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.
Device for checking parts for leaks
The invention relates to a further development of the device described in the main patent, which is used to carry out the method for testing parts for leaks set forth in claim I of the main patent, in which a closed chamber is formed in the parts to be tested, a pressurized medium in this chamber as well as into a reference chamber, the two chambers being separated after pressure equalization has taken place, and a pressure difference in the two chambers is measured for a certain period of time, and which is characterized in that the period of time during which any pressure difference is measured controlled by an electrical RC network with a certain time constant, generating a voltage,
which is proportional to the pressure difference measured during this period, and that the voltage generated in this way is used to actuate a corresponding device for indicating the leakage points in the part to be tested.
This device described in claim II of the main patent is characterized by movable closure means for forming a sealed chamber in the part to be tested, by a source for a pressurized medium, by a measuring instrument with separate chambers between which a movable membrane is arranged Lines for connecting the source of the pressurized medium with the chamber of the part to be tested and with the separate chambers of the measuring instrument, through valves in the lines for controlling the connections between the chamber of the part to be tested and one of the chambers of the measuring instrument and for closing the other chamber of the measuring instrument, the lines being formed by bores in a distribution block,
which has openings for the connection of the valves and the chambers of the measuring instrument and the part to be tested, further characterized by means for indicating a leak in the part to be tested, which are responsive to the movement of the membrane as a result of a pressure difference in the chambers of the measuring instrument, and by electrical circuitry for controlling valve operations in a particular order, which circuitry includes an RC network to control the valves so that the measuring instrument is in operation to indicate a leak for predetermined periods of time.
The further development of this device according to the invention is characterized in that the electrical circuit for controlling the valve operations in a specific sequence has an RC circuit for each of the successive test steps: filling, stabilizing and testing, that a semiconductor element regulating the current is provided in each circuit , which allows a certain time after the excitation of the circuit, and that to carry out a series of processes one after the other in a certain time ratio, these RC circuits are coupled with each other in such a way that when the semiconductor element is conductive, at least one RC circuit is excited of a next circle is initiated adjustable.
The invention is explained using the figures, for example.
FIG. 1 shows a schematic view of an assembly line or conveyor belt at the test station, showing the way in which the test object is clamped, the sealing of the cavities in the test object for the test process and the control switch for initiating the test process.
FIG. 2 shows a schematic view of a pneumatic test system, the manner in which the cavity is connected in the test object for comparison with an enclosed amount of compressed gas, which comparison serves to indicate a pressure difference if a leak is present.
FIG. 3 shows a perspective view of a housing in which the entire test device is enclosed.
FIG. 4 shows a side view of the housing shown in FIG. 3 with a side part thereof removed to show the arrangement of the parts including a manifold block and a measuring device.
Figure 5 shows the front view of the distributor block, the arrangement of the bores that form the lines in the distributor block, and the control valves or regulating valves is shown.
Figure 6 is a longitudinal section taken along line 6-6 in Figure 5 showing the valves extending through the manifold in alignment with the bores therein.
FIG. 7 shows, in a sectional view along the line 7-7 in FIG. 5, the isolating valve in the line routing in the distributor block between the separate chambers of the measuring instrument, the spherical shape of the valve and the actuating device for the valve.
FIG. 8 shows, in a cross section along the line 8-8 in FIG. 7, a motor controlled with a pressure medium, which is used for actuating one of the valves, and a control valve with a control piston.
FIG. 9 shows in an enlarged sectional view along the line 9-9 in FIG. 7 how the spherical valve element is rotatably arranged in the valve housing.
FIG. 10 shows the parts of the valve in a disassembled view.
FIG. 11 shows in a schematic view the measuring device for generating voltage changes that are directly proportional to a pressure difference.
FIG. 12 shows in a schematic view the electrical circuit for the automatic display of successive test steps and for the automatic display of the test results.
Figure 13 shows a modified embodiment of the electrical circuit shown in Figure 12 with an additional secondary circuit to indicate a large leak, and Figures 14 to 16 show a modified distribution block according to this invention.
FIG. 1 shows a conveyor or assembly line 1 which intermittently conveys the parts 2 to a station 3 at which these parts are checked for leaks. In the embodiment shown, the parts 2 are shown as cylinder blocks of internal combustion engines which have internal cavities in the form of cylinders and valve openings. At station 3, each block 2 is stopped by a ram 4, which comes into engagement with the front end of the block and presses it against grippers 5 and 6 which engage the rear end of the block. Shutters 7 and 8 are then operated to cover and seal the openings, for example the valve openings and the openings of the crankcase in the block.
The ram 4 also has a seal 9 which closes the opening at the front end of the block in order to connect it to a water pump (not shown). The closure 8 is shown schematically as a closure actuated by an electromagnetic actuating device 10. This magnetic actuator has an extension 11 which operates a switch 12 to initiate a test process. It is emphasized that the ram 4 and the closures 7 and 8 are automatically operated one after the other and that the closure 8 comes into operation last, so that all openings are closed and sealed before the switch 12 is closed in order to initiate a test process.
The testing device is shown schematically in FIG. 2 and has a pressure system with a high pressure source which supplies the system with a pressure medium 15, for example air at a pressure of 8.4 atmospheres. A line 16 leading away from the pressure source 15 has a filter 17 and a pressure regulator 18 to reduce the pressure from 8.4 atmospheres to 3.15 atmospheres. After the pressure regulator 18 follow a normally closed, quick fill valve 19 and pressure-responsive switches 20 and 21. The switches 20 and 21 are shown separately in Figures 2 and 12 for the sake of clarity, but they can also be combined in one unit.
