DE1183325B

DE1183325B - Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung von Lippenringdichtungen

Info

Publication number: DE1183325B
Application number: DEG35686A
Authority: DE
Inventors: Robert Lewis Dega
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1961-08-25
Filing date: 1962-08-06
Publication date: 1964-12-10
Also published as: US3176497A; GB936823A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Lippenringdichtungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Lippenringdichtungen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Durch das Gerät und das Verfahren nach der Erfindung wird bezweckt, Dichtungen unter Bedingungen zu prüfen, die denen bei ihrem praktischen Einsatz gleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Dichtung unter Anlage ihrer Lippe gegen eine Prüfwelle in Umdrehung versetzt wird und eine Anzeige der Größe der Reibung gewonnen wird, die zwischen der Lippe und der Prüfwelle bei einer bestimmten Relativdrehzahl zueinander auf tritt.
Die Anzeige der Größe der Reibung kann über eine Anzeige der Höhe der Temperatur gewonnen werden, die durch die Reibung zwischen der Lippe und der Prüfwelle entsteht.
Diese Anzeige kann aber auch über eine Anzeige der Größe des Drehmoments gewonnen werden, das durch die Reibung zwischen der Lippe und der Prüfwelle übertragen wird. Hierzu werden Werte der aufgewendeten Arbeit zur Überwindung der Reibung zwischen der Dichtungslippe und der Prüfwelle benutzt. Aus den Werten für die Arbeit kann ermittelt werden, wieviel Gesamtarbeit am Eingang bei einer bestimmten Drehzahl nötig ist und wieviel von dieser Arbeit durch Reibung verzehrt wird. Die Temperaturanzeige ist ein Maßstab dafür, welche Eigenschaften die Dichtung und ihr Werkstoff aufweisen bzw. beim Umlaufen haben, die bei verschiedenen Temperaturen verschieden sein können. Ferner kann die Temperaturanzeige ein Anhalt für die zweckmäßigste Oberflächenbeschaffenheit der Welle sein, für die die Dichtung bestimmt ist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Benutzung eines drehbaren Dichtungshalters und einer- zu diesem koaxial liegenden Prüfwelle ist dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwelle nicht mit umläuft sowie durch eine Einrichtung, die auf eine Wirkung anspricht, die durch die Reibung zwischen der Dichtungslippe und der Prüfwelle bedingt ist.
Bei einer Ausführungsform ist eine Meßsonde an der Prüfwelle angeordnet, die auf die Oberflächentemperatur der Prüfwelle an der mit der Dichtungslippe in Berührung stehenden Stelle anspricht.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die Prüfwelle drehbar gelagert und in einer neutralen Winkellage durch Federkraft gehalten, und es ist eine Einrichtung zum Messen der unter dem Einfluß des durch die Reibung erzeugten Drehmoments eintretenden Winkelverdrehung der Prüfwelle aus der neutralen Winkellage vorgesehen.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann zwei Einrichtungen aufweisen; und zwar von jeder der obenerwähnten Art je eine.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Es ist Fig.1 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung nach derErfindung; Fig.2 einSchnitt nach der.Lmie2-2 der Fig.1 und F i g. 3 ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1.
Das Gerät hat eine Grundplatte- 12- mit Ständern 14 und 16 zur Aufnahme eines Dynarnometers 18, der mit einer Welle 20 verbunden ist An dieser ist ein napfartiger Dichtungshalterr22 mit einer Mutter 23 befestigt. Der Dynarnometr und die Welle 20 sind durch einen nicht gezeiehneten Elektromotor antreibbar. Der Dichtungshalter hat einen geschlosse nen Boden 24, während sein :gegenüberliegendes offenes Ende 26 eine zu prüfende Lippendichtung 28 aufnimmt. Die Lippendichtun28, die eine Lippe 30 und eine Schlauchfeder 32 aufweist, liegt gegen die Innenfläche des Dichtungshalters mit Preßsitz an.
Neben dem Dynamometer und zu diesem axial ausgerichtet liegt eine Prüfeinheit, Zu der ein napfförmiges Gehäuse 36 gehert, das über Sieben 38 und 40 mit Buchsen 42 bzw. 44 verbunden ist, die beiderseits der Achse der Einheit liegen. Zwischen den Buchsen42 und 44 liegt in Querrichtung eine angeschweißte Platte 45, wodurch eine feste Abstützung des Gehäuses 36 erzielt wird. Die Buchsen 42 und 44 gleiten auf Stangen 46 bzw. 48, die, waagerecht liegend, in dem Ständer 16 des Dynamometers und einem Ständer 50 abgestützt sind. Die Prüfeinheit kann durch Schrauben 52 in einer gewünschten Stellung längs der Stangen festgespannt werden.
