DE1902953A1 - Method and device for detecting defects in rubber-elastic molded bodies for technical purposes - Google Patents
Method and device for detecting defects in rubber-elastic molded bodies for technical purposesInfo
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Description
GOETZEWERKE Burscheid, den 16. Januar 1969GOETZEWERKE Burscheid, January 16, 1969
Friedrich Goetze AG T.A.Patente/329/We/sw (1316)Friedrich Goetze AG T.A. Patents / 329 / We / sw (1316)
Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern in gummielastischen Formkörpern für technische ZweckeMethod and device for the detection of errors in rubber-elastic moldings for technical purposes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern in gummielastischen Formkörpern für technische Zwecke, insbesondere in Dichtlippen von Wellendichtringen.The invention relates to a method and to one according to the method Working device for detecting defects in rubber-elastic molded bodies for technical purposes, in particular in sealing lips of shaft seals.
Bei der Herstellung von technischen Formkörpern aus Gummi oder einem gummiähnlichen Werkstoff entstehen häufig Fehler im Werkstoff, welche die spätere Funktionsfähigkeit des Gummikörpers stark beeinträchtigen. Besonders kritische Stellen sind beispielsweise bei Wellendichtringen im Dichtlippenbereich (Dichtkante und Federnut) sowie in dem die Dichtlippe mit dem Haftteil verbindenden Membranteil (Dichtlippenwurzel) zu finden. Die dabei am häufigsten auftretenden Fehlerarten sind Lufteinschlüsse, die besonders in der Nähe einvulkanisierter Metallteile vorkommen können, sowie Risse und erhebliche Härteunterschiede im Werkstoff selbst.During the production of technical moldings made of rubber or a rubber-like material, defects in the material often occur, which severely impair the later functionality of the rubber body. Particularly critical points are, for example with shaft sealing rings in the sealing lip area (sealing edge and keyway) and in the part of the membrane connecting the sealing lip to the adhesive part (Sealing lip root) to be found. The most common Defect types are air inclusions, which are vulcanized in particularly in the vicinity Metal parts can occur, as well as cracks and considerable differences in hardness in the material itself.
Das Auffinden derartiger Fehler ist sehr schwierig, zumal sie einerseits aufgrund ihrer Lage und andererseits aufgrund ihrer geringen Größe kaum zu erkennen sind. Die bisherige Prüfung der Wellendichtringe geschah durch Sichten oder manuelles Abfühlen der kritischen Zonen. Die Entscheidung darüber, welche Teile als Ausschuß zu betrachten sind, ist dabei vom Empfinden der prüfenden Person abhängig.Finding such errors is very difficult, especially since they are on the one hand due to their location and, on the other hand, due to their small size, are hardly recognizable. The previous test of the shaft seals was done by viewing or manually sensing the critical zones. The decision about which parts are to be considered as rejects, depends on the perception of the examiner.
Speziell zum Abtasten der Dichtkante bei Wellendichtringen wurde bereits eine Vorrichtung bekannt (franz. Patent 1 525 728), bei welcher einSpecifically for scanning the sealing edge of shaft seals, was already a device known (French. Patent 1 525 728), in which a
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axial gerichteter nadeiförmiger Fühler in tangentialer Richtung unter geeignetem Radialdruck über die Dichtkante geführt wird, wobei die Reibung zwischen Fühler und Dichtkante gemessen wird. Im Bereich einer Fehlerstelle tritt eine Änderung des Reibwiderstandes auf, die als Anzeige für das Vorhandensein des Fehlers dient. Der Fehler bewirkt einen Impuls auf den Fühler, der mittels eines Wippbalkens auf einen piezoelektrischen Wandler übertragen wird. Somit lassen sich Wellendichtringe, bei denen bestimmte zulässige Reibung s schwell werte überschritten werden, als Ausschußringe leicht und sicher aussortieren. Diese Vorrichtung läßt sich jedoch nur zum. Prüf en von leicht zugänglichen Werkstückkanten verwenden.axially directed needle-shaped feeler in the tangential direction below suitable radial pressure is passed over the sealing edge, the friction between the sensor and the sealing edge being measured. In the area A change in the frictional resistance occurs at a fault location, which serves as an indication of the presence of the fault. The failure causes an impulse on the sensor, which is transmitted to a piezoelectric transducer by means of a rocker beam. So leave Shaft sealing rings, where certain permissible friction thresholds are exceeded, can be used as scrap rings easily and safely sort out. However, this device can only be used. Use inspection of easily accessible workpiece edges.
