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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Prüfsysteme und insbesondere auf Systeme zur Prüfung von Maschinendichtungen.
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Stand der Technik
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In Maschinen eingesetzte Dichtungen können schwierigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein, die zu vorzeitigem Verschleiß und Ausfall der Dichtungen führen können. Eine kurze Lebensdauer der Dichtung und ein Ausfall der Dichtung können sich für den Maschinenbesitzer aufgrund der Kosten und Ausfallzeiten, die mit einem frühzeitigen Austausch der Dichtung verbunden sind, sowie aufgrund von Schäden an der Maschine oder Sicherheitsproblemen, die durch eine ausgefallene Dichtung entstehen können, als nachteilig erweisen. Dementsprechend besteht ein Bedarf zur Prüfung von Dichtungen, um sicherzustellen, dass sie die gewünschte Dichtigkeit und Lebensdauer vorsehen. Die Validierung neuer Dichtungsdesigns zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Abdichtung und Lebensdauer der Dichtungen kann jedoch ein schwieriger und zeitintensiver Prozess sein. Beispielsweise kann eine solche Dichtungsprüfung die Überwachung der Dichtungen im Betrieb erfordern, um sicherzustellen, dass die Dichtungen unter den Bedingungen getestet werden, denen die Dichtungen im Gebrauch ausgesetzt sind. Feldversuche haben jedoch auch Nachteile. Es kann logistisch schwierig sein, eine ordnungsgemäße Dichtungsüberwachung im Gebrauch vorzusehen, die Wiederholbarkeit der Dichtungsprüfung im Gebrauch kann schwierig sein, und die unregelmäßige Nutzung der Maschine im Gebrauch kann zu einem langwierigen Dichtungsprüfungsprozess führen.
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Die chinesische Patentveröffentlichung Nr.
CN109580121 mit dem Titel Multifunctional Sealing Performance Testing Experiment Platform (Multifunktionale Versuchsplattform zur Prüfung der Dichtungsleistung) offenbart ein laborgestütztes Dichtungsprüfsystem für Umgebungen mit hohem Flüssigkeitsdruck, wie sie in einem Getriebesystem vorkommen. Das offenbarte System induziert torsionale, axiale und/oder radiale Vibrationsbelastungen auf das geprüfte Dichtungssystem. Die Veröffentlichung '121 offenbart verschiedene Prüfprotokolle durch Variation der Lasten und Drücke, die auf das geprüfte Dichtungssystem einwirken. Während die Veröffentlichung '121 ein variables, laborbasiertes Dichtungsprüfsystem offenbart, prüft es nicht mehrere Dichtungssysteme gleichzeitig und ist in den verschiedenen Bedingungen, die während der Prüfung auf die Dichtungen einwirken können, begrenzt.
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Das Dichtungsprüfsystem der vorliegenden Offenbarung kann eines oder mehrere der vorhergehend aufgeführten Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik lösen. Der Umfang der aktuellen Offenbarung wird jedoch durch die beigefügten Ansprüche definiert, und nicht durch die Fähigkeit, irgendein spezifisches Problem zu lösen.
