DE4307283C2 - Vorrichtung zum Prüfen von porösen Rohren o. dgl. auf Dichtheit sowie Verfahren dafür - Google Patents
Vorrichtung zum Prüfen von porösen Rohren o. dgl. auf Dichtheit sowie Verfahren dafürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen poröser Rohre
o. dgl. auf Dichtheit, mit einem Auflager für den Prüfling und einem
Paar Prüfplatten, jede an einer Prüfplatten-Säule höhenverstellbar
und zur Abdichtung des Prüflings in dessen Achsrichtung mittels hy
draulischer oder pneumatischer Zylinder horizontal verschiebbar an
geordnet, wobei mindestens eine der Prüfplatten zumindest einen An
schlußstutzen für eine den Prüfling mit einer Vakuumpumpe verbinden
den Anschlußleitung mit Absperrventil aufweist, dessen erster An
schluß mit dem Ansaugen der Vakuumpumpe und dessen zweiter Anschluß mit
dem Prüfling verbunden sind; sie betrifft ferner ein Verfahren zum
Prüfen von porösen Rohren o. dgl. auf Dichtheit mit Hilfe dieser Vor
richtung.
Die Erfindung geht aus von den bekannten Prüfverfahren für Rohre aus
Steinzeug, Ton, Beton oder ähnlichen porösen Werkstoffen, bei denen
beide Rohrenden mittels mit Dichtungen versehenen Prüfplatten ver
schlossen werden, von denen eine einen Anschlußstutzen für ein Unter
druckaggregat aufweist, mit dessen Hilfe im Rohr ein Vakuum erzeugt
wird. Die Abnahme des Vakuums im Prüfling oder Feuchtstellen auf der
inneren Prüfling-Oberfläche, die durch das bei äußerer Berieselung
unter Vakuumwirkung durchdringende Wasser entstehen, erlauben zumin
dest die Beurteilung d,er Dichtheit ggf. auch deren quantitative Be
stimmung. Weiter ist es bekannt, derartige Rohre unter Überdruck zu
prüfen und ein Abfallen des Überdruckes über die Zeit zu bestimmen.
Schließlich ist bekannt, Rohre mit Wasser zu füllen, sie unter Über
druck zu setzen und das unter Druck nachfließende Wasser zu bestim
men, wobei die Prüflinge zur Porenfüllung 24 Stunden vorgewässert
werden müssen. Nachfließendes Wasser wird mit einem Meßzylinder be
stimmt, wobei die Toleranzgrenze durch natürlich in porösen Rohren
noch vorhandenen Poren, beispielsweise für Betonrohre, mit 100 ml/m²,
innere Oberfläche angesetzt wird. Diese (relativ) geringen Mengen
sind nicht ohne Weiteres meßbar; bei dem bekannten Verfahren wird ein
vorteilhaft als Bürette ausgebildeter und direkt an die Meßleitung
angeschlossener Meßzylinder visuell abgelesen und der Wert schrift
lich festgehalten. Allein schon wegen der Wässerungszeit ist eine
Stückprüfung in einer Fertigungsstraße mit diesem Verfahren undurch
führbar, sie bleibt auf Musterprüfungen beschränkt.
Die DE 32 11 452 A1 beschreibt ein Prüfverfahren für Betonrohre, bei
dem mit Druckluft geprüft wird, der ein vernebeltes Medium zugesetzt
ist, wobei dieser Nebelzusatz bei Undichtheiten auf der Prüfling-Au
ßenseite nachgewiesen werden kann. Die DE 36 41 750 A1 beschreibt ein
Prüfverfahren für Rohre von Entwässerungs- oder Abwasserleitungen mit
Unterdruck, gezogen von einer Vakuumpumpe, die über eine mit einem
Absperrventil versehene Anschlußleitung mit dem Prüfling verbunden
ist. Nach Ziehen eines Vakuums wird diese Leitung abgesperrt und der
Anstieg des Druckes im Prüfling beobachtet. Die DE 41 31 573 C1 be
schreibt eine Dichtigkeitsprüfung von abgesperrten und mit Wasser ge
füllten Abflußrohrabschnitten, die denen mittels eines Druckmessers
der vorgegebene Prüfdruck überwacht wird und über einen Nachfüllan
schluß eine zum Halten des Prüfdruckes notwendige Wassermenge dosiert
dem Prüfling zugeführt werden kann, wobei diese über die Prüfzeit
summiert wird. Zur Zudosierung sind zwei an einen Nachfüllanschluß
parallel zueinander angeschlossene Dosierpumpe mit unterschiedlichen
Dosiervolumina vorgesehen, die mittels elektrischer Drucksensoren an
gesteuert werden und soviel Wasser nachdosieren, daß der Prüfdruck
gehalten werden kann. Die von den Dosierpumpen abgegebenen Nachfüll-
Dosen werden dabei registriert und geben ein Maß für eine Undichtheit
des Prüflings. FR-PS 2 321 688 beschreibt schließlich eine Vorrich
tung zur Wasser-Druckprüfung mit heb- oder absenkbarem Wasserreser
voir, bei dem das angehobene Wasserreservoir den Prüfdruck vorgibt,
wobei in der Wasser-Zuführungsleitung ein Schieber angeordnet ist,
sowie eine Druckentnahmeleitung, über die ein Druckabfall beobachtet
werden kann, der auf eine Undichtheit hinweist. Jede dieser be
schriebenen Vorrichtungen ist dabei auf ein bestimmtes Prüfverfahren
abgestellt; eine Prüfung mit einem anderen Prüfverfahren ist nicht
möglich.
Für unterschiedliche Anwendungen in verschiedenen Regionen bestehen
jedoch unterschiedliche Prüfvorschriften, die Prüfungen mit verschie
denen Prüfmedien und/oder in unterschiedlichen Druckbereichen vorse
hen. Das Umstellen von einem Prüfverfahren auf ein anderes ist mit
Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden, der solche Umstellungen besonders
bei kleinen Fertigungslosen unwirtschaftlich werden läßt. Einzelprü
fungen nach anderen Prüfvorschriften, die zwischendurch immer wieder
einmal anfallen, sind schon wegen des für das Umstellen erheblichen
Zeitaufwandes kaum in einen kontinuierlichen Produktionsprozeß ein
zufügen.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrundeliegt, eine
gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, mit der sowohl eine Vakuum-
Luftprüfung, eine Druck-Luftprüfung und eine Druck-Wasserprüfung un
ter unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt werden kann, die wirt
schaftlich herstellbar und sicher einsetzbar ist; ferner ist es Auf
gabe der Erfindung insbesondere das Druck-Wasserprüfverfahren so wei
ter zu bilden, daß es in einer Fertigungsstraße einsetzbar ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung
gelöst durch die in Hauptanspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens
durch die in den Verfahrens-Ansprüchen aufgeführten Merkmale; vor
teilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschrei
ben die jeweiligen Unteransprüche.