The switch 20, referred to in this specification as the high pressure switch, is a double pole switch with a normally closed contact 20a which opens at 2.45 atmospheres pressure and a normally open contact 20b which closes when in line 16 there is a pressure of, for example, 3.15 atmospheres. The low pressure switch 21 is normally open at a pressure above 2.45 atmospheres and is closed at a pressure of 2.45 atmospheres and below.
A measuring instrument 24 is coupled to the line 16 after the low-pressure switch 21 and the end of the line ends in an expansion tank 25. The measuring instrument 24 has cells or chambers 26 and 27 which are separated by a membrane 28 and which are in communication with the line 16. A branch 16a of the conduit 16 is connected to one of the closures (the closure 7) in order to supply compressed air to the cavity in the engine block 2. The other side of the engine block is sealed by the shutter 7a. The line 16 and a branch 16a are vented via a branch 16b. A normally open isolating valve 29 is arranged in line 16 between branches 16c and 16d which connect line 16 to the separate chambers 26 and 27 of measuring instrument 24.
The separating valve 29 separates or isolates the expansion tank 25 and the chambers 27 of the measuring instrument from the rest of the test circuit, including the other chamber 26 of the instrument and the part to be tested. A normally open valve 30 is provided in branch line 16b to vent line 16 to atmosphere. In this way, only valves 19, 29 and 30 are required to carry out a test procedure.
In order to conduct the leak test or leak test, the valve 30 is closed and the fill valve 19 is open to direct air at 3.15 kg / cm 2 through the line 16 and branch 16a to the cavity in the engine block 2. The air flows simultaneously into the expansion tank 25 and the chambers 26 and 27 of the measuring instrument 24. If a pressure of 2.45 kg / cm2 is not reached within a predetermined period of time due to a large leak or a leak in the part to be tested, it opens the contact 20a of the high pressure switch 20 does not, whereby the test process is terminated immediately.
When a pressure of 3.15 kg / cm3 occurs in the line 16, the contact 20a opens and the contact 20b of the high-pressure switch closes and by actuating a control circuit, which will be described further below, the next test cycle is initiated Filling valve 19 is closed and valve 30 is opened. The valve 30 allows the medium to flow out of the chambers 26 and 27 of the measuring device 24 and the part 2 that is to be tested until a pressure of 2.45 kg / cm 2 prevails in the line 16.
Then the pressure switch 21 is closed. The pressure switch 21 closes the valve 30 via the control circuit, so that the air at this pressure is enclosed in the part to be tested for a while, which is measured electronically, in order to enable the pressure to stabilize. The isolation valve 29 is then closed in order to isolate the expansion tank 25 and the chamber 27 of the differential manometer 24 from the chamber 26 and the cavity in the part 2 to be tested. The isolation valve 29 is for a predetermined time measured electronically, e.g. B. 5 seconds, kept closed, during which time any leak in the engine block 2 would cause a pressure difference in the chambers 26 and 27 of the manometer 24 and a displacement of the membrane 28 to the left, based on the illustration in FIG.
The test device according to this invention consists of an extremely compact arrangement with a minimal number of parts, all of which are arranged in a housing 34, as shown in FIG. This housing 34 is portable and is arranged immediately next to the station 3 above the conveyor (see FIG. 1) in which station the parts are to be checked. A feed line 15 for the pressure medium (see Figure 2) leads into the housing 34 to supply the pressure medium at a pressure of 8, 75 kg / cm3 and the branch line 16a leads from the housing to the closure 7, which is used to close the the part to be tested.
All other parts of the test device are arranged in the housing 34 in order to reduce the length of the connecting lines and in particular the lines 16c and 16d between the pressure gauge 24 and the expansion tank 25 to a minimum.
As a result of the short connection lines between the individual parts, less time is required to stabilize the pressure in the test arrangement and a more precise measurement of any pressure differences caused by a leak in the part to be tested is possible.
As shown in FIG. 3, the front side of the housing 3 has windows 35, 36 and 37 on its left-hand side in order to indicate the respective stage of the test method filling, stabilizing or testing, one of these three items of information being illuminated during the testing process to make the progress of the process visible. On the right side of the housing 34 three other windows 38, 39 and 40 are provided, which indicate a large leak or a small leak or error-free. Likewise, one of these three items of information is again illuminated during a test to indicate the relevant condition. A measuring instrument 41 is arranged between the windows in the middle of the housing 34 and displays the size of the pressure difference resulting from a leak.
A button 42 of a regulator 43, which will be described in more detail below, is provided in order to set the pressure difference at which the measuring device indicates a leak or a leak. With a further button 44, which actually replaces a large number of buttons, the resistance of the RC element of the timer circuit and thereby the time span for a specific process step can be set.
The arrangement of the main parts of the test device in the housing 34 is shown in FIG. These main parts have a measuring device 41, the regulator 43 with the button 42, a distributor block 45 in which the lines 16, 16a and 16b are located, which are formed as openings in the block, and the manometer 24. The other elements of the test facility, such as B. the air filter, the pressure switches 20 and 21 are not shown in order to get a clear overview of the parts shown. In addition, the housing contains separate compartments for each of the windows 35 to 37 and 38 to 40, in which electric lamps 35L to 40L are located. Printed circuit cards, on which the electronic elements (not shown) are arranged, are located in the housing 34 in front of the distribution block 45.
