz 65 in dem Kugelschieber in Eingriff kommt.
Die Ventilwellen 70 der Ventile 19, 29 und 30 werden von einer mechanischen Betätigungsvorrichtung 80, z. B. einem durch ein Druckmedium betätigten Motor, gedreht. Diese mechanischen Betätigungsvorrichtungen 80 erzeugen keine Wärme, wie das bei magnetischen Windungen der Fall ist, die Wänne zu dem Verteilerblock 45 durch Wärmeleitung leiten würden, was eine Änderung der Temperatur des Druckmediums in dem Block und dem übrigen System und dadurch eine Beeinträchtigung der Messgenauigkeit der Druckdifferenz zur Folge hätte. Wie in den Figuren 4 und 7 dargestellt ist, sind die Betätigungseinrichtungen 80 direkt auf einer Seite des Verteilerblocks 45 so angeordnet, dass die Antriebswellen 81 der Motoren mit den Vorsprüngen oder Keilen 73 auf den entsprechenden Ventilwellen 70 in Eingriff kommen.
Die Betätigungseinrichtungen 80 können in irgendeiner geeigneten Weise ausgebildet sein. Bei der in Figur 8 dargestellten Anordnung ist ein zylindrisches Gehäuse 82 und ein Flügelkolben 83 vorgesehen, die Kammern 84 und 85 zu beiden Seiten des Kolbens bilden. Versorgungsleitungen 86 und 87 münden in die Kammern 84 und 85. Das Druckmedium in den Kammern kann durch irgendeinen geeigneten Steuermechanismus, beispielsweise durch das in Figur 8 dargestellte Kolbenventil, gesteuert werden.
Dieser Kolbenventil-Mechanismus weist ein zylindrisches Gehäuse 88 auf, mit dem die Leitungen 86 und 87 kommuniziern. Eine Versorgungsleitung 89 ist mit der Mitte des Gehäuses 88 verbunden. Durch diese Versorgungsleitung strömt Druckmedium zu. Abströmleitungen 90 und 91 sind an beiden Enden des Gehäuses angeordnet. Der Ventilschieber hat im Abstand voneinander angeordnete Kolben 92 und 93, die auf einer Kolbenstange 94 befestigt und so angeordnet sind, dass in einer Stellung des Ventilschiebers die Leitung 89 mit der Leitung 86 und der Kammer 84 in dem Motor über den Raum zwischen den beiden Kolben verbunden sind, während die andere Leitung 87 mit dem Ablassrohr oder der Ablassleitung 91 über den Raum auf der anderen Seite des Kolbens 93 kommuniziert.
In der anderen Stellung der Kolben 92 und 93 des Ventilschiebers werden die Leitungen 89 und 87 verbunden, so dass Druckmedium zu der Kammer 85 geleitet wird. In dieser Stellung sind die Kammer 84 und die Leitung 86 mit dem Ablassrohr 90 verbunden. Eine Feder 95, die zwischen dem Ende des Gehäuses 88 und dem Kolben 93 angeordnet ist, drückt den Ventilschieber in einer Richtung, wie aus Figur 8 ersehen werden kann, und eine Magnetwindung 96 wirkt auf einen Ventilstössel 97, der aus dem Gehäuse heraussteht, um die Kolben 92 und 93 gegen die Wirkung der Feder nach rechts zu verschieben. Ausserdem sind der Hochdruckschalter und der Niederdruckschalter 20 bzw. 21 in einem Element 98 angeordnet, das auf der Seite des Verteilerblocks 45 befestigt ist (siehe Figur 5). Dieses Element 98 ist mit der Bohrung 16 in dem Block durch die Bohrung 99 verbunden.
Das Messgerät oder Manometer 24 ist ebenfalls unmittelbar auf der hinteren Seite des Verteilerblocks 45 bei den Verbindungsleitungen 16c und 16d, wie oben ausgeführt wurde, angeordnet. Die kurzen Abmessungen dieser Verbindungsleitungen 16c und 16d reduzieren die Längen der Luftsäulen zwischen den einzelnen Teilen und dem Messinstrument, wie deutlich aus Figur 7 hervorgeht. Das Trennventil 29 ist in einer rechtwinkligen Stellung zu der Leitung 16 zwischen den Zweigleitungen 16c und 16d angeordnet, die zu den getrennten Kammern 26 und 27 des Manometers führen. Dieses Ventil isoliert oder trennt den Ausgleichsraum 25 und die Kammer 27 von der Kammer 26 und dem Teil 2, der geprüft werden soll.
In Figur 7 sind ebenfalls die Betätigungseinrichtung 80 für das Trennventil 29, die auf einer Seite des Verteilerblocks 45 angeordnet ist, und das Manometer 24 dargestellt, das dicht neben der anderen Seite dieses Verteilerblocks angeordnet ist, so dass durch Drehung des Kugelschiebers 63 des Ventils die Leitung 16 zwischen den Zweigleitungen 16c und 16d geschlossen werden kann.
