DE417714C - Einrichtung zum Messen des Dichtungsdruckes federnder Dichtungsringe und der Verteilung dieses Druckes laengs des Umfanges - Google Patents

Description

• Einrichtung zum lY(essen des Dichtungsdruckes federnder Dichtungsringe und der Verteilung dieses Druckes längs des Umfanges. Die Erfindung bezweckt, durch Messung festzustellen, welchen örtlichen Dichtungsdruck federnde Dichtungsringe an den einzelnen Stellen ihres Umfanges auf die abzudichtende Wand ausüben. Bisher konnte lediglich der mittlere Dichtungsdruck gemessen werden.
• Ein allseits an einer ja fast immer kreisförmigen Hohlzylinder- oder Stangenfläche anliegender Dichtungsring befindet sich in einem statisch unbestimmten Zustand. Der Druck, den er an den einzelnen Stellen ausübt, ist abhängig von den Verschiebungen dieser Punkte gegen die Lage der anderen. Es kann daher eine Messung der an einzelnen Stellen ausgeübten Druckgrößen nur dann richtig erfolgen, wenn dafür gesorgt wird, daß der Ring gleichzeitig in allen Teilen eine Gestalt angenommen hat, die der im zu erforschenden Zustand vorhandenen genau gleicht.
• Die Neuerung besteht daher in der Hauptsache in der Verbindung einer Anzahl gleichzeitig wirkender Druckmittel zu meßbar veränderlicher Belastung des Ringes in Richtung des Dichtungsdruckes mit einer gleichzeitig wirkenden Einrichtun&, welche festzustellen gestattet, ob der Ring durch die eingestellte Belastung allseits die angestrebte Gestalt, d. h. also meistens die Kreisform vom Zylinderdurchmesser, angenommen hat. Von den verschiedenen möglichen Ausführungsformen der neuen Einrichtung sei nachstehend eigne besonsonders geeignete näher beschrieben. Abarten sind angedeutet; infolge des überwiegens der Dichtungsringe für Hohlzylinder ist die Einrichtung für einen nach außen spannenden Ring dargestellt, sie ist ebenso auch für einen nach innen spannenden Ring ausführbar.
• In Abb. i sind radial um den zweckmäßig wagerecht gelagerten Ring r eine geeignete Anzahl, beispielsweise 1ä, Belastungsmittel a angeordnet. Hierfür sind nach Abb. z Winkelhebel b gewählt, die, beispielsweise mittels einer Schneide in einer winkligen Nut eines Lagerringes c gelagert, an ihren langen wagerechten Schenkeln d verschiebliche und veränderliche Gewichte, z. B. Waageschalen oder Gefäße für Schrot oder Flüssigkeiten, aufneh. men. Mit ihren kurzen: senkrechten. Schenkeln f übertragen sie die vom veränderlichen Gewichte e herrührende Kraft im Verhältnis der Hebelarme auf die Stelzen g. Diese sind auswechselbar zur Anpassung an die wechselnden Ringdurchmesser, Die vom Hebel kommende Druckkraft übertragen sie von ihrer ebenen Endfläche mittels einer Kugel lt radial auf den Ringumfang. Kugel- und Stelzenende ruhen hierbei in einer entsprechend gestalteten Nut des Anlageringes i, welcher gleichzeitig den zu untersuchenden Ring r in einer der angestrebten Form und Größe nahekommenden Gestalt hält, um dadurch die Einstellungsarbeit abzukürzen und Herausspringen zu verhindern.
• Die Belastungsvorrichtung kann natürlich noch in mancherlei anderen Formen erstellt werden. Beispielsweise können anstatt der auf Druck wirkenden Winkelhebel entsprechende auf Zug wirkende, oder unmittelbar belastete ziehende Schnüre oder Hebel mit verstellbarem konstanten Gewicht, oder mit veränderlicher Druckhöhe belastungsfähige Kolben, oder verschieden anspannbare geeichte Federn angeordnet sein.
• Die Belastungsmittel können die Kraft auch unmittelbar auf den Ringumfang übertragen oder auch mit Hilfe auf Zug wirkender übertragungsmittel. Die Druckstelzen können, beispielsweise auch in Kugelflächen endend oder mit Spitzen in kleinen Anbohrungen des Ringumfanges ansetzend, selbst auf den Ring wirken.
• Ferner kann der Ring auch durch eine zweckmäßige Anzahl einzelner einstellbarer oder in entsprechender Länge austauschbarer Anlageklötze in der der Gebrauchsstellung nahen Form gehalten werden.
• Außerdem lagert man den Ring zweckmäßig an einigen Stellen auf Rollen j, Walzen, Kugeln, auf Pendelstützen oder an solchen beispielsweise an Fäden hängend, um seine Formeinstellung durch Reibung möglichst nicht zu behindern.
• Diese und noch manche andere Bauformen der Belastungsvorrichtung sind denkbar; wichtig ist nur, daß an einer ausreichenden Anzahl von Stellen des Umfanges Kräfte meßbar so auf den Ring wirken, daß er bei möglichst ungezwungener Einstellung die angestrebte Gestalt annehmen kann.