The electronic elements and circuitry automatically control the steps of a testing process, as will be explained in more detail later.
The distributor block 45 is a metal block, for example made of aluminum, and is shown in detail in FIGS. 4 to 7. This manifold block 45 can have a rectangular shape and be 24.13 cm high, 13.97 cm wide and 5.08 cm thick. The expansion tank 25 is designed as a cylindrical cavity which is drilled into the block and is closed by a stopper 48 which is inserted into the open end, as shown in FIGS. 5 to 7. The main line 16 of the pressure system in the manifold block 45 is a vertical bore extending from the lower edge of the block, as shown in FIG.
The branch line 16a is a bore in this block which extends from the right-hand side of the distributor block 45, based on the illustration in FIG. 5, and which opens into the equalization space or the equalization tank 25 at the top. The horizontal continuation of the branch line 16a beyond the vertical main line 16, which opens into the equalization chamber 25, thereby becomes part of the main line 16. The branch or branch line 16b of the pressure circuit is a bore which, based on the illustration in FIG , protruding from the right into the distributor block 45, formed. This branch line opens into the vertical bore 16. Each of the bores 16, 16a and 16b are arranged in the middle between the front and rear side of the block, as can be seen from FIGS. 6 and 7.
The open end of the vertical bore 16 forms an opening 49 at the lower end of the manifold block 45 in order to establish a connection with the pressure regulator 18 via an external line. The bore 16a has an opening 50 through which it communicates with the closure 7 of the workpiece 2 to be tested via a flexible line, and the line 16b has an opening 51 through which air can escape into the atmosphere.
In addition, the distributor block 45 has bores 52 and 53, which are drilled into the block from behind, based on the illustration in FIG. 5, and open into the compensation space 25 or the line 16a. The bores 52 and 53 have openings 54 and 55 to connect the short connecting lines 16c and 16d to the chambers 26 and 27 in the measuring device 24 (see FIG. 2).
Another feature of this invention is the design and arrangement of valves 19, 29 and 30 which are located in manifold block 45 to control the flow of pressure medium and which can be opened and closed without displacing pressure medium to either side. For this purpose the distributor block 45 has three conical bores 56, 57 and 58 which extend from the rear side of the block to the front, as can be seen from FIG. Cylindrical counterbores 56a, 57a and 58a are provided at the front ends of these conical bores. Correspondingly shaped conical valves 19, 29 and 30 extend through the manifold block and have displaceable valve elements which are arranged in alignment with the bores 16 and 16b for the control of which they are provided.
Since all three valves are designed in the same way, only a description of one valve is required.
Each of the valves 19, 29 and 30, as shown in FIG. 10, has a conical valve housing 60 with a thread at the narrower end 61. A nut 69, which is screwed onto the threaded end 61 of the valve housing 60 in the counter bore, clamps the valve housing in the corresponding bore 56, 57 or 58 in the manifold block. The valve housing 60 has a cylindrical bore 62, the size of which is dimensioned such that it can accommodate a movable valve element in the form of a valve ball 63. The rotatable valve ball 63 has a cylindrical bore 64 which forms a passage for the pressure medium and a slot 65 on its periphery which lies in a plane perpendicular to the axis of the cylindrical bore 64. On each side of the valve ball 63 there are valve seats in the form of interchangeable rings 66 and 67 made of an anti-friction material such as e.g. B.
Teflon Tetrafluorethylene arranged, which on one side each have a conical surface 69 corresponding to the cone of the valve housing 60 and a spherical surface on the corresponding other side to come into engagement with the surface of the valve ball. A valve shaft 70 extends through an axial bore in the lower part of the valve housing 60 and has a protruding key 72 at its inner end which can engage a slot 65 in the valve ball 63 and a key or projection 73 on its outer end which can come into engagement with an actuating device. In addition, the valve body 60 has ring seals 74 and 75 which are located in grooves on the circumference above and below the cylindrical bore 62.
As shown in detail in FIG. 6, the conical valves 19, 29 and 30 extend through the manifold block 45 and form a tight fit with the correspondingly shaped conical bores 56, 57 and 58 in the block 45 which are screwed onto the thread 61 of the valve housing. Each valve housing 60 is sealed by sealing rings 74 and 75 on opposite sides of the conduit controlled by the corresponding valve.
The movable valve ball or valve slide 63 of each valve is arranged in the valve housing 60, as can be seen in Figures 7 and 9, in alignment with the bore 16 in the block which is controlled by the valve, the rings 66 and 67, which are located in the cylindrical bore 62 of the valve housing, engage opposite sides of the valve ball.
When the ball 63 is displaced or rotated from the position shown with full lines in FIG. 9 by a right angle into the position shown with dashed lines, the fixed parts 77 and 78 on the circumference of the ball close the bore 16. The valve slide 63 becomes in turn rotated by the valve shaft which protrudes outward from the distributor block 45 through the axial bore 71 of the conical housing (see FIG. 10). The shaft has a key or key 72 which engages the slot 65 in the ball valve.