In Figur 11 ist schematisch das Manometer 24 mit den beiden Kammern 26 und 27 zu beiden Seiten der Membran 28 dargestellt. Zu beiden Seiten der Membran 28 sind Elektrodenplatten 102 und 103 auf Wellen in den Seitenwänden der Kammern angeordnet. Diese Wellen oder Wellenzapfen sind über elektrische Leitungen 104 und 105 mit einem Schwingungserzeuger 106 in Form einer Vakuumröhre, die einen Wechselstrom mit 50 000 Hz erzeugt, verbunden. Der Schwingungserzeuger oder Generator 106 ionisiert den Raum zwischen den Elektrodenplatten 102 und 103 und wenn die Membran sich genau in der Mitte zwischen den Platten befindet, sind diese Elektrodenplatten gleich geladen.
Wenn jedoch die Membran sich, bezogen auf die Darstellung in Figur 11, infolge einer Leckstelle in dem zu prüfenden Teil 2 nach links bewegt, wird die Platte 102 stärker geladen als die Platte 103. Diese Ladungsdifferenz auf den Elektroden 102 und 103 erzeugt eine Spannung, die direkt proportional dem Mass der Verschiebung der Membran 28 ist, welche Verschiebung ihrerseits dierekt proportional der Druckdifferenz in den Kammern 26 und 27 ist. Auf diese Weise ist das Messgerät 24 mit einem Wandler ausgerüstet, der eine mechanische Verschiebung in ein elektrisches Potential umwandelt. Die Potentialänderung infolge der Deflektion der Membran 28 wird durch den Kathodenverstärker
107 in einen Stromfluss umgewandelt. Der Kathodenverstärker ist mit einer Brückenschaltung 108 gekoppelt.
Die Brückenschaltung 108 weist Widerstände 109 und 110 auf, die mit den Ausgangsleitungen 111 und 112 des Kathodenverstärkers 107 und mit der Verbindungsstelle 113 verbunden sind. Ausserdem liegt ein variabler Widerstand 114 parallel zu den Widerständen 109 und 110 an den Ausgangsleitungen. Ein Abgriff 115 bildet mit diesem variablen Widerstand 114 ein Potentiometer.
Auf diese Weise wird jede Spannung an der Brücke über die Leitungen 116 und 117 von dem Abgriff 115 an der Verbindungsstelle 113 abgegriffen. Die Spannungsdifferenz wird verwendet, um automatisch eine Leckstelle in dem Prüfteil anzuzeigen. Die Stellung des Abgriffs 115 der Brücke kann mit dem Knopf 42, wie oben beschrieben wurde, siehe Figur 3, eingestellt werden. Je weiter der Abgriff anfänglich gegen die Leitung 112 zu (siehe Figur 11) verschoben wird, desto grösser muss die Leckstelle sein, die wahrgenommen werden kann. Ausserdem ist das Messinstrument 41 parallel zu den Leitungen 111 und 112 geschaltet und zeigt eine Leckstelle visuell an.
In Figur 12 ist schematisch der elektrische Kreis einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur automatischen Anzeige und Steuerung der einzelnen Stufen oder Schritte des Prüfvorgangs dargestellt. Die einzelnen Stufen des Prüfvorgangs werden in einer vorbestimmten Zeitfolge durchgeführt und mechanische Schalter mit Ausnahme der druckbetätigten Schalter 20 und 21 sind vermieden, um die Geschwindigkeit, mit der die Prüfschritte durchgeführt werden, zu erhöhen und die Zuverlässigkeit des Betriebs zu vergrössern. Die Regelelemente sind alle Feststoffelemente mit Halbleitern, die dem Stromfluss einen Widerstand entgegensetzen, bis sie durch einen elektrischen Impuls erregt werden und dann den Stromfluss ermöglichen, bis das Stromtor oder der Emitter negativ wird, wonach sie wiederum einen Widerstand in dem Kreis bilden und den Stromfluss unterbrechen.
Die Halbleiter-Stromregeleinrichtungen, die in dem Regelkreis verwendet werden, schliessen Silicium-Steuergleichrichter oder Steuerventile, kurz Gleichrichter bezeichnet, die bei einer vorbestimmten Schwellenspannung Strom ziehen, und dann, wenn sie einmal Strom gezogen haben, weiter leitfähig bleiben, sowie Transistoren ein, die noch wesentlich kritischer auf eine eingeprägte Einsetz- und Unterbrechungsspannung reagieren, bei welcher sie leitfähig werden, bzw. den Stromfluss unterbrechen. Die Steuerelemente schliessen ebenfalls Silicium-Dioden ein, die einen elektrischen Stromfluss nur in einer Richtung ermöglichen, um die Gleichrichter und Transistoren zu schützen.
Die Schaltung weist im allgemeinen eine Vielzahl von Zweigkreisen auf, die parallel zu einander an den Leitungen L1 und L2 einer Gleichstromquelle liegen, die beispielsweise eine Speisespannung von 24 Volt liefert.
Bestimmte dieser Zweigkreise; oder Nebenkreise weisen mehrere zeitbestimmende RC-Glieder 120, 121, und 122 auf, die den Verfahrensschritten Füllen , Stabilisieren und Prüfen entsprechen. Jeder dieser Verfahrensschritte erfordert eine vorbestimmte Zeitdauer. Weiter weist die Schaltung auf Strom ansprechende Nebenkreise, um die Einrichtungen beispielsweise die Ventile 19, 29 und 30 zu betätigen, die für den Prüfvorgang erforderlich sind; auf Strom ansprechende Nebenkreise, um die verschiedenen Schritte des Prüfverfahrens anzuzeigen; auf Stromfluss ansprechende Nebenkreise um die Ergebnisse der Prüfung anzuzeigen;
und die Verbindungselemente zwischen den verschiedenen Nebenkreisen auf, um die Zeitgeberschaltungen und die auf den Stromfluss ansprechenden Nebenkreise in der richtigen Zeitfolge zu erregen und um die verschiedenen Verfahrensschritte des Prüfverfahrens und die Ergebnisse der Undichteprüfung anzuzeigen. In den nachfolgenden Ausführungen werden Werte für die Widerstände R und die Kondensatoren C angegeben, die für eine ganz bestimmte Schaltung verwendet wurden. Es wird jedoch hervorgehoben, dass diese Werte entsprechend dem Verwendungszweck des Gerätes geändert werden können.