Innerhalb des Gehäuses 36 ist konzentrisch zu diesem ein ebenfalls napfförmiges Gehäuse 54 auf Kugellagern 56 und 58 gelagert. Über die eine Stirnseite des Gehäuses hinaus erstreckt sich eine Welle 60, die im Kugellager 58 gelagert ist.
Die Welle 60 ist mit einem Dehnungsmesser (Fig. 2) verbunden, der eine die Welle 60 umfassende Klemme 62 und einen an der Platte 45 über einen Bügel 66 befestigten Balken 64 und zwei Dehnungsmeßelemente 65 aufweist, die auf die Biegebeanspruchung des Balkens bei Winkelabweichungen der Welle 60 ansprechen.
An dem offenen Ende des Gehäuses 54 ist mit Schrauben 69 eine Scheibe 68 befestigt, an die eine hohle Prüfwelle 67 festgeschraubt ist. Diese trägt Thermoelemente70, die sich durch die Wand der Prüfwelle 67 bis zu deren Oberfläche erstrecken und längs der Achse (Fig. 3) gIeichen Abstand voneinander haben. Jedes Thermoelement 70 ist durch einen Leiter71 zu einem die Temperatur der Prüfwelle 67 anzeigenden Instrument verbunden. In die Prüfwelle67 ist am einen Ende eine Düse72 eingeschraubt, die zu einer Lufisteueranlage 74 führt.
Von der Luftsteueranlage 74 gelangt Druckluft über die Düse 72 in den Dichtungshalter 22. Die Luftsteueranlage74 enthält einen Druckregler 76, einen Druckmesser 78 und einen Durchstrommesser 80.
In das eine Ende der Prüfwelle 67 ist eine Ölzufuhrleitung 88 und eine Ölableitung 99 eingeführt, die beide zum Dichtungshalter 22 führen (F i g. 3).
Die Ölzuleitung 88 liegt neben der Luftdüse 72, während die Ölableitung 90 ein zur Innenwand des Dichtungshalters ab gebogenes Ende 92 hat, damit im wesentlichen alles Öl aus dem Dichtungshalter entfernt werden kann. Die Leitungen 88 und 90 sind mit einer Pumpe 86 und einem Wårmeaustauscher 84 verbunden.
Die Prüfung einer Lippendichtung geschieht in folgender Weise: Zunächst wird der zu prüfende Dichtungsring 28 so in den Dichtungshalter 22 eingesetzt, daß sein offenes Ende in gleicher Richtung wie das offene Ende des Halters liegt, also umgekehrt wie in der eigentlichen Prüfstellung, die in der Zeichnung dargestellt ist. Der Grund hierfür ist, daß infolge des Umlaufes des Dichtungshalters 22 die Fliehkraft die Dichtungslippe nach außen zwingt, wodurch der Druck der Lippe gegen die Prüfwelle 67 verringert wird. Zur Bestimmung der erforderlichen Druckkorrektur, um der Fliehkraft entgegenzuwirken, wird die Dichtung in der erwähnten umgekehrten Lage mit verschiedenen Drehzahlen in Umlauf gesetzt und dabei der Lippendruck bei jeder Drehzahl gemessen. Dies erfolgt durch Feststellen des Luftdruckes am Druckmesser78, wenn eine bestimmte Durchflußmenge am Durchflußmesser 80 angezeigt wird.
Nachdem in dieser Weise die notwendigen Drücke ermittelt worden sind, um die Lippe bei verschiedenen Drehzahlen in Anlage zu halten, wird die Dich- tung 28 in die Lage gemäß F i g. 3 in den Dichtungshalter22 eingesetzt. Die Prüfeinheit34 wird hierzu axial bewegt, um das Umdrehen des Dichtungsringes 28 zu ermöglichen, und dann so eingestellt, daß die Prüfwelle 67 gegen die Dichtungslippe 30 im Bereich eines der Thennoel:nente w anliegt. Die Dichtung wird dann mit Drehzahlen zwischen 0 bis 3500 U/min mit Sprüngen von je 500 U/min in Umdrehung versetzt. Gleichzeitig wird so viel Öl durch den den Dichtungshalter 22 und den Wärmeaustauscher 84 enthaltenden Kreis umgewälzt, daß der Dichtungsring völlig mit Öl bedeckt ist. Über die Düse 72 wird Druckluft dem Dichtungshalter zugeleitet, wobei der Druck der Drehzahl entsprechend durch den Druckregler 76 unter Beobachtung des Druckmessers 78 so eingeregelt ist, daß die zuvor ermittelten Drücke bei den verschiedenen Drehzahlen eingestellt sind, also bei der durchgeführten Prüfung die Fliehkitwirkung auf den Lippendruck korrigiert wird. Die Öltemperatur kann durch eine Wasserspirale gesteuert werden und kann daher auf einen bestimmten Wert eingestellt und während der Prüfung konstant gehalten werden. Die Öldurchfiaßmenge kann so geregelt werden, daß das Öl während des Prüfvorganges keine Fliehkraftwirkung auf die Dichtungslippe aus übt. Das Öl bildet während des Prüfvorganges einen Ring 82 (s. Fig. 1 und 3) innerhalb des Dichtungshalters.
Bei Erreichen der gewünschten Drehzahl des Dichtungshalters 22 wird die Temperatur der Prüfwelle durch das jeweils wirksame IEermoelement71y ge messen. Gleichzeitig wird die Winkelverdrehung der Prüfwelle 67 infolge der Rejhungsberührung -der Dichtungslippe 30 durch den Dehnungsmesser 62 abgefühlt, und dessen Ansprechen betätigt einen Drehmomentanzeiger.
Die Dichtungslippe 30 kalm an verschiedenen Punkten längs der Prüfwelle-'7 zur Anlage gebraci werden, die verschiedenen Bearbeitungsgrad aufweisen können, so daß die Prüfung unter verschiebe nen Reibungstedingungen durchgeführt werden kann.

