DE3530080A1

DE3530080A1 - Pruefverfahren fuer o-ringe

Info

Publication number: DE3530080A1
Application number: DE19853530080
Authority: DE
Inventors: Ronald K Farleman; Charles W Fetheroff; Istvan M Matay
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1987-02-26
Also published as: US4634273A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues und verbessertes Verfahren zum Prüfen von O-Ringen, insbesondere auf ein Verfahren zum Bestimmen des Durchmessers und der Dicke und/oder zum Orten von Fehlern in der Oberfläche eines O-Rings.

Gummiartige Standard-O-Ringe werden häufig als billige Dichtungen auf nicht kritischen Anwendungs gebieten verwendet, die verhältnismäßig leichten Betriebsbedingungen ausgesetzt sind. Sobald gummiartige Standard-O-Ringe als Dichtungen in kritischen Anwendungsbereichen schweren Betriebsbedingungen ausgesetzt wurden, stellten sich Probleme ein. Meistens rühren diese Probleme daher, daß O-Rings gewöhnlich mit hohen Produktions ziffern mit einem Minimum an Sorgfalt hergestellt werden, um die Kosten der O-Ringe zu minimieren. Für kritische Anwendungsbereiche müssen deshalb die O-Ringe zu hundert Prozent geprüft werden.

Die Prüfung von O-Ringen ist ein laborintensives, zeitraubendes und ermüdendes Verfahren, das heutzutage von Hand ohne wissenschaftliche Meßgeräte oder eine automatische Ausrüstung durchgeführt wird. Jeder O-Ring wird geprüft, um sicher zu sein, daß sein Innendurchmesser, sein Außendurchmesser und/oder seine Dicke innerhalb festgelegter Toleranzgrenzen liegt. Die Bestimmung des Innen- und/oder Außendurchmessers eines O-Rings ist schwierig, da der O-Ring einsatz fertig gebogen ist und dazu neigt sich zu verformen, sobald er durch eine feste Meßeinrichtung berührt wird. Wenn der O-Ring durch das Festhalten eines einzigen radialen Segments in aufrechter Stellung gehalten wird, neigt der O-Ring dazu, sich unter dem Einfluß seines eigenen Gewichts zu verformen.

Weiter werden die O-Ringe auf zahlreiche Arten von Oberflächenfehlern geprüft. Zu solchen Oberflächen fehlern gehören spröde Stellen, Blasen, übermäßige Entgratung, Austrieb, Fließfiguren, Fremdstoffe, Maßabweichungen, Vertiefungen wegen Ablagerungen in der Form, Unterfüllung, Verschiebungsfehler, Vertiefungen an der Teilungslinie, Erhöhungen an der Teilungslinie und Porigkeit.

Spröde Stellen sind Längseinbuchtungen mit einem breitwinkligen U-förmigen oder W-förmigen Querschnitt an der Stelle der Trennfuge der Form. Sie werden durch thermische Ausdehnung über eine Formkante oder durch vorzeitiges Aushärten verursacht. Blasen sind Fehler oder Löcher im O-Ring-Körper. Austriebe bestehen aus einem sehr dünnen, manchmal hauchdünnen, Material, das sich von den Trennungslinien-Erhöhungen aus erstreckt. Fließfiguren sind Einbuchtungen, die durch ein unvollständiges Fließen des Materials, das den O-Ring bildet, verursacht wird. Fremdstoffe sind alle nicht zugehörigen eingebetteten Stoffe oder Niederschläge in der Oberfläche des O-Rings.

Von den weiteren Oberflächenfehlern kommt eine Maßabweichung dann vor, wenn der Querschnittsradius in den beiden Ringhälften verschieden ist. Dies wird durch eine Differenz in den Abmessungen der Formenhälften verursacht. Vertiefungen wegen Ablagerungen in der Form werden verursacht durch einen Aufbau von ausgehärteten Ablagerungen, die in der Form hängen und zu Vertiefungen und zu einer rauhen Oberflächenstruktur des O-Rings führen. Eine unzureichende Füllung der Form führt zu unregelmäßig verteilten und unregelmäßig geformten Vertiefungen beliebiger Struktur an der Oberfläche. Verschiebungsfehler sind nicht fluchtende O-Ring- Hälften, die durch eine seitliche Verschiebung eines Formteils gegenüber dem anderen verursacht wird. Teilungslinien-Vertiefungen sind flache, tellerförmige Einbuchtungen an einer Teilungslinie und stammen von Fehlern im Formrand. Vertiefungen in der Teilungslinie sind fortlaufende Grate an der Teilungslinie und kommen von beschädigten oder zu stark abgerundeten Formkanten. Porigkeit schließlich ist das Vorkommen von zahlreichen sehr kleinen Poren oder eine Schwammigkeit im O-Ring.

