DE4114728A1 - O=ring testing device for detecting surface errors - uses pressure rollers providing oval ring configuration and intermediate pressure roller - Google Patents

O=ring testing device for detecting surface errors - uses pressure rollers providing oval ring configuration and intermediate pressure roller

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Abstract

The testing device presses the O-ring (14) into an oval and rotates it about its centre point, using a pair of press rollers (7), lying in the same radial plane, with their axes parallel to one another, and having a peripheral groove locating the O-ring (14). A support roller (2) lies between the press rollers (7) on one side, with a CCD camera on the opposite side, the centre point of the O-ring (14) offset from the axial plane of the press rollers (7) in the direction of the support roller. The peripheral groove in each press roller (7) pref. has a friction coating and the rollers (7) are pref. moved in mirror symmetry between their closed and open positions. USE - For visual detection of surface errors in sealed O-ring used in hydraulic components.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a test device according to the Preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der europäischen Patentanmeldung 3 84 002 bekannt. Diese Vorrichtung ist Bestandteil einer vollautomatischen Anlage, welche die Ringe, insbesondere Dichtringe für sicherheitskritische hydraulische Komponenten, vereinzelt, aufnimmt, prüft und nach dem Prüfergebnis sortiert. Die Prüfung auf kleinste Oberflächenfehler in Form von z. B. Rissen oder Fremdkörpereinschlüssen erfolgt in der Weise, daß mit Hilfe von elektronischen Videokameras, sogenannten CCD- Kameras, zusammenhängende Bilder der gesamten Ringoberfläche aufgenommen werden. Diese Bilder werden dann digital mittels rechnergestützter elektronischer Bildverarbeitung ausgewertet. Um die Oberflächenfehler besser zu erkennen, wird der Ring während der Prüfung mittels zweier Formbacken zu einem Oval zusammengedrückt und durch eine gegenseitige Parallelbewegung der Backen auf der Stelle im Kreis herumgewälzt. Je zwei Kameras werden auf die gestreckte Innenseite und auf die verstärkt umgebogene Außenseite des Ringes gerichtet, d. h. auf die Zonen, in denen infolge der Verformung Zugspannungen auftreten.Such a device is from the European Patent application 3 84 002 known. This device is Part of a fully automatic system, which the Rings, especially sealing rings for safety-critical hydraulic components, isolated, records, tests and sorted according to the test result. The smallest test Surface defects in the form of e.g. B. cracks or Foreign body inclusions occur in such a way that with With the help of electronic video cameras, so-called CCD Cameras, coherent images of the whole Ring surface are recorded. These pictures will then digitally using computer-aided electronic Image processing evaluated. To the surface defects  The ring will be better seen during the test compressed into an oval by means of two mold jaws and through a mutual parallel movement of the jaws rolled around in circles on the spot. Two cameras each are reinforced on the stretched inside and on the bent outside of the ring directed, d. H. on the Zones in which tensile stresses result from the deformation occur.

