DD148982A1 - Messverfahren zur bestimmung unzulaessiger spalte zwischen rotationssymmetrischen bauteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Pruefung von rotationssymmetrischen Bauteilen, insbesondere Kolben- und Verdichtungsringen fuer Verbrennungsmotoren, Kompressoren u.a. beim Kolbenringhersteller und -verbraucher. Ziel der Erfindung ist die objektive Bestimmung der Laenge des Lichtspaltes, bezogen auf den Kolbenringumfang und der Lichtspalttiefe. Ein in einen Lehrring eingespannter Kolbenring wird mit konstanter Geschwindigkeit gedreht, wobei gebuendeltes Impulslicht auf seinen aeuszeren Rand gerichtet wird. Das bei einer Umdrehung des Kolbenringes zwischen diesem und dem Lehrring hindurchtretende Licht wird durch einen Fotoempfaenger in ein analges elektrisch. Signal umgewandelt und ueber Selektivverstaerker einer Anzeigeeinheit und Auswerteeinheit zugefuehrt.

Description

-Ί-

^Tltel der Erfindung

Meßverfahren zur Bestimmung unzulässiger Spalte zwischen rotationssymmetrisclien Bauteilen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Prüfung von rotations symmetrischen Bauteilen, insbesondere Kolbon- und "Verdichtungsringen für Verbrennungsmotoren, Kompressoren u.a. beim Kolbenringhersteller und -verbraucher

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Infolge unzureichenden Anpreßdruckes der Kolbenringe eines Kolbens in seinem Arbeitszylinder ergeben sich Leistungsminderungen bei Kolbenarbeits- und -kraftmaschinen. Die Minderung des Anpreßdruckes entsteht durch ungleichmäßige Spannungen im Material oder durch fehlerhafte Bearbeitung der Ringe, Die geschilderten Mangel treten vor allem bei elastischen, sieh im Arbeitszylinder selbst spannenden Kolbenringen auf, indem der beabsichtigte, durch das Spannen erzeugte Anpreßdruck fehlt und zwischen Ring und Zylinderwand ein Spalt entsteht. Zur Kontrolle auf Dichtheit wird bisher der Kolbenring in einen Lehrring eingedrückt und in einem geeigneten Gerät gegen eine Lichtquelle einer visuellen Prüfung unterzogen» Nicht am Lehrring anliegende Abschnitte des Uinfanges des Kolbenringes werden dabei als Lichtspalt wahrgenommen.

Dieses Verfahren ist international bei Kolbenringherstellern gebräuchlich.

Man ist bei der Beurteilung der Ergebnisse auf die subjektive Auffassung der Prüfenden angewiesen. Derartige Verfahren bringen dann stets eine Unsicherheit oder sogar eine Unzuverlässigiceit mit sich, was sich als unzureichende Qualitätssicherheit erweist,

Weiterhin ist ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung bekannt, bei dem über ein pneumatisches Meßverfahren Undichtheiten durch Druckabfall nachgewiesen werden. Dieses Verfahren läßt keine Aussage über Lage und Ausdehnung des Spaltes zu. Die bisher verwendeten Prüfverfahren lassen jeweils nur eine qualitative Aussage zu und ermöglichen keine Quantitative Aussage,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Qualitätssicherheit bei der Prüfung der Kolbenringe.

Darlegung des I/esens der Erfindung

- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, die auf den Umfang des rotationssymmetrischen Bauteils bezogene Länge des Lichtspaltes sowie seine Tiefe objektiv zu bestimmen und eine quantitative Aussage hierüber zu ermöglichen, wobei das Ergebnis reproduzierbar sein muß,

- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zu prüfende rotationssymmetrische Bauteil in einen Lehrring eingespannt und mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird, wobei gebündeltes Inipulslicht auf seinen äußeren Rand gerichtet wird. Das während einer Umdrehung des rotationssymmetrischen Bauteils zwischen diesem und dem Lehrring hindurchtreten.de Licht wird durch einen

- 3 - « I «J C

Fotoempfänger in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt und über Selektivverstärker einer Anzeigeeinheit und Auswerteeinheiten zugeführt, Durch eine bekannte elektronische Schaltung wird die Länge des Lichtspaltes erfaßt, auf den Umfang des rotationssymmetrischen Bauteils bezogen und das Ergebnis so gespeichert, daß es nach f

dem Abschluß des Meßvorganges abgerufen und angezeigt werden kann.