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Kurzdarstellung
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Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Dichtungsprüfsystem ein Antriebssystem und eine von dem Antriebssystem angetriebene Drehwelle. Das System beinhaltet ferner eine erste Dichtungsprüfunterbaugruppe mit einem ersten Drehelement, das mit der Drehwelle gekoppelt ist, einem ersten stationären Element, das neben dem ersten Drehelement angeordnet ist, und einer ersten Prüfdichtung, die zwischen dem Drehelement und dem stationären Element an einer ersten Dichtungsgrenzfläche angeordnet ist; und eine zweite Dichtungsprüfunterbaugruppe mit einem zweiten Drehelement, das mit der Drehwelle gekoppelt ist, einem zweiten stationären Element, das neben dem zweiten Drehelement angeordnet ist, und einer zweiten Prüfdichtung, die zwischen dem Drehelement und dem stationären Element an einer zweiten Dichtungsgrenzfläche angeordnet ist. Das System beinhaltet zusätzlich eine mit dem ersten und zweiten stationären Element gekoppelte Fehlausrichtungsbaugruppe zur Bewegung des ersten und zweiten stationären Elements um den gleichen Abstand zum Vorsehen einer gleichen Fehlausrichtung an der ersten und zweiten Dichtungsgrenzfläche.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Dichtungsprüfsystem eine Wanne zur Aufnahme von Medien, ein Antriebssystem und eine von dem Antriebssystem angetriebene Drehwelle. Das System beinhaltet ferner eine erste Dichtungsprüfunterbaugruppe mit einem ersten Drehelement, das mit der Drehwelle gekoppelt ist, einem ersten stationären Element, das neben dem ersten Drehelement angeordnet ist, und einer ersten Prüfdichtung, die zwischen dem Drehelement und dem stationären Element an einer ersten Dichtungsgrenzfläche angeordnet ist, wobei sich die erste Dichtungsgrenzfläche zumindest teilweise in der Wanne befindet; und eine zweite Dichtungsprüfunterbaugruppe, die im Wesentliche mit der ersten Dichtungsprüfunterbaugruppe identisch ist, wobei die zweite Dichtungsprüfunterbaugruppe ein zweites Drehelement, das mit der Drehwelle gekoppelt ist, ein zweites stationäres Element, das neben dem zweiten Drehelement angeordnet ist und eine zweite Prüfdichtung beinhaltet, die zwischen dem Drehelement und dem stationären Element an einer zweiten Dichtungsgrenzfläche angeordnet ist, wobei die zweite Dichtungsgrenzfläche zumindest teilweise in der Wanne angeordnet ist..
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Gemäß noch eines weiteren Aspekts der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Prüfen von Dichtungen das Einlegen einer Vielzahl identischer Prüfdichtungen in eine Vielzahl von Dichtungsprüfunterbaugruppen eines Dichtungsprüfsystems; und das selektive gleichzeitige Anwenden des gleichen zumindest einen Dichtungsverschleißparameters auf jede Prüfdichtung gleichzeitig, wobei der zumindest eine Dichtungsverschleißparameter beinhaltet: die gleiche Drehlast auf jede Prüfdichtung; die gleiche Fehlausrichtung für jede Prüfdichtung; den gleichen Dichtungsabstand für jede Prüfdichtung; oder dem gleichen Austrittsmedium für jede Prüfdichtung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 stellt eine perspektivische Ansicht des Dichtungsprüfsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung dar;
- 2 stellt einen zentralen Querschnitt des Dichtungsprüfsystems aus 1 dar;
- 3 stellt eine vergrößerte Ansicht einer Dichtungsprüfunterbaugruppe des Dichtungsprüfsystems aus 1 dar;
- 4 stellt eine vergrößerte Ansicht einer Dichtungsgrenzfläche der
- Dichtungsprüfunterbaugruppe aus 3 dar;
- 5 stellt eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht einer Abstandsreglerbaugruppe dar, die mit der Dichtungsprüfunterbaugruppe aus 3 verbunden ist;
- 6 stellt eine isolierte, perspektivische Ansicht eines Drehelements der Dichtungsprüfunterbaugruppe aus 3 dar;
- 7 stellt eine vergrößerte Draufsicht auf die Abstandsreglerbaugruppe dar, die mit der Dichtungsprüfunterbaugruppe aus 3 verbunden ist;
- 8 stellt eine isolierte, perspektivische Ansicht eines stationären Elements der Dichtungsprüfunterbaugruppe aus 3 dar;
- 9 stellt einen zentralen Querschnitt durch einen Abschnitt der Fehlausrichtungsbaugruppe des Dichtungsprüfsystems aus 1 dar; und
- 10 stellt eine Einzelansicht der Wanne des Dichtungsprüfsystems aus 1 dar.
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Ausführliche Beschreibung
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Sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind nur exemplarisch und erläuternd und schränken die Merkmale, wie beansprucht, nicht ein. Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“, „beinhaltend“ oder andere Varianten davon einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt oder für einen solchen Prozess, ein solches Verfahren, einen solchen Artikel oder eine solche Vorrichtung inhärent ist. In dieser Offenbarung werden relative Begriffe, wie z. B. „ungefähr“, „im Wesentlichen“, „allgemein“ oder „etwa“ verwendet, um eine mögliche Abweichung von ± 10 % des angegebenen Wertes anzugeben.