Das Prüfen von O-Ringen ist schwierig und zeitaufwendig. Wenn die O-Ringe unter kritischen Bedingungen eine gewünschte Dichtwirkung garantieren sollen, müssen die O-Ringe nämlich genau mit den gewünschten Abmessungen geformt und frei von Oberflächenfehlern sein. Ein O-Ring für ein kritisches Verwendungsgebiet hat daher üblicherweise eine Innen- oder Außendurch messer, der um höchstens 0,13 mm schwanken darf, und eine Dicke, die um höchstens 0,075 mm variieren darf. Wenn das Erzielen der gewünschten Dichtwirkung eine präzise Dimensionierung eines O-Rings erfordert, darf der O-Ring höchstens äußerst kleine Oberflächen fehler aufweisen. Oberflächenfehler mit einer Breite von 0,05 mm können nämlich unter gewissen Bedingungen bereits zu einem Versagen der Dichtung führen.

Überblick über die Erfindung

Die Erfindung stellt ein neues und verbessertes Verfahren zum Prüfen von O-Ringen vor. Das Verfahren ermöglicht es, daß die Abmessungen eines elastisch verbiegbaren O-Rings, der dazu neigt, sich unter dem Einfluß seines eigenen Gewichts zu verformen, bestimmt werden können. Zusätzlich ermöglicht das Verfahren das Erkennen von Oberflächenfehlern des O-Rings.

Um einen elastischen O-Ring genau zu vermessen, ohne ihn zu verformen, wird der O-Ring mit senkrecht stehender Mittelachse auf einen lichtdurchlässigen Objektträger gelegt. Auf den O-Ring und durch den Objektträger wird Licht gestrahlt, so daß der O-Ring einen Schatten wirft. Die Durchmesser- und/oder Dicke-Abmessungen des O-Rings werden durch ein Vermessungen der Abstände zwischen Teilen des vom O-Ring geworfenen Schattens bestimmt.

Der O-Ring wird auf Oberflächenfehler dadurch geprüft, daß Licht auf einen schmalen Bereich der Innen- oder Außenoberfläche des O-Rings gestrahlt wird. Der O-Ring wird dann um seine Mittelachse gedreht. Bei einem Fehler in der Oberfläche des O-Rings schwankt das vom O-Ring reflektierte Licht, wenn er gedreht wird. Um die gesamte Oberfläche des O-Rings prüfen zu können, kann der O-Ring um eine Achse gedreht werden, die quer zur Mittelachse des O-Rings und tangential an einem Kreis durch die Mitte des Querschnitts des O-Rings liegt.

Es ist daher ein Vorteil der Erfindung, daß ein neues und verbessertes Verfahren zum Prüfen eines elastisch verbiegbaren O-Rings geschaffen wird, der dazu neigt, sich unter dem Einfluß seines eigenen Gewichts zu verformen. Bei dem Verfahren soll eine Mehrzahl von Abmessungen des O-Rings durch ein Ausmessen des Abstands zwischen Teilen des vom O-Ring geworfenen Schattens ermittelt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß ein neues und verbessertes Verfahren zum Prüfen eines O-Rings geschaffen wird, bei dem das Vorkommen eines Fehlers in der Oberfläche des O-Rings durch ein Feststellen der Schwankungen in der Lichtstärke des von der Ober fläche des O-Rings reflektierten Lichts ermittelt wird.

