DE1948159A1

DE1948159A1 - Device for measuring the distribution of the pressure exerted by rings, in particular piston rings, on a cylinder running surface

Info

Publication number: DE1948159A1
Application number: DE19691948159
Authority: DE
Inventors: Kozaczewski Wieslaw Stefan
Original assignee: ZAKLADY MECHANICZNE IM M NOWOT
Current assignee: ZAKLADY MECHANICZNE IM M NOWOT
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1969-09-23
Publication date: 1970-05-06
Also published as: GB1259477A

Description

DR. EULE DR. BERG D1PL.-ING. STAPFDR. EULE DR. BERG D1PL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2. HI LBLESTRASSE 2OPATENT LAWYERS 8 MUNICH 2. HI LBLESTRASSE 2O

PATENTANWÄLTE I CJ H ö I O *»PATENT LAWYERS I CJ H ö I O * »

Dr. Eule Dr. Barg Pipl.-Ing. Stapf, 8 München 2, Hilblestroß» 20Dr. Owl dr Barg Pipl.-Ing. Stapf, 8 Munich 2, Hilblestroß »20

Ihr Zeichen Unser Zeichen VT/Kr 18 829 DatumYour reference Our reference VT / Kr 18 829 date

Attorney files No. 18,829

Zak^ady Mechaniozne im. M. Nowotki Warszawa / PolenZak ^ ady Mechaniozne im. M. Nowotki Warszawa / Poland

Vorrichtung zum Messen der Verteilung der durch Ringe, insbesondere Kolbenringe, auf eine Zylinderlauffläche ausgeübten Druckes«Device for measuring the distribution of the through rings, in particular piston rings, on a cylinder running surface applied pressure "

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen der Verteilung des Druckes, der durch Ringe, insbesondere Kolbenringe, auf eine Zylinderlauffläche ausgeübt wird,The invention relates to a device for measuring the distribution of the pressure exerted on a cylinder running surface by rings, in particular piston rings,

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■S (0811) *S 16 20 81 Telegramme: PATENTEULE München Banki Bayerljche Vereinsbank Manchen 453100 Postscheck: München 653 43 ■ S (0811) * S 16 20 81 Telegrams: PATENTEULE Munich Banki Bayerljche Vereinsbank Manchen 453100 Post check: Munich 653 43

welche die gleichzeitige Messung an mehreren Punkten ermöglicht. which enables simultaneous measurement at several points.

Bekannt ist eine Vorrichtung zum Messen der Verteilung des durch Kolbenringe auf eine Zylinderlauffläche ausgeübten Druckes, die, unter Ausnutzung von Dehnungsmeßstreifen als Elemente des Meßsystems, aus einarmigen Hebein besteht, die tangential zum untersuchten Ring angebracht sind und deren Enden mit Röllchen versehen sind, auf welche während der Messung der Ring unter Biegung der Hebel, auf welche die Dehnungsmeßstreifen aufgeklebt sind, einen Druck ausübt.A device is known for measuring the distribution of the pressure exerted on a cylinder running surface by piston rings Pressure, which, using strain gauges as elements of the measuring system, consists of one-armed lifting legs exists, which are attached tangentially to the examined ring and whose ends are provided with rollers, on which during the measurement of the ring under bending the Levers to which the strain gauges are glued, exerting pressure.

Die längung der Dehnungsmeßstreifen verursacht eine Änderung ihres Widerstandes, die den auf die Hebel ausgeübten Kräften proportional ist. Bei bekannter Größe der Kräfte sowie der Ringabmessungen kann die Verteilung des Druckes bestimmt werden.The elongation of the strain gauges causes a change in their resistance, which is the same as that exerted on the levers Forces is proportional. If the size of the forces and the ring dimensions are known, the distribution of the Pressure can be determined.

Trotz der Verwendung von Hebeln spezieller Gestalt wird eine Biegung erreicht, die unter der Wirkung einer Kraft von 2 kg 8 μ beträgt. Die Vorrichtung besitzt außerdem den Mangel, daß am Ringumfang keine genügend große Anzahl Hebel der erforderlichen Starrheit angebracht werden und so die Messung nur an 10 bis 12 Punkten ausgeführt werdenDespite the use of levers of a special shape, a bend is achieved, which is under the action of a force of 2 kg is 8 μ. The device also has the shortcoming that there is not a sufficiently large number on the circumference of the ring Levers of the required rigidity are attached and so the measurement can only be carried out at 10 to 12 points

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kann. Darüberhinaus ändert sich beim Wechsel des Nenndurchmessers des untersuchten Ringes die Empfindlichkeit der Messelemente, da sich die Hebel nur für einen bestimmten Durchmesser tangential einstellen lassen.'can. In addition, changes in the nominal diameter when changing of the examined ring the sensitivity of the measuring elements, since the levers are only for a certain Have the diameter set tangentially. '

Ziel der Erfindung ist die Behebung der Mangel und Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtungen.The aim of the invention is to remedy the deficiencies and shortcomings the known devices.