Die Zeitgeber-Nebenkreise 120, 121 und 122 für die Steuerung der Zeiten, innerhalb denen gefüllt, stabilisiert und geprüft wird, sind gleich, so dass nur der Aufbau und die Betriebsweise eines Zeitgeber-Nebenkreises beschrieben werden wird, wobei die Elemente dieses Kreises durch den Index (1) angedeutet werden. Das RC-Glied für den Zeitgeber-Nebenkreis 1 weist beispielsweise einen variablen Widerstand R-lb von 100000 Ohm und einen Kondensator C-1 von 50 Microfarad auf. Der variable Widerstand R-1b ist durch Drehung des Knopfes 44 (siehe Figur 3) einstellbar, so dass die Zeitdauer für das Füllen zwischen beispielsweise 1 und 5 Sekunden variiert werden kann.
Der Widerstand R-lb und der Kondensator C-1 liegen in Reihe an der 24-Volt-Leitung und der Emitter E eines Eirnveg-Transistors T-1 liegt zwischen dem Widerstand und dem Kondensator. Abgleichwiderstände R-1c und R-ld von 270 bzw. 50 Ohm liegen zwischen den Basen B-1 und B-la des Transistors T-1 und den beiden mit der Stromquelle verbundenen Leitungen. Die Elemente der Zeitgeber-Nebenkreise 121 und 122 werden durch dieselben Bezugszeichen wie die Elemente des Zeitgeberkreises 120, jedoch mit dem Index 2 bzw. 3 bezeichnet.
In jedem dieser Zeitgeber Nebenkreise ist eine vorbestimmte Zeitdauer erforderlich, um den entsprechenden Kondensator auf ein Potential zu laden, bei dem der Transistor Strom zieht.
Eine auf den Stromfluss ansprechende Anzeigeeinrichtung, z. B. eine elektrische Lampe 35L, 36L oder 37L, ist parallel zu jedem Zeitgeber-Nebenkreis 120, 121 bzw. 122 geschaltet, um die Anzeigen auszuleuchten, die die Verfahrensschritte Füllen, Stabilisieren und Prüfen anzeigen.
Alle anderen auf den Stromfluss ansprechenden Einrichtungen befinden sich in Zweigleitungen 4 bis 13, die zwischen den Leitungen L-1 und L-2 parallel geschaltet sind. Diese Zweigleitungen schliessen sowohl die Regeleinrichtungen als auch die auf den Stromfluss ansprechenden Einrichtungen ein. Z. B. die Magnetspulen für die Betätigung des Füllventils 19, des Trennventils 29 und des Ventils 30 sind in den Nebenkreisen oder Zweigleitungen 4, 7 bzw. 6 angeordnet und werden durch die Bezugszeichen S-19, S-29 und S-30 angedeutet. Ebenso liegen die Lampen 38L, 39L und 40L, die die Ergebnisse einer Prüfung anzeigen, in den Nebenkreisen 11, 12 und 13.
Wenn auf diese Weise irgendeine der Lampen 38L, 39L oder 40L Strom zieht, wird das entsprechende Fenster 38, 39 oder 40 in dem Gehäuse 34 (siehe Figur 3) erleuchtet, um dadurch eine grosse Leckstelle, eine kleine Leckstelle oder die Fehlerfreiheit anzuzeigen.
Ein Leck-Prüf-Nebenkreis 123, der auf die Ände- rungen des elektrischen Ausgangs des Messgerätes 24 und des Brückenkreises 108 (siehe Figur 11) anspricht, liegt zwischen dem Nebenkreis 122, der die Zeit für die Prüfung bestimmt, und dem Nebenkreis 12, der die Anzeigelampe 39-L für die Anzeige einer kleinen Leckstelle einschliesst. Der Prüfkreis weist einen Transistor T-14 mit einem Emitter E-14 auf, der mit dem Abgriff 115 der Brückenschaltung 108 über eine Leitung verbunden ist, die eine Einwegdiode D-14 und einen Kondensator C-14 von 2 Microfarad enthält, welche in Reihe geschaltet sind.
Ein Ende der Leitung ist mit der Ausgangsleitung 117 des Generators 106 an der Verbindungsstelle 113 der Brücke 108 verbunden, wobei sich in der Leitung 117 ein Widerstand 118 mit 1000 Ohm befindet, und das andere Ende der Leitung ist mit der Leitung L-1 verbunden. Die Ausgangsleitung 117 ist ebenfalls mit einem zweiten Kondensator C-14a von 0,01 Microfarad verbunden, der parallel zu dem Kondensator C-14 liegt. Die Leitung ist mit dem Emitter E-14 des Transistors T-14 zwischen der Diode D-14 und dem Kondensator C-14a verbunden. Der Transistor T-14 liegt in einem Kreis, in dem sich die Abgleichwiderstände R-14 und R-14a von je 5000 Ohm und ein variabler Widerstand R-14b von 5000 Ohm zwischen den Abgleichwiderständen befinden.