Claims

Patelltansprüche: 1. Verfahren zur Prüfung von Lippenringdichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung unter Anlage ihrer Lippe gegen eine Prüfwelle in Umdrehung versetzt wird und eine Anzeige der Größe der Reibung gewonnen wird, die zwischen der Lippe und der Prüfwelle bei einer bestimmten Relativdrehzahl zueinander auftritt 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gF kennzeichnet, daß eine Anzeige der Höhe der Temperatur gewonnen wird, die durch die Reibung zwischen der Lippe und der Prüfwelle entsteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige der Größe des Drehmoments gewonnen wird, das durch die Reibung zwischen der Lippe und der Prüfwelle ibertragen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung in Umdrehung versetzt wird, während ihre Lippe durch einen Fluiddruck gegen die Prüfwelle angedrückt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an eieer Seite der Dichtung ein Schmiermittel bereitgestellt wird, das die Lippe und die benachbarte Prüfwelle benetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrücken der Lippe gegen die Prüfwelle durch Druckluft erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel während der Prüfung der Dichtung umgewälzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermitteltemperatur geregelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel erwärmt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 unter Benutzung eines drehbaren Dichtungshalters und einer zu diesem koaxial liegenden Prüfwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwelle (67) nicht mit umläuft, sowie durch eine Einrichttung, die auf eine Wirkung anspricht, die durch die Reibung zwischen der Dichtungslippe (30) und der Prüfwelle (67) bedingt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Meßsonde (70), die in der Prüfwelle (67) angeordnet ist und auf die Oberflächentemperatur der Prüfwelle an der mit der Dichtungslippe (30) in Berührung stehenden Stelle anspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungshalter (22) und die Prüfwelle (67) in axialer Richtung zueinander bewegbar sind und daß in der Prüfwelle axial hintereinander mehr als eine temperaturempfindliche Meßsonde (70) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwelle drehbar gelagert ist und in einer neutralen Winkellage durch Federkraft gehalten wird und eine Einrichtung zum Messen der Winkelverdrehung der Prüfwelle aus der neutralen Winkellage vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der Winkelverdrehung ein Dehnungsmesser ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungshalter hohl ist und mit einer Luftzuleitung verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. an der an eine Druckluftquelle angeschlossenen Luftzuleitung ein Durchflußmengenmesser, ein Druckregler und ein Druckmesser enthalten bzw. angeschlossen sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungshalter hohl ist und mit einer Ölzuleitung und einer Ölableitung verbunden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzu- und -ableitung zu einem Leitungskreis gehören, in dem eine Pumpe und ein Wärmeaustauscher liegen.