Dieses.Ziel wird dadurch erreicht, daß als Messelemente Biegebalken mit aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen verwendet werden, die auf einem Stift und einer Einstellschraube abgestützt und durch einen durch den Kolbenring gedrückten Bolzen einer Biegebelastung ausgesetzt werden. Die Biegebalken können sich in einer durch ein Gehäuse, die Zylinderwand und den andrückenden Ring gebildeten Ringkammer befinden. Der Kolbenring befindet sich vorteilhaft in der durch die Zylinderwand und einen Gehäuseboden gebildeten Arbeitskammer. Die Biegebalken erstrecken eich vorteilhaft wenigstens angenähert parallel zur Achse der Zylinderwand.This goal is achieved in that as measuring elements Bending beams with glued-on strain gauges are used, which are on a pin and an adjusting screw supported and subjected to a bending load by a pin pushed through the piston ring. The bending beams can be in an annular chamber formed by a housing, the cylinder wall and the pressing ring are located. The piston ring is advantageously located in the area formed by the cylinder wall and a housing base Work chamber. The bending beams extend eich advantageously at least approximately parallel to the axis of the cylinder wall.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Ausführung einer Messung gleichzeitig an einer Vielzahl von Ringpunkten, da jedes einzelne Meßsystem einen geringen Raum bedarf in Umfangsrichtung hat. Mit Rücksicht auf dieThe device according to the invention enables execution a measurement at the same time at a large number of ring points, since each individual measuring system requires a small amount of space has in the circumferential direction. With consideration for the

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sehr geringe Verformung der die Kraft messenden Elemente sind die erreichten Ergebnisse frei von sich aus der Verzerrung des Bezugskreises unter Wirkung der durch den Ring ausgeübten Kräfte ergebenden Fehler.very little deformation of the force-measuring elements the results achieved are free of their own accord Distortion of the reference circle due to the forces exerted by the ring resulting in errors.

Außerdem ermöglicht die Vorrichtung die Messung der Verteilung des durch Ringe unterschiedlichen Durchmessers sowie ebenfalle der durch Druckringe ausgeübten Druckes.In addition, the device enables the measurement of the distribution of the diameter which is different due to the rings as well as the pressure exerted by pressure rings.

Die Vorrichtung ermöglicht ebenfalls die Untersuchung der Verteilung des Druckes, der durch Ringe auf Flächen von einer vom Kreis-Zylinder abweichenden Gestalt ausgeübt wird.The device also enables the investigation of the Distribution of the pressure exerted by rings on surfaces with a shape deviating from a circular cylinder will.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf der beigefügten Zeichnung veranschaulicht, auf welcherThe device according to the invention is illustrated on the accompanying drawing, on which

Fig.l den Vertikalschnitt undFig.l the vertical section and

Fig.2 den Horizontalschnitt durch ein Einzelmeßsystem darstellt.2 shows the horizontal section through a single measuring system represents.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 1, Biegebalken 2, die je auf einen Stift 3 und eine Stellschraube 4 gestützt sind, auf den Biegebalken 2 in Halbrücken-The device according to the invention has a housing 1, bending beam 2, each on a pin 3 and an adjusting screw 4 are supported, on the bending beam 2 in half-bridge

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schaltung angebrachte Dehnungsmeßstreifen 5, den Druck des Kolbenringes 7 auf .den jeweiligen Biegebalken 2 übertragende Stifte 6, eine Außenwand 8, einen Klemmring sowie Befestigungsschrauben 10.circuit attached strain gauges 5, the pressure of the piston ring 7 on .the respective bending beam 2 transmitting pins 6, an outer wall 8, a clamping ring and fastening screws 10.

Das Gehäuse 1 besteht aus einer Zylinderbuchse 11, einem Plansch 12, das sich außerhalb der Zylinderbuchse 11 an deren niedrigstem Punkt befindet, sowie dem sich inner- . halb der Zylinderbuchse 11 in deren oberem Teil befindlichen Boden 13.The housing 1 consists of a cylinder liner 11, a Splash 12, which is outside the cylinder liner 11 whose lowest point is located, as well as the inner. half of the cylinder liner 11 located in its upper part Floor 13.

Die Biegebalken 2 befinden sich in der durch die Außenwand 8, dem Klemmring 9» die Zylinderbuchse 11 als innere Wand und den !Flansch 12 als untere Wand gebildeten Ringkammer 14. Die Außenwand 8 ist mit dem Flansch 12 mittels einer Nut 15 verbunden.The bending beams 2 are located in the inner cylinder liner 11 through the outer wall 8, the clamping ring 9 » Wall and the! Flange 12 formed as a lower wall annular chamber 14. The outer wall 8 is with the flange 12 by means of a groove 15 connected.