Diese Widerstände liegen zwischen dem Nebenkreis 3 und der Leitung L-1. Die Widerstände R-14c und R-14d mit 270 bzw. 100 Ohm liegen parallel zu den Widerständen R-14 und R-14a zwischen den Basen des Transistors T-14 und dem Ausgang des Nebenkreises 3 sowie der Leitung L-1. Ebenso liegt ein Spannungsregler VR-14 parallel zu den Widerständen an der Leitung, die den Transistor T-14 einschliesst, um eine konstante Spannungsdifferenz an den beiden Basen des Transistors aufrecht zu erhalten. Ein Widerstand R-14f von 470 Ohm liegt zwischen dem Transistorkreis und dem Nebenkreis 3.
Die Schaltung wird anhand der Funktionen, die sie ausübt, beschrieben. Zusätzlich zur Beschreibung dieser Schaltung wird die Betriebsweise der Prüfeinrichtung erläutert. Wenn ein Prüfling 2, beispielsweise ein Zylinderblock, ein Zylinderkopf, ein Verteiler oder irgendein anderer Maschinenteil mit einer Kavität (siehe Figur 1) nach Leckstellen untersucht werden soll, wird er in Station 3 gebracht und abgedichtet, wobei die Bewegung des Verschlusses 3 den Einschalter 12 betätigt, um den Betrieb der Prüfeinrichtung einzuleiten. Wie in Figur 12 dargestellt, ist der Einschalter 12 normalerweise so geschaltet, dass der Kondensator C-15 über einen Widerstand R-15 geladen wird.
Wenn der Schalter 12 durch den Schieber 11 betätigt wird, wird der Kondensator C15 entladen, wobei ein elektrischer Impuls über die Leitungen 124 und 124a zu dem Widerstand R-10 von 1000 Ohm und der Diode D-10 des Nebenkreises 10, sowie zu dem Stromtor G des Steuer-Gleichrichters Q-10 geleitet wird. Dies bewirkt, dass der Gleichrichter Q-10 Strom zieht, so dass dieser Strom von der Leitung L-2 zu der Leitung L-1 durch den Nebenkreis 10 und durch den Widerstand R-10b von 1000 Ohm fliesst. Der Nebenkreis 10 weist ebenfalls einen Widerstand R-10a von 1000 Ohm auf, um den Gleichrichter von einem Stromfluss in umgekehrter Richtung durch den Nebenkreis zu schützen.
Der Stromfluss durch den Nebenkreis 10 bewirkt eine Beladung der Kondensatoren C-11, C-12 und C-13, von denen jeder 3,0 Microfarad hat, was eine negative Vorspannung an den Siliciumgleichrichtern Q-11, Q-12 und Q-13 in den Nebenkreisen 11, 12 und 13 bewirkt, so dass der Stromfluss in diesen Kreisen unterbrochen ist. Deshalb sind alle Lampen 38L, 39L und 40L in den Nebenkreisen 11, 12 und 13 gelöscht.
Gleichzeitig wird ein Impuls von der Leitung 124a zu dem Stromtor G des Siliciumgleichrichters Q-9 fortgeleitet. Wenn der Gleichrichter Q-9 Strom zieht, fliesst dieser Strom durch den Nebenkreis 9 und den Widerstand R-9 von 1000 Ohm, um die Leitung L-2 mit der Fortsetzung L-2a dieser Leitung zu verbinden.
Auf diese Weise wird ein Ende jedes Nebenkreises 1 bis 8 mit der Leitung L-2 verbunden. In dem Nebenkreis 9 sind ebenfalls Widerstände R-9a und R-9b von jeweils 1000 Ohm angeordnet.
Der Impuls von der Leitung 124a wird weiter zu den Stromtoren G der Siliciumgleichrichter Q-4 und Q-6 in den Zweig- oder Nebenkreisen 4 und 6 geleitet, in denen sich Widerstände und Dioden der gleichen Art wie in dem Kreis 9 befinden. Wenn die Gleichrichter Q-4 und Q-6 Strom ziehen, fliesst dieser Strom durch die Nebenkreise 4 und 6 einschliesslich durch die Solinoidwindungen S-19 und S-30, so dass das Füllventil 19 geöffnet und das Bodenventil 30 (siehe Figur 2) geschlossen werden.
Schliesslich löst die Betätigung des Schalters 12 einen Impuls durch die Leitung 124b zu dem Stromtor G des Silicium-Gleichrichters Q-1 über den Widerstand R-1 von 1000 Ohm und die Diode D-1 aus. Der Gleichrichter Q-1 zieht Strom über eine elektrische Lampe 35-L, um anzuzeigen, dass ein Füllvorgang durchgeführt und beendet wurde. Der Nebenkreis 1 hat einen Widerstand R-la von 1000 Ohm, um den Gleichrichter Q-1 zu schützen. Die gleiche Anordnung haben die Zweigkreise oder Nebenkreise 4, 6 und 11 bis 13. Das Zünden und das Stromziehen des Gleichrichters Q-1 erregt ebenfalls das RC-Glied des Zeitgeber Zweigkreises 120.