Bei der Vorrichtung sind die Vakuumpumpe als Saug-/Druck-Aggregat und
das Absperrventil als 4-Wege-Ventil ausgebildet. Der Ausblas des
Saug-/Druck-Aggregates ist dabei mit dem dritten Anschluß des 4-Wege-
Ventils verbunden, während dessen vierter Anschlußstutzen in freier
Atmosphäre mündet. Damit ist eine einfache Umschaltmöglichkeit auf
Unterdruck, Überdruck und Druckausgleich gegeben. Weiter ist ein mit
einem Meldeschalter versehener, als Luftfalle ausgebildeter Wasser
standsfühler oberhalb des Innenscheitels des Prüflings vorgesehen,
sowie Mittel für dessen Innendruck-Überwachung, um bei Prüfung mit
Wasserfüllung eine vollständigen Füllung des Prüflings sicherstellen
zu können. Das Wasserreservoir ist über eine Wasser-Zuführungsleitung
mit dem Prüfling verbunden, wobei es etwa in gleicher Höhe wie der
Prüfling aufgestellt ist, wobei in dieser Verbindungsleitung ein Ab
sperr-Schieber angeordnet ist, mit dem die Verbindung vom Wasserre
servoir zum Prüfling gesperrt werden kann. Weiter sind eine den Prüf
ling nach Sperrung der Wasser-Zuführungsleitung mit Wasser versor
gende Meßleitung vorgesehen, sowie Mittel zur Bestimmung der Menge
des durchfließenden oder des durchgeflossenen Wassers. Um bei unter
schiedlichen Rohrdurchmessern zu erreichen, daß die Anschlußleitung
für das Saug-/Druckaggregat im Bereich des oberen Scheitels des Prüf
lings öffnet, ist der Prüfplattenträger der diesem Anschluß zugeord
neten Prüfplatte über einen Seilzug höhenverstellbar aufgehängt. Die
zweite, mit dem Anschlußstutzen für den Wasserzufluß versehene Prüf
platte, wird wegen der festen Höhe des Auflagers nur dann an eine an
dere Höhenlage anzupassen sein, wenn die Dicke der Rohrwandung geän
dert wird, aus diesem Grunde ist hier ein Spannschloß als Ausgleichs
gehänge zum Einstellen der Seillänge ausreichend. Vorteilhaft wird
für dieses Ausgleichsgehänge auch eine Winde mit Antrieb und Seilzug
vorgesehen.
Vorteilhaft ist in der Wasser-Zuführungsleitung zwischen Wasserreser
voir und Prüfling eine einstellbare Drosselstelle vorgesehen, die dem
Absperrschieber vor- oder nachgeschaltet sein kann, wobei bei den
Prüfungen mit Luft (Vakuum oder Überdruck) dieser Schieber geschlos
sen ist und lediglich für die Befüllung mit Wasser bei den Prüfungen
mit Wasser benötigt wird. Für die Füllung des Prüflings mit Wasser
ist das über eine Wasser-Zuführungsleitung mit dem Prüfling verbunde
ne Wasserreservoir vorgesehen das in im wesentlichen gleicher Höhe
angeordnet ist, wie der Prüfling, so daß dieser unter Wirkung des in
ihm gezogenen Vakuums- das saugseitig begrenzt werden kann, nahezu
drucklos gefüllt werden kann. Dabei ist die Wasser-Zuführungsleitung,
in der der Absperrschieber angeordnet ist, zu einem zweiten Anschluß
stutzen an einer der Prüfplatten geführt.
Mit dieser Ausbildung ist es möglich, entweder Vakuum zu ziehen und
das Vakuum anstehen zu lassen, oder einen Überdruck zu erzeugen und
den Überdruck anstehen zu lassen, um die Prüfungen mit dem Prüfme
dium Luft bei Unter- bzw. Überdruck durchführen zu können. Es ist
weiter möglich, auch den Prüfling mit Wasser zu füllen, wobei der in
der Anschlußleitung des Saug-/Druckaggregates vorgesehene Wasser
standsfühler bei Prüfungen mit dem Prüfmedium Wasser ein Überfüllen
des Prüflings verhindert und so durch diese Ausbildung das Saug-
/Druckaggregat schützt. Vorteilhaft ist diese Luftfalle mit einem
Schalter versehen, mit dem zumindest ein "GEFÜLLT"-Signal gegeben
werden kann, wobei dieses Signal, eingespeist in eine Steuerungs
zentrale auch andere Schaltfunktionen auslösen kann. Erreicht der
Wasserspiegel den Wasserfühler, gibt dieser über den vorgesehen
Schalter ein Signal zum Absperren der Anschlußleitung zu dem Saug-/
Druckaggregat und der Wasser-Zuführungsleitung vom Wasserreservoir
ab, die vorteilhaft mit magnet- oder zylinderbetätigten Absperrven
tilen bzw. -Schiebern versehen sind. Nach Abschluß des Füllens er
lauben die Mittel zur Bestimmung des nachfließenden oder des nach
geflossenen Wassers ein Bestimmen der Menge des nachgeflossenen,
von Poren und/oder von Undichtigkeiten noch aufgenommen Wassers. In
dieser Ausführungsform wird der Prüfling zur Prüfung mit Wasser ge
füllt, wobei es sich von selbst versteht, daß diese Art der Prüfung
als "Feinprüfung" der vorgehenden Über- oder Unterdruckprüfung nach
geschaltet sein kann. Nach dem vollständigen Füllen wird der Prüf
ling von dem Vakuumaggregat abgesperrt; ein Nachfließen von in Poren
und/oder Undichtheiten, versickerndem Wassers erfolgt lediglich aus
dem Wasserreservoir. Dieses nachfließende Wasser erlaubt ein quanti
tative Bestimmen der Wasseraufnahme durch das Porengefüge und durch
Undichtheiten. Wird durch entsprechendes Vorentlüften unter Vakuum
und durch entsprechend langsames füllen, was für das Aufrechterhal
ten des Vakuums vorteilhaft ist, eine gute Porenentlüftung und damit
im Verlauf des Füllens eine hinreichende Porenfüllung erreicht, ent
spricht das nachfließende Wasser der Wasseraufnahme durch Undichthei
ten. Diese Verringerung der Füllgeschwindigkeit wird durch eine in
der Wasser-Zuführungsleitung vorgesehene einstellbare Drossel er
reicht, und kann mit der Einstellung den Erfordernissen insbesondere
des Saug-/Druckaggregates angepaßt werden. Um den Wasser-Zufluß über
die gesamte Füllzeit zu vergleichmäßigen, wird in einer Weiterbil
dung vorgeschlagen, die einstellbare Drossel als Regeldrossel auszu
bilden, deren Regelung im Wesentlichen der Einstellung der Füllzeit
dient, wobei die Regelgröße von geeigneten Parametern, etwa der
(dann zu messenden) Strömungsgeschwindigkeit des zufließenden Was
sers, der (sich infolge des Zuflusses ändernden) Masse des Prüflings
und deren Zunahme oder anderen geeigneten Parametern abhängig ge
macht werden kann.
Vorteilhaft wird das nach dem füllen des Prüflings nachfließende Was
ser einem Hilfs-Wasserreservoir entnommen, das unter Druck gesetzt
werden kann, wobei der Druck, ggf. zuzüglich einer Wassersäule dem
Prüfdruck entspricht, und wobei der Druck konstant gehalten werden
kann, etwa durch Anschluß des Hilfs-Wasserreservoirs an ein Druck
luftnetz mit vorgeschaltetem Regelventil. Es versteht sich von
selbst, daß entweder ein Aufbringen eines Druckes auf das Hilfs-Was
serreservoir, eine dem gewünschten Prüfdruck entsprechenden Höhen-
Anordnung oder beides gemeinsam die Festlegung des Prüfdruckes er
laubt; hierfür ist das Hilfs-Wasserreservoir in Art eines "Wasser
turms" über kommunizierende Röhren mit der Verbindungsleitung vom
Wasserreservoir zum zugeordneten Anschlußstutzen in einer der Prüf
platten oder mit der Prüfplatte direkt verbunden und wirkt so druck
haltend. In der Zuführungsleitung vom Hilfs-Wasserreservoir zum Prüf
ling ist ein Durchfluß-Wasserzähler angeordnet. Der Durchfluß-Zähler
erlaubt sowohl im Falle eines Hilfs-Wasserreservoirs als auch bei
Anordnung in der direkten, vom Wasserreservoir zum Prüfling geführ
ten Verbindungsleitung, die direkte Bestimmung der durchgeflossenen
Wassermenge. Es versteht sich dabei von selbst, daß bei entsprechen
der Ausbildung bzw. Anordnung des Wasserreservoirs die Meßleitung
auch als Bypaß zum Absperrschieber ausgeführt sein kann, da die
Durchfluß-Wasserzähler die notwendige Genauigkeit aufweisen um in
einem solchen Bypaß die Menge des nachfließenden Wasser zu ermit
teln.