Ausfuhrungsbeispiel

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels soll die Anwendung des Meßverfahrens bei der Prüfung von Kolben- und Verdichtungsringen näher erläutert werden. Die Figur zeigt schematisch die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens notwendige Blockschaltung, die eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens ermöglicht.

Der in einen Lehrring 3 eingelegte zu prüfende Kolbenring k wird durch Impulslicht von einer Lichtquelle 1 bestrahlt, deren Strahlen durch ein Linsensystem 2 auf den hinter dem Prüfling angeordneten Fotoempfängers 5 gebündelt werden. Die Lauffläche des Kolbenringes liegt dabei in der optischen Achse.

Die bei vorhandenem Lichtspalt entstehende Spannungsänderung wird einem Selektivverstärker 6 zugeführt, der auf die Lichtfrequenz abgestimmt ist. An dessen Ausgang erscheint eine Gleichspannung, die von der Lichtspaltgröße abhängt und von einer Anzeigeeinheit 7 analog oder digital angezeigt wird.

Das am Verstärkungsausgang anliegende Signal wird gleichzeitig den Kon^paratoren 8 und 9 zugeführt. Komparator 8 gibt beim Durchlauf des Kolbenringstoßes durch den Strahlengang der Steuereinheit 11 einen Startimpuls für den Beginn des MeßVorganges und nach einer vollständigen Umdrehung beim zweiten Durchlauf des Stoßes den Stopimpuls.

- k - d

Der Komparator 9 vergleicht die Signalgröße mit einem durch ein Stellglied 10 veränderbaren Sollwert, bei dessen Überschreitung die Steuereinheit 11 die "Gut"-Anzeige 12 auf die "Schlecht"-Anzeige 13 umsehaltet« Das bei Überschreitung des Sollwertes am Ausgang des Komparators 9 anliegende Signal wird gleichzeitig der Prozentauswertung 20 zugeführt, die die Lichtspaltlänge als bezogene Größe des gesamten Umfangs auswertet und speichert. Über einen Schalter 19 kann der gespeicherte Wert auf der Anzeigeeinheit 7 angezeigt werden.

Zur Erhöhung der Meßsicherheit werden alle Betriebsspannungen der elektronischen Baugruppen einer stabilisierten Spannungsquelle 21 entnommen.

Durch einen Wählschalter 1^· werden sowohl der Prozentauswertung 20 als auch der Motordrehzahlregelung 15 solche Eingangsinformationen zugeleitet, daß unterschiedliche KoI-benringdurchmesser unter gleichen Bedingungen geprüft werden« Durch die Motordrehzahlregelung 15 wird ein Getriebemotor 17 so angesteuert, daß über ein Antriebsrad 18 der Lehrring 3 so angetrieben wird, daß am Umfang des Kolbenringes h unabhängig von seinem Durchmesser die gleiche Abtastgeschwindigkeit vorliegt«

Das Einschalten des Getriebemotors 17 erfolgt durch einen Schalter 16, der von der Steuerschaltung 11 nach Abschluß des Meßvorganges wieder geöffnet wird.

Zum Einstellen unterschiedlicher Meßempfindlichkeiten kann durch ein Stellglied 23 die Helligkeit der Beleuchtungsquelle 1 über die Versorgungseinheit 22 verändert werden. Unter Verwendung eines geeigneten Prüfnormals anstelle des Systems Lehrring 3 und Kolbenring k können dadurch auch Alterungserscheinungen aller verwendeten Bauelemente eliminiert werden.

Claims (1)

1. - 5 ~·
   Brfindungsanspruch

   Meßverfahren zur Bestimmung unzulässiger Spalte zwischen rotationssymmetrischen Bauteilen, gekennzeichnet dadurch, daß das zu prüfende rotationssymmetrisch^ Bauteil in einem Lehrring eingespannt wird, wobei gebündeltes Impulslicht auf seinen äußeren Rand gerichtet wird, daß das während einer Umdrehung des rotationssymmetrischen Bauteils zwischen diesen und dem Lehrring hindurchtretende Licht durch einen Fotoempfänger in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt und über selektivverstärker einer Anzeigeeinheit und Auswerteeinheit zugeführt wird, daß durch eine bekannte elektronische Schaltung die Länge des Lichtspaltes erfaßt, auf den Umfang des rotationssymmetrischen Bauteils bezogen und das Ergebnis so gespeichert wird, daß es nach dem Abschluß des Meßvorganges abgerufen oder gespeichert und angezeigt wird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen

   !' ΓΓΠ ];-) 0 ίί , C" /' f\ η r, "-·