DE3720959A1 - Messvorrichtung zur ueberpruefung der von einer elastischen dichtung ausgeuebten anpresskraft auf eine dichtflaeche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Überprü­ fung der von einer elastischen Dichtung ausgeübten An­ preßkraft auf eine Dichtfläche, wie sie beispielsweise aus der US-PS 31 88 855 als bekannt hervorgeht.

Die Vorrichtung gemäß der US-PS 31 88 855 ist zur Über­ prüfung von Dichtringen ausgelegt und im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut; sie weist ein Gehäuse, eine darin luftdicht gelagerte und von Hand drehbare Welle sowie einen als Prüfling dienenden und in das Gehäuse einspannbaren Wellendichtring mit radial aus­ gerichteter und an der Welle anliegender Dichtlippe auf. Die Welle ist im Anlagebereich der Dichtlippe mit einem in radialer Richtung begrenzt aus der Mantel­ fläche der Welle heraustretbaren Stößel versehen, dessen mit der Dichtlippe in Berührung stehende Außenkontur der Oberflächenkontur der Welle entspricht. Der Stößel ist über eine Bohrung in der Welle und eine Zufuhrlei­ tung im Gehäuse von außen mit Druckluft beaufschlag­ bar und kann hierdurch entgegen der Anpreßkraft der Dichtlippe aus der Welle herausgedrückt werden. Der Stößel erfüllt somit die Funktion einer die Dichtwir­ kung des Wellendichtringes beeinträchtigenden Stör­ stelle, wobei der auf den Stößel einwirkende Druck ein­ stellbar und an einem Anzeigegerät ablesbar ist. Über einen zweiten Druckluftanschluß kann auch das Innere des Gehäuses mit Druckluft beaufschlagt und mittels eines zweiten Anzeigegerätes der im Gehäuse vorliegende Druck kontrolliert werden, so daß ein durch Undichtigkeit des Wellendichtringes verursachter Druckverlust innerhalb des Gehäuses an diesem zweiten Anzeigegerät feststell­ bar ist. Der bei konstant bleibendem Druck im Innern des Gehäuses maximal auf den Stößel ausübbare Druck ist somit ein Maß für die radial nach innen gerichtete und der Stößelbewegung entgegenwirkende Anpreßkraft der Dichtlippe des Wellendichtringes.

Die in der US-PS 31 88 855 gezeigte Meßvorrichtung ist allerdings aufgrund ihres rotationssymmetrischen Aufbaues nur zur Überprüfung von Wellendichtungen mit in radialer Richtung wirkenden Anpreßkräften der Dichtlippen geeignet, nicht aber zur Überprüfung von Dichtungen anderer Art und für andere Anwendungsfälle. Des weiteren ist es mit dieser Vorrichtung nicht möglich, die Anpreßkräfte von Dichtungen in deren Einbauzustand am Einsatzort zu über­ prüfen, sondern die Dichtungen müssen zur Überprüfung eigens in die Meßvorrichtung eingebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe der Schaffung einer gattungsgemäßen Meßvorrichtung zugrunde, mit der die Anpreßkraft auch von bei Türen, Hauben und Schiebedächern von Kraftfahrzeugen Verwendung findenden Dichtungen in deren Einbauzustand in einfacher Weise überprüft werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Die wenigstens an­ nähernd parallel zueinander beweglichen und durch Feder­ einwirkung in Abstand zueinander gehaltenen Meßzungen sind zwischen Dichtung und Dichtfläche in den Dichtungsspalt einsetzbar. Durch formentsprechende Anpassung der Meß­ zungen an die Kontur des Dichtungsspaltes können in ein­ facher Weise spezielle Meßvorrichtungen geschaffen werden, die auch zur Überprüfung von Dichtungen mit gekrümmten Dichtungsverläufen geeignet sind, wie dies beispiels­ weise bei Kraftfahrzeugtüren der Fall ist. Mittels der wenigstens mittelbar an der beweglichen Meßzunge angreifenden Tast­ spitze zeigt das Wegmeßgerät hierbei die von der An­ preßkraft der Dichtung bewirkte und ein Maß für die Höhe dieser Anpreßkraft darstellende Annäherung beider Meß­ zungen an. Es wird somit eine kompakte und ortsunab­ hängig einsetzbare Meßvorrichtung von einfachem Aufbau aufgezeigt, die es ermöglicht, Dichtungen in deren Ein­ bauzustand auf ihre Dichtfunktion hin zu überprüfen, bzw. bei vorliegender Einstellbarkeit eine korrekte Einstellung der Anpreßkraft der Dichtung vorzunehmen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen wird nach­ folgend die Erfindung anhand eines in den Zeichnungs­ figuren dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Seitenschnitt durch ein erfindungsge­ mäßes Ausführungsbeispiel nach Schnittlinie I-I aus Fig. 3,

