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Veffahren und Vorrichtung zum Messen der Radialdruckverteilung bei
Ringfedern, insb!esondere Kolbenringen
Bei der Herstellung von Ringfedern, insbesondere
Kolbenringen, ist es von großer Wichtigkeit, die genaue Radialdruckverteilung auf
dem Umfang durch Messung zu bestimmen. Bei einer für diesen Zweck bekanntgewordenen
SIeßvorrichtung wird der zu unbersuchende Kolbenring durch eine Anzahl gleichzeitig
wirkender Druckmittel radial belastet und ermittelt, welche Druckkräfte erforderlich
sind, um den Ring in seine Arbeitsform, also in die krei;srunde Form des Zylinderumfanges,
zu bringen. Durch ein Lagemeßgerät wird bei der bekannen Vorrichtung festgestellt,
ob der Ring durch die radialen Druckkr.äfte tatsächlich in seine Arbeitsform gebracht
ist oder ob noch Abweichungen von dieser Form vorhanden sind. Diese Vorrichtung
hat zwar gegenüber anderen bekannten Radialdruckmeßgeräten den Vorteil einer im
wesentlichen weglosen Messung, sie hat aber den Nachteil, daß ihre Bedienung sehr
schwierig und zeitraubend ist. Der federnde Ring muß nämlich ohne festen Anlagepunkt
nur mittels nachgiebig spielender Waagebalken in der genauen Kreisform gehalten
werden, wobei gleichzeitig seine konzentrische Lage zwischen den Waagebalken so
genau eingestellt werden muß, daß der Ring ringsum in einem gleichen, geringen Abstand
von einem Haltering, von Spannklötzen od. dgl. sich befindet. Die richtige Einstellung
ist praktisch nur bei einer geringen Zahl von Meßteilen, bei ziemlich starker Reibung
im Gerät und infolgedessen verhältnis-
mäßig geringer Empfindlichkeit
der Waagen zu uerwirklichen, so daß ziemlich ungenaue Meßergebnisse erzielt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum -Messen der Radialdruckverteilung
bei Ringfedern, insbesondere Kolbenringen, unter Verwendung von mit einstellbarer
Kraft radial auf den Prüfling wirkenden Schiebern, deren Verschiebung aus der der
Arbeitsform des Prüflings entsprechenden Lage von. einem Meßinstrument angezeigt
wird. Das neue Verfahren. ermöglicht eine schnelle und genaue Einstellung des zu
prüfenden Ringes in seine Arbeitsform und gestattet äußerst genaueMessungen. in
verhältnismäßig kurzer Zeit. Gemäß der Erfindung werden zunächst alle Meßschieber
auf ihre der Arbeitsform des Prüflings entsprechende Lage eingestellt und verriegelt
bzw. festgespannt, worauf jeweils ein Schieber freigegeben und die bei ihm für'
das Halten des Prüflings in seiner Arbeitsform erforderliche Kraft bestimmt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung kann beispielsweise so durchgeführt
werden, daß die einzelnen Meßschieber an ausschaltbaren Anschlägen anliegen und
mit ihren anch die Anschläge tragenden Tragschlitten radial so verschoben werden,
daß ihre freien, aus Roll ensegmenten od. dgl. bestehenden Enden entlang einer genauen
oder beliebig verW formten Kreislime stehen, die der Arbeitsform. des zu prüfenden
Ringes entspricht. Die Kreislinie wird grob durch eine Skala, an der sich der vom
Meßschieber getrennte Tragkörper einer Meßuhr radial entlangbewegt, und fein durch
die Meßuhr festgelegt. Daraufhin werden die Meßschieber von ihren Anschlägen zurückbewegt,
aber nur so weit, daß die Tragsehlitten der Meßschieber ihre Lage nicht verändern.
Nun kann der zu prüfende Kolbennng eingelegt werden, worauf er mittels Spanuschieber,
Spanriklötze od. dgl. ungefähr in seine Arbeitsform gebracht bzw. gespannt wird.
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Hierauf werden die Meßschieber wieder an ihre Anschläge vorgeschoben,
wodurch der Prüfling seine endgültige genaue Form erhält und die Spannschieber znriickgezogen
werden können. Da die Meßschieber an den Anschlägen anliegen, befindet sich der
eingebrachte Ring zwangläufig in der gewünschten eingestellten Kreisform. -Nun wird
jeweils bei einem Meßschieber die Kraft, z. B. die Federkraft, die ihn an den Anschlag
preßt, außer Wirkung gesetzt bzw. eine ihn in. dieser Stellung festLegende Klemmschraube
gelöst. Ferner wird der Anschlag, -z. B. durch Hoehziehen, aarsgeschaltet, so daß
der Meßschieber nach beiden Richtungen waagerecht frei beweglich ist.