Alternativ dazu ist für das nachfließende Wasser ein Hilfs-Wasserre
servoir vorgesehen, das über kommunizierende, flexible Röhren mit
dem Prüfling verbunden ist, wobei das Hilfs-Wasserreservoir derart
angeordnet ist, daß es von der Masse des Wasserreservoirs entkoppelt
und mit Mitteln zur Bestimmung seiner Masse versehen ist. Diese An
ordnung erlaubt infolge der flexiblen Leitungen und der Entkopplung
ein "Wiegen", des Hilfs-Wasserreservoirs und damit eine Bestimmung
der sich infolge des nachfließenden Wassers verringernden Masse des
Hilfs-Wasserreservoirs, die ein direktes Maß für das in den Prüfling
nachfließende Wasser ist. In beiden Fällen kann so die Wasserauf
nahme des Prüflings nach dem Füllen quantifiziert und als Maß für
die "Undichtheit" angesehen werden. Übersteigt dieses Maß einen aus
der Erfahrung gesetzten Grenzwert, gilt der Prüfling als undicht.
Als Mittel zur Bestimmung der Masse können dabei alle Wiegeeinrich
tungen vorgesehen werden. Vorteilhaft ist es, zur Bestimmung der Men
ge des nachfließenden Wassers solche Einrichtungen vorzusehen, die
Ausgangssignale abgeben, die für eine nachfolgende Datenverarbeitung
geeignet sind, und die einer Zentrale zugeführt und dort ggf. unter
Benutzung einer Datenverarbeitung zur Anzeige und/oder dokumentiert
werden können, wobei es zunächst ohne Interesse ist, ob die Ausgangs
signale dem Durchfluß oder bereits der durchgeflossenen Menge und so
mit dem Zeit-Integral des Durchflusses entsprechen, da dieser Wert
auch im Zusammenhang mit der Dokumentation in der Steuerzentrale,
ggf. in der Datenverarbeitung gebildet werden kann. Derartige Wand
ler sind beispielsweise mit Geber versehene Durchfluß-Wasserzähler,
piezoelektrische Druckwandler oder mit verformbaren Auflagern oder
Aufhängungen zusammenwirkende Dehnungsmeßstreifen, wobei die Aufla
ger oder die Aufhängungen zum Erreichen der Verformbarkeit mit ent
sprechenden Federn versehen sein können. Während Geber oder die pi
ezoelektrischen Wandler ein direktes Spannungssignal liefern, werden
ein oder mehrerer Dehnungsmeßstreifen in den Zweig/die Zweige einer
Widerstandsmeßbrücke geschaltet, die durch Dehnung oder Stauchung
der Dehnungsmeßstreifen entsprechend der wirkenden Kraft verstimmt
wird, wobei die Verstimmung ein Maß für die Kraft ist. Die Abnahme
der Kraft entspricht direkt dem Verlust an Masse durch das aus dem
Hilfs-Wasserreservoir abgeflossene Wasser und somit direkt dem Nach
fluß an Wasser, den der Prüfling aufgrund nicht voll aufgefüllter
Poren bzw. aufgrund vorhandener Undichtheiten aufnimmt.
Mit dieser kombinierten Vorrichtung lassen sich wahlweise unter
schiedliche Verfahren zur Prüfung von Rohren o. dgl. durchführen:
- a) Überdruck-Luftprüfung: Nach dem einen Verfahren wird in dem an das hier auf Druckbetrieb geschalteten Saug-/Druckaggregat ange schlossenen Prüfling ein Überdruck erzeugt und dieser Überdruck wird über eine vorgebbare Zeit aufrecht erhalten; nach Ablauf dieser Zeit wird die Verbindungsleitung zum Saug-/Druckaggregat unterbrochen und die Abnahme des Überdruckes nach Unterbrechen der Verbindungsleitung mittels einer kontinuierlichen Druckmessung verfolgt, wobei der Prüf ling dann ausgesondert wird, wenn die Abnahme des Überdruckes in einer vorgegebenen Zeit einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
- b) Vakuum-Luftprüfung: Alternativ dazu wird in dem an das hier auf Saugbetrieb geschalteten Saug-/Druckaggregat angeschlossenen Prüf ling ein Unterdruck erzeugt, der wegen der in den Poren vorhandenen Restluft bis zu einem vorgebbaren Vakuum oder über eine vorgebbare Zeit gezogen wird; bei Erreichen des Vakuums bzw. nach Ablauf dieser Zeit wird die Saugleitung zum Saug-/Druckaggregat unterbrochen. Die Abnahme des Unterdruckes wird nach Unterbrechen der Saugleitung mit tels Druckmessung verfolgt, wobei der Prüfling dann ausgesondert wird, wenn die Vakuum-Abnahme in einem vorgegebenen Zeitintervall einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Ein Besprühen der Außen seite des Prüflings erlaubt bei diesem Prüfverfahren auch das Erken nen von Undichtheiten an Feuchtstellen, die durch unter Vakuumwir kung durchgesaugtes Wasser entstanden sind, und die eine qualitative Bewertung der Dichtheit sowie ein Lokalisieren eventueller Undicht heiten erlaubt.
- c) Überdruck-Wasserprüfung: In einer bevorzugten Ausführungsform geht die Erfindung aus von der Erkenntnis, daß poröse Wände ein ge wisses Porenvolumen aufweisen, für das Erfahrungswerte vorliegen. Wird dieses Porenvolumen mit einem Prüfmedium aufgefüllt und liegen dafür Erfahrungswerte vor, ist es möglich, einen Grenzwert zu defi nieren, dessen Überschreitung als Undichtheit gewertet werden kann und ein Unterscheiden zwischen dichten und undichten Rohren erlaubt; letztere können aus der Fertigung ausgeschleust und ggf. einer Nach bearbeitung zugeführt werden. Für diese Bestimmung wird in dem Prüf ling ein Vakuum gezogen und der Prüfling nach Erreichen eines Va kuum-Grenzwertes über die Wasser-Zuführungsleitung aus einem Wasser reservoir mit Wasser gefüllt, wobei weiterhin Vakuum gezogen wird. Bei Erreichen der Füllung des Prüflings mit Wasser werden sowohl die Wasser-Zuführungsleitung zum Wasserreservoir als auch die Anschluß leitung des Saug-/Druckaggregates durch Schließen des Absperrventils und des Absperr-Schiebers unterbrochen. Nach Unterbrechung der Was serzuführung wird von Poren und Undichtheiten aufgenommenes bzw. durchgelassenes Wasser über die Meßleitung aus dem unter Druck ste henden bzw. auf Druckhöhe eingestellten Hilfs-Wasserreservoir nach gespeist, wobei die Menge des über die Meßleitung nachgespeisten Was sers gemessen und nach Ablauf vom registrierenden Meß-Mittel festge halten und dokumentiert wird, wobei der Prüfling dann ausgesondert wird, wenn die Menge des nachgeflossenen Wassers einen vorgegebenen Toleranzwert überschreitet.
Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, je nach Anforderun
gen eines dieser drei, Verfahren anzuwenden und eine quantifizierte
Bewertung der Dichtheit der Prüflinge mit einer Vorrichtung zu erhal
ten und erlaubt somit deren Verwendung zur wahlweisen Durchführung
eines der Verfahren a) bis c), wobei das Prüfen wahlweise mit der
Überdruck-Luftprüfung nach a), der Vakuum-Luftprüfung nach b) oder
der Überdruck-Wasserprüfung nach c) erfolgen kann, und zwar durch
ein einfaches Umstellen bzw. Umschalten von der einen Prüfungsart
auf die andere, wobei sogar zwischengeschaltete Einzelprüfungen mit
einem der jeweils gerade nicht benutzten Prüfverfahren ermöglicht
werden.