Fig. 2 eine geschnittene Draufsicht nach den Schnitt­ linie II-II aus den Fig. 1 und 3, und

Fig. 3 eine ungeschnittene Vorderansicht des er­ findungsgemäßen Ausführungsbeispieles.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung 1 ist mit ihren beiden Meßzungen - der starren Meßzunge 2 und der beweg­ lichen Meßzunge 3 - in den Dichtungsspalt eines Kraftfahr­ zeug-Schiebedaches eingesteckt. Der Schiebedachdeckel 4 trägt eine Hohlkammerdichtung 5, welche mit definierter und einstellbarer Anpreßkraft an der Dichtfläche 6 des festen Fahrzeugdaches anliegt. Die Meßzunge 3 ist an einer mit einer Justierschraube 7 versehenen Halterung 8 ange­ ordnet und über diese und eine Blattfeder 9 am Stütz­ körper 10 der Meßvorrichtung 1 beweglich angelenkt. Neben dieser Blattfeder 9 ist eine weitere Blattfeder 11 am Stützkörper 10 eingespannt, welche über die Justierschraube 7 und die Halterung 8 die bewegliche Meßzunge 3 im Abstand zur starr am Stützkörper 10 ange­ brachten Meßzunge 2 hält. Der Stützkörper 10 weist ferner den Handgriff 12 und den Anschlag 13 auf, dessen schiebe­ dachseitige Anschlagsfläche mit einem ein Verkratzen des Fahrzeuglackes verhindernden Belag 14 überzogen ist.

Der Anschlag 13 begrenzt die Einstecktiefe der Meßzungen 2 und 3 zwischen der Dichtung 5 und der Dichtfläche 6 und vermeidet bei ausreichend großflächiger Ausbildung darüber­ hinaus eine das Meßergebnis verfälschende Schrägstellung der Meßvorrichtung. Bei ganzflächiger Anlage des An­ schlages 13 an der Oberfläche des Fahrzeugdaches bzw. des Schiebedachdeckels 4 sind die Meßzungen 2 und 3 rechtwinklig zu der in diesem begrenzten Bereich ver­ einfacht als Ebene anzusehenden Fahrzeugdach-Oberfläche ausgebildet, so daß reproduzierbare Meßverhältnisse er­ möglicht werden.

Die Blattfeder 11 ist derart ausgebildet, daß die von ihr auf die be­ wegliche Meßzunge 3 ausgeübte Kraft zum einen kleiner ist als die seitens der Dichtung 5 auf beide Meßzungen 2 und 3 einwirkende Anpreßkraft und zum anderen so groß ist, daß sie eine gegenseitige Berührung beider Meßzungen unter Einwirkung der Dichtung verhindert. Eine derartige Abstimmung der Blattfeder kann beispiels­ weise durch entsprechende Dimensionierung der Feder und Auswahl der Federeigenschaften erzielt werden, es wäre aber auch denkbar, mittels einer in Blattfeder-Längs­ richtung verstellbaren Justierschraube 7 diese Abstim­ mung vorzunehmen. Im übrigen kann mit der Justierschraube 7 der Abstand zwischen den beiden Meßzungen 2 und 3 und somit der Meßweg eingestellt werden. Um die Meßdicke der Meßzungen, die sich aus der Dicke der einzelnen Meß­ zungen 2 und 3 und dem Meßweg (= Abstand zwischen den Meß­ zungen) zusammensetzt, so gering wir möglich zu halten und einen Einsatz der Meßvorrichtung auch in relativ engen Dichtungsspalten zu erlauben, sollte der Meßweg möglichst klein sein. Darüber hinaus wirkt sich ein kleiner Meßweg positiv auf die Linearität des Verhältnisses zwischen der Anpreßkraft der Dichtung und dem am Wegmeß­ gerät angezeigten Weg aus.

Fig. 2 zeigt neben der Justierschraube 7, der Halterung 8 für die Meßzunge 3, dem Stützkörper 10, der im Stützkörper 10 eingespannten Blattfeder 11 und dem Anschlag 13 das mit seiner Tastspitze 15 am freien Ende der Blattfeder 11 an­ greifende Wegmeßgerät 16 der Meßvorrichtung 1.

Die Ausbildung der Feder als einseitig eingespannte Blatt­ feder 11 ermöglicht eine kompakte Bauweise der Meßvorrich­ tung 1 bei gleichzeitig hoher Federsteifigkeit. Vergleich­ bar steife Spiralfedern würden beispielsweise ein größeres Bauvolumen erfordern.

Dadurch, daß die Blattfeder 11 über den Angriffspunkt der Justierschraube 11 hinaus verlängert ist und das Weg­ meßgerät 16 am Außenende der Blattfeder 11 angreift, läßt sich aufgrund der Hebelwirkung eine große Übersetzung und damit eine weite als Meßweg auf dem Wegmeßgerät 16 ange­ zeigte Wegstrecke erzielen.