Wenn das Füllventil 10 und das Trennventil 29 offen, sowie das Ventil 30 geschlossen sind, strömt Luft unter Druck durch die Leitung 16 und die Leitung 16a (siehe Figur 2), um die Kammern 26 und 27 des Messgerätes 24, den Ausgleichsbehälter 25 und den Hohlraum in dem Prüfling 2 zu füllen. Wenn der Prüfling 2 eine grosse Leckstelle hat, die ein Ansteigen des Druckes in der Leitung 16, beispielsweise innerhalb von 5 Sekunden, verhindert, zieht der Transistor T-1 des ersten Zeitgeberkreises 120 Strom und leitet einen Impuls durch die Leitung 127, den Kontakt 20a des Druckschalters 20, von hier durch den Widerstand R-1 1 und die Diode D-11 zu dem Stromtor G eines Siliciumgleichrichters Q-11 in dem Nebenkreis, der die elektrische Lampe 38-L einschliesst.
Dieser Nebenkreis 11 hat wie die anderen Nebenkreise einen Widerstand R-11a von 1000 Ohm und einen Widerstand R-11b von 47 Ohm. Wenn der Gleichrichter Q-11 Strom zieht, fliesst auch ein Strom durch die elektrische Lampe 38L, um die Anzeige grosse Leckstelle des Prüflings anzuzeigen. Strom in dem Nebenkreis 11 fliesst ebenfalls durch die Trenndiode D-11a und den Leiter 128 zu dem Stromtor G eines Siliciumgleichrichters Q-8 in dem Nebenkreis 8. Dieser Nebenkreis 8 weist einen Widerstand R-8a und R-8b von jeweils 1000 Ohm auf und ist über einen Kondensator C-9 mit dem Nebenkreis 9 gekoppelt, in dem sich der Gleichrichter Q-9 befindet. Ein Stromfluss durch den Nebenkreis 8 vermindert das Potential in dem Nebenkreis 9 und schaltet den Strom durch den letzteren ab.
Diese Unterbrechung des Stromes von der Leitung L-2 zu der Fortsetzung L-2a dieser Leitung öffnet die Nebenkreise 1 bis 7 einschliesslich den Magnetwindungen S-19 und S-30. Die Enderregung dieser Magnetwindungen oder Solenoide S-19 und S-30 bewirkt, dass das Füllventil 19 geschlossen und das Ventil 30 geöffnet wrrd. Mit anderen Worten alle Nebenkreise kehren in ihre Ausgangsstellungen zurück, mit Ausnahme des Kreises 11, der erregt bleibt und eine grosse Leckstelle anzeigt.
Wenn nach Beginn einer Prüfung der Druck des Druckmediums hinreichend ansteigt, um den Kontakt 20a des Schalters zu öffnen, ehe der Transistor T-1 der Zeitschaltung 120 Strom zieht, wird der Nebenkreis 11 nicht erregt und dadurch auch keine grosse Leckstelle in dem Prüfling 2 angezeigt. Der Kontakt 20b des Druckschalters 20 ist normalerweise über den Widerstand R-16 von 1000 Ohm mit dem Kondensator C-16 von 3 Microfarad verbunden und wenn der Schalter durch Zunahme des Drucks betätigt wird, wird er geschaltet und leitet einen elektrischen Impuls von dem Kondensator C-16 über die Leitung 129 zu dem Stromtor G eines Siliciumgleichrichters Q-2 in dem Nebenkreis 2, so dass dieser Strom zieht und das Licht der Lampe 36-L die Stabilisierung des Druckmediums anzeigt.
Der Stromfluss in dem Nebenkreis 2 bewirkt über eine Leitung 130 zwischen den Nebenkreisen 1 und 2, in der sich ein Kondensator C-la von 3,0 Microfarad befindet, eine negative Vorspannung an dem Nebenkreis 1 und schaltet dadurch den Strom in diesem Nebenkreis ab, so dass die Lampe 35-L erlöscht. Der Stromfluss durch den Gleichrichter Q-2 erregt ebenfalls das RC-Glied der Zeitgeberschaltung 121.
Gleichzeitig wird über den Kontakt 20b des Druckschalters 20 ein elektrischer Impuls durch die Leitung 128a zu dem Stromtor G des Siliciumgleichrichters Q-5 fortgeleitet, um einen Stromfluss in dem Nebenkreis 5 zu bewirken. Der Nebenkreis 5 ist mit den Nebenkreisen 4 und 6 über Kondensatoren C4 und C-6 von jeweils 3 Microfarad gekoppelt, die eine negative Vorspannung an den Gleichrichtern Q 4 und Q6 erzeugen, um den Stromfluss in diesen Nebenkreisen zu unterbrechen. Die Unterbrechung des Stromflusses in den Nebenkreisen 4 und 6 enterregt das Solenoid S-19, so dass das Füllventil 19 geschlossen wird, und das Solenoid S-30, so dass das Ventil 30 geöffnet wird.