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Mit Bezugnahme auf die 1 und 2 beinhaltet ein Dichtungsprüfsystem 10 eine Gehäusebaugruppe 12, ein Antriebssystem 14, eine Drehwelle 16 und eine Vielzahl von Dichtungsprüfunterbaugruppen 20. Jede der Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 kann zumindest ein Drehelement 22, ein stationäres Element 24 und zumindest eine Prüfdichtung 26 beinhalten, die sich zwischen dem Drehelement 22 und dem stationären Element 24 an einer Dichtungsgrenzfläche 28 befindet (4). Das Dichtungsprüfsystem 10 kann auch eine Fehlausrichtungsbaugruppe 50 und Abstandsreglerbaugruppen 70 beinhalten, um die Ausrichtung und den Abstand der Dichtungsgrenzflächen 28 zu verändern.
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Wie in den 1, 2 und 10 dargestellt, kann die Gehäusebaugruppe 12 eine Wanne 80 (in 10 isoliert dargestellt), Endkappen 82 und ein Paar planarer Stützwände 84 beinhalten. Die Wanne 80 kann eine rechteckige Form mit einem Paar von Seitenwänden 86, einem Paar von Stirnwänden 88, einer Bodenwand 90 und einer offenen Oberseite aufweisen. Es versteht sich, dass die Wanne 80 jede beliebige Größe und Form aufweisen kann. Wie dargestellt, umgibt die Wanne 80 nur die untere Hälfte der Dichtungsprüfunterbaugruppe 20. Die Wanne könnte jedoch auch weniger, mehr oder alle Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 umgeben. Ferner ist die Wanne zwar mit einer offenen Oberseite dargestellt, es versteht sich jedoch, dass die Wanne auch ein vollständiges Gehäuse ohne offene Oberseite bilden oder eine Sicherheitsabdeckung zum Schutz der Bedienpersonen bei der Benutzung des Systems 10 beinhalten könnte. Die Bodenwand 90 der Wanne 80 kann einen Ablauf 92 beinhalten. Wie am besten aus 10 ersichtlich, können die Stirnwände 88 jeweils Nuten 94 zur Abstützung und Positionierung der Drehwelle 16 und Nuten 96 zur Abstützung und Positionierung von Abschnitten der Fehlausrichtungsbaugruppe 50 beinhalten.
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Mit rückkehrender Bezugnahme auf die 1 und 2 können die Endkappen 82 der Gehäusebaugruppe 12 lösbar mit der Wanne 80 befestigt und darauf ausgelegt sein, das Antriebssystem 14, die Drehwelle 16 und Abschnitte der Fehlausrichtungsbaugruppe 50 zu unterstützen und zu sichern. Die Stützwände 84 können angrenzend an jede Endwand 88 angeordnet und zur unterstützenden Aufnahme in der Wanne 80 bemessen sein, sodass der Boden und die Seiten der Stützwände 84 die Bodenwand 90 und die Seitenwände 86 der Wanne 80 berühren. Die Stützwände 84 können vier Bohrungen 102 beinhalten (in 1 sind nur zwei zu sehen), die zum Stützen und Sichern von Abschnitten der Fehlausrichtungsbaugruppe 50 positioniert sind. Ferner können die Stützwände 84 eine obere, halbkreisförmige Öffnung 104 beinhalten, die im Allgemeinen mit einer oberen Fläche der Endkappe 82 ausgerichtet ist, um zusätzlichen Raum für das Antriebssystem 14 vorzusehen. Die Stützwände 84 können in jeder geeigneten Weise befestigt sein, wobei sie über Schrauben, Schweißnähte oder dergleichen mit den Endkappen 82 verbunden sind. Es versteht sich, dass die Gehäusebaugruppe 12 zusätzliche Stütz- oder Sicherungsabschnitte beinhalten und aus jedem geeigneten Material bestehen kann. Unter Bezugnahme auf 1 kann das Antriebssystem 14 einen oder mehrere Antriebsmotoren 110 beinhalten. Das Dichtungsprüfsystem 10 kann beispielsweise vier Antriebsmotoren 110 beinhalten, zwei an jedem Längsende der Gehäusebaugruppe 12, wie in 1 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass mehr oder weniger Antriebsmotoren 110 verwendet werden können. Die Antriebsmotoren 110 können von jeder herkömmlichen Art sein, wie etwa elektrische Antriebsmotoren, und können sowohl in Bezug auf die Geschwindigkeit als auch in Bezug auf die Richtung selektiv gesteuert werden. Jeder Antriebsmotor 110 kann an der oberen Fläche der Endkappen 82 befestigt werden und eine verzahnte Ausgangswelle 112 zum Zusammenwirken mit einem getriebenen Zahnrad 114 an jedem Längsende der Drehwelle 16 beinhalten. Es versteht sich, dass anstelle der Verzahnung auch andere Antriebskupplungen verwendet werden können. Dementsprechend dienen die Antriebsmotoren 110 zum steuerbaren Antrieb der Drehwelle 16. Ferner ermöglicht die Anzahl und Anordnung der Antriebsmotoren 110 das Ausschalten der Antriebsmotoren 110, ohne eine bestimmte Dichtungsprüfung zu beeinträchtigen/zu beenden.
