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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
gleichzeitigen Entfernen und Prüfen von Dichtungen, insbesondere von
luftdichten Kunststoff/Metall-Abdichtungen, die üblicherweise für
Wälzlager verwendet werden. Allgemeiner gesagt, betrifft die vorliegende
Erfindung ein System zum Prüfen der Dichtigkeit von Dichtungen.
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Dichtungen, insbesondere luftdichte Verbundabschirmungen, die
gemeinhin bei Wälzlagern verwendet werden und einen
Elastomerdichtabschnitt und eine steife Verstärkungseinlage aufweisen, werden
üblicherweise in Spritzguß- oder vorzugsweise im Druckguß- oder
Spritzpreßgußverfahren in Gußformen hergestellt, welche eine oder mehrere
Einsenkungen aufweisen, wobei jede dazu vorgesehen ist, eine Dichtung zu
erstellen. Die Dichtungen werden anschließend aus den Gußformen entfernt,
üblicherweise über mechanische, magnetische oder unterdruckbetätigte
Erfassungsglieder, und vor ihrem Einsatz geprüft bezüglich Fehler und zur
Sicherstellung ihrer Dichteffizienz gegen Verschmutzungen, arbeitend
z.B. wie in US-A-3,987,663 beschrieben.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung zu schaffen, welche ein rasches, effizientes Prüfen der Dichtungen
ermöglicht, während des oder nach dem Entfernen aus der Gußform, wodurch
die Prüfvorrichtung unmittelbar auf der Fertigungsstraße angeordnet
werden kann, so daß sofort nach dem Gußvorgang fehlerhafte Dichtungen
online ausgesondert werden können.
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Ausgehend von dieser Aufgabe, wird erfindungsgemäß eine
Vorrichtung zum Prüfen ringförmiger Dichtungen, insbesondere von
luftdichten Abschirmungen, wie sie für Lager und dergleichen verwendet werden,
geschaffen, die durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
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Im Folgenden wird ein nichtbeschränkendes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
beschrieben, worin:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeigt;
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Fig. 2 eine teilweise geschnittene, vergrößerte Darstellung
der wichtigsten Bestandteile, von denen einige schematisch dargestellt
sind, der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
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In den Figuren 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine
pneumatische Vorrichtung, welche, gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dazu vorgesehen ist, gleichzeitig eine
Dichtung 2 jeden beliebigen Typs, der gegenüberliegende umlaufende
Dichtabschnitte 3, 4 aus Elastomermaterial (Fig. 2) umfaßt, zu entfernen
und zu prüfen. Die von der Vorrichtung 1 gehandhabten Dichtungen 2 sind
insbesondere solche, die als luftdichte Abschirmungen für Wälzlager
verwendet werden und die wahlweise eine steife Verstärkungseinlage 5
aufweisen oder nicht, die einstückig mit der Dichtung geformt ist.