Zeichnung

Die oben geschilderten und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in folgenden Beschreibungen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei ist

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen O-Ring;

Fig. 2 ein radialer Querschnitt, der die Dicke des O-Rings von Fig. 1 und die Lage seiner Oberflächen bereiche angibt;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die gemäß einem Merkmal des Verfahrens zum Ermitteln der Abmessungen eines O-Rings betrieben wird;

Fig. 4 ist eine Vorderansicht der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung mit einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger, die in senkrechter Richtung zum O-Ring angeordnet sind; der O-Ring liegt auf einer waagerechten Fläche eines lichtdurchlässigen Objektträgers;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 4, hierbei sind aber die Lichtquelle und der Lichtempfänger gegenüber dem O-Ring und dem licht durchlässigen Objektträger geneigt;

Fig. 6 ist ein radialer Querschnitt eines O-Rings ähnlich Fig. 2, der einen Verschiebungsfehler aufweist;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die gemäß einem Merkmal des erfindungs gemäßen Verfahrens zum Orten von Fehlern auf den Innen- und Außenflächen eines O-Rings betrieben wird;

Fig. 8 ist eine Vorderansicht längs der Linie 8-8 von Fig. 7, die die Lage eines Paars von O-Ringen - die gerade auf Oberflächenfehler überprüft werden - gegenüber einer senkrechten Achse zeigt, um die eine Haltevorrichtung der O-Ringe gedreht wird;

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Art, mit der Fehler auf der Innenfläche eines O-Rings mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 7 ermittelt werden;

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung der Methode, mit der Fehler auf der Außenfläche eines O-Rings mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 7 ermittelt werden;

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung von Steuervorrichtungen in Verbindung mit der in den Fig. 3 und 7 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung einer Auflege-Einrichtung im Eingriff mit einem geprüften O-Ring auf einer Drehscheibe auf der Vorrichtung nach Fig. 3 und mit dem nächstfolgenden O-Ring, der dem Prüfplatz zugeführt wird;

Fig. 13 schließlich ist eine schematische Darstellung der Art, in der ein O-Ring dem Prüfplatz durch die Auflege-Einrichtung von Fig. 12 zugeführt wird, und der Art, in der die Auflege-Einrichtung abgehoben wird, bevor sie zur Aufnahme eines nächstfolgenden O-Rings zurückgestellt wird.

Beschreibung eines speziellen bevorzugten Ausführungsbeispiels Allgemeine Beschreibung

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Ausmessen eines elastischen verformbaren O-Rings 10 (Fig. 1) und/oder zum Orten von Fehlern in der Oberfläche des O-Rings. Der O-Ring 10 ist leicht aus seiner kreisförmigen Gestalt, gezeigt in Fig. 1, biegbar. Wenn also der O-Ring mit waagerecht liegender Mittel achse 14 durch ein unteres radiales Segment gehalten wird, neigt der O-Ring dazu, sich unter dem Einfluß seines eigenen Gewichts zu verbiegen. Wegen der verhältnismäßig kleinen Kraft, die zum Verformen des O-Rings 10 erforderlich ist, ist ein genaues Vermessen des inneren und/oder äußeren Durchmessers des O-Rings schwierig. Das Orten von verhältnis mäßig kleinen Fehlern in der Oberfläche des O-Rings 10 ist ebenfalls schwierig.

Gemäß einem der Merkmale der Erfindung kann eine Vorrichtung 18 (siehe Fig. 3) den O-Ring 10 genau vermessen. Wenn der O-Ring 10 vermessen werden soll, wird er auf eine waagerechte Fläche 22 eines drehbaren und lichtdurchlässigen Objektträgers 24 gelegt. Durch den lichtdurchlässigen Objektträger 24 wird Licht gestrahlt, so daß der O-Ring einen Schatten wirft. Der Innendurchmesser, der Außendurchmesser und/oder die radiale Dicke eines O-Rings kann durch ein Ausmessen des Abstands zwischen Kanten des Schattens, der vom O-Ring geworfen wird, ermittelt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Vorrichtung 28 (siehe Fig. 7) zum Aufspüren von Fehlern in der Oberfläche des O-Rings 10 verwendet. Die Vorrichtung 28 umfaßt einen Innenflächen- Prüfplatz 30, auf dem eine ringförmige Innenfläche 34 (siehe Fig. 2) und die in radialer Richtung innen liegenden Hälften der unteren und oberen Ober flächen 36 und 38 zum Aufspüren von Oberflächen fehlern abgetastet werden. Die Vorrichtung 28 (siehe Fig. 7) umfaßt einen Außenflächen-Prüfplatz 32, auf dem eine Außenfläche 40 (Fig. 2) und die in radialer Richtung außenliegenden Hälften von oberen und unteren Oberflächen 36 und 38 zum Aufspüren von Oberflächenfehlern abgetastet werden.