The valve shafts 70 of the valves 19, 29 and 30 are actuated by a mechanical actuator 80, e.g. B. a motor operated by a pressure medium, rotated. These mechanical actuators 80 do not generate heat, as is the case with magnetic windings, which would conduct heat to the manifold block 45, which would change the temperature of the pressure medium in the block and the rest of the system and thereby impair the measurement accuracy of the pressure difference would result. As shown in Figures 4 and 7, the actuators 80 are located directly on one side of the manifold block 45 so that the drive shafts 81 of the motors engage the protrusions or splines 73 on the corresponding valve shafts 70.
The actuators 80 can be configured in any suitable manner. In the arrangement shown in FIG. 8, a cylindrical housing 82 and a winged piston 83 are provided, which form chambers 84 and 85 on both sides of the piston. Supply lines 86 and 87 open into the chambers 84 and 85. The pressure medium in the chambers can be controlled by any suitable control mechanism, for example by the piston valve shown in FIG.
This piston valve mechanism has a cylindrical housing 88 with which the lines 86 and 87 communicate. A supply line 89 is connected to the center of the housing 88. Pressure medium flows through this supply line. Drain lines 90 and 91 are arranged at both ends of the housing. The valve slide has pistons 92 and 93 arranged at a distance from one another, which are fastened on a piston rod 94 and are arranged such that in one position of the valve slide the line 89 with the line 86 and the chamber 84 in the engine via the space between the two pistons are connected, while the other line 87 communicates with the drain pipe or the drain line 91 via the space on the other side of the piston 93.
In the other position of the pistons 92 and 93 of the valve slide, the lines 89 and 87 are connected so that pressure medium is conducted to the chamber 85. In this position, the chamber 84 and the line 86 are connected to the drain pipe 90. A spring 95, which is arranged between the end of the housing 88 and the piston 93, pushes the valve slide in a direction, as can be seen in FIG. 8, and a magnet coil 96 acts on a valve stem 97 which protrudes from the housing to move the pistons 92 and 93 to the right against the action of the spring. In addition, the high pressure switch and the low pressure switch 20 and 21 are arranged in an element 98 which is fastened on the side of the distribution block 45 (see FIG. 5). This element 98 is connected to the bore 16 in the block through the bore 99.
The measuring device or manometer 24 is also arranged directly on the rear side of the distributor block 45 at the connecting lines 16c and 16d, as explained above. The short dimensions of these connecting lines 16c and 16d reduce the lengths of the air columns between the individual parts and the measuring instrument, as can be clearly seen from FIG. The isolation valve 29 is disposed in a perpendicular position to the line 16 between the branch lines 16c and 16d which lead to the separate chambers 26 and 27 of the pressure gauge. This valve isolates or separates the compensation space 25 and the chamber 27 from the chamber 26 and the part 2 to be tested.
In Figure 7, the actuating device 80 for the isolating valve 29, which is arranged on one side of the distributor block 45, and the manometer 24, which is arranged close to the other side of this distributor block, so that by rotating the ball slide 63 of the valve Line 16 can be closed between the branch lines 16c and 16d.
In FIG. 11, the pressure gauge 24 with the two chambers 26 and 27 on both sides of the membrane 28 is shown schematically. On both sides of the membrane 28, electrode plates 102 and 103 are arranged on shafts in the side walls of the chambers. These shafts or shaft journals are connected via electrical lines 104 and 105 to a vibration generator 106 in the form of a vacuum tube which generates an alternating current at 50,000 Hz. The vibrator or generator 106 ionizes the space between the electrode plates 102 and 103 and when the membrane is exactly in the middle between the plates, these electrode plates are equally charged.
If, however, the membrane moves to the left, based on the illustration in FIG. 11, as a result of a leak in the part 2 to be tested, the plate 102 is charged more than the plate 103. This difference in charge on the electrodes 102 and 103 generates a voltage, which is directly proportional to the amount of displacement of the membrane 28, which displacement in turn is directly proportional to the pressure difference in the chambers 26 and 27. In this way the measuring device 24 is equipped with a converter which converts a mechanical displacement into an electrical potential. The change in potential due to the deflection of membrane 28 is reflected by the cathode amplifier
107 converted into a current flow. The cathode amplifier is coupled to a bridge circuit 108.
The bridge circuit 108 has resistors 109 and 110 which are connected to the output lines 111 and 112 of the cathode amplifier 107 and to the connection point 113. There is also a variable resistor 114 in parallel with resistors 109 and 110 on the output lines. A tap 115 forms a potentiometer with this variable resistor 114.
In this way, any voltage on the bridge is tapped via lines 116 and 117 from tap 115 at junction 113. The voltage difference is used to automatically indicate a leak in the test part. The position of the tap 115 of the bridge can be adjusted with the button 42, as described above, see FIG. The further the tap is initially shifted towards the line 112 (see FIG. 11), the larger the leak that can be perceived must be. In addition, the measuring instrument 41 is connected in parallel to the lines 111 and 112 and visually indicates a leak.
The electrical circuit of a device according to the invention for the automatic display and control of the individual stages or steps of the test process is shown schematically in FIG. The individual stages of the testing process are performed in a predetermined time sequence and mechanical switches other than push-button switches 20 and 21 are avoided in order to increase the speed at which the testing steps are performed and to increase the reliability of the operation. The regulating elements are all solid-state elements with semiconductors that offer resistance to the flow of current until they are excited by an electrical pulse and then allow the current to flow until the current gate or emitter becomes negative, after which they in turn create a resistance in the circuit and the current flow interrupt.