Verallgemeinert kann jedoch gesagt werden, daß die Vorrichtung 1 geeignet ist,
jeden Dichtungstyp mit Umfangsdichtabschnitten vergleichbar zu 3 und 4
zu handhaben und/oder zu prüfen, unabhängig davon, ob diese ringförmig
und/oder durch flexible Lippen definiert sind. Die Vorrichtung 1 umfaßt
gemäß dem nichtbeschränkenden, gezeigten Beispiel ein im wesentlichen
bekanntes pneumatisches Erfassungsglied 10, das durch eine bekannte
Pneumatikleitung 11 mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, welche
beispielsweise in einer Vakuumpumpe 12 besteht; ferner Mittel zum
selektiven Positionieren des Erfassungsgliedes 10 in mindestens zwei
vorbestimmten Positionen, z.B. einen Arm 13, der in Richtung der Pfeile
schwenken kann und ein Bestandteil beispielsweise eines (nicht
gezeigten) Servomechanismus oder bekannten Handhabungsroboters ist. Die
Prüfvorrichtung 1 umfaßt vorzugsweise auch einen bekannten Förderer 14,
beispielsweise ein Förderband, wobei die besagten zwei vorbestimmten
Positionen, in welche das Erfassungsglied 10 von dem Arm 13 wahlweise bewegt
wird, einmal diejenige ist, die durch den Abschnitt 15 des Förderers 14
besetzt ist, und einmal diejenige, an der eine Gußform 16 zum
Herstellen einer Dichtung 2 gelegen ist. In Fig. 1 ist die Gußform 16 in ihrer
geöffneten Position gezeigt und weist eine Einsenkung 18 auf, in welcher
bei geschlossener Gußform 16 die Dichtung 2 durch Spritzgießen,
Druckgießen oder Spritzpreßgießen hergestellt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Erfassungsglied 10
im wesentlichen einen Kopf 20, der dazu bestimmt ist, in die Gußform 16
auf bekannte Weise und koaxial mit der im wesentlichen ringförmigen
Einsenkung 18 einzugreifen. Der Kopf 20 ist von dem Arm 13 getragen,
welcher zusätzlich zur Schwenkbewegung auch für eine vertikale Auf- und
Abbewegung in Richtung der Pfeile (Fig. 1) konzipiert ist, und einen sich
in Axialrichtung kegelstumpfförmig erstreckenden Frontfortsatz 21
aufweist, welcher derart ausgebildet ist, daß er mit einer entsprechenden
kegelstumpfförmigen Ausnehmung 22 in der Gußform 16 zwecks einer
automatischen Zentrierung des Kopfes 20 innerhalb der geöffneten Gußform 16,
welche über die Einsenkung 18 die aufzunehmende Dichtung beinhaltet,
zusammenwirkt. Hierfür weist der Kopf 20 koaxial zum Fortsatz 21 eine
Fronteinsenkung 24 mit derselben Kontur wie die Einsenkung 18 auf und
die derart angeordnet ist, daß, wenn der Kopf 20 in die Gußform 16
eindringt, sie der Einsenkung 18 gegenübersteht und die ferner eine solche
Form aufweist, daß sie zumindest teilweise die Dichtung 2 umfaßt.
Insbesondere umfaßt die Einsenkung 24 gegenüberliegende, vorzugsweise
abgestufte Kanten 22 und 26, die so ausgewählt sind, daß sie mit den
entsprechenden gegenüberstehenden Umfangsdichtabschnitten 3 und 4 der
Dichtung 2 zusammenpassen, um mit selbigen in weitestgehend fluiddichter
Weise zusammenzuwirken.
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Jenseits der von den Kanten 25 und 26 definierten Öffnung
bildet das Innere der Einsenkung 24 einen Hohlraum 28, welcher direkt mit
der Pneumatikleitung 11 verbunden ist, beispielsweise über ein Loch 29,
das im Kopf 20 ausgebildet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist
die Pneumatikleitung 11 Mittel zum Erfassen des Drucks in der Leitung 11
und zur Auslösung eines Signals, insbesondere eines elektrischen
Signals über die elektrische Leitung 30, auf, wenn vorgegebene
Druckbedindungen erfaßt werden. Insbesondere umfassen die besagten
