DE7915219U1 - Vorrichtung zur messung einer kompressivbelastung, insbesondere von kolbenringen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung von Kompressivlasten und insbesondere, aber nicht ausschließlich auf eine Vorrichtung zur Messung der "Diametralschließlast" eines mit Spalt versehenen Kolbenrings oder Dichtungsrings.

Eine Bauart von Kolbenringen oder Dichtungsringen,für die die Vorrichtung vorgesehen ist, wird von einem Ring gebildet, der einen kleinen Spalt derart besitzt, daß er im freien Zustand einen größeren Durchmesser als der Zylinder hat, in den der Kolben gleitet, der mit dem Kolbenring ausgestattet werden soll. Bei der Montage wird der Kolbenring am Kolben angebracht und dann zusammengepreßt, so daß wenigstens teilweise der Spalt geschlossen wird, damit der Kolben in den hiermit zusammenwirkenden Zylinder eingeschoben werden kann. Wie bekannt, ist die "Kompressionsschließlast", die auf einen solchen Ring ausgeübt wird, die Kompressionsbelastung, die auf den Ring an zwei Punkten aufgebracht wird, die auf diametral gegenüberliegenden Stellen des Rings rechtwinklig zum Schlitzdurchmesser angeordnet sind. Dadurch wird der Spalt um die gleiche Abmessung geschlossen, um die der Kolbenring zusammengedrückt wird, wenn er in einen hiermit zusammenwirkenden Zylinder zusammen mit dem Kolben eingeschoben wird.

Zum Zwecke der Qualitätskontrolle ist es erwünscht, die Diametralbelastung zu kennen, die zum Schließen eines solchen Rings erforderlich ist.

Bisher gab es kein Standardverfahren oder keine Vorrichtung zur Messung der Diametralbelastung, die erforderlich ist um einen solchen Ring zu schließen, und man hat sich mit den verschiedensten Geräteformen beholfen. Bei einer Ausführungsform wird der Ring vertikal neben einem Träger montiert, der

schwenkbar an einer Stelle benachbart zu dem Ring ist. An einer Stelle im Abstand von seinem Schwenkgelenk ruht der Träger auf dem Ring auf einem Ende eines Durchmessers, der rechtwinklig zum Spaltdurchmesser des Kolbenrings verläuft. Außerhalb dieses Berührungspunktes trägt der Träger eine Schalte zur Aufnahme von Gewichten. Zunächst wird der Träger um seinen Schwenkpunkt derart ausbalanciert, daß eine Nullbelastung auf den Ring ausgeübt wird. Dann werden Gewichte auf der Schale angebracht, bis sich der Ringspalt auf die entsprechende Abmessung schließt und die Diametralbelastung zum Schließen wird demgemäß durch die Gewichte auf der Schale gemessen.

Eine solche Vorrichtung ist jedoch in der Handhabung umständlich und sie ist äußeren Einflüssen unterworfen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessert Gerät zur Messung einer Kompressivlast zu schaffen.

Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung eines verbesserten Gerätes zur Messung der Diametralbelastung, die zum Schließen eines Kolbenrings oder dgl. erforderlich ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung der Kompressivbelastung, die auf einen Gegenstand ausgeübt wird, in der Weise ausgebildet, daß ein Rahmen vorgesehen ist, daß ein erster und ein zweiter Träger am Rahmen derart gelagert sind, daß sie relativ hierzu und relativ zueinander beweglich sind, daß die Träger den Gegenstand zwischen sich festhalten und berühren, daß Mittel vorgesehen sind, um die Träger relati zueinander zu bewegen und eine Kompressivbelastung auf den Gegenstand auszuüben, daß eine Reaktionsvorrichtung der Bewegung eines der Träger in einer Richtung von dem anderen Träger weg entgegenwirkt gemäß dem Widerstand des Gegenstandes

gegenüber der Kompressivlast, und daß eine Meßvorrichtung auf die Reaktionsmittel anspricht, um die Kraft zu messen, die zwischen den beiden Trägern auftritt und demgemäß die Kompressionsbelastung bildet, die auf den Gegenstand aufgebracht wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Messung der Diametrallast, die auf einen Kolbenring aufgebracht wird;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig. 4;

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Teils der Vorrichtung in größerem Maßstab.