The semiconductor current regulators used in the control loop include silicon control rectifiers or control valves, or rectifiers for short, which draw current at a predetermined threshold voltage and then remain conductive once they have drawn current, and transistors which React even more critically to an impressed start-up and interruption voltage at which they become conductive or interrupt the flow of current. The controls also include silicon diodes which allow electrical current to flow in only one direction to protect the rectifiers and transistors.
The circuit generally has a multiplicity of branch circuits which lie parallel to one another on the lines L1 and L2 of a direct current source which supplies, for example, a supply voltage of 24 volts.
Certain of these branches; or secondary circuits have several time-determining RC elements 120, 121, and 122, which correspond to the process steps filling, stabilizing and testing. Each of these process steps requires a predetermined period of time. The circuit also has auxiliary circuits that respond to current in order to operate the devices, for example valves 19, 29 and 30, which are required for the test process; secondary circuits responsive to current to indicate the various steps of the test procedure; auxiliary circuits responsive to current flow to display test results;
and the connecting elements between the various secondary circuits to energize the timer circuits and the secondary circuits responsive to the current flow in the correct time sequence and to display the various procedural steps of the test procedure and the results of the leak test. In the following explanations, values for the resistors R and the capacitors C are given, which were used for a very specific circuit. However, it is emphasized that these values can be changed according to the purpose of the device.
The secondary timer circuits 120, 121 and 122 for controlling the times within which the filling, stabilization and testing takes place are the same, so that only the structure and operation of a secondary timer circuit will be described, the elements of this circuit being replaced by the Index (1) are indicated. The RC element for the secondary timer circuit 1 has, for example, a variable resistor R-lb of 100,000 ohms and a capacitor C-1 of 50 microfarads. The variable resistor R-1b can be adjusted by turning the knob 44 (see FIG. 3), so that the duration of the filling can be varied between, for example, 1 and 5 seconds.
The resistor R-lb and the capacitor C-1 are connected in series on the 24-volt line and the emitter E of an Eirnveg transistor T-1 is between the resistor and the capacitor. Trimming resistors R-1c and R-ld of 270 and 50 ohms respectively lie between the bases B-1 and B-la of the transistor T-1 and the two lines connected to the current source. The elements of the secondary timer circuits 121 and 122 are identified by the same reference numerals as the elements of the timer circuit 120, but with the index 2 and 3, respectively.
In each of these timer secondary circuits, a predetermined period of time is required to charge the corresponding capacitor to a potential at which the transistor draws current.
A display device responsive to the flow of current, e.g. B. an electric lamp 35L, 36L or 37L, is connected in parallel with each secondary timer circuit 120, 121 and 122, respectively, in order to illuminate the displays which indicate the process steps of filling, stabilizing and testing.
All other devices responsive to the flow of current are located in branch lines 4 to 13 which are connected in parallel between lines L-1 and L-2. These branches include both the control devices and the devices that respond to the flow of current. For example, the solenoid coils for actuating the filling valve 19, the isolating valve 29 and the valve 30 are arranged in the secondary circuits or branch lines 4, 7 and 6 respectively and are indicated by the reference symbols S-19, S-29 and S-30. The lamps 38L, 39L and 40L, which display the results of a test, are also located in the secondary circuits 11, 12 and 13.
In this way, when any of the lamps 38L, 39L or 40L draws current, the corresponding window 38, 39 or 40 in the housing 34 (see Figure 3) is illuminated to thereby indicate a large leak, a small leak or the absence of defects.
A leak test secondary circuit 123, which responds to the changes in the electrical output of the measuring device 24 and the bridge circuit 108 (see FIG. 11), lies between the secondary circuit 122, which determines the time for the test, and the secondary circuit 12, which includes indicator lamp 39-L for indicating a small leak. The test circuit has a transistor T-14 with an emitter E-14, which is connected to the tap 115 of the bridge circuit 108 via a line containing a one-way diode D-14 and a capacitor C-14 of 2 microfarads, which are in series are switched.
One end of the lead is connected to the output lead 117 of generator 106 at junction 113 of bridge 108, with a 1000 ohm resistor 118 on lead 117, and the other end of the lead is connected to lead L-1. Output line 117 is also connected to a second 0.01 microfarad capacitor C-14a which is in parallel with capacitor C-14. The line is connected to emitter E-14 of transistor T-14 between diode D-14 and capacitor C-14a. The transistor T-14 lies in a circle in which the balancing resistors R-14 and R-14a of 5000 ohms each and a variable resistor R-14b of 5000 ohms are located between the balancing resistors.
These resistors are between the secondary circuit 3 and the line L-1. The resistors R-14c and R-14d with 270 and 100 ohms are parallel to the resistors R-14 and R-14a between the bases of the transistor T-14 and the output of the branch circuit 3 and the line L-1. Likewise, a voltage regulator VR-14 is parallel to the resistors on the line that includes transistor T-14 to maintain a constant voltage difference across the two bases of the transistor. A resistor R-14f of 470 ohms lies between the transistor circuit and the secondary circuit 3.
The circuit is described in terms of the functions it performs. In addition to the description of this circuit, the operation of the test equipment is explained. If a test item 2, for example a cylinder block, a cylinder head, a distributor or any other machine part with a cavity (see Figure 1) is to be examined for leaks, it is brought to station 3 and sealed, with the movement of the closure 3 activating the on / off switch 12 actuated to initiate operation of the test facility. As shown in Figure 12, the power switch 12 is normally switched so that the capacitor C-15 is charged through a resistor R-15.