Erfassungsmittel einen Wandler 31, der hydraulisch mit der Leitung 11 zwischen zwei
Ventilen 46 und 48, welche in der Leitung 11 in Serie stromauf- und
stromabwärts des Wandlers 31 geschaltet sind, verbunden ist. Demgemäß
besorgt Ventil 46 eine Isolierung des Wandlers 31 und der Leitung 11 von
der Unterdruckquelle 12, und Ventil 48 besorgt eine Isolierung des
Wandlers 31, und dementsprechend auch der Unterdruckquelle 12, von einer
stromaufwärts von Leitung 11 ausgehenden Verzweigung 50 in der Nähe von
Loch 29. Vorzugsweise kann die Verzweigung 50 auch wahlweise mit einem
Kompressor (oder jeder beliebigen anderen Luftdruckquelle) 49 über ein
weiteres Ventil 47 stromaufwärts von Ventil 48 (im Verhältnis zu der
Position von Bohrung 29) angeschlossen werden. Die Ventile 46, 47 und 48
werden alle elektromagnetisch gesteuert, und die Ventile 47 und 48 sind
so gesteuert, daß, wenn Ventil 47 geöffnet ist, Ventil 48 geschlossen
bleibt und umgekehrt. Beispielsweise werden die Ventile 46, 47 und 48
sämtlich von einem Steuersystem 51 geregelt, mit welchem der Wandler 31
ebenfalls über Leitung 30 verbunden ist. Das Steuersystem 51 (Fig. 1)
ist ebenfalls mit den Betätigungsmitteln eines bekannten Ablenkapparats
oder Deflektors 34 auf dem Förderer 14 verbunden, welcher dazu dient,
etwaige defekte Dichtungen 2 einem Ausschußgefäß zuzuführen, in dem
vorliegenden Beispiel einem Gefäß 35, das beispielsweise am Ende einer
Rutsche 36 seitlich des Förderers 14 angeordnet ist.
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Deflektor 34 ist unmittelbar stromabwärts vom Abschnitt 15
angeordnet und ist, wie bereits beschrieben, über das Steuersystem 51
durch die besagten Druckerfassungsmittel in der Pneumatikleitung 11
gesteuert. In dem gezeigten Beispiel umfaßt der Deflektor 34 eine in
Vertikalrichtung bewegliche Platte 40, die seitlich über dem Förderer 14 in
der Nähe des Ausschußgefäßes 35 angeordnet ist. Die Platte 40 wird
normalerweise in der hochgezogenen Position über dem Förderer 14 (wie durch
die durchgezogene Linie in Fig. 1 dargestellt) mittels einer Feder 41
gehalten und kann auf den Förderer mittels eines elektromagnetischen
Betätigers 42 unter Überwindung der Feder 41 in die Position, die in Fig.
1 mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist, hinabbewegt werden,
wobei die Platte 40 den Förderweg der Dichtungen 2 auf dem Förderer 14
kreuzt. Die Feder 41, der Betätiger 42 und die Platte 40, welche mit dem
Betätiger 42 über einen Zapfen 44 verbunden ist, sind in bekannter Weise
auf einem Arm 45 abgestützt.
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Die beschriebene Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt. Sobald in
der Gußform 16 Dichtungen 2 geformt wurden, werden sie von dem Kopf 20
aufgenommen und über den beweglichen Arm 13 einzeln auf einem Abschnitt
15 des Förderers 14 entladen, von welchem sie in Richtung des Pfeils in
Fig. 1 vorwärts bewegt werden. Nach einer Mehrzahl von Aufnahme- und
Entladevorgängen weist der Förderer 14 eine Anzahl ungefähr gleich weit
von einander entfernter Dichtungen 2 auf, die sich mit derselben
Geschwindigkeit in Richtung auf das (nicht dargestellte) Ende des
Förderers 14 hin bewegen, wo beispielsweise ein Gefäß für endbearbeitete
Teile vorgesehen sein kann. Die Dichtungen 2 werden von Kopf 20 mit Hilfe
eines bekannten (nicht dargestellten) mechanischen Extraktors aus der
Gußform 16 herausgenommen und pneumatisch auf den Förderer 14 entladen.