Bei der Gummihärteprüfung nach DIN wird die Eindringtiefe einer Prüfspitze in Form einer Kugel, eines Kegelstumpfes oder einer abgerundeten Kegelspitze in die Oberfläche einer Gummiplatte bestimmter Stärke gemessen. Die auf die Prüfspitze einwirkende Kraft sowie deren Einwirkdauer ist konstant vorgegeben, damit einzelne Meßergebnisse miteinander verglichen werden können. Als Härte wird der über die Eindringtiefe der Prüfspitze ermittelte Widerstand des Werkstoffes bezeichnet.In the rubber hardness test according to DIN, the penetration depth of a test tip in the form of a ball, a truncated cone or a rounded cone tip measured in the surface of a rubber sheet of a certain thickness. The force acting on the test probe as well as their duration of action is constant, so that individual measurement results can be compared with one another. As hardship the resistance of the material determined via the penetration depth of the test probe is referred to.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren | . und eine danach arbeitende Vorrichtung zu finden, mit deren HilfeThe present invention is based on the object of a method | . and to find a device that works accordingly, with the help of which
insbesondere schwer und überhaupt nicht zugängliche Gummikörperteile, z.B. hinterschnittene Dichtungslippen von Wellendichtringen, mindestens im Bereich größter Beanspruchung auf Form- und Fertigungsfehler hin untersucht werden können.especially hard and inaccessible rubber body parts, e.g. undercut sealing lips of shaft seals, can be examined for form and manufacturing defects at least in the area of greatest stress.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtlippe partiell verformt, das Verhältnis der für die Verformung erforderlichen Kraft zum Verformungsweg festgestellt und mit einem Normalwert verglichen wird, wobei eine Abweichung zwischen Meßwert und Normalwert als Aussage für das Vorhandensein eines FehlersAccording to the invention, this object is achieved in that the sealing lip partially deformed, determined the ratio of the force required for the deformation to the deformation path and with a Normal value is compared, with a deviation between the measured value and the normal value as a statement of the presence of an error
dient* 009834/0824 serves * 009834/0824
Zur Lösung der gestellten Aufgabe trägt die Erkenntnis bei, daß eine auf den Gummikörper einwirkende Kraft eine Formänderung hervorruft, wobei die Größe und Art der Formänderung vom Querschnitt und Elastizitätsvermögen des Gummikörpers abhängig ist. Geht man dabei von einem über eine bestimmte Strecke, beispielsweise Umfang, gleichbleibenden Gummiquer schnitt aus, so muß bei gleichbleibender Homogenität des Werkstoffes und fehlerfreiem Querschnitt das Verhältnis der angreifenden Kraft zur Größe des Verformungsweges an jeder Stelle annähernd konstant sein. Durch partielles Messen dieses Verhältnisses und Vergleichen mit einem vorher an einem fehlerlosen Gummikörper ermittelten Normalwert kann eine Aussage über das Vorhandensein von Fehlern im Werkstoff oder im Querschnitt gemacht werden. Eine genaue Feststellung der Fehlerart ist dabei nicht erforderlich, da die Anzeige "Ausschuß" beim Prüfen von Gummiformkörpern in einer Serie genügt.The realization that a force acting on the rubber body causes a change in shape, The size and type of change in shape depends on the cross-section and elasticity of the rubber body. If you go there cut from a rubber cross section that remains constant over a certain distance, for example circumference, so must be uniform with constant homogeneity of the material and the flawless cross-section, the ratio of the applied force to the size of the deformation path at each point be approximately constant. By partially measuring this ratio and comparing it with a previously on a flawless rubber body determined normal value, a statement can be made about the existence of defects in the material or in the cross-section. One Exact determination of the type of defect is not necessary because the display "rejects" when testing rubber moldings in a Series is enough.