When the switch 12 is actuated by the slide 11, the capacitor C15 is discharged, whereby an electrical pulse via the lines 124 and 124a to the resistor R-10 of 1000 ohms and the diode D-10 of the branch circuit 10, as well as to the current gate G of the control rectifier Q-10 is conducted. This causes the rectifier Q-10 to draw current so that this current flows from the line L-2 to the line L-1 through the shunt circuit 10 and through the 1000 ohm resistor R-10b. The secondary circuit 10 also has a resistor R-10a of 1000 ohms in order to protect the rectifier from a current flow in the opposite direction through the secondary circuit.
The flow of current through shunt 10 causes capacitors C-11, C-12 and C-13 to be charged, each of which is 3.0 microfarads, which negatively biases silicon rectifiers Q-11, Q-12 and Q-13 causes in the secondary circuits 11, 12 and 13, so that the flow of current in these circuits is interrupted. Therefore, all lamps 38L, 39L and 40L in the secondary circuits 11, 12 and 13 are extinguished.
Simultaneously, a pulse is passed on line 124a to current gate G of silicon rectifier Q-9. When rectifier Q-9 draws current, that current flows through secondary circuit 9 and resistor R-9 of 1000 ohms to connect line L-2 to the continuation of that line L-2a.
In this way, one end of each branch circuit 1 to 8 is connected to the line L-2. Resistors R-9a and R-9b of 1000 ohms each are also arranged in secondary circuit 9.
The pulse from line 124a is passed on to the current ports G of silicon rectifiers Q-4 and Q-6 in branch or sub-circuits 4 and 6 which have resistors and diodes of the same type as in circuit 9. When the rectifiers Q-4 and Q-6 draw current, this current flows through the secondary circuits 4 and 6 including through the solinoid windings S-19 and S-30, so that the filling valve 19 is opened and the bottom valve 30 (see Figure 2) is closed will.
Finally, actuation of switch 12 triggers a pulse through line 124b to current gate G of silicon rectifier Q-1 via resistor R-1 of 1000 ohms and diode D-1. The rectifier Q-1 draws current through an electric lamp 35-L to indicate that a fill operation has been performed and completed. The secondary circuit 1 has a resistance R-la of 1000 ohms to protect the rectifier Q-1. The branch circuits or secondary circuits 4, 6 and 11 to 13 have the same arrangement. The ignition and the current draw of the rectifier Q-1 also energizes the RC element of the timer branch circuit 120.
When the filling valve 10 and the isolating valve 29 are open and the valve 30 is closed, air flows under pressure through the line 16 and the line 16a (see FIG. 2) to the chambers 26 and 27 of the measuring device 24, the expansion tank 25 and the To fill the cavity in the specimen 2. If the device under test 2 has a large leak which prevents the pressure in the line 16 from rising, for example within 5 seconds, the transistor T-1 of the first timer circuit 120 draws current and passes a pulse through the line 127, the contact 20a of the pressure switch 20, from here through the resistor R-1 1 and the diode D-11 to the current gate G of a silicon rectifier Q-11 in the branch circuit which includes the electric lamp 38-L.
This secondary circuit 11, like the other secondary circuits, has a resistance R-11a of 1000 ohms and a resistance R-11b of 47 ohms. When the rectifier Q-11 draws current, a current also flows through the electric lamp 38L to indicate the large leak of the device under test. Current in the secondary circuit 11 also flows through the isolating diode D-11a and the conductor 128 to the current gate G of a silicon rectifier Q-8 in the secondary circuit 8. This secondary circuit 8 has a resistance R-8a and R-8b of 1000 ohms each is coupled via a capacitor C-9 to the secondary circuit 9, in which the rectifier Q-9 is located. A current flow through the secondary circuit 8 reduces the potential in the secondary circuit 9 and switches off the current through the latter.
This interruption of the current from the line L-2 to the continuation L-2a of this line opens the secondary circuits 1 to 7 including the magnet windings S-19 and S-30. The final energization of these magnet windings or solenoids S-19 and S-30 causes the fill valve 19 to be closed and the valve 30 to be opened. In other words, all secondary circles return to their original positions, with the exception of circle 11, which remains energized and indicates a large leak.
If, after the start of a test, the pressure of the pressure medium rises sufficiently to open the contact 20a of the switch before the transistor T-1 of the timer circuit 120 draws current, the secondary circuit 11 is not excited and therefore no large leak in the test item 2 is indicated . Contact 20b of pressure switch 20 is normally connected to capacitor C-16 of 3 microfarads through resistor R-16 of 1000 ohms and when the switch is operated by increasing the pressure it is switched and conducts an electrical pulse from capacitor C. -16 via line 129 to the current gate G of a silicon rectifier Q-2 in secondary circuit 2, so that this draws current and the light from lamp 36-L indicates the stabilization of the printing medium.
The current flow in secondary circuit 2 causes a negative bias voltage on secondary circuit 1 via a line 130 between secondary circuits 1 and 2, in which there is a capacitor C-la of 3.0 microfarads, and thereby switches off the current in this secondary circuit, so that the lamp 35-L goes out. The current flow through the rectifier Q-2 also excites the RC element of the timer circuit 121.