Wenn die Gußform 16 geöffnet ist, ist die Dichtung 2 innerhalb einer
Einsenkung 18 gefaßt. Der Arm 13, der auf bekannte Weise geeignet
gesteuert wird, bewegt den Kopf 20 über die Gußform 16, so daß der
Fortsatz 21 in das Innere der Ausnehmung 22 eingreift, wobei die Einsenkung
24 der Einsenkung 18 genau gegenüberliegt. In dieser Position sind die
Kanten 25 und 26 im wesentlichen so angeordnet, daß sie die äußeren
Dichtabschnitte 3 und 4 der Dichtung 2 berühren, Ventil 47 ist
geschlossen, und die Ventile 46 und 48 sind geöffnet. An diesem Punkt saugt die
Unterdruckpumpe 12 die Luft innerhalb der Ausnehmung 28 ab, welche
aufgrund des Vakuums, welches in der Einsenkung 24 gebildet ist und die
Kanten 25 und 26 zum Kontaktieren der Bereiche 3 und 4 veranlaßt, nicht
mehr als minimal Umgebungsluft einzieht. Die Dichtung 2 ist auf diese
Art und Weise auf den Kopf 20 "aufgesaugt" und wird aus der Gußform 16
unter gleichzeitigem Herausrupfen aus der Einsenkung 18 durch den
bekannten Extraktor gemeinsam mit dem Kopf 20 entfernt. Zu diesem
Zeitpunkt ist das Ventil 46 geschlossen, und das Vakuum innerhalb der
Ausnehmung 28 wird beibehalten, wodurch die Dichtung 2 auf dem Kopf 20
gehalten ist, bis dieser über den Förderer 14 bewegt worden ist.
Schließlich wird das Ventil 47 geöffnet und das Ventil 48 geschlossen, so daß
nicht nur der Unterdruck in der Ausnehmung 28 beseitigt wird, sondern
druckbeaufschlagte Luft in die Ausnehmung 28 durch den Kompressor 49
zugeführt wird, was ein Herunterfallen der Dichtung 2 auf den Bereich 15
des Förderers 14 verursacht. In der Zwischenzeit ist eine weitere
Dichtung 2 in der Gußform 16 geformt worden, und der Aufnahme-/Entladezyklus
wird wiederholt, um sämtliche Dichtungen 2 auf den Förderer 14 zu
entladen, sobald sie geformt worden sind.
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Während der Übergabe, d.h. zwischen der Aufnahme und dem
Loslassen der Dichtung 2, während diese durch den Atmosphärendruck auf den
Kanten 25 und 26 der Einsenkung 24 gehalten ist, werden die Ventile 46
und 47 geschlossen, und das Ventil 48 wird geöffnet. Die Dichtung 2 kann
auf diese Weise recht einfach geprüft werden, wobei die Aufgabe des
Tests im wesentlichen diejenige ist, die Einsatzbereitschaft der
Dichtungsabschnitte 3 und 4 festzustellen oder ob diese Gußfehler
aufweisen. Erfindungsgemäß besteht diese Prüfung im Erfassen des Drucks
(Unterdrucks) in der Leitung 11 innerhalb eines vorgegebenen
Zeitintervalls. Wenn die Abschnitte 3 und 4 fehlerfrei sind, wird der
ursprüngliche Unterdruck bei Aufnahme der Dichtung 2 diese auffluiddichte Art und
Weise mit den Kanten 25 und 26 zusammenwirken lassen, so daß keine
Umgebungsluft in die Ausnehmung 28 eindringen kann oder nur ein derart
geringer Betrag, daß der Unterdruck in der Ausnehmung 28 und in der
Leitung 11 sehr langsam zurückgeht. Wenn jedoch andererseits die
Abschnitte 3 und 4 nicht fehlerfrei sind, wird Umgebungsluft in die Ausnehmung
28 eindringen, und da nunmehr die Pumpe 12 durch Ventil 46 isoliert ist,
wird der Druck in der Leitung 11 bedeutend zunehmen (d.h. der Unterdruck
wird zurückgehen), selbst wenn dies nicht ausreichen sollte, um die
Dichtung 2 vom Kopf 20 während der Übergabe loszulösen. Das Steuersystem
51 ist demnach so programmiert, daß es zweimal den Druckwert in Leitung
11, den der Wandler 31 kontinuierlich angibt, liest, einmal zu Anfang
und einmal zum Ende eines vorgegebenen Zeitintervalls, beispielsweise
einige Zehntel Sekunden, je nach Sensitivität des Wandlers 31. Die
beiden gelesenen Werte werden anschließend verglichen und deren Differenz
durch das Steuersystem 51 berechnet. Wenn die Differenz unterhalb eines
vorgegebenen Stellenwerts, der in dem Steuersystem 51 gespeichert ist,
liegt, also nur wenig oder überhaupt keine Umgebungsluft in die
Ausnehmung 28 eingedrungen ist, ist die Dichtung 2 im allgemeinen fehlerfrei.