Bei der Anwendung des unter c) beschriebenen Verfahrens kann der zwi
schen den Prüfplatten eingespannte Prüfling zunächst unter Vakuum
gesetzt und das Vakuum eine gewisse Zeit zur Entlüftung des Poren
volumens aufrecht erhalten werden, wobei die Abnahme des Vakuums
dabei verfolgt werden kann; treten größere Vakuumverluste auf oder
kann gar das übliche Vakuum nicht gezogen werden, deutet dies auf
grobe Undichtheiten des Prüflings oder der Prüfplatten, was bei
diesem Vorgehen sofort überprüft werden kann. Werden hierbei Er
fahrungswerte für diesen Luftanteil überschritten, liegt ein un
dichtes Rohr vor, das sofort ausgesondert und einer Nachbearbeitung
zugeführt werden kann.
Das Füllen des Prüflings erfolgt dabei vorteilhaft mit Wasser aus
dem Wasserreservoir bei offener Wasser-Zuführungsleitung unter Wir
kung des Unterdruckes im Prüfling. Dazu wird das Wasserreservoir auf
dem Flur der Prüfvorrichtung, ggf. etwa aufgeständert aufgestellt,
so daß kein wesentlicher Höhenunterschied auftritt. Dabei versteht
es sich von selbst, daß das Füllen des Prüflings mit einer Absenkung
des Wasserspiegels im Wasserreservoir und beim Entleeren des Prüf
lings durch Zurückspeisen ein Anheben des Wasserspiegels im Wasser
reservoir zur Folge hat. Dieses Absenken bzw. Anheben ist dabei
klein gegenüber der dem Vakuum entsprechenden Wassersäule von eini
gen Metern. Um die in diesem Fertigungsstadium noch nicht durchge
härteten Wände der Rohre nicht durch Sturzwasser-Einwirkung zu be
schädigen, und um das Nachströmen von Wasser aus dem Wasserreservoir
so zu begrenzen, daß das Saug-/Druckaggregat das gewünschte Vakuum
aufrecht erhalten kann, wird die Wasser-Zuflußgeschwindigkeit mit
Hilfe der in der Wasser-Zuführungsleitung angeordneten Drossel auf
die Saugleistung des Vakuumaggregates abgestimmt eingestellt. Durch
die auch wegen des Entleerens über den Überdruck notwendige tiefe
Anordnung des Wassereintritts-Stutzens wird die unerwünschte Sturz
wasser-Einwirkung unterdrückt, so daß mit der Begrenzung der Zu
flußgeschwindigkeit auch einem Auswaschen entgegengewirkt wird. Das
Zuströmen des Wasser erfolgt dabei im wesentlichen unter der Saug
wirkung des Vakuums, wobei die Anschlußleitung zum Saug-/Druckaggre
gat, geöffnet ist, und diese Anschluß- und die Wasser-Zuführungslei
tung dann unterbrochen werden, wenn der Prüfling gefüllt ist. Dieser
Zustand wird von einem Wasserstands-Fühler erkannt, der vorteilhaft
mit einer in der Anschlußleitung zum Saug-/Druckaggregat angeordne
ten Luftfalle verbunden ist, die als selbstschließendes Ventil bei
eindringendem Wasser das Saug-/Druckaggregat vor Wasser schützt. Ab
sperrventil und Absperr-Schieber werden dabei als fremdgesteuerte
Magnetventile bzw. zylinderbetätigte Ventile ausgebildet. Der An
schlußstutzen der Anschlußleitung des Saug-/Druckaggregates ist
dabei so eingestellt, daß er im Bereich des Rohrscheitels auf Seiten
des Muffenendes des Rohres sitzt, um in einer hohen Position eine
möglichst vollständige Füllung des Prüflings zu ermöglichen. Zur
Erhaltung eines hinreichenden Vakuums während des Füllens wird der
vom Wasserreservoir zufließende Wasserstrom vorteilhaft mittels ei
ner einstellbaren Drossel in der Wasser-Zuführungsleitung so einge
stellt, daß ein für die Vorentlüftung der Poren notwendiger Unter
druck nicht infolge des Auffüllens des Prüflings abfällt und die Po
ren während des Füllens aus dem Wasserreservoir nicht im gewünschten
Umfange aufgefüllt werden. Um das Füllen zu vergleichmäßigen, ist es
weiter vorteilhaft, die einstellbare Drossel als Regeldrossel auszu
bilden. Nach Beendigung der Prüfung wird das Wasser mittels eines
Überdruckes in das Wasserreservoir zurückgefördert; dazu wird das Um
schaltventil "Saugen-Drücken" auf von "Saugen" auf "Drücken" umge
schaltet und der Absperr-Schieber in der Wasser-Zuflußleitung geöff
net, so daß der nun im Prüfling erzeugte Überdruck das Wasser in das
Wasserreservoir zurückdrücken kann. Der dazu im Prüfling erzeugte
Überdruck ist wegen der Anordnung des Wasserreservoirs begrenzt, so
daß die bei Überdruck im Prüfling auftretenden Zugspannungen unter
einer kritischen Grenze gehalten werden können. Vorteilhaft wird zum
Erzeugen dieses Überdruckes das in der Anschlußleitung zu dem Saug-/
Druckaggregat vorgesehene Umschaltventil von dem Saugstutzen des
Saug-/Druckaggregates auf dessen Druckstutzen umgeschaltet und der
Überdruck mittels des Saug-/Druckaggregates erzeugt. Um ein Über
schreiten eines Grenzdruckes zu unterbinden, kann in der Drucklei
tung ein Überdruckventil vorgesehen sein, das bei Überschreitung des
Grenzdruckes öffnet.
Um nun das in den Prüfling zum Nachspeisen nachfließende Wasser zu
bestimmen wird dieses über einen in der Meßleitung angeordneten
Durchfluß-Meßzähler geführt; derartige Wasser-Durchflußzähler sind
äußerst empfindlich, sie sind auch eichfähig, so daß die im Normal
fall nachgespeisten, geringen Wassermengen noch hinreichend sicher
bestimmt werden können. Alternativ dazu wird das in den Prüfling zum
Nachspeisen nachfließende Wasser mittels eine Wiegeinrichtung für
das Hilfs-Wasserreservoir bestimmt. Dazu ward entweder die Masse des
Hilfs-Wasserreservoirs über die Spannung mindestens eines, in der
Aufständerung oder der Aufhängung des Hilfs-Wasserreservoirs vorge
sehenen Piezokristalles bestimmt, oder es wird die Masse des Hilfs-
Wasserreservoirs über die Verstimmung einer mit mindestens einem, in
der Aufständerung oder der Aufhängung des Hilfs-Wasserreservoirs vor
gesehenen Dehnungsmeßstreifen enthaltenden Brückenschaltung be
stimmt. Es versteht sich dabei von selbst, daß hier alle Kraft-Meß
verfahren sowie die zur Kraftbestimmung eingesetzten Meßgeräte ana
log eingesetzt werden können. Der Einsatz des Wasser-Durchflußzäh
lers könnte in einem Bypaß zum Absperrschieber des Wassereservoirs
erfolgen, wobei dieses dann entweder hinreichend hoch angeordnet
sein oder unter Druck setzbar sein muß. Vorteilhaft ist es, ein
Hilfs-Wasserreservoir zu verwenden, in dessen Abflußleitung der Was
ser-Durchflußzähler angeordnet werden kann. Dieses (relativ) masse
arme Hilfs-Wasserreservoir erlaubt dabei wegen seiner (relativ) ge
ringen Massen auch in einfacher Weise die Bestimmung des nachfließen
den Wassers über die Abnahme seiner Masse; allerdings muß dafür die
Verbindung des Hilfs-Wasserreservoirs mit dem Prüfling flexibel
sein, ebenso der Anschluß einer vorgesehenen Druckleitung, die in be
kannter Weise als Spiralleitung ausgebildet sein kann.