At the same time, an electrical pulse is passed on via the contact 20b of the pressure switch 20 through the line 128a to the current gate G of the silicon rectifier Q-5, in order to cause a current to flow in the secondary circuit 5. The secondary circuit 5 is coupled to the secondary circuits 4 and 6 via capacitors C4 and C-6 of 3 microfarads each, which generate a negative bias voltage on the rectifiers Q 4 and Q6 to interrupt the flow of current in these secondary circuits. The interruption of the current flow in the auxiliary circuits 4 and 6 de-energizes the solenoid S-19, so that the filling valve 19 is closed, and the solenoid S-30, so that the valve 30 is opened.
The pressure medium then flows out of the test system through the open valve 30 until the pressure has fallen to a level, for example 2.45 kg / cm2, at which the contact of the switch 21 is actuated. The switch 21 is connected in its high pressure position to the positive side of a power line through a resistor R-17 of 1000 ohms to load a capacitor C-17 of 3.0 microfarads. When switch 21 is switched to its low pressure position, capacitor C-17 provides a surge of current through conductor 131 to power port G of silicon rectifier Q-6 in branch circuit 6 and to solenoid S-30 for bottom valve 30. Current flows through the
Rectifier Q-6 energizes solenoid S-30, again closing bottom valve 30.
A very specific time after the valve 30 has been closed and the pressure in the system has stabilized, the RC element of the stabilization circuit 121 generates a voltage at the emitter E of the transistor T-2, which thereby draws current. The current flow through transistor T-2 causes a too
Current flows through conductor 132 to current gate G of silicon rectifier Q-3 in secondary circuit 3 so that this current draws and current is passed through lamp 37-L, which indicates that a test process has been initiated. The current flow through rectifier Q-3 first causes a surge of current through line 133 to capacitor C-2a to apply a negative voltage to rectifier Q-2 and interrupt the flow of current through lamp 36-L.
When the rectifier Q-3 draws current, the RC element of the timer circuit 122 is also energized. Current flow through rectifier Q-3 also causes a surge or pulse through line 134 to current gate G of rectifier Q-7, causing it to draw current and flow through shunt 7 and solenoid S-29 of the normally open Isolating valve 29 conducts (see Figure 2). Closing the separating valve 29 then separates the expansion tank 25 and the chamber 27 of the measuring device 24 from the rest of the pneumatic test system, so that the other chamber 26 of the measuring device remains connected to the cavity of the test item 2.
Current flow through rectifier Q-3 also causes current to flow through secondary lines 134a and resistor R-14f in order to excite the measuring circuit including transistor T-14.
Any deflection of the membrane 28 of the measuring device 24, which results from a small leak in the test object, generates an equalization voltage or a corresponding voltage in the cathode amplifier 107 (see FIG. 11) and thereby causes a potential difference between the lines 116 and 117, which then the emitter E of the transistor T-14 is located.
When this potential difference exceeds a predetermined value, to which the transistor T-14 is set, this transistor draws current, so that a current flows through the line 135 to the current gate G of the silicon control rectifier Q-12 in order to ignite it . Current flow through rectifier Q-12 creates a current flow through secondary circuit 12 including lamp 39L which indicates a small leak. The secondary circuit 12 has a resistor R-12b of 47 ohms between the rectifier and the L-2 side of the line and a parallel line is coupled to the conductor 128 via a diode D-12a.
A pulse is thereby passed through the line 128 to the current gate G of the rectifier Q-8 in the secondary circuit 8 and acts via the capacitor C-9 in such a way that the current flow through the secondary circuit 9 is interrupted and the continuation L-2a of the conductor L is interrupted -2 is disconnected. The de-excitation of the line L-2a causes all circuits 1 to 8 and thus the devices controlled by them to return to their original position.
If there is no leak in the test object, no equalizing voltage or no equalizing current is generated in the measuring circuit (see Figures 11 and 12), so that no pulse is passed to the emitter of transistor T-14 in the measuring circuit that is sufficient to generate this transistor to ignite. When transistor T-3 in RC timer circuit 122 becomes conductive, a pulse is passed through line 136 to current gate G of rectifier Q-13 in secondary circuit 13.
The rectifier Q-13 will then draw current and at the same time current will flow through the lamp 40L, indicating that there is no leak in the device under test. The secondary circuit 13 has a resistance R-13b of 37 ohms between the rectifier Q-13 and the line L-1. In parallel with this resistor R-13b, a line is connected to the line 128 in order to ignite the rectifier Q-8 in the secondary circuit 8 so that the current flows from the line L-2 to the continuation L-2a, as described above , interrupted and thereby the test process is ended. All secondary circuits Q-1 to Q-9 are then de-excited and the elements that are controlled by the secondary circuits return to their original position.
After the excitation of the secondary circuits 6 and 8, the base valve 30 and the isolating valve 29 are opened so that the pressure in the system goes back to zero, at which time the pressure switch 20 and the pressure switch 21 return to their starting positions, shown in FIGS. 2 and 12 are shown, have returned. Only the circle remains energized, which indicates that there is no leak in the test item.
The test device remains in this state until the next test item is moved into the test station 3, so that the switch 12 is actuated again in order to initiate a further test process.
FIG. 13 shows a modified circuit according to this invention in which an additional circuit is provided for indicating a leak in a test item. In rare cases, a device under test may have a leak small enough to cause the high pressure switch 20a to open, but which allows a sufficient amount of pressure medium to escape while the pressure circuit is stabilizing so that the pressure in the system increases approaches atmospheric pressure at the time the valve 29 is closed. The pressure in the chambers 26 and 27 of the measuring device 24 is then the same and therefore no small leak is indicated.
