Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Federkraft von Kolbenringen. Um bei Kolbenringen die Gewähr zu haben, dass sie sich näch Einführung in den Zylinder mit der gewünschten Federkraft an die Zylinderwandung anpressen, ist eine Kon trolle erforderlich, auch wenn die Ringe mit grösster Sorgfalt der Berechnung entsprechend hergestellt sind, da namentlich bei gusseiser- nen Ringen die Federkraft durch die Weich heit des Gusseisens, Lunkerbildungen usw. beeinträchtigt sein kann.
Insbesondere bei der Massenherstellung der Kolbenringe für Automobilmotoren ist die Prüfung auf die Grösse der Anpressungskraft der Kolbenringe vor ihrer Inbenutznahme von Bedeutung.
Nach der Erfindung ist diese Kontrolle dadurch leicht ermöglicht, dass der Kolben ring durch eine Spannvorrichtung zusammen gedrückt und die hierzu nötige Kraft mittelst einer von der Spannvorrichtung beeinflussten Mefävorrichtung gemessen wird.
Aus der Angabe der Messvorrichtung, die in einem bestimmten Verhältnis zu der zum Zusammendrücken des Kolbenringes erforder lichen Kraft steht, ist durch Vergleich mit den Angaben, die bei einem einwandfreien Kolbenring gemacht werden, feststellbar, ob der geprüfte Ring den Anforderungen ent spricht, wenn er auf den gewünschten Durch messer zusammengedrückt ist.
Um den Kolbenring gleichmässig auf seinem ganzen Umfange zu fassen, so dass er bei der Prüfung genau den gleichen Verhält nissen wie bei seiner Betriebslage unterworfen ist, besteht bei der Vorrichtung zur Ausfüh rung des Verfahrens erfindungsgemäss die Spannvorrichtung aus Winkelhebeln, die um auf einem Kreise liegende- Achsen drehbar sind und deren innere Schenkel den zu prü fenden Kolbenring umgeben, während an den äussern Schenkeln eine mit der Messvorrich- tung zusammenwirkende Antriebsvorrichtung zu gleichmässiger Drehung der Winkelhebel angreift.
Die Winkelhebel werden zweckmässig so ausgebildet, dass die freien Enden der in- nern Schenkel der Winkelhebel bei deren Drehung stets auf einem Kreis liegen, so dass der Kolbenring seine Kreisförm bei dem Prü-. fungsvorgange nicht verliert. Lässt man dabei die innern Schenkel sich mit Rollen gegen den Kolbenring legen, so ist die Gewähr ge geben, dass beim Zusammendrücken des Ringes nur radial gerichtete Kräfte auf ihn wirken.
Zur Erzielung der gleichmässigen Drehung aller Winkelhebel erfolgt der Antrieb vorteil haft mit Hilfe eines einem Lagerring der Winkelhebel gleichachsigen, drehbaren Ringes, der mit Führungen versehen ist, in welche die äussern Schenkel der Winkelhebel ein greifen, wobei der Antriebsring mit der Mess- vorrichtung zusammenwirkt. Die genau gleich zeitige Drehung der Winkelhebel kann da durch noch besonders gesichert werden, dass die äussern Schenkel in die Führungen des Antriebsringes mit Rollen eingreifen, die auf einem zum Lagerringe gleichachsigen Kreise gelagert sind. Zwängungen sind hierdurch bei der Drehung des Antriebsringes zugleich vermieden.
Zweckmässig ist am Lagerringe ein An schlagvorgesehen, sö dass beimEinsetzendeszu prüfenden Kolbenringes dieser genau zwischen den Winkelhebeln liegt. Um zu vermeiden, dass beim Zusammendrücken des Kolbenringes die Messung seiner Federkraft durch die Rei bung des Ringes an der Anschlagfläche beein- flusst wird, kann die auf einer Seite des Lagerringes angeordnete, von dessen innerem Umfang ausgehende und nach dem Ringin nern sich erstreckende Anschlagfläche schräg nach aussen gekehrt sein, so dass der Kolben ring dann beim Zusammendrücken sofort ausser Berührung mit der Anschlagfläche kommt und während des Prüfvorganges allein durch die Winkelhebel gehalten ist.