Schwierigkeiten ergaben sich jedoch bei der Beleuchtung der stark gerundeten Außenzone von dicken O-Ringen, worunter in diesem Zusammenhang Ringe verstanden werden, deren Torusinnendurchmesser etwa das 2- bis 3fache des Schnurdurchmessers beträgt. Die stark gekrümmte Außenkuppe dieser Ringe im verformten Zustand ist nahezu kugelig. Um störende Reflexe zu vermeiden, sind bestimmte Beleuchtungswinkel erforderlich, die sich wegen der in das Beleuchtungsfeld eindringenden Formbacken nicht verwirklichen lassen. Außerdem ist nachteilig, daß bei geringsten Unterschieden der Reibungsverhältnisse an den beiden Formbacken der Prüfling sich während des Umwälzens bewegt. Auch dies verhindert eine exakte Bilderfassung.However, there were difficulties with the lighting the strongly rounded outer zone of thick O-rings, what is meant by rings in this context, whose inner torus diameter is about 2 to 3 times the Cord diameter is. The strongly curved outer tip this ring in the deformed state is almost spherical. Around Avoiding distracting reflections are certain Illumination angle required, which is because of that in the Illuminating field does not penetrate mold jaws let it be realized. It is also disadvantageous that at slightest differences in the friction conditions on the two mold jaws of the test specimen during the circulation emotional. This also prevents exact image acquisition.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des grundsätzlichen Verformungs- und Bewegungsprinzips der beschriebenen Prüfvorrichtung Formwerkzeuge vorzuschlagen, die eine größere Bewegungsfreiheit bei der Beleuchtungsführung ermöglichen und die Ortsfestigkeit des Prüflings während des Umwälzens sicherstellen.The invention is based, below Maintaining the basic deformation and Principle of movement of the test device described Propose molding tools that are larger Allow freedom of movement in lighting control and the spatial stability of the test specimen during the circulation to ensure.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die diametralen Druckkräfte, welche den Ring in eine ovale Form zwingen, werden somit von den Druckrollen erzeugt. Die Umfangsnuten dieser Druckrollen, die auf den Schnurquerschnitt des Rings abgestimmt sind und ihn teilweise umfassen, verhindern, daß der Ring aus der Rollenebene ausweicht. Befände sich der Ringmittelpunkt genau in der Achsebene der Druckrollen, so würde er aus dieser labilen Lage nach einer Seite herausspringen. Deshalb ist vorgesehen, ihn mit Hilfe einer weiteren Stützrolle in eine stabile Lage zu zwingen, nämlich dadurch, daß der Ringmittelpunkt aus der Achsebene der Druckrollen heraus zur Stützrolle hin versetzt ist, wobei ein kleiner Abstand zwischen dem Ringmittelpunkt und der Achsebene genügt. Durch Antreiben der Druckrollen mit entgegengesetzter Drehrichtung wird der stabil gehaltene Ring im Kreis herumgewälzt. Für die richtige Beleuchtung der freiliegenden Ringkuppe gibt es nun keine Hindernisse mehr, da die Druckrollen während des Prüfvorgangs ebenfalls ortsfest bleiben. Insbesondere kann eine flache Beleuchtung der Kuppe über die Druckrollen hinweg vorgenommen werden, so daß ein reflexfreies Bild dieser Zone gewonnen werden kann, welches Oberflächenvertiefungen durch deutliche Schattenwirkung hervorragend erkennbar macht.This task is based on a device the generic term by the characteristic features of the Claim 1 solved. The diametrical pressure forces, which  force the ring into an oval shape Pressure rollers generated. The circumferential grooves of these pressure rollers, which are matched to the cord cross-section of the ring and partially enclosing it prevent the ring from coming off evades the role level. If the were Ring center exactly in the axial plane of the pressure rollers, see above he would move to one side from this unstable situation jump out. That is why it is intended to help him to force another support roller into a stable position namely, that the center of the ring from the axis plane the pressure roller is displaced towards the support roller, with a small distance between the ring center and the axis plane is sufficient. By driving the pressure rollers with opposite direction of rotation becomes the stable one Rolled ring in a circle. For the right lighting there are no obstacles to the exposed ring top more because the pressure rollers during the test process also remain stationary. In particular, a flat Illumination of the dome over the pressure rollers be made so that a reflection-free image of this Zone can be obtained, which surface depressions outstandingly recognizable due to the clear shadow effect makes.

Die Stützrolle kann mit zu den Druckrollen paralleler Achse angeordnet sein und ebenfalls eine Umfangsnut aufweisen. Es sind aber auch Rollen oder Scheiben mit anderer Achsorientierung denkbar, insbesondere eine Kegelrolle mit zur Achsebene der Druckrollen geneigter Achse.The support roller can be parallel to the pressure rollers Be arranged axis and also a circumferential groove exhibit. But there are also rolls or discs with other axis orientation conceivable, especially one Tapered roller with inclination to the axial plane of the pressure rollers Axis.

Wenigstens eine der Druckrollen wird angetrieben, vorzugsweise aber beide. Um die zum Umwälzen des verformten Ringes erforderlichen erheblichen Reibungskräfte aufzubringen, wird vorgeschlagen, daß die Umfangsnuten der angetriebenen Druckrollen mit einem Reibbelag ausgekleidet sind. Der Antrieb erfolgt in steuerungstechnischer Verknüpfung mit der Bilderfassung, vorzugsweise kontinuierlich und mit konstanter Drehgeschwindigkeit.At least one of the pressure rollers is driven but preferably both. In order to revolutionize the deformed ring required considerable  Applying frictional forces, it is proposed that the Circumferential grooves of the driven pressure rollers with one Friction lining are lined. The drive takes place in control-related linkage with image acquisition, preferably continuously and with constant Rotation speed.