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Wie am besten aus 2 ersichtlich, wird die Drehwelle 16 von den Stirnwänden 88 und den Stützwänden 84 der Gehäusebaugruppe 12 getragen und erstreckt sich zwischen diesen. An den gegenüberliegenden Enden der Drehwelle 16 kann eine herkömmliche Lagerbaugruppe 120 vorgesehen sein. Die Lagerbaugruppen 120 können, wie in 2 dargestellt, an jede Stützwand 84 gekoppelt sein, um das Entfernen der Drehwelle 16 aus der Wanne 80 zu erleichtern. Es versteht sich jedoch, dass die Lagerbaugruppen 120 an anderen Positionen angeordnet sein könnten, wie beispielsweise an die Wanne 80 gekoppelt, und jede herkömmliche Art von Lager(n) beinhalten könnten. Die Drehwelle 16 kann auch mit der Vielzahl der Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 und den Abstandsreglerbaugruppen 70 gekoppelt sein. Wie am besten in 2 dargestellt, kann das Dichtungsprüfsystem 10 vier identische Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 und acht identische Abstandsreglerbaugruppen 70 beinhalten, eine auf jeder Seite einer Dichtungsprüfunterbaugruppe 20. Wie hierin beschrieben, gilt die Bezugnahme auf ein Merkmal einer Dichtungsprüfunterbaugruppe 20 oder einer Abstandsreglerbaugruppe 70 gleichermaßen für die anderen, identischen Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 und Abstandsreglerbaugruppen 70. Das Dichtungsprüfsystem 10 könnte mehr oder weniger Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 und Abstandsreglerbaugruppen 70 beinhalten.
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Wie in 3 am besten dargestellt, kann jede Dichtungsprüfunterbaugruppe 20 ein Paar von Drehelementen 22, jeweils eines auf gegenüberliegenden Seiten des stationären Elements 24, und eine ringförmige Prüfdichtung 26 beinhalten, die zwischen jedem Drehelement 22 und dem stationären Element 24 angeordnet ist. Die Drehelemente 22 können über Abstandsreglerbaugruppen 70 mit der Drehwelle 16 gekoppelt sein. 6 zeigt ein Drehelement 22, das aus der Dichtungsprüfvorrichtung 10 entfernt wurde. Das Drehelement 22 kann als Scheibenelement 130 mit einer allgemein planaren Innenfläche 136, einer allgemein planaren Außenfläche 134 und einer sich dadurch erstreckenden Wellenaufnahmeöffnung 132 gebildet sein.