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Mittels eines auf den Schieber wirkenden Waagebalkens und eines die
Abweichung von der vor der Freigabe des Schiebers vorhandenen Lage anzeigenden Meßinsbrumentes
wird jetzt bestimmt, welche Kraft erforderlich ist, uns den Kolbenring in seiner
Arbeitsform zu halten bzw. ihn wieder in diese Form zu drüaken. Die so ermittelte
Kraft ist der von dem Ring an der betreffenden Stelle ausgeübte Radialdruck. Nach
Bestimmung dieses Druckes wird der Meßschieber an den wieder eingeschalteten Anschlag
angelegt, so daß er sich wieder in einer der gewünschten Kreisform entsprechenden
Stellung befindet.
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In der beschriebenen Weise werden sämtliche Meßschieber einzeln nacheinander
freigegeben und die an den betreffenden Stellen vorhandenen Radialdrücke ermittelt.
Man erhält auf diese Weise ganz genaue Werte für die bei dem Ring vorhandene Radialdruckverteilung.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des angegebenen Verfahrens. Bei dieser Vorrichtung ist gemäß der Erfindung jeder
Schieber durch einen ausschaltbarren Anschlag in einer bestimmten Lage verriegelbar
und durch eine Klemmlschraube in beliebiger Lage feststellbar. Um der bei der Freigabe
eines Schiebers und beim Messen der Radialdrud<-kraft etwa aiiftretenden Verschiebung
zwischen Ringumfang und Meßschieber Rechnung zu tragen, ist vorteilhaft an jedem
Schieber ein um eine zur Ebene des zu prüfenden Kolbenringes senkrecht stehende
Achse schwenkbares Fühlglied vorgesehen, dessen Endfläche zylindrisch zur Schwenkachse
verläuft. Zwischen den einzelnen Fühlgliedefn können Spannschieber vorgesehen sein,
durch die der Prüfling ungefähr zu. seiner Arbeitsform vorgespannt werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Meßvofrichtung
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen Schnitt durch eine Meßstelle
einer Meßvofrichtung und Fig. 2 eine Draufsicht, bei der die Tragteile weggelassen,
sind.
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Bei dem Ausführungsbseispiel ist auf einem radial verschiebblaren
Schlitten I auf Rollen 3 ein Meßschieber 2 radial verschiebbar gelagert. An seinem
linken Ende trägt der Meßschieber 2 ein Fühlglied 5, das an ihm mittels eines Bolzens
4 schwenkblar gelagert ist. Die Endfläche des Fühlgliedes ist, wie in Fig. 2 durch
einen gestrichelten Kreisbogen angedeutet, als zur Schwenkachse 4 zentrische Zylinderfläche
ausgeführt. 6 ist der zu prüfende Kolbenring. In einer auf dem Tragschlitten I vofgesehenen
jochartigen Brficke ist eine Schraube 7 vorgesehen, durch die der Meßschieber 2
in beliebiger Lage auf dem, Tragschlitten I festgespannt werden kann. Der Meßschieber
2 weist noch eine Aussparung auf, in die ein iurückziehbarer Anschlag 12 eingreift,
durch den die Verschiebung des Meßschiebers 2 nach links begrenzt wird.
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Rechts von dem Tragschlitten I ist ein, Tragkörper 13 angeordnet,
in dem ein über einen SchneidenkörperS auf den Meßschieber 2 wirkender Waagebalken
9 drehbar gelagert ist, der ein verschiebbares. Gewicht 10 trägt. In dem Tragkörper
ist ferner eine Meßuhr 11 angeordnet, deren Fühlglied an dem Meßschieber 2 anliegt.
Der das Gewicht Io tragende Arm des Waagehallens g ist zweckmäßig mit einer Skala
versehen, an der unmittelbar abgelesen werden kann, welche Druckkraft von dem Gewicht
in über den Schneiden-
körper 8 auf den Meßschieber 2 ausgeübt wird.
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Die Meßuhr II weist vorteilhaft eine in 1/iooo mm geteilte Skala auf,
die gegenüber dem Zeiger des Instrumentes drehbar ist und so auf eine beliebige
Nullstellung eingestellt werden kann.