Wenn auf der anderen Seite die Differenz zwischen dem am Anfang und dem
am Ende des Zeitintervalls erfaßten Druck oberhalb eines vorgegebenen
Schwellenwerts liegt, bedeutet dies, daß Umgebungsluft in die Ausnehmung
28 eingedrungen ist, also daß die Dichtung 2 fehlerhaft ist. In dem
ersteren Fall wird das Steuersystem 51 den Deflektor 34 nicht aktivieren,
die Platte 40 bleibt oben, und die Dichtung 2 auf dem Kopf 20 wird fiber
dem Abschnitt 15 losgelassen und kann entlang des Förderers 14 vorbei am
Deflektor 34 ihren Weg gehen. In dem letzteren Fall dagegen aktiviert
das Steuersystem 51 den Deflektor 34, die Platte 40 wird abgesenkt, und
nachdem sie auf den Bereich 15 hinabgelassen wurde, wird die fehlerhafte
Dichtung 2 durch die Platte 40, mit der gestrichelten Linie in Fig. 1
angedeutet, in das Gefäß 35 abgelenkt.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der
vorstehenden Beschreibung verdeutlicht. Durch das einfache Vorsehen eines
Wandlers auf der Pneumatikleitung, welche das Unterdruckerfassungsglied
beherrscht, und durch Auslegung des letzteren, um zu Prüfzwecken in die
Dichtungsbereiche einzugreifen, können die hergestellten Dichtungen,
während sie aus der Gußform entfernt werden, getestet werden, wodurch
bedeutende Vorteile bei der Handhabung geschaffen werden. Den Fachleuten
dürfte es klar sein, daß Änderungen an der beschriebenen und hier
dargestellten Vorrichtung vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann, wenn
mehrere Gußformen verwendet werden, eine Anzahl von Dichtungen gleichzeitig
geprüft werden, indem einfach ein Kopf mit einer Anzahl von Einsenkungen
benutzt wird, von denen jede ihre eigene Absaugleitung und einen
entsprechenden Wandler besitzt. Es ist ferner möglich, die Handhabungs- und
die Prüffunktionen von zwei getrennten Vorrichtungen ausführen zu
lassen. Beispielsweise könnten die Dichtungen 2 von einem bekannten
pneumatischen, magnetischen oder mechanischen Handhabungsgerät aufgeladen
werden und ein stationärer Kopf 20 ausschließlich zu Prüfungszwecken
verwendet werden. In diesem Fall würde nach dem Entfernen der Dichtungen 2
aus der Gußform 16 und vor dem Loslassen über dem Förderband 14 das
Handhabungsgerät diese auf den Kopf 20 entladen, der beispielsweise auf
der anderen Seite des Förderers 14 bezüglich der Gußform 16 gelegen sein
kann. Sobald die Dichtungen 2 auf eine entsprechende Einsenkung 24
geladen worden sind, können sie, wie beschrieben, geprüft werden, indem die
Luft aus der Ausnehmung 28 extrahiert wird und eine Veränderung des
Unterdrucks in der Leitung 11 über ein vorgegebenes Zeitintervall gemessen
wird.