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Die Außenfläche 134 des Scheibenelements 130 kann starr mit einem Abstandsreglergehäuse 142 verbunden (z. B. verschweißt) sein, durch das sich auch eine Wellenaufnahmeöffnung 138 erstreckt. Wie in den 3, 5 und 7 dargestellt, ist das Abstandsreglergehäuse 142 durch einen drehbaren Exzenteregler (Exzenterbolzen 140), der sich radial durch die Drehwelle 16 erstreckt, verschiebbar an der Drehwelle 16 befestigt. Insbesondere beinhaltet das Abstandsreglergehäuse 142 einen inneren länglichen Kanal 144 (7) sodass die Drehung des Exzenterbolzens 140 das Abstandsreglergehäuse 142 und das daran befestigte Drehelement 22 entlang der Drehwelle 16 näher und weiter weg vom stationären Element 24 verschiebt. Eine solche Bewegung verändert den Abstand oder die Vorspannung an der Dichtungsgrenzfläche 28, wie durch die horizontalen Pfeile in 4 dargestellt. Ein oder beide Exzenterbolzen 140 und das Abstandsreglergehäuse 142 können Markierungen zur leichteren Identifizierung der Drehposition des Exzenterbolzens 140 beinhalten und so eine ähnliche Positionierung anderer Exzenterbolzen 140 erleichtern, um eine ähnliche Positionierung des Abstands bei anderen Drehelementen 22 zu erreichen.
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Wie in den 3 und 4 am besten dargestellt, beinhaltet die Innenfläche 136 des Drehelements 22 eine umlaufende Dichtungsaufnahmenut 138. Die Dichtungsaufnahmenut 138 kann eine beliebige geeignete Größe und Form zur Aufnahme der jeweiligen zu prüfenden Dichtung 26 aufweisen. Verschiedene Drehelemente 22 können mit unterschiedlichen Dichtungsaufnahmenuten 138 zur Aufnahme unterschiedlicher Arten von Dichtungsanordnungen 26 versehen sein, damit das Dichtungsprüfsystem 10 verschiedene Größen und Arten von Prüfdichtungen 26 prüfen kann. Eine beispielhafte ringförmige Lippendichtung ist in 4 abgebildet. Es versteht sich, dass, obwohl die Dichtungsaufnahmenut 138 als in den Drehelementen 22 vorgesehen offenbart ist, eine Dichtungsaufnahmenut jedoch auch zusätzlich oder alternativ in dem stationären Element 24 vorgesehen sein könnte. Ferner versteht sich, dass, obwohl eine Dichtungsaufnahmenut 138 im Drehelement 22 dargestellt ist, ein Drehelement 22 (oder stationäres Element 24) zwei oder mehr Dichtungsaufnahmenuten 138 und Prüfdichtungen 26 beinhalten kann, beispielsweise radial versetzte Nuten. Die Drehelemente 22 können aus jedem geeigneten Material, beispielsweise Stahl, bestehen.
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8 zeigt das aus dem Dichtungsprüfsystem 10 entfernte stationäre Element 24. Das stationäre Element 24 kann die Form eines Rings mit einem Paar allgemein planarer Außenflächen 150, 152 haben. Das stationäre Element 24 kann auch ein oder mehrere Längsöffnungen 154 beinhalten, die sich durch das stationäre Element 24 in einem radial äußeren Abschnitt des stationären Elements 24 erstrecken. Beispielsweise kann das stationäre Element 24 vier Öffnungen 154 beinhalten, die in gleichem Abstand um das stationäre Element 24 herum angeordnet sind (90-Grad-Abstand). Das stationäre Element 24 kann auch ein oder mehrere sich radial erstreckende Öffnungen oder Bohrungen 156 beinhalten, die sich vollständig durch das stationäre Element 24 von einem radial äußeren Rand zu einem radial inneren Rand davon erstrecken. Wie beispielsweise in 4 dargestellt, bilden die Außenflächen 150, 152 einen Teil einer Dichtungsgrenzfläche 28. Wie hierin verwendet, ist die Dichtungsgrenzfläche 28 der allgemeine Bereich, in dem die Prüfdichtung 26 das stationäre Element 24 berührt, und die zugehörige Position des stationären Elements 24 in Bezug auf das Drehelement 22. Das stationäre Element 24 kann aus jedem geeigneten Material, beispielsweise Stahl bestehen.