Für die Art der Verformung des Gummikörpers erscheint es besonders vorteilhaft, die Formänderung durch Biegen oder Ziehen hervorzurufen, da bei einem auf Zug beanspruchten Gummikörper infolge seiner geringen Zugfestigkeit vorhandene Fehler am stärksten in Erscheinung treten.For the type of deformation of the rubber body, it appears special advantageous to bring about the change in shape by bending or pulling, since a rubber body subjected to tensile stress due to its low Tensile strength defects are most evident.
Zur optimalen Prüfung und zur Vereinfachung des Arbeite ablaufe s wird weiterhin vorgeschlagen, den gesamten Umfang der Dichtlippe des Wellendichtringes kontinuierlich nacheinander zu verformen und zu vermessen.For an optimal test and to simplify the work process further proposed the entire circumference of the sealing lip of the Shaft seal continuously to deform one after the other and to measured.
Darüberhinaus ist es vorteilhaft, wenn bei der Härteprüfung in bekannter Weise eine der beiden Verhältnis größen konstant vorgegeben und die zweite Verhältnisgröße gemessen wird.In addition, it is advantageous if in the hardness test in known Way, one of the two ratio values is given constant and the second ratio is measured.
Da die Erkennbarkeit eines Fehlers von der Größe der Verformung des Gummiquer schnitte s an der Fehlerstelle bzw. von der Größe der imSince the detectability of an error depends on the size of the deformation of the Rubber cross-cuts at the point of failure or the size of the im
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Gummiwerkstoff auftretenden Zugspannung abhängte ist der Kraftangriffspunkt auf die Form des Gummiquer schnittes derart abzustimmen, daß in der eigentlichen Prüf zone die größte Verformung eintritt. Demzufolge wird vorgeschlagen, daß die Dichtlippe bzw. der Dichtlippenquerschnitt in einzelne Prüfzonen unterteilt und jede Prüfzone für siph verformt und vermessen wird, so daß keine benachbarten Querschnittsformen der Dichtlippe das Meßergebnis beeinflussen können.The point of application of force depends on the tensile stress occurring on the rubber material to match the shape of the rubber cross-section in such a way that the greatest deformation is in the actual test zone entry. Accordingly, it is proposed that the sealing lip or the sealing lip cross-section be divided into individual test zones and each The test zone for siph is deformed and measured so that no neighboring cross-sectional shapes of the sealing lip influence the measurement result can.
Erfindungsgemäß besteht eine nach dem zuvor beschriebenen Verfahren arbeitende Vorrichtung aus einem einseitig eingespannten Fühler aus federndem Werkstoff, dessen Durchbiegung als Maß für die Verformung der Dichtlippe dient. Dazu sind im Bereich größter Biegung am Fühler Dehnmeßstreifen befestigt. Prinzipiell genügt ein Dehnmeßstreifen, um einen Wert für die Durchbiegung des Fühlers und damit für den Verformungsweg zu erhalten. Durch gegenüberliegende Anordnung eines zweiten Dehnmeßstreifens lassen sich jedoch thermische Einflüsse, die eine Veränderung des Meßwertes hervorrufen würden, ausgleichen, wenn die Meßstreifen entsprechend innerhalb einer Wheatstone sehen Brücke geschaltet sind.According to the invention, there is one according to the method described above Working device made of a sensor clamped on one side and made of resilient material, the deflection of which is a measure of the deformation the sealing lip is used. For this purpose, strain gauges are attached to the sensor in the area of the greatest bend. In principle, a strain gauge is sufficient, in order to obtain a value for the deflection of the sensor and thus for the deformation path. Due to the opposite arrangement a second strain gauge, however, can detect thermal influences that would cause a change in the measured value, compensate when the measuring strips are connected accordingly within a Wheatstone bridge.