Jede Stellschraube 4 sitzt im unteren Teil der Außenwand Die im oberen Teil der Außenwand 8 gelagerten Stifte 3 werden unbeweglich durch Anziehen des Klemmringes 9 mittels der Befestigungsschrauben 10 an die Außenwand 8 gehalten.Each set screw 4 sits in the lower part of the outer wall The pins 3 mounted in the upper part of the outer wall 8 become immobile by tightening the clamping ring 9 by means of the fastening screws 10 are held on the outer wall 8.

Jeder Stift 6 ist in dem sich unmittelbar Über dem Boden befindlichen Teil der Zylinderbuchse 11 gelagert* Die Zylinderbuchse 11 sowie der Böden 13 bilden die nach oben offene Arbeitskammer 16, welohe den untersuchten Kolben-Each pin 6 is in the one immediately above the ground located part of the cylinder liner 11 * The The cylinder liner 11 and the bottoms 13 form the top open working chamber 16, which welohe the examined piston

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ring 7 aufnimmt* In der Zylinderbuchse 11 befinden sich die Bohrungen 17 für die Stifte 3, die jeweils in der Verlängerung von deren Achsen angebracht sind, Bohrungen für die Stellschrauben 4 sind in Verlängerung von deren Achsen angebracht, in der Außenwand 8 sind Bohrungen 19 für die Stifte 6 in Verlängerung von den Achsen angebracht. Sie Bohrungen 17t 18 und 19 ermöglichen die Anpassung der Vorrichtung zum Hessen der Verteilung des durch Druckringe ausgeübten Druckes.ring 7 * in the cylinder liner 11 are located the holes 17 for the pins 3, each in the Extension of their axes are attached, holes for the adjusting screws 4 are in extension of their Axes attached, in the outer wall 8 holes 19 for the pins 6 are attached in an extension of the axes. You holes 17t 18 and 19 allow the adjustment of the Device for measuring the distribution of the pressure exerted by pressure rings.

Zwecks Messung der Verteilung des durch einen Kolbenring auf die Zylinderlauffläche ausgeübten Druckes werden die den Klemmring 9 befestigenden Schrauben 10 soweit gelöst, daß sich die Stifte 3 verschieben lassen. Anschließend wird in die Arbeitskammer an der für den Kolbenring vorgeseheneii Stelle eine die Form des Zylinderquerschnittes abbildende Eeh^e eingesetzt. Alle Stifte3 sind von einem in entsprechenden Ausschnitten der Stiftenden sitzenden Gummiring umgeben. Unter dem Einfluß des gespannten Gummis drücken die Stifte 3 unter Vermittlung der Biegebälken 2 die Stifte 6 an den Lehrenumfang. Mittels der Stellschrauben 4 werden die Biegebalken 2 in eine wenigstens angenähert vertikale Stellung gebracht. Danaeh werden durch. Anziehen der Befestigungsschrauben 10 die Stifte 3 festgeklemmt. Dann wird die Lehre aus der Kammer genommen. Auf Purpose of measuring the distribution of the through a piston ring The pressure exerted on the cylinder surface will be the the clamping ring 9 fastening screws 10 loosened so far that the pins 3 can be moved. Afterward is placed in the working chamber on the one provided for the piston ring Place an Eeh ^ e depicting the shape of the cylinder cross-section. All pins3 are from one sitting in corresponding sections of the end of the pen Surrounded by rubber ring. Under the influence of the tensioned rubber, the pins 3 press with the intermediary of the bending beams 2 the pins 6 on the scope of the gauge. Using the Adjusting screws 4, the bending beams 2 are brought into an at least approximately vertical position. Danaeh will be through. Tightening the fastening screws 10 the pins 3 clamped. Then the teaching is removed from the chamber. on

diese Weise bilden die Stifte 3 die Oberfläche der Zylinder lauf bahn im untersuchten Querschnitt ab«In this way, the pins 3 map the surface of the cylinder raceway in the examined cross-section «