The modified embodiment, which is shown in Figure 13, shows such a medium leak and also large and small leaks. The circuit shown in Figure 13 is largely identical to that shown in Figure 12, with the exception of an additional line 200 which is connected between the rectifier Q-2, which excites or stabilizes circuit 2, and the rectifier Q-11, which is located in the secondary circuit 11, which indicates a large leakage point.
In this line 200 there is a resistor R-200 of 2200 ohms and a low pressure switch 21a, which closes at a pressure below the pressure at which the switch 21 is closed, for example at a pressure of about 2.1 kg / cm2. The low-pressure switch 21a is shown in the drawing as a contact point of the switch 21, but this low-pressure switch can also be designed as a separate switch.
If the pressure of the test medium keeps the switch contact 20a open during the filling process and activates the switch contact 20b so that the stabilization circuit 2 is excited, but during the stabilization period the pressure in the system falls below 2.1 kg / cm2, the switch contact 21b is closed . Closing the contact 21b closes a circuit via the line 200 which conducts a pulse to the silicon rectifier O11. Current flow through silicon rectifier Q-11 energizes the appropriate circuit which includes lamp 38L, indicating a large leak.
In other words, the line 200 is parallel to the line 127 on the rectifier Q-11, so that a leak is indicated if the pressure medium does not open the switching contact 20a or leaves the low-pressure switching contact open.
14 to 16 show a modified embodiment of a manifold block 245 with which the time required for stabilization at a fixed pressure, the changes in direction for the test medium and the length of the flow paths for this test medium can be further shortened, so that the possibility of pumping can be reduced, a more symmetrical arrangement than that described above can be obtained and the manufacture of the structure can be simplified. The block 245 has bores 216, 216a and 216b which are the same as the bores 16, 16a and 16b in FIG.
In addition, the block has openings 249, 250 and 251 in the sides which correspond to the openings 49, 50 and 51 of the arrangement according to FIG. 5, valves 219, 229 and 230, which correspond to the valves 19, 29 and 30 of the arrangement shown in FIG and a compensation cavity 225 which corresponds to the cavity 25 in FIG. The bores, openings and valves as well as the compensating cavity are, however, arranged differently in the arrangement according to FIGS. 14 to 16 than in the arrangement according to FIGS. 4 to 7.
In the embodiment shown in FIGS. 14 to 16, the bores 216 and 216b are in the form of a hole which extends longitudinally through the entire block 245. The cavity 225 is made parallel to the bore 216 in the block.
In this modified embodiment, the end of the cavity 225 is closed by a cover plate 248 which is secured to the block with screws 246 with an O-ring seal 247 provided between the cover or lid and the block. A third bore 216a is drilled through the block 245 across the bores 216 and 225 and intersects these latter bores. The bore 216a is connected to the test object and the bore 216b to the atmosphere, as in the arrangement according to FIGS. 2 and 5. The filling valve 219 extends through the block transversely to the bore 216. The isolating valve 29 lies in the bore 216a between the specimen and the cavity 225. The valve 230 is located in the bore 216b. The bores 216c and 216d extend through the block 245 into the bore 216a on either side of the isolation valve 229.
In the modified embodiment of the distributor block 245 according to FIGS. 13 to 15, the test medium is fed through the filling valve 219 and divides at the junction between the bores 216 and 216a, so that it flows in two directions to the test object and the compensation chamber 225. The test medium enters the equalization space or the equalization chamber 225 in the middle and flows towards the two ends of this chamber, so that pumping or oscillation only takes place in the chamber itself. When the valve 230 is open, the test medium flows out of the equalization chamber 225 and the test item against each other and then out through the bore 216a, which further reduces the pumping during the stabilization period.
The center of the isolation valve 229 is approximately the center of the manifold block 245, so that any temperature fluctuations at the point at which the pressure changes are measured have only a minimal effect. The arrangement of the bores 216, 216a and 216b in the manifold block 245 reduces the length of these bores and the number of changes in direction of the flow. Furthermore, with this arrangement, the number of bores which have to be made parallel to the large surfaces of the block are reduced to three, so that the production costs of the block can also be reduced as a result.
It can be seen that the invention provides a leak detection device which senses and indicates leaks more quickly than known devices. It is also emphasized that the device according to this invention automatically tests a machine part or test object in a shorter time with excellent reproducibility of the measurement result than is possible with known devices. This invention provides an improved electrical test apparatus which is largely independent of environmental fluctuations and which can very quickly measure any leaks in the test equipment. In addition, the invention provides an electrical test device which can be easily and quickly adjusted to the size of the leakage points that are to be displayed.
The number of moving parts is reduced to a minimum in a device according to the invention, and this largely prevents the possibility of measuring deviations as a result of mechanical malfunctions of the moving mechanisms. Finally, it is emphasized that the invention creates a leak or leak test device for the automatic implementation of a test process, which is extremely simple and compact in its construction, economical to manufacture and extremely quickly and reliably indicates these leaks in the test object.
The embodiments described can be varied within the scope of this invention. For example, the electronic timers test and display circuits can be used in other test equipment. In addition, the individual elements, d. H. the chambers in the measuring device, the valves and the expansion tank are arranged separately instead of in a distribution block.