Zur Messung der Federkraft des Kolben ringes wird zweckmässig zwischen die Spann vorrichtung und einen Druckknopf eine Mess- feder eingeschaltet, die bei der Messung der Federkraft durch den Druckknopf zusammen gedrückt wird und die Spannvorrichtung an treibt, wobei die Spannung der Feder durch eine Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
Eine besonders einfache und gedrungene Bauart erhält die ganze Kontrollvorrichtung, wenn Messvorrichtung und Spannvorrichtung zu einer Vorrichtung miteinander vereinigt werden. Zu diesem Zwecke ist zum Beispiel in einem zur Aufnahme des Antriebsringes dienenden Lagergehäuse der Druckknopf längs verschiebbar und trägt ein mit der Anzeige- vorrichtung verbundenes Zahnrad, das in eine mit dem Antriebsringe gelenkig verbundene Zahnstange eingreift.
Um zugleich feststellen zu können, wel cher Drehwinkel des Antriebsringes zu einer bestimmten Kraft der Messfeder gehört, kann eine den Drehwinkel des Antriebsringes an gebende Anzeigevorrichtung angeordnet wer den, mit welcher der Antriebsring zusammen wirkt. Vorteilhaft ist auch diese Anzeigevor- riehtung mit der Spannvorrichtung vereinigt indem im Lagergehäuse des Antriebsringes ein mit der Anzeigevorrichtung verbundenes Zahnrad gelagert ist, in das ein am Antriebs ring angebrachtes Zahnsegment eingreift.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist ein Querschnitt nach der Linie C-D der Fig. 2, die einen Achsialschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 darstellt.
An dem Gehäuse 1 ist ein vorspringender Ringansatz 2 vorgesehen, der am äussern Um fange eine Ringnut 3 hat, in welcher Winkel hebel 4, 5 drehbar gelagert sind, deren Dreh achsen 6 auf einem Kreise liegen. Die in- nern Schenkel 4 der Winkelhebel tragen gleich grosse Rollen 7, deren innere Rollenteile durch Aussparungen 8 des Ringansatzes 2 nach dein Ringinnern frei hindurchtreten können und deren Drehachsen 9 auch auf einem Kreise liegen.
Die äussern Schenkel 5 tragen Rollen 10, deren Drehachsen 11 auf einem mit dem Ringansatz 2 gleichachsigen Kreise liegen und mit Spiel zwischen Vorsprüngen 12 eines Ringes 13 greifen, der gleichachsig mit dem Ringansatz 2 im Gehäuse 1 auf Kugeln 14 leicht drehbar gelagert ist. Die Vorsprünge 12 verjüngen sich nach innen zu, um eine einwandfreie Führung der Rollen 10 bei der Drehung der Winkelhebel 4, 5 zu erzielen.
Am Ring 13 ist ein Arm 15 befestigt, dessen äusseres Ende als Zahnsegmeilt 16 aus gebildet ist. Die Verzahnung dieses Segmentes greift in ein im Gehäuse 1 gelagertes Zahn rädchen 17 ein. Auf der Drehachse des Zahn rädchens sitzt ein Zeiger 18, der auf einer am Gehäuse 1 angebrachten Skala 19 spielt. In einer Aussparnng 20 eines Äuges 21 des Gehäuses 1 ist ferner ein Kolben 22 längsverschiebbar gelagert; dessen äusseres Ende 'als ein Druckknopf 23 ausgebildet ist und dessen inneres Ende einen abgesetzten rohrförmigen Teil 24 bildet, der sich im Auge 21 führt und als Lager für eine längsver schiebbare Stange 25 dient.
Diese Stange ist an einem Ende mittelst einer Gabel 26 an den Arm 15 angelenkt, wobei die Gabel in ein Langloch 27 des Armes eingreift; am andern Ende ist die Stange 25 als Zabnstange 28 ausgebildet, deren Verzahnung in ein Zahn rädchen 29 eingreift, das im Kolben 22 ge lagert ist. Auf der Achse des Zahnrädchens sitzt ein Zeiger 30, der auf einer ebenfalls am Kolben 22 angebrachten Skala 31 spielt. Im rohrförmigen Teil \?4 ist eine Messfeder 32 angeordnet, deren eines Ende sich gegen den Kolben 22 und deren anderes Ende sich gegen die Gabel 26 der Stange 25 stützt. Im Auge 21 ist eine Rückstellfeder 33 für den Druckknopf 23 angeordnet.
Der Ringansatz 2 ist auf einer Seite durch eine Wand 84 geschlossen. Diese Wand ist mit einem Anschlag 35 für den zu prüfen den Kolbenring 36 versehen. Die Anschlag fläche geht von den Aussparungen 8 am in- nern Umfange des Ringansatzes 2 aus und wird durch die Mantelfläche eines Kegels ge bildet, dessen Spitze auf der Seite der Wand 34 liegt.