Das Druckmedium strömt dann aus dem Prüfsystem durch das offene Ventil 30 aus, bis der Druck auf ein Niveau gefallen ist, beispielsweise von 2,45 kg/cm2, bei welchem der Kontakt des Schalters 21 betätigt wird. Der Schalter 21 ist in seiner Hochdruckstellung mit der positiven Seite einer Stromleitung über einen Widerstand R-17 von 1000 Ohm verbunden, um einen Kondensa tor C-17 von 3,0 Microfarad zu laden. Wenn der Schalter 21 in seine Niederdruckstellung geschaltet wird, liefert der Kondensator C-17 einen Stromstoss durch den Leiter 131 zu dem Stromtor G des Siliciumgleichrichters Q-6 in dem Nebenkreis 6 und zu dem Solenoid S-30 für das Bodenventil 30. Der Stromfluss durch den
Gleichrichter Q-6 erregt das Solenoid S-30, so dass das Bodenventil 30 wiederum geschlossen wird.
Eine ganz bestimmte Zeit, nachdem das Ventil 30 geschlossen wurde und der Druck sich in dem System stabilisiert hat, erzeugt das RC-Glied des Stabilisierungskreises 121 eine Spannung an dem Emitter E des Transistors T-2, der dadurch Strom zieht. Der Stromfluss durch den Transistor T-2 bewirkt, dass auch ein
Strom durch den Leiter 132 zu dem Stromtor G des Siliciumgleichrichters Q-3 in dem Nebenkreis 3 fliesst, so dass dieser Strom zieht und Strom durch die Lampe 37-L geleitet wird, die anzeigt, dass ein Prüfvorgang eingeleitet wurde. Der Stromfluss durch den Gleichrich ter Q-3 bewirkt zuerst einen Stromstoss durch die Leitung 133 zu dem Kondensator C-2a, um eine negative Spannung an den Gleichrichter Q-2 zu legen und den Stromfluss durch die Lampe 36-L zu unterbrechen.
Wenn der Gleichrichter Q-3 Strom zieht, wird ebenfalls das RC-Glied der Zeitgeberschaltung 122 erregt. Stromfluss durch den Gleichrichter Q-3 bewirkt ebenfalls einen Stromstoss oder Impuls durch die Leitung 134 zu dem Stromtor G des Gleichrichters Q-7, was bewirkt, dass dieser Strom zieht und den Strom druch den Nebenkreis 7 und das Solenoid S-29 des normalerweise offenen Trennventils 29 leitet (siehe Figur 2). Das Schliessen des Trennventils 29 trennt dann den Ausgleichsbehälter 25 und die Kammer 27 des Messgeräts 24 von dem übrigen pneumatischen Prüfsystem, so dass die andere Kammer 26 des Messgerätes mit dem Hohlraum des Prüflings 2 verbunden bleibt.
Stromfluss durch den Gleichrichter Q-3 bewirkt ebenfalls einen Stromfluss durch die Nebenleitungen 134a und den Widerstand R-14f, um den Messkreis einschliesslich des Transistors T-14 zu erregen.
Irgendeine Deflektion der Membran 28 des Messgeräts 24, die aus einer kleinen Leckstelle in dem Prüfling resultiert, erzeugt eine Ausgleichsspannung oder eine entsprechende Spannung in dem Kathodenverstärker 107 (siehe Figur 11) und bewirkt dadurch eine Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 116 und 117, die dann an dem Emitter E des Transistors T-14 liegt.
Wenn diese Potentialdifferenz auf einen vorbestimmten Wert, auf den der Transistor T-14 eingestellt ist, übersteigt, zieht dieser Transistor Strom, so dass ein Strom durch die Leitung 135 zu dem Stromtor G des Silicium-Steuergleichrichters Q-12 fliesst, um diesen zu zünden. Stromfluss durch den Gleichrichter Q-12 erzeugt einen Stromfluss durch den Nebenkreis 12 einschliesslich der Lampe 39L, die eine kleine Leckstelle anzeigt. Der Nebenkreis 12 hat einen Widerstand R-12b von 47 Ohm zwischen dem Gleichrichter und der Seite L-2 der Leitung und eine Parallelleitung ist über eine Diode D-12a mit dem Leiter 128 gekoppelt.
Ein Impuls wird dadurch durch die Leitung 128 zu dem Stromtor G des Gleichrichters Q-8 in dem Nebenkreis 8 geleitet und wirkt über den Kondensator C-9 so, dass der Stromfluss durch den Nebenkreis 9 unterbrochen und dadurch die Fortsetzung L-2a des Leiters L-2 abgekoppelt wird. Die Enterregung der Leitung L-2a bewirkt, dass alle Kreise 1 bis 8 und damit die von diesen gesteuerten Geräte in ihre Ausgangsstellung zurückgehen.
Wenn keine Leckstelle in dem Prüfling vorliegt, wird keine Ausgleichsspannung oder kein Ausgleichsstrom in dem Messkreis (siehe Figur 11 und 12) erzeugt, so dass kein Impuls zu dem Emitter des Transistors T-14 in dem Messkreis geleitet wird, der ausreicht, um diesen Transistor zu zünden. Wenn der Transistor T-3 in der RC-Zeitgeberschaltung 122 leitfähig wird, wird ein Impuls durch die Leitung 136 zu dem Stromtor G des Gleichrichters Q-13 in dem Nebenkreis 13 geleitet.