Um die Prüflinge schonend in die Vorrichtung einzugeben und nach der Prüfung wieder zu entnehmen, wird vorgeschlagen, daß die Druckrollen auf beweglichen Teilen gelagert und dadurch zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung spiegelbildlich zueinander bewegbar sind. Die beweglichen Teile können verschiebbare Schlitten, am einfachsten aber Hebelarme sein. Die Druckrollen sollten sich vorzugsweise so weit auseinander bewegen lassen, daß der Prüfling auch in Achsrichtung zugeführt und entnommen werden kann. Der Transport erfolgt vorzugsweise auf einem querschnittlich flachen Dorn, wobei die flachen Seiten den Achsen der Druckrollen zugewendet sind.In order to gently insert the test objects into the device and after the exam again suggested that the pressure rollers on moving parts stored and thereby between a closed and an open position as a mirror image of each other are movable. The moving parts can be slidable Sledge, but easiest to be lever arms. The Pressure rollers should preferably be so far apart Let the test object move in the axial direction can be fed and removed. The transport takes place preferably on a cross-sectionally flat mandrel, wherein the flat sides facing the axes of the pressure rollers are.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigtAn embodiment of the invention is as follows explained using the drawing. In detail shows

Fig. 1 eine Ansicht in Achsrichtung der wesentlichen Partie eines Rollengestells zum Halten und Verformen von elastischen Ringen im Rahmen einer Vorrichtung zur Prüfung solcher Ringe auf Oberflächenfehler, Fig. 1 is a view in the axial direction of the main portion of a roll stand for holding and shaping of the elastic rings in the context of a device for testing such rings for surface defects,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Gesamtansicht der Vorrichtung in kleinerem Maßstab ohne Prüfling in geöffneter Stellung, Fig. 2 is a Fig. 1 corresponding overall view of the device in a smaller scale without test piece in the open position,

Fig. 3 die Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 und Fig. 3 is a side view of the device according to Fig. 2 and

Fig. 4 einen Querschnitt des Umfangbereichs einer Druckrolle mit angelegtem Prüfling in größerem Maßstab. Fig. 4 shows a cross section of the circumferential area of a pressure roller with the test specimen applied on a larger scale.

Die gezeigte Vorrichtung ist an einer aufrecht stehenden flachen Tragwand 1 angebracht. Die obere schmälere Partie dieser Tragwand ist durch eine Nut in zwei parallele plattenförmige Vorsprünge gespalten, welche eine Stützrolle 2 zwischen sich aufnehmen. Diese hat eine Umfangsnut und ist freilaufend gelagert. Ferner ist an der Tragwand 1 vorne und hinten je ein T-förmiger Schwenkhebel 3 bzw. 4 um eine Achse 5 schwenkbar gelagert. Die etwa horizontal abstehenden Arme dieser Schwenkhebel lassen sich mit Hilfe je eines Druckluftzylinders 6 auf und ab bewegen. An den nach oben abstehenden T-Schenkeln der Schwenkhebel 3 und 4 ist je eine Druckrolle 7 gelagert, wobei diese Druckrollen sich in derselben Ebene befinden wie die Stützrolle 2. In der geschlossenen Stellung gemäß Fig. 1 stützen sich die Schwenkhebel 3 und 4 über Stellschrauben 8 an der Tragwand 1 ab.The device shown is attached to an upright flat support wall 1 . The upper, narrow part of this supporting wall is split by a groove into two parallel plate-shaped projections, which receive a support roller 2 between them. This has a circumferential groove and is freely supported. Furthermore, a T-shaped pivot lever 3 or 4 is pivotally mounted about an axis 5 on the support wall 1 at the front and rear. The approximately horizontally projecting arms of these swivel levers can be moved up and down with the aid of a compressed air cylinder 6 . A pressure roller 7 is mounted on each of the upwardly projecting T-legs of the pivot levers 3 and 4 , these pressure rollers being in the same plane as the support roller 2 . In the closed position according to FIG. 1, the pivot levers 3 and 4 are supported on the supporting wall 1 by means of set screws 8 .