Bei der dargestellten Lage ist der Druck knopf 23 durch die Rückstellfeder 33 in die Ruhelage gebracht, bei welcher der Berüh rungskreis der innersten Punkte der Rollen 7 am grössten ist. Der zu prüfende Kolbenring 36 wird von der Seite her in den Lagerring 2 der Winkelhebel 4, 5 eingesetzt (Fig. 2), bis er an die kegelförmige Fläche 35 der Wand 34 anschlägt. Er liegt dann in gleicher Flucht mit den Rollen 7 der Winkelhebel. Wird nun der Druckknopf 23 von Hand nach links ge drückt, so wird durch den Kolben 22 die Messfeder 32 zusammengedrückt und durch die Feder der Ring 13 gedreht.
Diese Drehung hat zur Folge, dass durch die Vorsprünge 12 alle Rollen 10 der Winkelhebel bewegt und dadurch diese um ihre Achsen 6 gedreht werden, und zwar gleichzeitig und um das gleiche Mass. Auch die, innern Rollen 7 wer den daher gleichmässig nach innen bewegt, so dass ihre innersten Punkte stets einen Kreis begrenzen. Die Rollen 7 legen sich auf den Kolbenring 36 und drücken diesen all mählich auf seinem ganzen Umfange gleich mässig zusammen.
Bei der Drehung der Winkelhebel 4, 5 wälzen sich die Rollen 10 auf den Anschlag flächen der Vorsprünge 12 ab, so dass Zwän- gungen vermieden sind und die genau gleich zeitige und gleichmässige Bewegung aller Winkelhebel gesichert ist. Die innern Rollen 7 wälzen sich auf dem Kolbenring 36 ab, so dass bei dem Prüfvorgange nur radial ge richtete Kräfte auf den Kolbenring wirken, so da15 dieser seine Kreisform beibehält.
Der Drehwinkel des Antriebsringes 13, also das Mass, auf das der Kolbenring 36 bei seiner Betriebslage im Zylinder zusammen gedrückt sein würde, wird durch den Zeiger, 18 auf der Skala 19 angegeben. Die zu)eder Stellung dieses Zeigers gehörige Kraft, welche zum Zusammendrücken des Kolbenringes 36 auf den dem Drehwinkel entsprechenden Durchmesser erforderlich ist, also der Summe der Einzelkräfte der auf den Kolbenring wirkenden Rollen 7 entspricht, wird durch den Zeiger 30 auf der Skala 31 angezeigt. Bei der Verschiebung des Druckknopfes 23 nach links bewegt sich zwar auch die Stange 25 in diesem Sinne, bleibt jedoch in dem Masse gegenüber dem Druckknopf zurück, als der Widerstand wächst, den die Feder 32 bei der Drehung des Antriebsringes 13 zu überwinden hat.
Dieser Widerstand entspricht aber der jeweiligen Zusammenpressung des I@olbenringes 36. Das Zahnrädchen 29 wird daher beim Zusammenpressen des Kolben ringes, durch die Zahnstange 28 entgegenge setzt zum Sinne des Uhrzeigers gedreht.
Die Feder 32 ist geaicht, und die Skala 31 kann entweder unter Berücksichtigung der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse die zum Zusammendrücken des Kolbenringes 36 erforderlichen Kräfte angeben oder auch nur die gewünschte Normalkraft mit dem zuläs sigen Abweichungsbereich', so dass aus der Über- oder Unterabweichung erkannt werden kann, ob der Ausschuss des Kolbenringes zu erfolgen hat.
Der Druckknopf 2.3 geht beim Loslassen unter Wirkung der Rückstellfeder 33 in die Ruhelage zurück, bei welcher der Kolbenring 36 aus dem Lagerring 2 entfernt werden kann.
Während des Prüfungsvorganges ist der Kolbenring 36 ausschliesslich durch die Rollen 7 gehalten, da der Ring beim Zusammendrücken infolge der kegelförmigen Ausgestaltung der Anschlagfläche 35 von dieser sofort frei kommt. Die Messung wird daher durch eine zusätz liche Lagerreibung des Kolbenringes rieht beeinflusst.
Der Lagerring für die Winkelhebel und der Antriebsring können natürlich auch ge trennt voneinander angeordnet sein.