Der Gleichrichter Q-13 zieht dann Strom und gleichzeitig fliesst Strom durch die Lampe 40L, wodurch angezeigt wird, dass keine Leckstelle in dem Prüfling vorliegt. Der Nebenkreis 13 weist einen Widerstand R-13b von 37 Ohm zwischen dem Gleichrichter Q-13 und der Leitung L-1 auf. Parallel zu diesem Widerstand R-13b ist eine Leitung mit der Leitung 128 verbunden, um den Gleichrichter Q-8 in dem Nebenkreis 8 zu zünden, so dass der Stromfluss von der Leitung L-2 zu der Fortsetzung L-2a, wie oben beschrieben wurde, unterbrochen und dadurch der Prüfvorgang beendigt wird. Alle Nebenkreise Q-1 bis Q-9 sind dann enterregt und die Elemente, die durch die Nebenkreise gesteuert werden, kehren in ihre Ausgangsstellung zurück.
Nach der Erregung der Nebenkreise 6 und 8 werden das Bodenventil 30 und das Trennventil 29 geöffnet, so dass der Druck in dem System auf Null zurückgeht, zu welcher Zeit der Druckschalter 20 und der Druckschalter 21 in ihre Ausgangsstellungen, die in den Figuren 2 und 12 dargestellt sind, zurückgekehrt sind. Nur der Kreis bleibt erregt, welcher anzeigt, dass keine Leckstelle in dem Prüfling vorliegt.
Die Prüfvorrichtung bleibt in diesem Zustand, bis der nächste Prüfling in die Teststation 3 bewegt wird, so dass wiederum der Schalter 12 betätigt wird, um einen weiteren Prüfvorgang einzuleiten.
Figur 13 zeigt eine abgeänderte Schaltung nach dieser Erfindung, in der ein zusätzlicher Kreis für die Anzeige einer Leckstelle in einem Prüfling vorgesehen ist. In seltenen Fällen kann ein Prüfling eine Leckstelle haben, die klein genug ist, um zu bewirken, dass der Hochdruckschalter 20a geöffnet wird, die jedoch ermöglicht, dass eine hinreichende Menge Druckmedium während der Stabilisierung des Druckkreises entweicht, so dass der Druck in dem System sich dem Atmosphärendruck zu der Zeit nähert, in der das Ventil 29 geschlossen wird. Der Druck in den Kammern 26 und 27 des Messgerätes 24 ist dann gleich und deshalb wird keine kleine Leckstelle angezeigt.
Die abgeänderte Ausführungsform, die in Figur 13 dargestellt ist, zeigt eine solche mittlere Leckstelle und ebenfalls grosse und kleine Leckstellen an. Die Schaltung, die in Figur 13 dargestellt ist, ist weitgehend mit der in Figur 12 dargestellten identisch, mit Ausnahme einer zusätzlichen Leitung 200, die zwischen dem Gleichrichter Q-2, der den Kreis 2 erregt oder stabilisiert, und dem Gleichrichter Q-11, der sich in dem Nebenkreis 11, welcher eine grosse Leckstelle anzeigt, befindet, angeordnet ist.
In dieser Leitung 200 befindet sich ein Widerstand R-200 von 2200 Ohm und ein Niederdruckschalter 21a, der sich bei einem Druck unterhalb des Druckes schliesst, bei dem der Schalter 21 geschlossen wird, beispielsweise bei einem Druck von etwa 2,1 kg/cm2. Der Niederdruckschalter 21a ist in der Zeichnung als eine Kontaktstelle des Schalters 21 dargestellt, jedoch kann dieser Niederdruckschalter auch als getrennter Schalter ausgebildet sein.
Wenn der Druck des Testmediums den Schalterkontakt 20a während des Füllvorgangs offen hält und den Schalterkontakt 20b so betätigt, dass der Stabilisierungskreis 2 erregt wird, jedoch während der Stabilisierungsdauer der Druck in dem System unter 2,1 kg/cm2 fällt, wird der Schalterkontakt 21b geschlossen. Das Schliessen des Kontakts 21b schliesst einen Kreis über die Leitung 200, der einen Impuls zu dem Siliciumgleichrichter O11 leitet. Stromfluss durch den Siliciumgleichrichter Q-1 1 erregt den entsprechenden Kreis, der die Lampe 38L einschliesst, so dass eine grosse Leckstelle angezeigt wird.
Mit anderen Worten, die Leitung 200 liegt parallel zu der Leitung 127 an dem Gleichrichter Q-11, so dass eine Leckstelle angezeigt wird, wenn das Druckmedium den Schaltkontakt 20a nicht öffnet oder den Niederdruckschaltkontakt offen lässt.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform eines Verteilerblocks 245, mit der die für die Stabilisierung auf einen festen Druck erforderliche Zeit, die Richtungsänderungen für das Prüfmedium und die Länge der Strömungswege für dieses Prüfmedium weiter verkürzt werden können, so dass die Möglichkeit des Pumpens verringert, eine noch symmetrischere Anordnung als die oben beschriebene erhalten und die Herstellung der Konstruktion vereinfacht werden. Der Block 245 hat Bohrungen 216, 216a und 216b, die dieselben wie die Bohrungen 16, 16a und 16b in Figur 5 sind.