Obwohl ein O-Ring 10 je nach Wunsch viele Abmessungen innerhalb eines großen Bereichs von Abmessungen haben könnte, werden die Vorrichtungen 18 und 28 zum Prüfen von O-Ringen mit einer Dicke oder einem radialen Querschnittsdurchmesser 44 (Fig. 2) von etwa 1,8 mm verwendet. Diese O-Ringe weisen Innendurchmesser auf, die im Bereich von 15,60 mm für verhältnismäßig kleine O-Ringe bis 132,95 mm für verhältnismäßig große O-Ringe liegen. Natürlich können auch O-Ringe mit davon verschiedenen Abmessungen mit den Vorrichtungen 18 und 28 geprüft werden.

Wenn die Vorrichtung 18 zum Messen des Innen- und/oder Außendruckmessers des O-Rings 10 verwendet wird, kann der Durchmesser mit einer Genauigkeit von ± 0,0025 mm bestimmt werden. Die Vorrichtung 80 mißt nämlich den Durchmesser des O-Rings 10, ohne ihn zu berühren und solange er auf der waagerechten Fläche 22 liegt. Der O-Ring zeigt daher fast keine Neigung dazu, sich während der Zeit der Messung zu verformen.

Mit der Vorrichtung 28 ist es möglich, schnell und leicht verhältnismäßig kleine Oberflächenfehler an beliebigen Stellen der Oberfläche eines O-Rings 10 zu finden. Die Oberflächenfehler, die mit der Vorrichtung 28 gefunden werden, können eine Länge von weniger als 0,05 mm haben. Die speziellen O-Ring-Abmessungen und die Genauigkeit der Messung sind hier wegen der Deutlichkeit der Darstellung aus mehreren Blickwinkeln dargestellt. Die Erfindung soll dadurch aber nicht auf irgend welche speziellen O-Ring-Abmessungen oder einen speziellen Genauigkeitsgrad der Messungen eingeschränkt werden.

Ausmessen von O-Ringen

Die körperlichen Abmessungen des O-Rings 10 werden gemessen, um zu ermitteln, ob sein Innendurchmesser, sein Außendurchmesser und/oder seine Dicke innerhalb vorgeschriebener Toleranzbereiche liegen oder nicht. Obwohl die Toleranzbereiche abhängig von der Umgebung, in der ein O-Ring verwendet werden soll, variiert, können Toleranzbereiche von ±0,0025 mm für O-Ringe an kritischen Stellen vorgeschrieben sein. Die Vorrichtung 18 (Fig. 3 bis 5) kann für ein genaues Ausmessen der körperlichen Abmessungen eines O-Rings verwendet werden, um herauszufinden, ob er in den vorgeschriebenen Toleranzbereichen liegt.

Um die Verformung des mit der Vorrichtung 18 zu vermessenden O-Rings 10 zu minimieren, liegt der O-Ring auf der flachen waagrechten Fläche 22 der Drehscheibe oder des Objektträgers 24 . Die Drehscheibe 24 besteht aus optischem Glas und ist um ihre Mittel achse mit Hilfe eines Motors 48 drehbar (Fig. 4). Der Motor 48 ist mit der Drehscheibe 24 über ein passendes Getriebe 50 verbunden. Der O-Ring 10 liegt auf der Drehscheibe 24, die Mittelachse 14 des O-Rings steht senkrecht auf der Drehscheibe 24 und ist identisch mit der Drehachse der Drehscheibe.

Eine Laser-Schatten-Meßvorrichtung 54 vermißt den O-Ring 10, ohne ihn zu berühren. Die Laser-Schatten- Meßvorrichtung 54 überstreicht einen großen Teil des O-Rings 10 und liefert in einer einzigen Abtastung ein Ausgangssignal zum Kennzeichnen des Innendurchmessers, des Außendurchmessers und der Dicke des O-Rings. Da diese Messungen ohne eine Berührung des O-Rings 10 vorgenommen werden und der O-Ring auf der horizontalen Fläche 22 liegt, verformt sich der O-Ring während der Messung sehr wenig oder gar nicht. Daher können genaue Meßergebnisse schnell und leicht erhalten werden.