• Manche der Bauformen der Belastungsvorrichtung mögen ganz oder teilweise bereits bekannt sein, von grundlegender Neuerung und Hauptbedeutung für die Erreichung des Zweckes ist es jedoch ihre Verbindung mit einer die Feststellung ermöglichenden Meßvorrichtung, ob die angestrebte Gestalt, d. h. also meist ein Kreis vom Zylinderdurchmesser, allseits erreicht worden ist. Ohne diese Verbindung ist, wie Versuche gezeigt haben, eine auch nur rohgenäherte Messung nicht möglich.
• Eine zweckentsprechende Bauart des Kreisformfühlers ist in Abb.2b im Schnitt dargestellt. Auf einer Achse k im Mittelpunkte des Anlageringes i ist eine Hülse L aufschiebbar, die eine untere, die Achsen der Fühlhebel m aufnehmende Scheibe n, und eine obere, eine gemeinsame kreisförmige Skala bildende Scheibe o trägt. Die unteren Enden p berühren mit leichten Druck den Ringumfang, die oberen vielfach längeren g bilden die Zeiger, die sich beispielsweise in Schlitzen der Skalenscheibe o führen.
• Neben dieser dargestellten Bauform sind noch viele andere denkbar; beispielsweise können die Belastungshebel selbst mit einer zweckmäßig vergrößernden mechanischen oder optischen Anzeigevorrichtung versehen - oder verbunden sein, oder es können Meßvorrichtungen s selbständig oder in Verbindung- mit dem Anlagering i oder dem Lagerring c oder etwa nach Abb. 3 den einzelnen Anlagestücken t angeordnet sein. Von Bedeutung ist allein, daß die Meßvorrichtung gestattet, während der Einstellung und des Wirkens der Belastungsmittel die Veränderungen der Ringgestalt zu verfolgen und die Erreichung der richtigen Gestalt mit hinreichender Genauigkeit festzustellen.
• Zur Erleichterung des Arbeitens sind noch folgende Ausführungsformen nützlich.
• Am Belastungshebel b ist nach Abb. q. der Angriffspunkt der Stelze g am Schenkel f hinter der Senkrechten durch die Lagerschneide u angeordnet; die das verschiebliche Gewichte aufnehmende Oberkante des Schenkels d ist unterhalb der Wagerechten durch die Lagerschneide u angeordnet. Der Hebelschwerpunkt ist so gelegt, daß beim Zurücktreten der Ringstelle hinter die richtige Lage der Druck sich vermindert und im umgekehrten Falle sich vermehrt, wodurch eine gewisse Selbstzentrierung in der Belastungsvorrichtung erreicht wird.
• Für den Fall, daß trotzdem der Ring irgendwo einseitig an dem Anlagering zur Anlage kommt, kann dieser leicht mit einer Meldevorrichtung, beispielsweise isoliert eingesetzten mit einer elektrischen Glühbirne oder Klingel verbundenen Kontaktstiften, versehen sein, die schon bei leichter Berührung durch den Ring ein Signal herbeiführen.
• Da zuweilen die Belastungsvorrichtung nur schwer so eingestellt werden kann, daß der Ring genau konzentrisch zur Nullage der Meßvorrichtung liegt, ist es zweckmäßig, die Meßvorrichtung in ihrer Gesamtheit etwas verschiebbar zu machen, um ihre konzentrische Lage wieder herzustellen; hierdurch kann die Messung sehr erleichtert werden.
• Um die Einstellung auf verschiedene Ringdurchmesser zu vereinfachen, werden zweckmäßig die Druckschenkel f der Belastungshebel und die tastenden Enden p der Fühlhebel oder entsprechende Teile anderer Bauarten, beispielsweise durch Stellschrauben, so justierbar gemacht, daß sie nach Einsetzen einer die richtige Gestalt und Größe dar, stellenden Lehrscheibe schnell in die Gleichgewichts- oder Nullage eingestellt werden können.
• Da die freier beweglichen Enden an der Schnittstelle erfahrungsgemäß durch die Herstellungsverfahren größeren Fehlern ausgesetzt sind, andererseits auch für die Bewährung im Betrieb besonders bedeutungsvoll sind, ist es zweckmäßig, nach Abb. 5, unmittelbar der Schnittstelle benachbart, je ein Belastungsmittel und Meßmittel anzuordnen, welche beide zusammen einem gegenüberliegenden entsprechen.