Anschließend erfolgt eine Durcheichung aller Meßsysteme zwecks Eliminierung des Einflusses einer eventuellen nicht vertikalen Einstellung der Biegebalken. Die Eichung wird durch statische Belastung der Stifte 5 mit einer bekannten Kraft durchgeführt. Nach derartiger Vorbereitung wird der su untersuchende Kolbenring in der Arbeitskammer untergebracht. Unter der Wirkung der Elastizitätskraft des Kolbenringes verschieben sich die Stifte 5 unter Biegung der Biegebalken 2. Sie Größe der Biegung wird mit Hilfe der bekannten tensometrischen Systeme gemessen, von denen jedem Biegebalken einer zugeordnet ist, und welchevorher individuell so geeicht wurden, daß die abgelesene Größe die Kraft darstellt, die auf die Zylinderlauffläche durch einen Abschnitt des Ringes ausgeübt wird, der gleich ist dem Abstand zwischen zwei benachbarten Stiften 5· Bas ist bei bekannten Abmessungen des untersuchten Ringes gleichbedeutend mit der Kenntnis von dessen Druckverteilung. Bei Wechsel des Henndurchmessers des untersuchten Ringes ist ein Weohsel der Stifte 5 sowie der Lehre zu ihrer Einstellung erforderlich. Diese Elemente sind verhältnismäßig einfach in der Ausführung und die Einstellung der Vorrichtung auf einen neuen Nenndurchmesser bereitet keine Schwie-All measuring systems are then verified in order to eliminate the influence of a possible no vertical adjustment of the bending beam. The calibration will carried out by static loading of the pins 5 with a known force. After such preparation will the piston ring to be examined is housed in the working chamber. Under the effect of the elastic force of the piston ring, the pins 5 move under bending of the Bending beam 2. The size of the bend is measured with the help of the known tensometric systems, of which one is assigned to each bending beam, and which is previously individually calibrated so that the size read off represents the force exerted on the cylinder surface by a portion of the ring that is equal the distance between two adjacent pins 5 · Bas is synonymous with known dimensions of the examined ring with the knowledge of its pressure distribution. When changing the hen diameter of the ring being examined, there is a Weohsel of the pins 5 and the teaching to theirs Adjustment required. These elements are relatively simple in design and the setting of the device to a new nominal diameter does not cause any difficulties.

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rigkeiten und ist wenig arbeitsaufwendig.and is not very labor-intensive.

Ein zusätzlicher ^vorteil der Vorrichtung ist die Möglichkeit der Untersuchung der Verteilung des Druckes auf eine Zylinderlauffläche, die eine vom Kreis abweichende Gestalt hat. Zu diesem Zweck ist die Herstellung einer Lehre entsprechender Form und großer Verzerrung erforderlich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ebenfalls die Ausführung von Heesungen für Expansionsringe von den Außendurchmesser der Vorrichtung überschreitenden Durchmessern sowie für Druckringe von Durchmessern, die geringer als der Arbeitskammerdurchmesser sind, unter der Bedingung,An additional ^v orteil of the device is the ability to study the distribution of pressure on a cylinder surface having a deviating from the circular shape. For this purpose, it is necessary to make a gauge of appropriate shape and large distortion. The device according to the invention also enables the execution of heesungen for expansion rings of diameters exceeding the outer diameter of the device as well as for pressure rings of diameters that are smaller than the working chamber diameter, under the condition

daß die Stifte 5 durch Hebel von entsprechendem Profil ersetzt werden.that the pins 5 by levers of the appropriate profile be replaced.

Patentansprüche: -9- Claims : -9-

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Claims

Pat e.nt ans prio he {

\ 1 · / Device for measuring the distribution of the hinge, in particular piston rings, pressure exerted on a cylinder running surface, characterized in that the heating element in the cylinder liner (11) is an outer wall (8) and a clamping ring (9) formed annular chamber (14) accommodated bending beams (2) with glued-on strain gauges (5) which are each supported on a pin (3) and an adjusting screw (4) and each by one Transmission pin (6) through the piston ring (7), which is located in the working chamber formed by a cylinder liner (11) and the housing base (13), a Pressure experiences to be bent.

2, device according to claim 1, characterized in that the housing (1) consists of a cylinder liner (11), a Lower part (12) in the form of a cylinder liner (11) attached to its lowest point Circular ring as well as the one inside the cylinder liner (11) in the upper part of which there is a floor (13) ..

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that in the cylinder liner (11) for the dowel pins (2)

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in Verlängerung von deren Achsen angebrachte Bohrungen (17) und für die Stellschrauben (4) in Verlängerung von deren Achsen angebrachte Bohrungen (18) sowie in der Außenwand (8) für die Überlagerungsstifte (6) in Verlängerung von deren Achsen angebrachte Bohrungen (19) befinden.bores made in extension of their axes (17) and bores (18) made for the adjusting screws (4) in extension of their axes and in the outer wall (8) for the overlay pins (6) in extension bores (19) made by their axes are located.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (8) mit dem Gestell (12) mittels einer Nut (15) verbunden ist.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outer wall (8) with the frame (12) is connected by means of a groove (15).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegebalken (2) sich wenigstens angenähert parallel zur Achse der Zylinderbuchse (11) erstrecken.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bending beam (2) is at least extend approximately parallel to the axis of the cylinder liner (11).

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