Die Laser-Schatten-Meßvorrichtung 54 umfaßt einen Sender 58, der einen Laserstrahl 62 (Fig. 4) aussendet. Der Laserstrahl streicht über einen großen Teil des O-Rings 10 mit einer sehr hohen und gleichförmigen Geschwindigkeit. Der Abtaststrahl erscheint als eine Lichtlinie oder Lichtfläche, die sich vom Sender 58 zum Empfänger 64 erstreckt. Die Mittelachse 14 des O-Rings 10 liegt in der Ebene, die vom Laserstrahl 62 überstrichen wird. Der Empfänger 64 sammelt das hinter dem O-Ring 10 übriggebliebene Licht und wandelt das Licht in elektronische Signale um, die ein Maß für den Abstand zwischen den Kanten des Schattens, der vom O-Ring geworfen wird, sind. Die Abstände zwischen den Kanten des O-Ring-Schattens entsprechen dem Innen durchmesser 68 (Fig. 1), dem Außendurchmesser 70 und der Dicke 44 (Fig. 2) des O-Rings 10. Während der Vermessung des O-Rings dringt das Licht 62 (Fig. 4) vom Lasersender 58 durch den lichtdurchlässigen Drehteller 24. Ein Teil des Lichts wird durch den O-Ring 10 an diametral gegenüberliegenden Stellen ausgeblendet, dadurch wird ein Schatten auf den Empfänger 64 geworfen. Der auf den Empfänger 64 geworfene Schatten weist zwei diskrete Abschnitte auf. Jeder dieser Abschnitte hat eine Breite, die gleich dem Querschnittsdurchmesser oder der Dicke 44 (siehe Fig. 2) des O-Rings 10 ist.

Der Abstand zwischen den sich am nächsten liegenden Rändern der beiden vom O-Ring 10 geworfenen Schatten abschnitte entspricht dem Innendurchmesser 68 (Fig. 1) des O-Rings. Der Abstand zwischen den am weitesten auseinanderliegenden Rändern der beiden Schatten bereiche entspricht dem Außendurchmesser 10 (Fig. 1) des O-Rings 10. Der Lasersender 58 und der Laser empfänger 64 (Fig. 3) können viele verschiedene Bauarten aufweisen. In einem speziellen Fall waren sie ein Teil eines Laser-Telemetrie-Systems, das im Handel erhältlich ist (Zygo Corporation, Serie 1500).

Da der O-Ring 10 mit seiner senkrecht stehenden Mittelachse 14 auf der flachen waagrechten Oberfläche 22 der optisch durchlässigen Drehscheibe 24 liegt, verformt er sich nur minimal. Die Wirkung der Schwerkraft trägt daher nicht dazu bei, den Innen durchmesser 68 und den Außendurchmesser 70 des O-Rings zu verformen. Die Schwerkraft trägt aber dazu bei, die Dicke oder den Querschnittsdurch messer 44 des O-Rings zusammenzudrücken. Der O-Ring hat jedoch eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit in der Querschnittsdicke; irgendeine Verformung wegen der Wirkung der Schwerkraft reicht nicht aus, die Vermessung zu beeinträchtigen. Wenn der O-Ring 10 in aufrechter Stellung gehalten würde, also mit waagrecht liegender Mittelachse 14, würde die Wirkung der Schwerkraft den Innendurchmesser 68 und den Außendurchmesser 70 des O-Rings verformen.

Der O-Ring 10 liegt auf der lichtdurchlässigen Drehscheibe 24, wobei seine Mittelachse 14 durch den Rotationsmittelpunkt der Drehscheibe geht. Der Motor 48 dreht sowohl die Drehscheibe 24 als auch den O-Ring 10 um die senkrechte Achse 14 des O-Rings. Beim schrittweisen Weiterdrehen der Dreh scheibe 24 kann der Laserstrahl 62 (Fig. 4) diametral über den O-Ring 10 an einer Vielzahl von Stellen streichen. Der Laserstrahl 62 streicht über den O-Ring 10 längs einer Ebene, die die Drehachse der Drehscheibe 24 und die damit identische Achse 14 des O-Rings umfaßt.

Das Ausmessen des Innen- und/oder Außendurchmessers des O-Rings 10 an einer Vielzahl von Stellen ermöglicht das Entdecken eines nicht kreisförmigen oder ovalen Zustands des O-Rings. Die Vielzahl der Messungen erlaubt es auch, den Innen- und/oder Außendurchmesser des O-Rings zu berechnen für den Fall, daß der O-Ring beim Einbau in eine kreisförmige Gestalt gebogen würde. Das Drehen des O-Rings 10 um seine vertikale Mittelachse 14 erlaubt es zusätzlich, die Dicke oder den Querschnittsdurchmesser 44 (Fig. 2) auf dem Umfang des O-Rings an einer Vielzahl von Stellen zu messen.