^ Weiter wird vorgeschlagen, daß das mit der Dichtlippe in Berührung^ It is also suggested that this be in contact with the sealing lip
stehende freie Fühlerende eine Tastspitze in Form eines kleinen Wälzlagers aufweist. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß beim Überfahren unter Druck der Dichtlippe in Umfangsrichtung die Reibung zwischen Fühler und elastischem Lippenwerk stoff und damit der Einfluß der Reibung auf das Meßergebnis weitgehend ausgeschaltet wird. Außerdem wird eine mechanische Beschädigung der Dichtlippe vermieden.standing free end of a probe tip in the form of a small roller bearing having. Such an arrangement has the advantage that when driving over under pressure the sealing lip in the circumferential direction the friction between Sensor and elastic lip material and thus the influence of friction on the measurement result is largely eliminated. aside from that mechanical damage to the sealing lip is avoided.
In einer weiteren Ausgestaltung können zur Durchführung mehrerer Messungen mehrere Fühler am Umfang der Dichtlippe verteilt angreifen. Dadurch lassen sich mehrere Prüfzonen im Dichtlippenquerschnitt bei einem Arbeitsgang gleichzeitig abtasten und vermessen,In a further refinement, several sensors can act in a distributed manner on the circumference of the sealing lip in order to carry out several measurements. This means that several test zones in the sealing lip cross-section can be scanned and measured simultaneously in one operation,
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below:
Die Prinzipskizze zeigt eine drehbar gelagerte zylindrische Aufnahme 1 für den zu prüfenden Wellendichtring 2, In den nach oben offenen Wellendichtring 2 ragt der Fühler 3, dessen verstärktes Ende 4 mit einem StänderThe schematic diagram shows a rotatably mounted cylindrical receptacle 1 for the shaft sealing ring to be tested 2, In the shaft sealing ring which is open at the top 2 protrudes the sensor 3, the reinforced end 4 with a stand
5 der Meßvorrichtung fest verbunden ist. Mittels der Einstellschrauben5 of the measuring device is firmly connected. Using the adjusting screws
6 und 7 kann der Fühler 3 in seiner Lage horizontal und vertikal verstellt werden. Im mittleren Bereich 8 des Fühlers 3 sind zwei einander gegenüberliegende Dehnmeßstreifen 9, Io vorgesehen. Die mit dem Wellendichtring 2 in Berührung stehende Fühlerspitze 11 besteht aus einem kleinen Wälzlager. Die abzutastende Dichtlippe 13 weist zwei Prüfzonen auf, und zwar die Federnut 12 und die Dichtlippenwurzel 16, deren Zustand für die Funktion der Dichtlippe maßgebend ist.6 and 7, the position of the sensor 3 can be adjusted horizontally and vertically will. In the middle area 8 of the sensor 3, two opposing strain gauges 9, Io are provided. The one with the shaft seal 2 in contact sensor tip 11 consists of a small roller bearing. The sealing lip 13 to be scanned has two test zones on, namely the tongue groove 12 and the sealing lip root 16, the state of which is decisive for the function of the sealing lip.
Bei der Fehlersuche in der Federnut 12 der Dichtlippe 13 rollt das Wälzlager 11 auf dem vorderen Federhaltebund 14 in Umfangsrichtung ab. Dabei wird eine radial nach innen gerichtete Durchbiegung des Dichtlippenquerschnittes im Bereich der Federnut 12 erzielt. Soll dagegen die Dichtlippenwurzel 16 auf das Vorhandensein von Fehlern hin untersucht werden, so wird der Fühler über die Schraube 7 nachgestellt, so daß das Wälzlager 11' auf dem hinteren Haltebund 17 abrollt, wie dies in der Zeichnung mit gestrichelter Linie angedeutet ist.When troubleshooting in the tongue groove 12 of the sealing lip 13 it rolls Rolling bearing 11 on the front spring retaining collar 14 in the circumferential direction away. A radially inward bending of the sealing lip cross-section is achieved in the area of the tongue groove 12. Should against it the sealing lip root 16 for the presence of defects are examined, the sensor is readjusted via the screw 7 so that the roller bearing 11 'rolls on the rear retaining collar 17, as this is indicated in the drawing with a dashed line.