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Die beschriebene Vorrichtung wird in folgender Weise benutzt: Vor
dem Einbringen des zu prüfenden Kollbenringes 6 werden sämtliche Meßschiebler 2,
nachdem ihre Verschiebung nach links durch den Anschlag 12 begrenzt ist, durch Verschiebung
der Tragschlitten 1 radial verschoben, b;is ihre Fühlglieder 5 die Arbeitsform des
zu prüfenden Ringes blilden. Auf diese genaue oder beliebig verformte Kreislinie
werden die Meßschieber 2 mittels. des Tragkörpers I3 und der Meßuhr II eingestellt.
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Der Tragkörper 13 ist zu diesem. Zweck entlang einer Skala radial
verschieblich. In dieser Stellung werden die Tragschlitten I festgespannt. Nunmehr
wird der zu prüfende Kolbenring 6 eingebracht, nachdem durch Lösen der Schrauben
7 sämtliche Meßschieber 2 freigegeben und leicht nach rechts zurückbewegt worden
sind. Mittels nicht dargestellt er, zwischen. den Fühlgliedern 5 angeordneter Spannschieber
wird der Kolbenring 6. ungefähr zu seiner Arbeitsform vorgespannt. Darauf werden
die einzelnen Meßschieber 2 nacheinander bis in die durch den Anschlag 12 bestimmte
Stellung nach links vorgeschoben und mittels der Schraube 7 wieder festgespannt.
Auf diese Weise wird der Kofhenring 6 in seine genaue Arbeitsform gebracht.
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Nunmehr wird der Tragkörper I3 in Arbeitslage zu einem Meßschieber
2 gebracht. Die Skala der Meßuhr 1 1 wird hierbei durch Drehen mit ihrer Nullmarke
auf den Zeiger des Instrumentes eingestellt. Sodann wird der betreffende Meßschieber
2 durch Lösen der Schraube 7 freigegeben und ferner der Anschlag 12 herausgezogen.
Der Meßschieber 2 kann sich nunmehr frei bewegen und wird durch die von dem Kolben,ring
6 auf ihn ausgeübten Druckkräfte nach rechts bewegt, sofern das Gewicht 10 noch
nicht weit genug nach rechts eingestellt ist Diese Verschiebung ist natürlich nur
klein und kann an der Meßuhr II abgelesen werden. Falls das Gewicht 10 sich in einer
Lage zu weit rechts befindet. wird der Schieber 2 durch den Waagebalken g nach links
verschoben und drückt den Isolbenring 6 an der betreffenden Stelle etwas nach innen.
Auch diese Abweichung wird von der Meßuhr II angezeigt. Durch Verschieben des Gewichtes
10 kann nun leicht Gleichgewicht zwischen der Radialdruckkraft des Kolbenringes
6 und der von dem Gewicht 10 ausgeübten Gegenkraft hergestellt werden. Bei diesem
Gleichgewicht nimmt der Kolbenflng 6 wieder die vor Freigabe des Schiebers 2 vorhandene
Lage ein, bei der der Zeiger der Meßuhr ii auf Null zeigt. An dem Arm des Waagebalkens
9 kann nun die Radialdruckkraft des Kolbenringes 6 abgelesen werden.
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Im Anschluß an die durchgeführte Messung kann der Schieber 2 wieder
mittels der Schraube 7 festgespannt werden. Ferner kann auch der Anschlag 12 wieder
eingesetzt werden.
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In gleicher Weise, wie vorstehend erläutert, wird bei sämtlichen
Meßschiebetrn 2 die Radialdruckkraft des Kolbenringes 6 ermittelt. Dabei kann, wie
oben erwähnt wurde, für sämtliche Messungen ein einziger Tragkörper I3 mit Waage
8, 9, IO und Meßuhr II benutzt werden.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist bei der Messung außer
der durch das Gewicht 10 bewirkten Druckkraft auch noch der Druck des Fühlgliedes
der Meßuhr II auf den Schieber 2 wirksam, der eine gewisse Verfälschung des Meßergebnisses
mit sich bringt. Um dies auszuschalten, wird der Meßschieher 2, nachdem er jeweils
unter dem Druck des Kolbennnges 6 und dem Gegendruck der Waage io eine gewisse Stellung
frei beweglich eingenommen hat, mittels der Klemmschraube 7 festgestellt, so daß
der Fühler des nun erst anzulegenden Meßinstrumentes II den Meßschiehwer 2 nicht
verschieben kann.