Eine Grundplatte 10 ist auf einem Gehäuse 11 montiert, das das weiter unten zu beschreibende elektronische Gerät enthält. An der Grundplatte 10 ist ein Ständer 12 fixiert, der eine vertikale Hauptplatte 1} trägt. Letztere trägt über Abstandshalter 15 eine rückwärtige Platte 14. Der zu prüfende Kolbenring 16 ruht gegen die Widerlagerplatte 14 und wird von zwei im Abstand zueinander angeordneten Rollen 17 getragen, die auf einem Schlitten 18 montiert sind, der vertikal relativ zu der Platte 19 beweglich ist, jedoch gegenüber der Platte I9 mittels eines Schraubbolzens fixiert werden kann, der einen Handgriff 21 trägt, der in eine Mutter 21 eingesetzt ist.

Die Platte I9 wird durch Gleitlager 22 in einer Schlittenführung 23 derart geführt, daß die den Schlitten 18 und die

Rollen IJ tragende Platte 19 sich relativ zu der Schlittenführung 23 in vertikaler Richtung mit einer minimalen Reibung bewegen kann. Die Platte I9 ruht auf einer Lastzelle 24, die an der Grundplatte 10 befestigt ist. Die Lastzelle ist an eine Meßschaltung 25 angeschlossen, die ihrerseits an ein Betrachtungsgerät 26 beispielsweise ein Digital-Meßgerät angeschlossen ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen daß die über die Platte I9 auf die Lastzelle 24 aufgebrachte Last am Digital-Meßgerät 26 dargestellt wird. Die Bewegung des Sensorkopfes der Lastzelle 24 und demgemäß der Platte kann in der Größenordnung von 76 jum bei Vollast liegen. Die Lastzelle 24, die Meßschaltung 25 und die Darstellungsvorrich tung 26 können von geeigneter Ausbildung sein, wie dies dem Fachmann klar ist. Beispielsweise kann die Lastzelle 24 zusammen mit der Meßschaltung 25 von jener Bauart sein, wie sie von der British Company Transducers C.E.L. Limited, verfügbar ist und die Darstellungsvorrichtung 26 kann ein Digitalanzeig gerät jener Bauart sein, wie sie von Newport Lab. Inc. verfügbar ist.

Die Hauptplatte IJ ist in geeigneter Höhe mit einer Schlitten führung 27 versehen, in der ein Schlitten 28 in Gleitlagern gelagert ist, die jenen der Schlittenführung I7 mit Schlitten 2J gleichen. Der Schlitten 28 trägt an seinem unteren Ende eine Rolle 30, die in der gleichen Ebene wie die Rollen I7 liegt. Eine mit dem Schlitten 28 verbundene Welle 31 besitzt einen Schraubgewindeteil, der in ein Gewindeloch 32 einer Platte 33 eingreift, die an dem oberen Ende der Hauptplatte 13 rechtwinklig hierzu angeordnet ist. Über der Platte 33 besitzt die Welle ein Rad oder einen Handgriff 34.

Der Ring lö,dessen Diametralbeiastung gemessen werden soll, wird so angeordnet, daß er auf den dicht benachbart zueinande

liegenden Rollen I7 ruht. Der Schlitten 28 wird abgesenkt, bis die Rolle j50 einen Linien- oder Punktkontakt mit dem Ring 16 erlangt hat. In dieser Betriebsstellung ohne aufgebrachte Last wird das elektronische Gerät so eingestellt, daß eine Ablesung von Null erlangt wird. Der Ring wird so gelagert, daß der Spalt in einer Horizontalebene liegte Dies | kann einfach durch Augenmaß mit einer Genauigkeit von ΐ 10° ^]M geschehen, und es hat sich gezeigt, daß kein wesentlicher Fehl« eingeführt wird, wenn der Spalt um 10° gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