Bei Drehung des Wellendichtringes 2 um seine Achse 18 wird durch die mittels des federnden Fühlers 3 auf die Dichtlippe 13 aufgebrachte Kraft und der dadurch hervorgerufenen Verformung des Dichtlippenquerschnittes oder eines Teiles desselben eine Auslenkung der Dichtlippe 13 zur Wellendichtringachse 18 hin erzielt, die proportional der Durchbiegung des Fühlers 3 ist. Die Größe der Durchbiegung des Fühlers 3 wird dabei über die Dehnmeßstreifen 9» Io festgestellt und als Meßwert über eine Trägerfrequenzmeßbrücke 18 einem Verstärker 19 zugeführt. Treten beim kontinuierlichen Messen Werte auf, die außerhalb eines zulässigen Schwellv'/ertbereiches liegen, so ist dies ein Zeichen dafür, daß imWhen the shaft seal 2 is rotated about its axis 18, the by means of the resilient sensor 3 applied to the sealing lip 13 and the resulting deformation of the sealing lip cross-section or a part of the same, a deflection of the sealing lip 13 to the shaft seal axis 18 achieved, which is proportional to the deflection of the sensor 3. The size of the deflection of the sensor 3 is about the strain gauges 9 »Io determined and as a measured value via a carrier frequency measuring bridge 18 is fed to an amplifier 19. If values occur during continuous measurement that are outside a permissible threshold range this is a sign that im
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partiellen Umfangsbereich des Dichtlippenquerschnittes eine Fehlstelle vorhanden ist. Somit können fehlerhafte Wellendichtringe mit großer Sicherheit während der Endkontrolle aus laufenden Serien heraus sortiert werden.partial circumferential area of the sealing lip cross-section a defect is available. This means that faulty shaft seals can also can be sorted out of running series during the final inspection with great reliability.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die danach arbeitende Vorrichtung kann auch zum Prüfen von anderen Dichtungsringen oder sonstigen auch ebenen Formkörpern aus gummielastischem. Werkstoff erfolgreich angewandt werden.The method according to the invention and the device operating according to it can also be used to test other sealing rings or other flat molded bodies made of rubber-elastic. material can be applied successfully.
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Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691902953 DE1902953A1 (en) | 1969-01-22 | 1969-01-22 | Method and device for detecting defects in rubber-elastic molded bodies for technical purposes |
| FR6938426A FR2028843A1 (en) | 1969-01-22 | 1969-11-07 | Detecting faults in moulded rubber sealing - lips for shaft joints |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691902953 DE1902953A1 (en) | 1969-01-22 | 1969-01-22 | Method and device for detecting defects in rubber-elastic molded bodies for technical purposes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1902953A1 true DE1902953A1 (en) | 1970-08-20 |
Family
ID=5723035
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19691902953 Pending DE1902953A1 (en) | 1969-01-22 | 1969-01-22 | Method and device for detecting defects in rubber-elastic molded bodies for technical purposes |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1902953A1 (en) |
| FR (1) | FR2028843A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007063400A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-07 | General Electric Company | Fixture and inspection method for an annular seal |
| DE102022001802A1 (en) | 2021-06-07 | 2022-12-08 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Method and system for testing a shaft seal and device for testing a shaft seal |
-
1969
- 1969-01-22 DE DE19691902953 patent/DE1902953A1/en active Pending
- 1969-11-07 FR FR6938426A patent/FR2028843A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007063400A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-07 | General Electric Company | Fixture and inspection method for an annular seal |
| DE102022001802A1 (en) | 2021-06-07 | 2022-12-08 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Method and system for testing a shaft seal and device for testing a shaft seal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2028843A1 (en) | 1970-10-16 |
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