Vorteilhaft wird das zum Auffüllen des vorentlüfteten Porenvolumens
benutzte Wasser einem Hilfs-Wasserreservoir entnommen, das über ent
sprechende Verbindungsleitungen mit dem Prüfling in Verbindung
steht. Dadurch kann die darin befindliche Wassermasse gering gehal
ten werden, so daß die Bestimmung auch kleiner Masseunterschiede in
einfacher Weise ermöglicht wird. Es versteht sich von selbst, daß
dazu die Verbindungsleitung vom Wasserreservoir zum Prüfling unter
brochen sein muß. Zu diesem Zweck ist in dieser Verbindungsleitung
ein Absperrventil vorgesehen, das bei Ansprechen des Wasserstands
fühlers angesteuert wird, wobei es gleichgültig ist, ob dieses An
steuern von Hand auf ein entsprechendes Signal oder automatisch
erfolgt. Zum Erzeugen eines gewünschten Prüfdruckes kann dabei das
Hilfs-Wasserreservoir auf eine gewünschte Höhe gebracht werden, wo
bei die so eingestellte Wassersäule den Prüfdruck bestimmt; alter
nativ kann auch der Prüfdruck im Hilfs-Wasserreservoir dem gewünsch
ten Prüfdruck entsprechend eingestellt werden. Beide Maßnahmen, auch
in Kombination, bewirken, daß sich im Prüfling der gewünschte Prüf
druck einstellt, wobei bei großen Durchmessern der Prüflinge dessen
Abnahme über die Höhe bei der Wahl des Prüfdruckes zu beachten ist.
Zur Bestimmung des nachfließenden Wassers werden entweder strömungs
technische Mittel, wie beispielsweise Durchfluß-Zähler, benutzt,
oder Mittel, mit denen die Masseveränderung des Hilfs-Wasserreser
voirs erfaßt werden kann. Der Durchfluß-Zähler wird direkt in die
Verbindungsleitung vom Hilfs-Wasserreservoir zum Prüfling einge
setzt. Eine Ausbildung des Durchflußzählers als Geber erlaubt auch
ein Übertragen des Meßwertes in eine Zentrale und dessen Dokumen
tation.
Alternativ dazu werden vorteilhaft auch Kraftmeßgeräte eingesetzt,
die die vom Hilfs-Wasserreservoir auf sein Auflager oder auf seine
Aufhängung ausgeübte, masseabhängige Kraft erfassen. Als solche
kommen piezoelektrische Wandler oder in einer Brückenschaltung an
geordnete Dehnungs-Meßstreifen in Frage, wobei zur Verstärkung auch
mehrere piezoelektrische Wandler hintereinander geschaltet oder in
zwei in korrespondierenden Zweigen einer Brückenschaltung angeord
nete Dehnungsmeßstreifen, die zu einer Vergrößerung des Ungleich
gewicht bei Änderung der Dehnung der Meßstreifen führen. Diese
mechano-elektrischen Wandler erzeugen ein elektrisches Ausgangs
signal, das einer Zentrale zugeführt und dort zur Anzeige gebracht
und/oder dokumentiert werden kann. Dabei wird die Dokumentation in
einem Protokoll vorgenommen, das mittels üblicher Datenverarbeitun
gen erstellt und über einen an diese angeschlossenen Drucker zum
Ausdruck gebracht werden kann.
Da die auf die Prüfplatten wirkende Kraft von der abzudeckenden Flä
che des Prüflings und damit von dessen Durchmesser abhängt, ist es
vorteilhaft, wenn die Kraft, mit der die Prüfplatten mit Hydraulik-
oder Pneumatikzylindern in bekannter Weise gegen die Enden des Prüf
lings gedrückt werden, einstellbar ist, wobei die Einstellung nach
Rohrdurchmesser des Prüflings und nach Prüfdruck vorgenommen wird;
diese Einstellung kann dabei entsprechend der Durchmesser der Prüf
linge stufenweise vorgenommen werden, wobei der Arbeitsdruck der
Horizontal-Zylinder stufenweise so geändert wird, daß er dem Durch
messer (oder dem Durchmesser-Bereich) des Prüflings entspricht. In
einer Weiterbildung erfolgt die Einstellung der Kraft, mit der die
Prüfplatten gegen die Enden des Prüflings gepreßt werden, über eine
entsprechende Regelung der Zylinder. Der Durchmesser des Prüflings
kann dabei von Hand vorgegeben werden; er kann aber auch über die
Höheneinstellung der Prüfplatten gewonnen und so über die Zentral-
Datenverarbeitung in ein die Zylinder beeinflussendes Signal umge
setzt werden. Dieses Einstellen erlaubt ein Anpassen der Kräfte an
den zur Überdruckprüfung benutzten Überdruck und auch ein Anpassen
der Anpreßkraft an die Rohrdurchmesser, so daß die von Prüfdruck und
Rohrdurchmesser gegebene, auf die Prüfplatten wirkende Gegenkraft
überwunden werden und ein dichtes Anliegen der Prüfplatten an den
Rohrenden gewährleistet und die elastischen Dichtungsauflagen der
Prüfplatten geschont werden können.
Das so gewonnene Ergebnis der Prüfung kann - unabhängig vom Prüf-Ver
fahren dokumentiert und der Fertigungsnummer des Prüflings zugeord
net werden. Dabei kann auch von der Möglichkeit Gebrauch gemacht
werden, die Hersteller-Kennung - etwa ein Firmen-Logo -, eine Herstel
lungs-Kennung - etwa Datum, Fertigungsstraße und Fertigungsschicht so
wie Fertigungsnummer - und das Prüfungsergebnis mittels eines von der
Zentrale ansteuerbaren Druckkopfes direkt im Zuge der Prüfung auf
den Prüfling aufzutragen.
Das Wesen der Erfindung wird an Hand des Schema-Schaltbildes nach
Fig. 1 und des in den Fig. 2 bis 6 dargestellten Ausführungs
beispiels näher erläutert; diese Abbildungen zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 Eine schematisches Schaltbild der Vorrichtung zum
Prüfen poröser Rohre;
Fig. 2 Eine schematische Frontansicht mit geschnittenem
Prüfling;
Fig. 3 Eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 2;
Fig. 4 Eine Aufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2.
Die Fig. 1 zeigt ein Schema-Schaltbild der Gesamt-Anlage, wobei in
der Darstellung durch verstärkte Meß- und Schaltleitungen das Zusam
menwirken der einzelnen Komponenten herausgestellt ist. Der Prüfling
12 ist beidseits mit Prüfplatten 15 verschlossen, in deren Dichtungs
belag 15.1 die beiden ringförmigen Stirnseiten des Steckendes 13 und
des Muffenendes 14 des Prüflings 12 mittels der von den Horizontal-
Zylindern 17 aufgebrachten Kraft eingepreßt werden, wodurch sich der
Dichtungsbelag 15.1 wulstartig aufwölbt. Der dazu notwendige Andruck
wird bei Verwendung von Überdruck als Prüfdruck von der Zentralen
Steuerung 40 vorgegeben, die dabei die Kraft berücksichtigt, die
durch die freie Fläche des Prüflings 12 über den der Überdruck auf
die Prüfplatten 15 ausgeübt wird, wobei sich die freie Fläche aus
dem Durchmesser der Rohrenden ergibt, der vorgegeben oder aber aus
der Höhenlage der Prüfplatten 15 abgeleitet werden kann. Wegen der
Notwendigkeit, zumindest den Anschlußstutzen 19 für die Saug-/Druck
leitung des Saug-/Druckaggregates 22 im Bereich des oberen Scheitels
des Prüflings 12 vorzusehen, ist eine Höhenverstellbarkeit zumindest
der mit dem Anschluß für das Saug-/Druckaggregat versehenen Prüf
platten 15 vorgesehen, wobei die andere Prüfplatte, deren Wasserzu
fluß im Sohlenbereich des Prüflings liegt, nur dann in der Höhe ver
stellt werden muß, wenn die Wandstärke des Prüflings geändert wird.