Claims (1)

1. PATEN T-Aäx SPRÜCHE: t. Einrichtung zum Messen des Dichtungsdruckes federnder Dichtungsringe und der Verteilung dieses Druckes längs des Umfanges, gekennzeichnet durch eine Anzahl gleichzeitig, aber unabhängig voneinander wirksamer und gesondert hinsichtlich ihrer Wirkungsgröße meßbarer Belastungsmittel, vermöge deren zwangläufig der Dichtungsdruck in radialer Richtung an längs des Umfanges verteilten Stellen ausgeübt wird, in Verbindung mit mehreren, gleichzeitig an geeigneten Stellen des Ringumfanges angreifenden Anzeigemitteln, zur Feststellung derjenigen Gestalt, welche dem Ring entsprechend den zu untersuchenden Verhältnissen zu geben ist. z. Ausführungsform nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß als regelbare Belastungsmittel auf Schneiden radial gegenüber einem Irreise gelagerte -Winkelhebel mit einem mittel- oder unmittelbar auf den dichtenden Umfang des Ringes wirkenden Schenkel und einem zweiten Schenkel dienen, dessen Gewichtsbelastung an einem stufenweise veränderlichen Hebelarm regelbar ist. 3. Ausführungsform nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Stellung der Lagerschneiden der Kraftangriffspunkte und des Hebelschwerpunktes so getroffen ist, daß beim Heraustreten des Ringes über die symmetrische Lage bei richtiger Gestalt der Druck verstärkt, beim Zurücktreten hinter diese emindert wird, so daß eine selbst-Z, tätige Zentrierung des Ringes in der Gesamtvorrichtung erzielbar ist. 4. Ausführungsform nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Anpassung an wechselnde Ringdurchmesser zur L'bertragung der Druckkräfte von den Belastungsmitteln normal auf den Ringumfang auf Druck oder Zugwirkende, in der Länge veränderbare Zwischenstücke einschaltbar sind. 5. Ausführungsform nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druck übertragenden Zwischenstücke in geeignet angeordneten kleinen Anbohrungen des Ringumfanges ansetzen. 6. Ausführungsform nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke, in geeignet gestalteten Nuten eines Halters ruhend, den Druck von ihren kugeligen Endflächen auf den Ringumfang übertragen. 7. Ausführungsform nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke, in geeignet gestalteten Nuten eines Halters ruhend, den Druck von ihren Endflächen mittels zwischengeschalteter möglichst freibeweglicher Kugeln auf den Ringumfang übertragen. B. Ausführungsform nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zu untersuchende Ring auf Rollen. Walzen, Rohrstücken, Kugeln oder zylindrischen oder kugeligen Pendeln so gelagert oder aufgehängt ist, daß die Einstellung seiner Gestalt möglichst wenig durch Reibung oder Klemmung behindert wird. 9. Ausführungsform nach Anspruch i bis 8, gekennzeichnet durch je nach dem Durchmesser einstellbare Gegenhalter, anpaßbare Anlagestücke oder entsprechend bemesseneHalteringe,vermöge deren der zu untersuchende Ring sich bereits in einer der erforderlichen Form nahekommenden Gestalt mit geringer Größentoleranz halten läßt, so daß die Einstellungsarbeit abgekürzt wird. i o. Ausführungsform nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhalter, Anlagestücke oder Halteringe mit einer elektrischen, optischen oder mechanischen Anzeigevorrichtung versehen sind, die ein nur einseitiges Anliegen des Ringes meldet. i i. Ausführungsform nach Anspruch i bis i o, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Gegenhalter o. dgl. mit einer Meßvorrichtung ausgestattet oder verbunden sind, die die Erreichung der richtigen Gestalt festzustellen und im Bedarfsfall etwaige Abweichungen zu messen gestattet. 12. Ausführungsform nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungshebel selbst mit einer zweckmäßig vergrößernden Meßvorrichtung versehen oder so ausgebildet sind, daß sie zugleich die Erreichung der angestrebten Form festzustellen und, wenn nötig, etwaige Abweichungen abzulesen gestatten. 13. Ausführungsform nach Anspruch i bis io, gekennzeichnet durch eine größere, zweckmäßig der Anzahl der Belastungsmittel entsprechende Anzahl von geeigneten, nach dem wechselnden Ringdurchmesser einstellbaren Einzehneßvorrichtungen, wie optischen oder mechanischen Fühlhebeln, Meßuhren o. dgl. 14. Ausführungsform nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmeßvorrichtungen durch eine besondere, zweckmäßig abnehmbare, gleichzeitig eine gemeinsame, beispielsweise kreis-oder walzenförmige Skala tragende gemeinsame Vorrichtung verbunden sind. 15. Ausführungsform nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmeßvorrichtung für die Gestalt und und die Gesamtbelastungsvorrichtung durch Schlitten, Führungen, Gelenke, Hebel, Schrauben und ähnliche Mittel so gegeneinander verschiebbar sind, daß bei etwa eingetretener Verlagerung derMitteder Ringfigur gegen die Mitte der Gesamtmeßvorrichtung die konzentrische Lage wieder herstellbar ist, so daß die Ablesungen erleichtert und die Einstellung' der Belastung abgekürzt wird. 16. Ausführungsform nach Anspruch i bis 14, gekennzeichnet durch eine Lehrscheibe, nach deren Gestalt und Größe die für verschiedene Ringgrößen einstellbaren Halte-, Belastungs- und Meßvorrichtungen in die für das Gleichgewicht erforderliche Lage oder Zeigerstellung sich einstellen lassen. 17. Ausführungsform nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an jedem der Schnittstelle benachbartem Ende des Ringes je ein Belastungs- und Meßmittel angreift, welche zusammen einem der am übrigen Umfang des Ringes angreifenden Belastungs- und Meßmittel entsprechen.