Die Druckrollen 7 werden von einem an der Rückseite der Tragwand 1 befestigten Elektromotor 9 mittels eines Zahnriemens 10 angetrieben, der nur in Fig. 2 (gestrichelt) und Fig. 3 dargestellt ist. Der Zahnriemen läuft vom Antriebsrad 11 am Motor über je ein mit den Wellen der Druckrollen 7 verbundenes Antriebsrad 12 und wird an einer Umlenkrolle 13 umgelenkt, die in der Achse 5 freilaufend gelagert ist.The pressure rollers 7 are driven by an electric motor 9 attached to the rear of the supporting wall 1 by means of a toothed belt 10 , which is only shown in FIG. 2 (dashed lines) and FIG. 3. The toothed belt runs from the drive wheel 11 on the motor via a drive wheel 12 each connected to the shafts of the pressure rollers 7 and is deflected at a deflection roller 13 which is freely supported in the axis 5 .

Fig. 4 zeigt den Querschnitt der Umfangsnuten der Druckrollen 7. Die Nut beginnt außen wie eine V-Nut, deren kegelige Seitenflächenabschnitte sich an den Schnurquerschnitt des als Prüfling einzusetzenden O-Rings 14 anlegen. Um den Querschnitt dabei möglichst wenig zu verformen und trotzdem eine beträchtliche Reibungskraft übertragen zu können, schließt sich an den V-förmigen äußeren Abschnitt der Nut ein quadratischer innerer Abschnitt an und in diesen Nutengrund ist ein elastischer sogenannter Quadring 15 eingelegt. Er hat einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt und an allen vier Seiten eine flach ausgerundete Längsrille. In die nach außen gewendete Längsrille fügt sich der O-Ring 14 ein. Fig. 4 shows the cross-section of the circumferential grooves of the pressure rollers 7. The groove begins on the outside like a V-groove, the tapered side surface sections of which lie against the cord cross-section of the O-ring 14 to be used as the test piece. In order to deform the cross-section as little as possible and still be able to transmit a considerable frictional force, a square inner section follows the V-shaped outer section of the groove and an elastic so-called quad ring 15 is inserted into this groove bottom. It has an essentially square cross section and a flat, rounded longitudinal groove on all four sides. The O-ring 14 fits into the outwardly turned longitudinal groove.

Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Durch Einziehen der Kolbenstangen der Druckluftzylinder 6 werden die Schwenkhebel 3 und 4 in die geöffnete Stellung gemäß Fig. 2 gebracht. Dann transportiert ein nicht dargestellter flacher Dorn, dessen flache Seiten den Druckrollen 7 zugewendet sind, einen O-Ring 14 herbei. Er wird gemäß Fig. 1 an die Stützrolle 2 angelegt und greift in deren Umfangsnut ein. Sodann stoßen die Druckluftzylinder 6 ihre Kolben nach oben, so daß sich die beiden Stützrollen in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile aufeinander zu bewegen bis die Stellschrauben 8 an der Tragwand 1 anstoßen. Diese geschlossene Stellung ist in Fig. 1 gezeigt. Der ursprünglich runde O-Ring 14 wird von den Druckrollen 7 zu einem Oval zusammengedrückt, wobei er sich an der Stützrolle 2 abstützt. Er hat nicht die Tendenz, nach oben herauszuspringen, weil in der zusammengedrückten Form gemäß Fig. 1 der Ringmittelpunkt um den Abstand a tiefer als die Achsebene 16 der Druckrollen 7 liegt. Setzt sich der Motor 9 in Bewegung, so rotieren die beiden Druckrollen 7 mit entgegengesetzter Drehrichtung. Dies zeigen die Pfeile in Fig. 1. Dabei wird der O-Ring 14 in einer Art Walkvorgang entgegen dem Uhrzeigersinn umgewälzt. The device works as follows: By pulling in the piston rods of the compressed air cylinders 6 , the pivot levers 3 and 4 are brought into the open position according to FIG. 2. Then, a flat mandrel (not shown), the flat sides of which face the pressure rollers 7 , transports an O-ring 14 . It is applied to the support roller 2 according to FIG. 1 and engages in its circumferential groove. Then the compressed air cylinders 6 push their pistons upward, so that the two support rollers move towards one another in the direction of the arrows shown in FIG. 2 until the set screws 8 strike the support wall 1 . This closed position is shown in Fig. 1. The originally round O-ring 14 is compressed by the pressure rollers 7 into an oval, whereby it is supported on the support roller 2 . It does not have the tendency to jump upwards, because in the compressed form according to FIG. 1 the center of the ring is lower than the axis plane 16 of the pressure rollers 7 by the distance a. If the motor 9 starts to move, the two pressure rollers 7 rotate in the opposite direction of rotation. This is shown by the arrows in FIG. 1. The O-ring 14 is circulated counter-clockwise in a kind of flexing process.