Diese Höhenverstellbarkeit und die Verschiebbarkeit in Richtung der
Achse des Prüflings erfordern es, die Saug-/Druckleitungen des Saug-
/Druckaggregates, hier als Saugleitung 23.1 und Druckleitung 24.1
dargestellt, die Wasser-Zuführungsleitung 27 und die Meßleitung 30
flexibel auszubilden. In der dargestellten Ausführungsform sind die
wichtigen Komponenten mit den Prüfplatten 15 fest verbunden; es ver
steht sich von selbst, daß diese Komponenten auch gestellfest vorge
sehen und die Leitungsteile zwischen den Anschlußstutzen in den Prüf
platten 15 und diese Komponenten flexibel ausgebildet sein können,
wobei unter dem Begriff "flexibel" auch solche Anordnungen zu ver
stehen sind, die teleskopartig verlänger- bzw. verkürzbar oder die
durch gegeneinander Verschwenken von gelenkig verbundenen Leitungs
teilen dieses "Verlängern" und "Verkürzen" des Abstandes zulassen.
Saugstutzen 23 und Druckstutzen 24 des Saug-/Druckaggregates 22, das
von dem über den Schaltausgang e der Zentralen Steuerung aktivier
baren Antriebsaggregat 22.1 antreibbar ist, sind über eine flexi
bel ausgebildeten Saugleitung 23.1 bzw. eine ebenfalls flexibel aus
gebildeten Druckleitung 24.1 mit dem Saug-/Druck-Umschaltventil 25
verbunden, dessen vierter Anschluß in der freien Atmosphäre mündet und
dessen zweiter Anschluß über die Luftfalle 20 mit dem Anschlußstutzen
19 an der einen der Prüfplatten 15 in Verbindung steht. Über diese
Verbindung wird der Prüfling 12 evakuiert, wenn das Saug-/Druck-Um
schaltventil 25 mittels des von dem Stellausgang h der Zentralen
Steuerung 40 angesteuerten Stellantriebes 25.1 und die dargestellte
Stellung "Saugen" gebracht worden ist, wobei der Druckstutzen 24 des
Saug-/Druckaggregates über die andere Verbindung im Umschaltventil
25 zum Ausstoßen der aus dem Prüfling 12 abgesaugten Luft in die
freie Atmosphäre mit dieser verbunden ist. Um den Prüfling unter
Überdruck zu setzen, wird das Umschaltventil 25 so geschaltet, daß
der Druckstutzen 24 zum Erzeugen eines Überdruckes in dem Prüfling
mit diesen verbunden ist, während der Saugstutzen 23 die zur Druck
erzeugung notwendige Luft aus der freien Atmosphäre ansaugen kann.
Nach dem Ziehen eines Vakuums oder dem Erzeugen eines Überdruckes
wird das Umschaltventil 25 in eine Stellung "geschlossen" gebracht,
wobei alle anderen Ventile, die mit dem (hier nicht benötigten) Fül
len des Prüflings mit Wasser zusammenhängen, also der Wasser-Zufüh
rungschieber 28 und das Wasser-Nachflußventil 30.1 geschlossen blei
ben. Durch Beobachtung des Verlaufes des Druckes - Druck-Anstieg bei
Vakuum oder Druck-Abfall bei Überdruck - mit einem Druckwächter
21, ausgebildet als Manometer mit Geber, dessen Signal-Ausgang mit
dem Meßeingang c der Zentralen Steuerung 40 verbunden ist, über die
Zeit ergibt sich eine Aussage über die Dichtheit, deren Verlauf do
kumentiert werden kann.
Bei der Prüfung mit Unterdruck kann darüber hinaus in an sich be
kannter Weise der Prüfling 12 von außen mit Wasser abgesprüht wer
den, so daß sich Undichtheiten als Feuchtstellen im inneren zeigen,
die erkennbar sind und die nachzubessernden Stellen direkt anzeigen.
Bei der Prüfung mit Überdruck kann ebenfalls in an sich bekannter
Weise eine blasenbildende Lösung auf die Außenseite des Rohres aufge
tragen werden; Undichtheiten, die ein gewisses Maß übersteigen, füh
ren zu einer Blasenentwicklung, die den undichten Ort direkt erken
nen läßt.
Wird eine Wasserprüfung gefordert, wird nach dem Ziehen eines Va
kuums der Wasser-Zuführungsschieber 28, von der Zentral-Steuerung 40
über deren mit dem Antrieb des Wasser-Zufluß-Schiebers 28 verbun
denen Schaltausgang g ausgelöst, geöffnet, so daß Wasser aus dem
Wasserreservoir 29 über die an den Ausflußstutzen 29.1 angeschlos
senen Wasser-Zuführungsleitung 27 in den Prüfling überströmen kann,
wobei dieses Überströmen durch das Vakuum im Prüfling 12 bewirkt
wird. Dieses Vakuum wird dabei über die in die Saugleitung 23.1 ein
geschaltete Luftfalle 20 gezogen, wobei dieses Ziehen während des
Füllens des Prüflings 12 erfolgt. In der Saug-/Druckleitung ist zwi
schen dem Umschaltventil "Saugen-Drücken" 25 und dem Anschlußstut
zen 19 an der Prüfplatte 15 ein mit der Luftfalle 20 verbundener,
selbsttätiger Verschluß vorgesehen, der die Saugleitung dann ab
sperrt, wenn der Prüfling 12 mit Wasser voll gefüllt ist und Wasser
überströmt. Bei diesem Umschalten gibt die Luftfalle 20 mit ihrem
Meldeschalter 25.1 ein Signal "Wasserstand erreicht, Prüfling ge
füllt", das über ein Auslösen dieses Schalters 25.1 an die Zentral-
Steuerung 40 weitergeleitet und dort an dem Eingang d ansteht, wobei
in porösen Rohren immer vorhandene Poren durch dieses Vakuum hinrei
chend entlüftet werden. Um ein zu schnelles Einströmen des Wassers
in den Prüfling und damit zum einen einen unerwünschten Anstieg des
Druckes und zum anderen Ausspülungen im Bereich des Einströmens zu
vermeiden, wird im Zuge der Wasser-Zuführungsleitung 27 eine den Was
ser-Durchfluß bremsende Drosselstelle 27.1 eingefügt, die in der Dar
stellung als Ausfluß-Drossel in den Anschlußstutzen 29.1 des Wasser
reservoirs 29 eingefügt ist, jedoch im Zuge der Wasser-Zuflußleitung
27 auch an beliebiger anderer Stelle angeordnet sein kann.