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Mit Bezugnahme auf die 1, 2 und 9 kann die Fehlausrichtungsbaugruppe 50 einen oder mehrere Fehlausrichtungsstangen 170 beinhalten, die sich durch ein oder mehrere Öffnungen 154 des stationären Elements 24 erstrecken. Beispielsweise kann die Fehlausrichtungsbaugruppe 50, wie in den Zeichnungen dargestellt, vier Fehlausrichtungsstangen 170 beinhalten, die sich durch jeweils eine der vier Öffnungen 154 der stationären Elemente 24 (8) erstrecken, sodass die Fehlausrichtungsstangen 170 durch einen Bogen von 90 Grad getrennt sind. Jede Fehlausrichtungsstange 170 kann teilweise oder vollständig mit einem Gewinde versehen und an den gegenüberliegenden Enden fest an den Stützwänden 84 der Gehäusebaugruppe 12 befestigt sein, beispielsweise durch ein Paar Muttern 172 oder andere Befestigungselemente.
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Eine Vielzahl von Abstandshaltern oder Abstandshaltergruppen 174 kann auf den Fehlausrichtungsstangen 170 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Abstandshaltergruppe 174 beweglich auf den Fehlausrichtungsstangen 170 aufgenommen und auf beiden Seiten der stationären Elemente 24 angeordnet werden, sodass jedes der stationären Elemente 24 einen festen Abstand zueinander hat. Wie in den Figuren dargestellt, können drei gleich große Zwischenabstandshalter 176 zwischen jedem der vier stationären Elemente 24 vorgesehen sein. Die Zwischenabstandshalter 176 können jeweils kugelförmige Enden für den richtigen Sitz in den Öffnungen 154 der stationären Elemente 24 beinhalten. Ein Endabstandshalter 178 kann an einem äußeren Ende jedes der äußersten stationären Elemente 24 angeordnet sein. Wie dargestellt, können die Endabstandshalter 178 ein inneres kugelförmiges Ende und ein äußeres planares Ende 180 beinhalten. Die planaren Enden 180 sind zum Anliegen an eine Positionierungsmutter 182 ausgelegt. Die koordinierte Längsbewegung beider Positionierungsmuttern 182 entlang des Gewindes der Fehlausrichtungsstange 170 ermöglicht eine gleichmäßige Bewegung der Abstandshaltergruppe 174 und jedes der stationären Elemente 24 und kann so einer gleichmäßigen Fehlausrichtung an der Dichtungsgrenzfläche 28 jeder Dichtungsprüfunterbaugruppe 20 bewirken. In einer Alternative können eine oder mehrere dimensionierte Unterlegscheiben zwischen den Endabstandshaltern 178 und der Positionierungsmutter 182 beinhaltet sein. Derartige Unterlegscheiben können hinzugefügt und entfernt werden, um einen Standard-Bewegungsabstand zwischen der Abstandshaltergruppe 174 und dem stationären Element 24 zu gewährleisten. Die von der Fehlausrichtungsbaugruppe 50 vorgesehene Winkelfehlausrichtung ist durch den Bogenpfeil in 4 dargestellt, und mit dem offenbarten Dichtungsprüfsystem 10 sind Winkelfehlausrichtungen in der Größenordnung von etwa +/- 4 Grad möglich.
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Das Dichtungsprüfsystem 10 kann auch Überwachungssysteme zur Beobachtung der Prüfdichtungen 26 während der Prüfung beinhalten. Ein Beispiel für ein Überwachungssystem kann den Einsatz einer Kamerabaugruppe (nicht abgebildet) beinhalten, beispielsweise einer boreskopartigen Kamerabaugruppe. Eine oder mehrere Kamerabaugruppen können innerhalb der Radialbohrungen 156 (8) der stationären Elemente 24 eingesetzt werden, um die Dichtungsgrenzfläche 28 oder andere Abschnitte des Dichtungsprüfsystems visuell zu inspizieren. Die Bilddaten der einen oder mehreren Kamerabaugruppen können einer Bildanalyse zur Ermittlung von Veränderungen der Prüfdichtung 26 über die Zeit unterzogen werden. Im Dichtungsprüfsystem 10 können verschiedene andere Überwachungstechniken zum Einsatz kommen, beispielsweise können in dem System ein oder mehrere Farbstoffe zur leichteren Erkennung eines Ausfalls der Dichtung verwendet werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die offenbarten Aspekte der vorliegenden Offenbarung können bei der Entwicklung und Prüfung von Dichtungen für den Einsatz in verschiedenen Maschinen und Umgebungen verwendet werden. Beispielsweise kann das Dichtungsprüfsystem 10 die Prüfung der Dichtungsfähigkeit und/oder der Lebensdauer mehrerer Dichtungen zur gleichen Zeit und unter den gleichen Umgebungs- und mechanischen Bedingungen ermöglichen.