Fig. 3 zeigt in verkleinerter Darstellung eine komplette Meßvorrichtung 1, die sich aus zwei zur Achse 18 symmetrischen Hälften zusammensetzt, von denen die rechte aus der ge­ schnittenen Draufsicht der Fig. 2 hervorgeht. Mit 17 sind die Gewindebohrungen für die in Fig. 3 nicht einge­ zeichneten Justierschrauben 7 und mit 20 die Verschrau­ bungsstellen der Meßvorrichtung 1 beziffert. Die Punkte 19 markieren die Angriffspunkte der beiden, jeder Meß­ vorrichtungshälfte zugeordneten Wegmeßgeräte 16.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich,weisen die Meß­ zungen 2 und 3 eine Breite in Längserstreckungsrichtung der Meßvorrichtung 1 bzw. der Dichtung 5 auf, die einem Vielfachen ihrer Einstecktiefe zwischen Dichtung und Dicht­ fläche entspricht. Hierdurch läßt sich im Hinblick auf das Ziel der Realisierung einer möglichst geringen Meß­ dicke durch Ausbildung möglichst dünner Meßzungen eine noch hinreichende Stabilität und Verformungssteifigkeit der Meßzungen erreichen. Ferner kann durch dieses Ver­ hältnis von Breite und Einstecktiefe der Meßzungen die Anpreßkraft einer Dichtung bei einem einzigen, aus einem einmaligen Eintauchen in den Dichtungsspalt bestehenden Meßvorgang gleich über eine relativ lange Dichtungsstrecke überprüft werden.

Zur Überprüfung einer Dichtung, beispielsweise eines Kraft­ fahrzeug-Schiebedaches, wird die Meßvorrichtung 1 mit ihren Meßzungen in den Dichtungsspalt eingesetzt. Die auf die Meßzungen 2 und 3 einwirkende Anpreßkraft der Hohlkammer­ dichtung 5 bewirkt eine Annäherung beider Meßzungen ent­ gegen der Kraft der Blattfeder 11, welche Annäherung als Wegstrecke auf dem Wegmeßgerät 16 angezeigt wird.

Bei dem der Meßvorrichtung 1 zugrunde liegenden Meßprinzip handelt es sich um eine vergleichende Messung, d.h., daß der jeweils gemessene Anzeigewert als Istwert mit einem vorab ermittelten Sollwert verglichen wird. Dieser Soll­ wert kann beispielsweise bei wenigstens einem korrekt abdichtenden Schiebedach ermittelt worden sein, wobei gewisse Sollwert-Unter- bzw. Überschreitungen unter Um­ ständen durchaus noch tolerierbar sind. Bei Konstruktionen mit einstellbarer Anpreßkraft der eingebauten Dichtung ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung demnach möglich, durch Abgleich von Soll- und Istwert die Anpreß­ kraft der Dichtung auf die Dichtfläche exakt an die je­ weiligen Erfordernisse anzupassen.

Claims (5)

1. Meßvorrichtung zur Überprüfung der von einer elastischen Dichtung ausgeübten Anpreßkraft auf eine Dichtfläche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßvorrichtung (1) zwei parallel und in einem Abstand zueinander stehende, zwischen Dichtung (5) und Dichtfläche (6) einsetzbare Meßzungen (2, 3) aufweist, von welchen Meßzungen die eine starr und die andere wenigstens annähernd parallel zu der einen beweglich an der Meßvorrichtung (1) angeordnet ist, daß die Meßvorrichtung (1) mit einem Wegmeßgerät (16) versehen ist, dessen bewegliche Tastspitze (15) an der beweglichen Meßzunge (3) oder an von dieser beweglichen Meßzunge (3) mitbewegten Teilen der Meßvorrichtung (1) angreift,
und daß die Meßvorrichtung (1) eine die bewegliche Meß­ zunge (3) in Abstand zur starren Meßzunge (2) haltende Feder aufweist, welche Feder derart ausgebildet ist, daß die von ihr auf die bewegliche Meßzunge (3) ausgeübte Kraft justiert und/oder abgestimmt ist auf die seitens der Dichtung (5) auf beide Meßzungen (2, 3) einwirkende An­ preßkraft.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzungen (2, 3) in Längserstreckungsrichtung der Dichtung (5) eine Breite aufweisen, die einem Vielfachen ihrer Einstecktiefe zwischen Dichtung (5) und Dichtfläche (6) entspricht.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als eine mit einem Ende in der Meßvorrich­ tung (1) eingespannte Blattfeder (11) ausgebildet ist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (11) über deren Angriffspunkt an der be­ weglichen Meßzunge (3) hinaus verlängert ist und daß das Wegmeß­ gerät (16) am Außenende der Blattfeder (11) angreift.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (1) einen die Einstecktiefe der Meßzungen (2, 3) zwischen Dichtung (5) und Dichtfläche (6) begrenzenden Anschlag (13) aufweist.