Nach Erreichen der Füllung wird, ggf. mit einer einstellbaren Zeit
verzögerung der Wasser-Zuführungsschieber 28 wieder über den Schalt
ausgang g der Zentral-Steuerung 40 ausgelöst, geschlossen und das in
der Meßleitung 30 vorhandene Meßventil 30.1 über seinen von dem
Schaltausgang i der Zentralen Steuerung 40 geöffnet, so daß der Prüf
ling 12 mit einem Hilfs-Wasserreservoir 33 verbunden ist. Vorher hat
die Zentrale Steuerung 40 über die Druckluft-Überwachung 34.2 ge
prüft, ob das Hilfs-Wasserreservoir 33 unter dem notwendigen oder ge
wünschten Prüfdruck steht, wobei Abweichungen vom Prüfdruck, die von
dem Prüfdruckwächter 34.2, dessen Ausgang mit dem Meßeingang a der
Zentralen Steuerung 40 verbunden ist, erkannt werden, über die Zen
trale Steuerung 40 ein Fehlersignal auslösen und den Prüfvorgang
unterbrechen. Der im Prüfling 12 herrschende Prüfdruck ist von dem
Überdruck im Hilfs-Wasserreservoir 33 und von der Höhe seines Was
serspiegels über dem Prüfling 12 bestimmt, so daß der mittels über
die den Druckluft-Anschlußstutzen 34 eingespeiste Prüfdruck entspre
chend dieser Höhendifferenz zu korrigieren ist. Der als Manometer
ausgebildete Druckwächter 34.2 kann dabei auch mit dem Druckluft
ventil 34.1 zusammenwirken, um den Prüfdruck im Hilfs-Wasserreser
voir 33 konstant zu halten, wobei diese Verbindung auch über die
Zentrale Steuerung 40 geführt sein kann. Die Menge des über die
Meßleitung 30 in dem Prüfling nachfließenden Wassers wird mittels
des im Zuge dieser Leitung vorgesehenen Wasser-Durchflußzählers 31
gemessen und über die Meßleitung zu dem Meßeingang b der Zentralen
Steuerung 40 gemeldet; sie dient zum einen zum "Nachfüllen" von Po
ren, sie ist zum anderen ein Indiz für Undichtigkeiten, wenn ein von
der Größe der inneren Oberfläche des Prüflings und von dem Prüfdruck
abhängender, vorzugebender Grenzwert überschritten wird. Andere Ver
fahren zur Bestimmung des nachfließenden Wassers, wie die Bestimmung
der Masse-Abnahme des Hilfs-Wasserreservoirs durch entsprechende
Kraft-Messungen führen zu dem gleichen Ergebnis. Die Auswertung über
die nachgeflossene Wassermenge, die mittels des integrierenden Was
ser-Durchflußzählers 31 bestimmt werden kann, übernimmt vorteilhaft
die Zentrale Steuerung 40, die diese Angaben zusammen mit dem Prüf
tag, weiteren Fertigungsparametern und anderen gewünschten oder not
wendigen Angaben dokumentiert. Diese Dokumentation erfolgt dabei in
aller Regel über die Ausgabe der Daten über eine Schnittstelle k der
Zentralen Steuerung 40 an einen Ausgang 41 und weiter an eine daran
angeschlossene Daten-Verarbeitung, die die Prüfdaten aufnimmt, spei
chert und aufgelistet oder als Prüfbericht einzeln ausdruckt. An die
se Datenverarbeitung oder bei geeigneter Ausstattung der Zentralen
Steuerung 40 direkt an diese kann auch ein (nicht näher dargestell
ter) Druckkopf angeschlossen sein, dem zumindest die wichtigsten
Prüfdaten in von ihm verarbeitbarer Form zugeführt und direkt auf
den Prüfling aufgedruckt werden.
Um den Anpreßdruck der Prüfplatten 15, die bei Unterdruck-Verfahren
durch den äußeren Luftdruck gegen die Rohr-Enden gepreßt werden, bei
Verfahren, die mit einem Überdruck als Prüfdruck arbeiten, hinrei
chend hoch halten zu können, werden die Horizontal-Zylinder 17 über
den Schaltausgang f der Zentralen Steuerung 40 so angesteuert, das
die von ihnen ausgeübte Kraft auf den Durchmesser der Prüflinge und
auf den Prüfdruck abgestellt werden kann. Beide Werte können vorge
geben werden; der Rohrdurchmesser kann auch über die Höhenverstel
lung der Prüfplatten 15 ermittelt werden, da der Anschlußstutzen 19
für die Saugleitung immer dem Rohrdurchmesser entsprechend soweit
angehoben werden muß, daß der Anschlußstutzen 19 im Bereich des
oberen Scheitels des Prüflings 12 mündet. Damit wird ein mit dem
Rohrdurchmesser korrelierender Wert gewonnen, der von der Zentralen
Steuerung 40 als "Durchmesser" bewertet werden kann. Dazu ist dem
Winde mit Antrieb 6 und/oder Seilzug "Höhenverstellung" 7 (Fig. 2)
mit einem (nicht näher dargestellten) Geber versehen, dessen Aus
gangssignal einem Meßeingang der Zentralen Steuerung zugeht, wobei
dieses Eingangssignal zusammen mit dem vorgegebenen Prüfdruck die
von den Horizontal-Zylindern 17 aufgebrachte Kraft bestimmen.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen schematisch eine Frontansicht (Fig. 2),
eine Aufsicht (Fig. 3) und eine Seitenansicht (Fig. 4) der Vorrichtung
zum Prüfen poröser Rohre. Auf einem Auflager 1 sind Transportschie
nen 2 vorgesehen, auf denen die Prüflinge 12 aufliegen und über die
sie zur Prüfung in Prüfposition und nach der Prüfung aus dieser ge
bracht werden können. Die Prüfposition liegt dabei zwischen den bei
den Prüfplatten-Säulen 3, die als Vertikal-Säulen ausgebildet sind,
und an denen die zumindest die der Saug-/Druckleitung zugeordnete
Prüfplatte 15 zur Abstimmung auf unterschiedliche Durchmesser der
Prüflinge 12 höhenverstellbar gehalten ist. Dazu dient der an der
korrespondierenden Säule vertikal verfahrbare Höhenverstell-Lauf
wagen 5 und der mit Winden mit Antrieben 6 versehene Seilzüge "Hö
henverstellung" 7, der an der Prüfplattenhalterung 16 angeschlagen
ist. Dieser Höhenverstell-Laufwagen ist dabei vorteilhaft auch an
der zweiten der Prüfplatten-Säulen 3 vorgesehen, wo die Höhenver
stellbarkeit der Prüfplatte lediglich zum Ausgleich unterschiedli
cher Wandstärken der Prüflinge dient und nur eines gelegentlichen
Verstellens bedarf. Diese Höhenverstell-Laufwagen dienen dabei auch
als Aufnahmen für die Horizontal-Zylinder 17, die sie gegen die Prüf
platten-Säulen 3 abstützen. Zum Nachstellen der Höheneinstellung der
mit dem Anschlußstutzen für die Wasser-Zuflußleitung versehenen Prüf
platte reicht ein als Spannschloß ausgebildetes Ausgleichsgehänge
11, wobei es sich von selbst versteht, daß auch diese Prüfplatte mit
tels eines Seilzuges und einer Winde mit Antrieb in die gewünschte
Lage gebracht werden kann.
Vorteilhaft ist eine obere Traverse 9 vorgesehen, die die oberen En
den der Prüfplatten-Säule 3 gegeneinander abstützt, und an der wei
ter die Prüfplatten 15 zur Verminderung der auf die Kolbenstangen 18
der Horizontalzylinder 17 wirkenden Kraft abgefangen sind. Um dabei
die beim Anpressen bzw. beim Lösen der Prüfplatten 15 notwendigen Ho
rizontal-Bewegungen durchführen zu können, sind auf dieser Traverse
9 Seiten-Laufwagen 10 vorgesehen, an denen die Züge 5.1 bzw. das Aus
gleichsgehänge 11 zum Abfangen der Last angeschlagen sind. Die Prüf
platten 15 sind auf den dem Prüfling 12 zugewandten Seiten mit einem
Dichtungsbelag 15.1 aus einen elastischen Material versehen, so daß
ein dichtes Anlegen an die ringförmigen Stirnflächen der Prüflinge
12 ermöglicht wird.