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Während des Betriebs kann eine Prüfdichtung 26 in jede der Dichtungsaufnahmenuten 138 (4) jeder Dichtungsprüfunterbaugruppe 20 eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise durch das Lösen oder Entfernen eines Exzenterbolzens 140 von der Drehwelle 16 erreicht werden, damit das Drehelement 22 (und die Abstandsreglerbaugruppe 70) entlang der Drehwelle 16 und getrennt vom stationären Element 24 gleiten kann. Sobald ein ausreichender Abstand zwischen dem stationären Element 24 und dem Drehelement 22 besteht, kann die Prüfdichtung 26 in die Dichtungsaufnahmenut 138 des Drehelements 22 eingelegt werden. Dieses Dichtungseinsetzverfahren geht davon aus, dass die ringförmige Dichtung 26 ein Paar von Anschlussenden hat. Für eine endlose ringförmige Dichtung wäre eine detailliertere Entfernung der Drehwelle aus Abschnitten der Gehäusebaugruppe 12 erforderlich.
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Nachdem alle Prüfdichtungen 26 in die Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 eingelegt wurden, insgesamt acht, können die Abstandsreglerbaugruppen 70 überprüft werden, um sicherzustellen, dass jeder der Exzenterbolzen 140 in gleicher Weise drehbar angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Dichtungsgrenzflächen 28 den gleichen Abstand oder die gleiche Vorspannung zwischen dem stationären Element 24 und dem Drehelement 22 beinhalten. Die Wanne 80 kann mit einem gewünschten Medium gefüllt werden, wobei das Medium eine beliebige Form haben und so ausgewählt werden kann, dass es den Medien entspricht, mit denen die Prüfdichtung 26 im Einsatz konfrontiert wird. Solche Medien können beispielsweise Salzwasser, Süßwasser, Öl, Erde, einen Schlamm oder überhaupt kein Medium beinhalten. Entsprechend ist die untere Hälfte der Dichtungsprüfunterbaugruppe dem Medium ausgesetzt. Das stationäre Element 24 kann durch Fehlausrichtungsbaugruppen 50 anfänglich so positioniert werden, dass es sich im Allgemeinen orthogonal zur Drehwelle 16 erstreckt. Die stationären Elemente 24 können jedoch aus der orthogonalen Ausrichtung in eine fehlausgerichtete Ausrichtung bewegt werden, um eine Fehlausrichtung der Prüfdichtung 26 zu bewirken. Eine solche Fehlausrichtungsbewegung des stationären Elements 24 ist mit dem Bogenpfeil oben in 4 dargestellt. Wie vorstehend erläutert, kann eine Fehlausrichtung durch Befestigung der Abstandshaltergruppe 174 an verschiedenen Positionen entlang einer Fehlausrichtungsstange 170 induziert werden. Beispielsweise ermöglicht eine koordinierte Bewegung der Positionierungsmuttern 182 an beiden Enden der Abstandshaltergruppe 174, dass die Abstandshaltergruppe 174 (und das stationäre Element 24) an verschiedenen Längspositionen entlang der Fehlausrichtungsstange 170 gleiten und befestigt werden können. Auf diese Weise kann jedes der stationären Elemente 24 bewegt oder ausgelenkt werden, während es weiterhin von den Drehelementen 22 gehalten wird. Verschiedene Abstandshaltergruppen 174 auf verschiedenen Fehlausrichtungsstangen 170 können je nach gewünschten Fehlausrichtungswirkungen auf die Prüfdichtungen 26 unterschiedlich weit verschoben werden.
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Beispielsweise kann eine Winkelfehlausrichtung durch die Bewegung von nur zwei entgegengesetzt angeordneten Abstandshaltergruppen 174 um den gleichen Abstand, aber in entgegengesetzte Richtungen, hervorgerufen werden. Alternativ kann eine Winkelfehlausrichtung auch durch die Bewegung von nur einer oder von mehr als einer Abstandshaltergruppe 174 hervorgerufen werden.