I Dann wird eine Diametralbelastung durch Drehen des Handgriffs ' 34 auf den Ring 16 aufgebracht. Durch den Schraubgewindeeingriff mit der Platte 33 wird der Schlitten 28 veranlaßt, sich relativ zur Schlittenführung 27 nach unten zu bewegen. ; Die zu messende Diametralbelastung ist jene, die notwendig ist, den Kolbenring 16 zusammenzupressen, bis die Abmessung des Spaltes zwischen den beiden freien Enden des Rings die gleiche ist wie beim Einbau in einen Motor. Die Last wird über die Rollen 17,den Schlitten 18 und die Platte I9 auf die Lastzelle 24 übertragen, die eine Direktablesung am Digitalmeßgerät 26 ermöglicht.

Die Vorrichtung kann in der vorliegenden oder in der abgewandelten Weise auch benutzt werden, um andere Belastungen als Diametralbelastungen von Kolbenringen zu messen. Beispielsweise kann die Vorrichtung benutzt werden zur Eichung von Federn. Außerdem können Abwandlungen innerhalb des Rahmens, der Erfindung vorgenommen werden.

Claims (8)

ie · P j ρ I .Γ' I rS-g:. CurtWallach Dipl.-Irfö'. öünther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai <j 15 219.5Ltd.Datum:14. AugustI979G 79EngineeringUnser Zeichen:16629 - K/'ApBrico Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Messung der Kompressivbelastung eines Gegenstandes, mit einem Gegenstandsträger und mit einem Belastungskörper für den so abgestützten Gegenstand,

dadurch gekennzeichnet, daß Gegenstandsträger (18) und Belastungskörper (28) in einem Rahmen (14) relativ zueinander beweglich angeordnet sind und an dem Gegenstand (16) an zwei gegenüberliegenden Stellen angreifen, daß eine Spannvorrichtung (34) für den Belastungskörper (30) vorgesehen ist, und daß der Gegenstandsträger (18) auf einer Meßzelle (24) abgestützt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, zur Messung der Kompressivbelastung eines geschlitzten Kolbenrings, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenring (l6) zwischen Gegenstandsträger (18) und Belastungskörper (28) derart eingelegt ist, daß die Berührungsstellen mit dem Ring im wesentlichen auf einem Durchmesser des Rings liegen, der senkrecht zu jenem Durchmesser steht, der durch den Ringspalt des Kolbenrings verläuft.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstandsträger (18) oder der Belastungskörper (28) zwei Berührungspunkte mit dem Ring (16) hat, und der gegenüberliegende Teil (Belastungskörper £8)oder Gegenstandsträger (18)) einen einzigen Berührungspunkt mit dem Ring aufweist, so daß eine DreipunktberUhrung mit dem Ring hergestellt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützpunkte von Gegenstandsträger bzw. Belastungskörper von einem Rollenpaar (17) bzw. einer einzigen Rolle (30) bestehen, und daß sämtliche Rollen um Achsen drehbar sind, die parallel zur Achse durch den Mittelpunkt des Rings (16) verlaufen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstandsträger von einem ersten Schlitten

(18) gebildet ist, der in Gleitschienen (22) einer ersten Schlittenführung (23) am Rahmei: (14) gleitbar ist, und daß der Belastungskörper einen zweiten Schlitten (28) aufweist, der in einer zweiten Gleitführung (27) des Rahmens (14) in gleicher Richtung verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlitten (18) in seiner Schlittenführung (23) mittels einer Platte (19) gelagert ist-, und daß eine Pestklemmvorrichtung (20,21) vorgesehen ist, um den ersten Schlitten (18) relativ zu der Platte

(19) innerhalb eines Stellungsbereichs festzuklemmen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Klemmvorrichtung (20,21) mit dem Gegenstandsträger (18) verbindbare Platte (19) auf der Lastzelle ruht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (34) einen Handgriff aufweist, der mit einer im Rahmen (14) geführten Spindel verbunden ist, die auf dem Belastungskörper (28) abgestützt ist.