Claims (17)
1. Vorrichtung zum Prüfen poröser Rohre o. dgl. auf Dichtheit,
mit einem Auflager (1, 2) für den Prüfling (12) und einem
Paar Prüfplatten (15), jede an einer Prüfplatten-Säule (3)
höhenverstellbar und zur Abdichtung des Prüflings (12) in
dessen Achsrichtung mittels hydraulischer oder pneumati
scher Zylinder (17) horizontal verschiebbar angeordnet, wo
bei mindestens eine der Prüfplatten (15) zumindest einen
Anschlußstutzen (19) für eine den Prüfling mit einer Va
kuumpumpe verbindenden Anschlußleitung mit Absperrventil
aufweist, dessen erster Anschluß mit dem Ansaug (23) der
Vakuumpumpe und dessen zweiter Anschluß mit dem Prüfling
(12) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Va
kuumpumpe als Saug-/Druck-Aggregat (22) und das Absperrven
til als 4-Wege-Ventil (25) ausgebildet sind, wobei der Aus
blas (24) des Saug-/Druck-Aggregates (22) mit dem dritten
Anschluß des 4-Wege-Ventils (25) verbunden ist, dessen
vierter Anschlußstutzen in freier Atmosphäre mündet, daß
ein mit einem Meldeschalter (20.1) versehener, als Luftfal
le ausgebildeter Wasserstandsfühler (20) oberhalb des In
nenscheitels des Prüflings (12), sowie Mittel für dessen
Innendruck-Überwachung vorgesehen sind, und daß eine Was
ser-Zuführungsleitung (27) zu einem etwa in gleicher Höhe
wie der Prüfling (12) aufgestellten Wasserreservoir (29),
in der ein Absperr-Schieber (28) angeordnet ist, eine den
Prüfling (12) ,nach Sperrung der Wasser-Zuführungsleitung
(27) mit Wasser versorgende Meßleitung (30) sowie Mittel
zur Bestimmung, der Menge des durchfließenden oder des
durchgeflossenen Wasser vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Anschlußstutzen (19) der Anschlußleitung des Saug-/
Druckaggregates (22) im Bereich des oberen Scheitels und
der Anschlußstutzen (26) für die Wasser-Zuführungsleitung
(27) im Bereich der Sohle des Prüflings (12) öffnet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Wasser-Zuführungsleitung (27) zwischen Wasserre
servoir (29) und Prüfling (12) eine einstellbare Drossel
stelle (27.1) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die einstellbare Drossel (27.1) als Regeldrossel ausgebil
det ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Meßleitung (30) für das nachfließende
Wasser als Bypaß zum Absperr-Schieber (28) geschaltet mit
dem Wasserreservoir (29) verbunden ist, das unter Druck
setzbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Meßleitung (30) für das nachfließende
Wasser mit einem Hilfs-Wasserreservoir (30) verbunden ist,
das unter Druck setzbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Meßleitung (30) für das nachfließende
Wasser mit einem Hilfs-Wasserreservoir (33) verbunden ist,
das höhenverstellbar ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Mittel zur Bestimmung des Wasser
durchflusses ein Durchfluß-Wasserzähler (31) vorgesehen
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hilfs-Wasserreservoir (33) über kom
munizierende, flexible Röhren (30) mit dem Prüfling (12)
bzw. der Wasser-Zuführungsleitung (27) derart verbunden
ist, daß es vom System entkoppelt auf einem Auflager mit
einem piezoelektrischen Druckwandler als Mittel zur Bestim
mung der Masse des Hilfs-Wasserreservoirs (33) angeordnet
ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hilfs-Wasserreservoir (33) über kom
munizierende, flexible Röhren (30) mit dem Prüfling (12)
bzw. der Wasser-Zuführungsleitung (27) derart verbunden
ist, daß es vom System entkoppelt auf einem Auflager mit
mindestens einen die massebedingte Verformung aufnehmenden,
in eine Brückenschaltung eingefügten Dehnungsmeßstreifen
als Mittel zur Bestimmung der Masse des Hilfs-Wasserreser
voirs (33) versehen ist, angeordnet ist, wobei vorzugsweise
das Auflager mit einer mit dem Dehnungsmeßstreifen zusam
menwirkenden Feder versehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hilfs-Wasserreservoir (33) über kom
munizierende, flexible Röhren (30) mit dem Prüfling (12)
bzw. der Wasser-Zuführungsleitung (27) derart verbunden
ist, daß es vom System entkoppelt in einer Aufhängung an
geordnet ist, die mit einem piezoelektrischen Druckwandler
versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Hilfs-Wasserreservoir (33) über kom
munizierende, flexible Röhren (30) mit dem Prüfling (12)
bzw. der Wasser-Zuführungsleitung (27) derart verbunden
ist, daß es vom System entkoppelt in einer Aufhängung mit
mindestens einem die massebedingte Verformung aufnehmenden,
in eine Brückenschaltung eingefügten Dehnungsmeßstreifen
versehen ist, angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Auf
hängung mit einer mit dem Dehnungsmeßstreifen zusammenwir
kenden Feder versehen ist.
13. Verfahren zum Prüfen von porösen Rohren o.dgl auf Dichtheit
mit Hilfe der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen des Prüflings
(12) mit Wasser aus dem Wasserreservoir (29) bei offener
Wasser-Zuführungsleitung (27) unter Wirkung des Unterdruc
kes im Prüfling (12) erfolgt, mit einer in der Wasser-Zu
führungsleitung (27) angeordneten Drossel (27.1) auf die
Saugleistung des Vakuumaggregates (22) abgestimmt einge
stellten Wasser-Zuflußgeschwindigkeit, und daß nach Beendi
gung der Prüfung das im Prüfling (12) enthaltene Wasser mit
einem Überdruck ausgedrückt wird, wobei vorzugsweise die
Verbindungsleitung zu dem Saug-/Druckaggregat (22) zum Er
zeugen des Überdruckes von dessen Saugstutzen (24) auf des
sen Druckstutzen (23) umgeschaltet wird, wobei die Menge
des in den Prüfling (12) zum Nachspeisen nachfließenden
Wassers mittels eines in der Meßleitung (30) angeordneten
Durchfluß-Meßzählers (31) mit Geber bestimmt wird und das
Ausgangssignal des Gebers über eine Meßsignalleitung einer
Zentralsteuerung (40) zugeführt, von dieser aufgenommen und
dokumentiert wird.
14. Verfahren zum Prüfen von porösen Rohren o.dgl auf Dichtheit
mit Hilfe der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen des Prüflings
(12) mit Wasser aus dem Wasserreservoir (29) bei offener
Wasser-Zuführungsleitung (27) unter Wirkung des Unterdruc
kes im Prüfling (12) erfolgt, mit einer in der Wasser-Zu
führungsleitung (27) angeordneten Drossel (27.1) auf die
Saugleistung des Vakuumaggregates (22) abgestimmt einge
stellten Wasser-Zuflußgeschwindigkeit, und daß nach Beendi
gung der Prüfung das im Prüfling (12) enthaltene Wasser mit
einem Überdruck ausgedrückt wird, wobei vorzugsweise die
Verbindungsleitung zu dem Saug-/Druckaggregat (22) zum Er
zeugen des Überdruckes von dessen Saugstutzen (24) auf des
sen Druckstutzen (23) umgeschaltet wird, wobei die Menge
des in den Prüfling nachgespeisten Wassers über die Massen-
Abnahme des Hilfs-Wasserreservoirs (12) mittels einer elek
tronischen Wiegeeinrichtung mit mechano-elektrischen Wand
ler bestimmt und das Ausgangssignal des mechano-elektri
schen Wandlers über eine Meßsignalleitung einer Zentral
steuerung (40) zugeführt, von dieser aufgenommen und doku
mentiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraft, mit der in bekannter Weise mit Hydraulik-
oder Pneumatikzylinder (17) gegen die Enden (13, 14) des
Prüflings (12) gedrückten Prüfplatten (15) einstellbar ist,
wobei die Einstellung nach Rohrdurchmesser des Prüflings
(12) und nach Prüfdruck vorgenommen wird, wobei vorzugswei
se die Einstellung der Kraft zumindest im Hinblick auf den
Prüfdruck über eine Regelung des Arbeitsdruckes der Hori
zontal-Zylinder (17) erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zentrale Steuerung (40) eine Schnitt
stelle (41) zum Anschluß einer Datenverarbeitung, über die
Prüfprotokolle speicher- und ausdruckbar sind, aufweist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zentrale Steuerung (40) bzw. die
angeschlossene Datenverarbeitung über eine weitere Schnitt
stelle einem Druckkopf ansteuert, der im Prüfbereich ange
ordnet die wichtigsten Prüfergebnisse auf die Oberfläche
des Prüflings druckt.
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DE19934307283 DE4307283C2 (de) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | Vorrichtung zum Prüfen von porösen Rohren o. dgl. auf Dichtheit sowie Verfahren dafür |
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