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Wie vorstehend erläutert, kann der Abstand zwischen dem Drehelement 22 und dem stationären Element 24 an der Dichtungsgrenzfläche 28 durch Drehen des Exzenterbolzens 140 einer Reglerbaugruppe 70 variiert werden. Eine solche Bewegung ist durch die horizontalen Pfeile in 4 dargestellt.
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Sobald alle variablen Bedingungen am Dichtungsprüfsystem 10 eingestellt sind, kann die Dichtungsprüfung beginnen. Dies kann den Betrieb eines oder mehrerer Antriebsmotoren 110 mit der gewünschten Geschwindigkeit und Richtung beinhalten, die wiederum die Drehwelle 16, alle Drehelemente 22 und alle Prüfdichtungen 26 in Drehung versetzen werden. Die Prüfdichtungen 26 werden eine Abdichtung gegen das stationäre Element 24 vorsehen. Die Fehlausrichtungsbaugruppe 50 bleibt ebenfalls stationär.
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Die Dichtungsprüfbaugruppe 10 der vorliegenden Offenbarung ermöglicht wiederholbare, laborgestützte Prüfungen einer Vielzahl derselben Dichtungen unter denselben Dichtungsverschleißparametern - denselben Umwelt- und mechanischen Bedingungen. Obwohl das Dichtungsprüfsystem 10 für ringförmige Achsantriebsdichtungen geeignet ist, kann die Dichtungsprüfbaugruppe für verschiedene Arten von Dichtungen und Dichtungsanwendungen verwendet werden. Ferner ermöglicht die Dichtungsprüfbaugruppe 10 die Anwendung zahlreicher unterschiedlicher Bedingungen auf die Dichtungen. Beispielsweise können die Dichtungen über die Wanne 80 unterschiedlichen Medien, über die Fehlausrichtungsbaugruppe 50 unterschiedlichen Ausrichtungen/Fehlausrichtungen, über die Abstandsreglerbaugruppen 70 unterschiedlichen Dichtungsabständen oder Vorspannungen und über die steuerbaren Antriebsmotoren 110 unterschiedlichen Drehrichtungen und Geschwindigkeitsprofilen ausgesetzt werden. Solche variablen Bedingungen erleichtern die Nachahmung der Bedingungen, die die Dichtung im Einsatz vorfinden wird. Somit ermöglicht die Dichtungsprüfbaugruppe 10 der vorliegenden Offenbarung eine beschleunigte, quantifizierbare, wiederholbare und kostengünstige Prüfung von Dichtungen.
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Die Dichtungsprüfbaugruppe 10 ermöglicht auch die Überwachung der Prüfdichtungen mit Hilfe einer Kamerabaugruppe (nicht dargestellt), die mit den Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 über sich durch das stationäre Element 24 erstreckende Radialbohrungen 156 positioniert werden kann. Das Dichtungsprüfsystem 10 erleichtert ebenfalls die visuelle Inspektion der Prüfdichtungen 26 durch die nach oben offene Anordnung, den einfachen Zugang zu den Prüfdichtungen 26 und den Ausbau der Drehwelle 16 und der zugehörigen Komponenten aus der Wanne 80. Zu diesem Zweck können die Drehwelle 16 und die Dichtungsprüfunterbaugruppen 20 durch Entfernen der Endkappen 82 und des verbundenen Antriebssystems 14 leicht aus der Wanne 80 entnommen und die Drehwelle 16, die Stützwände 84, die Dichtungsprüfunterbaugruppe und die Fehlausrichtungsbaugruppe 50 als eine Einheit aus der Wanne 80 gehoben werden. Im Dichtungsprüfsystem 10 können verschiedene andere Überwachungstechniken zum Einsatz kommen, beispielsweise können in dem System ein oder mehrere Farbstoffe zur leichteren Erkennung eines Ausfalls der Dichtung verwendet werden. Für Fachleute auf dem Gebiet ist offensichtlich, dass am offenbarten System verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen des Systems werden für Fachleute auf dem Gebiet unter Berücksichtigung der Spezifikation und einem Praktizieren des hierin offenbarten Verfahrens und Systems zum Trimmen thermischer Kartierungsdaten von Asphalt offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele als nur beispielhaft angesehen werden, wobei ein tatsächlicher Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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