Der O-Ring 10 kann Fehler aufweisen, die zu einem nicht kreisförmigen Querschnitt führen. So kann der O-Ring 10 mit gegeneinander verschobenen O-Ring- Hälften 70 und 72 gebildet sein (siehe Fig. 6). Die in Fig. 6 gezeigte Verschiebung wird durch eine seitliche Verschiebung der einen Formplatte gegenüber der anderen während des Ausformens des O-Rings verursacht. Natürlich gibt es auch andere Fehler, die eine Ursache dafür sein können, daß der O-Ring 10 einen ungleichmäßigen Querschnitt aufweist.

Wenn der O-Ring 10 keinen kreisförmigen Querschnitt hat, wie es beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, könnte der ungleichmäßige Querschnitt nicht entdeckt werden, wenn der O-Ring nur aus einer einzigen Richtung abgetastet wird. Der in Fig. 6 gezeigte nicht kreisförmige Querschnitt des O-Rings kann jedoch durch ein Betrachten des O-Rings aus zwei oder mehr Richtungen und durch ein Vergleichen der scheinbaren Querschnittsdurchmesser des O-Rings aufgespürt werden. Wenn der O-Ring, wie in Fig. 2 gezeigt, einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist der scheinbare Durchmesser aus jeder Blickrichtung der gleiche. Wenn der O-Ring, wie in Fig. 6 gezeigt, einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist, dann ist der scheinbare Durchmesser aus verschiedenen Blickrichtungen verschieden.

Wenn beispielsweise ein O-Ring, wie in Fig. 6 gezeigt, nicht kreisförmig ist oder Maßabweichungen aufweist, lediglich, wie in Fig. 4 gezeigt, aus der senkrechten Richtung betrachtet wird, wirft der O-Ring einen solchen Schatten, daß er eine Dicke entsprechend dem in Fig. 6 gezeigten Maß 76 zu haben scheint. Beim Neigen der Laser-Schatten- Meßvorrichtung 54 wird der Laserstrahl 62, wie in Fig. 5 gezeigt, längs einer Achse ausgestrahlt, die gegenüber der Mittelachse 14 des O-Rings 10 gekippt ist. Der Schatten des O-Rings in einem der Schnittpunkte mit dem Laserstrahl zeigt dann an, daß der O-Ring eine Querschnittsdicke entsprechend dem Maß 78 in Fig. 6 aufweist. Der andere Schnitt des O-Rings mit dem Laserstrahl zeigt an, daß der O-Ring eine Querschnittsdicke entsprechend dem Maß 78 A in Fig. 6 hat. Diese zwei Maße 78 und 78 A geben das Kleinstmaß und das Größtmaß an, das sich jeweils aus der in Fig. 6 gezeigten Verschiebung ergibt. Diese zwei Maße können dann mit dem Maß 76 verglichen werden, das gemessen wird, wenn die Laser-Schatten-Meßvorrichtung 54, wie in Fig. 4 gezeigt, senkrecht gestellt ist. Wenn das Maß 78 an einem Punkt des O-Rings gemessen wird, würde das Maß 78 A, wie man leicht sieht, am gleichen Punkt des O-Rings gemessen wie dann, wenn er ohne eine Änderung der Neigung der Laser-Schatten-Meßvorrichtung auf der Drehscheibe 24 um 180 Grad gedreht worden wäre. Da das Maß 76 größer als das Maß 78 und kleiner als das Maß 78 A ist, gibt ein Vergleich der drei Maße jedoch an, daß der Querschnitt nicht kreisförmig ist.