Ausserdem weist der Block Öffnungen 249, 250 und 251 in den Seiten, die den Öffnungen 49, 50 und 51 der Anordnung nach Figur 5 entsprechen, Ventile 219, 229 und 230, die den Ventilen 19, 29 und 30 der in Figur 6 dargestellten Anordnung entsprechen, und einen Ausgleichshohlraum 225 auf, der dem Hohlraum 25 in Figur 5 entspricht. Die Bohrungen, Öffnungen und Ventile, sowie der Ausgleichshohlraum sind jedoch bei der Anordnung nach den Figuren 14 bis 16 anders als wie bei der Anordnung nach den Figuren 4 bis 7 angeordnet.
Bei der in den Figuren 14 bis 16 dargestellten Ausführungsform sind die Bohrungen 216 und 216b in Form eines Loches, das sich längs durch den ganzen Block 245 erstreckt, ausgebildet. Der Hohlraum 225 ist parallel zu der Bohrung 216 in den Block eingebracht.
Bei dieser abgeänderten Ausführungsform wird das Ende des Hohlraums 225 durch eine Deckplatte 248 geschlossen, die mit Schrauben 246 an dem Block befestigt ist, wobei eine O-Ringdichtung 247 zwischen der Abdeckung oder dem Deckel und dem Block vorgesehen ist. Eine dritte Bohrung 216a ist durch den Block 245 quer zu den Bohrungen 216 und 225 gebohrt und schneidet diese letztgenannten Bohrungen. Die Bohrung 216a wird mit dem Prüfling und die Bohrung 216b mit der Atmosphäre verbunden, wie bei der Anordnung nach den Figuren 2 und 5. Das Füllventil 219 erstreckt sich durch den Block quer zu der Bohrung 216. Das Trennventil 29 liegt in der Bohrung 216a zwischen dem Prüfling und dem Hohlraum 225. Das Ventil 230 liegt in der Bohrung 216b. Die Bohrungen 216c und 216d erstrecken sich durch den Block 245 hindurch in die Bohrung 216a zu beiden Seiten des Trennventils 229.
Bei der abgeänderten Ausführungsform des Verteilerblocks 245 nach den Figuren 13 bis 15 wird das Prüfmedium durch das Füllventil 219 zugeleitet und teilt sich an der Verbindungsstelle zwischen den Bohrungen 216 und 216a, so dass es in zwei Richtungen zu dem Prüfling und dem Ausgleichsraum 225 strömt. Das Prüfmedium tritt in den Ausgleichsraum oder die Ausgleichskammer 225 in deren Mitte ein und strömt nach den beiden Enden dieser Kammer zu, so dass ein Pumpen oder Schwingen nur in der Kammer selbst stattfindet. Wenn das Ventil 230 geöffnet ist, strömt das Prüfmedium aus der Ausgleichskammer 225 und dem Prüfling gegeneinander und dann durch die Bohrung 216a aus, was das Pumpen weiter während der Stabilisierungsperiode verringert.
Die Mitte des Trennventils 229 ist etwa die Mitte des Verteilerblocks 245, so dass irgendwelche Temperaturschwankungen an der Stelle, an der die Druckänderungen gemessen werden, sich nur minimal auswirken können. Die Anordnung der Bohrungen 216, 216a und 216b in dem Verteilerblock 245 reduziert die Länge dieser Bohrungen und die Anzahl der Richtungsänderungen der Strömung. Weiter sind bei dieser Anordnung die Anzahl von Bohrungen, die parallel zu den grossen Flächen des Blockes eingebracht werden müssen, auf drei reduziert, so dass auch die Herstellungskosten des Blockes dadurch verringert werden können.
Es kann ersehen werden, dass die Erfindung ein Leckprüfgerät schafft, das Leckstellen schneller wahrnimmt und anzeigt als bekannte Geräte. Es wird ebenfalls hervorgehoben, dass die Vorrichtung nach dieser Erfindung automatisch einen Maschinenteil oder Prüfling in einer kürzeren Zeit mit einer ausgezeichneten Reproduzierbarkeit des Messergebnisses prüft, als das mit bekannten Vorrichtungen möglich ist. Diese Erfindung schafft eine verbesserte elektrische Prüfvorrichtung, die weitgehend von den Schwankungen der Umgebung unabhängig ist und mit der sehr schnell irgendwelche Leckstellen in dem Prüfgerät gemessen werden können. Ausserdem wird durch die Erfindung eine elektrische Prüfvorrichtung geschaffen, die leicht und schnell auf die Grösse der Leckstellen, die angezeigt werden soll, eingestellt werden können.
Die Anzahl der beweglichen Teile sind in einem erfindungsgemässen Gerät auf ein Minimum reduziert und dadurch sind die Möglichkeiten, Abweichungen infolge mechanischer Fehlfunktionen der sich bewegenden Mechanismen zu messen, weitgehend verhindert. Schliesslich wird betont, dass die Erfindung eine Leck- oder Undichte-Prüfvorrichtung zur automatischen Durchführung eines Prüfvorgangs schafft, die äusserst einfach und gedrängt in ihrer Bauweise wirtschaftlich herzustellen ist und äusserst schnell und zuverlässig diese Leckstellen in dem Prüfling anzeigt.
Die beschriebenen Ausführungsformen können im Rahmen dieser Erfindung variiert werden. Z. B. können die elektronischen Zeitgeber Prüf- und Anzeigeschaltungen in anderen Prüfgeräten Verwendung finden. Ausserdem können die einzelnen Elemente, d. h. die Kammern in dem Messgerät, die Ventile und der Ausgleichsbehälter getrennt anstelle in einem Verteilerblock angeordnet werden.