An den durch das Zusammendrücken gestreckten Innenseiten und an der oben freiliegenden Kuppe steht die Oberfläche des Rings unter Zugspannung. Diese Oberflächenabschnitte werden beleuchtet und mit Hilfe von CCD-Kameras und elektronischer Bildverarbeitung ausgewertet. Die dazu erforderlichen Komponenten der Prüfeinrichtung sind an sich bekannt und daher nicht dargestellt.On the inside stretched out by squeezing and the surface is on the exposed bump of the ring under tension. These surface sections are illuminated and with the help of CCD cameras and electronic image processing evaluated. The one required components of the test facility are on known and therefore not shown.

 1 Tragwand
 2 Stützrolle
 3 Schwenkhebel
 4 Schwenkhebel
 5 Achse
 6 Druckluftzylinder
 7 Druckrolle
 8 Stellschraube
 9 Motor
10 Zahnriemen
11 Antriebsrad
12 Antriebsrad
13 Umlenkrolle
14 O-Ring
15 Quadring
16 Achsebene 1 supporting wall
2 support roller
3 swivel levers
4 swivel levers
5 axis
6 air cylinders
7 pressure roller
8 set screw
9 engine
10 timing belts
11 drive wheel
12 drive wheel
13 pulley
14 O-ring
15 quad ring
16 axis level

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Prüfung von kreisrunden elastischen Ringen, insbesondere O-Ringen, auf Oberflächenfehler, wobei der Ring mit Hilfe zusammenwirkender beweglich gelagerter Führungswerkzeuge zu einem Oval zusammengedrückt und ortsfest um seinen Mittelpunkt umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungswerkzeuge mindestens zwei in gleicher Radialebene angeordnete achsparallele Druckrollen (7) mit Umfangsnut und eine Stützrolle (2) vorgesehen sind, welche Stützrolle (2) den Ring (14) an einer Kuppe derart abstützt, daß der Ringmittelpunkt in einem Abstand (a) von der Achsebene (16) der Druckrollen (7) zur Stützrolle (2) hin versetzt ist.1. Apparatus for testing circular elastic rings, in particular O-rings, for surface defects, the ring being pressed together with the aid of interacting, movably mounted guide tools to form an oval and circulated in a fixed manner around its center, characterized in that at least two are used as guide tools in the same radial plane arranged axially parallel pressure rollers ( 7 ) with circumferential groove and a support roller ( 2 ) are provided, which support roller ( 2 ) supports the ring ( 14 ) on a crest such that the ring center at a distance (a) from the axis plane ( 16 ) of the pressure rollers ( 7 ) to the support roller ( 2 ) is offset. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Druckrollen (7) angetrieben ist.2. Device according to claim 1, characterized in that at least one of the pressure rollers ( 7 ) is driven. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut der angetriebenen Druckrolle (7) mit einem Reibbelag (15) ausgekleidet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the circumferential groove of the driven pressure roller ( 7 ) is lined with a friction lining ( 15 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrollen (7) auf beweglichen Teilen (3, 4) gelagert und dadurch zwischen einer geschlossenen (Fig. 1) und einer geöffneten (Fig. 2) Stellung spiegelbildlich zueinander bewegbar sind.4. The device according to claim 1, characterized in that the pressure rollers ( 7 ) are mounted on movable parts ( 3 , 4 ) and can thus be moved in mirror image to one another between a closed ( Fig. 1) and an open ( Fig. 2) position.
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