Es gibt gewisse Fehler, wie beispielsweise Maß abweichungen, die es vielleicht erforderlich machen, daß der O-Ring aus einigen verschiedenen Blick winkeln betrachtet wird, um zu erkennen, ob der Querschnitt des O-Rings etwa nicht rund ist. Die Schatten-Meßvorrichtung 54 ist deshalb vorteil hafterweise im und gegen den Uhrzeigersinn aus der in Fig. 4 gezeigten aufrechten Stellung schwenkbar, um den Querschnitt des O-Rings aus einigen verschiedenen günstigen Blickwinkeln zu betrachten. Wenn die Schatten-Meßvorrichtung im Uhrzeigersinn aus der in Fig. 4 gezeigten aufrechten Stellung geschwenkt ist, wird der O-Ring so aus dem Blickpunkt betrachtet, der in den Fig. 3 und 5 mit 80 bezeichnet ist. Wenn die Schatten-Meß vorrichtung wie in Fig. 4 gezeigt aus der senkrechten Stellung entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird, wird der O-Ring aus dem entgegengesetzten, in Fig. 3 mit 82 bezeichneten, Blickpunkt betrachtet. Um den O-Ring aus verschiedenen vorteilhaften Blickwinkeln sehen zu können, ist die Schatten-Meßvorrichtung 54 um eine Achse 83 schwenkbar, die in der Ebene der horizontalen oberen Fläche 22 des lichtdurchlässigen Objektträgers 24 liegt.

Auffinden von Oberflächenfehlern

Ein O-Ring 10 kann viele verschiedene Arten von Oberflächenfehlern aufweisen. Einige dieser Fehler sind spröde Stellen, Blasen, Wolken, übermäßige Entgratung, Austrieb, Fließmarken, Maßabweichungen, Vertiefungen wegen Ablagerungen in der Form, Unter füllungen, Verschiebung, Vertiefungen an der Teilungs linie, Erhöhungen an der Teilungslinie und Porigkeit. Jeder dieser zahlreichen Oberflächenfehler kann zu einem Versagen einer O-Ring-Dichtung führen. Wenn ein O-Ring an einer kritischen Anwendungsstelle verwendet werden soll, muß er daher nach diesen Oberflächen fehlern abgesucht werden.

Um das Vorkommen von möglichen Fehlern ist der Ober fläche des O-Rings 10 aufzuspüren, muß die gesamte Oberfläche des O-Rings abgetastet werden. Die radial auf der Innenseite liegende Hälfte oder die inneren 180 Grad der O-Ring-Oberfläche wird am Innenflächen- Prüfplatz 30 (Fig. 7 und 8) abgetastet. Die radial außenliegende Hälfte oder die äußeren 180 Grad der O-Ring-Oberfläche wird am Außenflächen-Prüfplatz 32 abgetastet.

Zum Abtasten der O-Ring-Oberflächen auf der Innen flächen- oder Außenflächen-Prüfstation 30 oder 32 wird ein Lichtstrahl auf einen schmalen Fleck auf der Oberfläche des O-Rings gestrahlt. Der O-Ring wird dann um seine Mittelachse 14 gedreht. Wenn der O-Ring 10 um eine volle Umdrehung um seine Mittel achse 14 gedreht wird, tastet der Lichtstrahl eine kreisförmige Linie mit einer der Breite des Licht strahls entsprechenden Breite ab. Zum Abtasten der gesamten Innen- oder Außenhälfte der O-Ring- Oberfläche auf der Innenflächen- oder Außenflächen- Prüfstation 30 oder 32 wird der O-Ring 10 um einen Punkt auf der Kreislinie 84 (Fig. 1 und 2) gedreht, die durch die Mitte des kreisförmigen Querschnitts des O-Rings geht, wenn der O-Ring um seine Mittelachse gedreht wird.

Die Vorrichtung 28 zum Aufspüren von Oberflächen fehlern (Fig. 7) umfaßt eine Spindel 88, die am Innenflächen-Prüfplatz 30 vorgesehen ist. Die Spindel 88 hat einen zylindrischen Außenteil 90 (Fig. 7 und 9) der den O-Ring 10 umgibt und ihn hält. Die Spindel 88 ist durch einen Hilfsmotor 92 um ihre waagrechte Mittelachse drehbar.

Während der Drehung des O-Rings durch die Spindel 88 wird ein gebündelter Lichtstrahl 96 aus einer Licht quelle 98 (Fig. 9) auf die Innenfläche 34 des O-Rings 10 gestrahlt. Dazu wird Licht mit Hilfe eines geeigneten Linsensystems 100 zu einem Strahl 96 gebündelt und durch in einer horizontalen Halte vorrichtung 105 angeordneten Spiegeln 102 und 104 reflektiert. Der Lichtstrahl 96 trifft auf die Innenfläche 34 des O-Rings 10.

Der Lichtstrahl wird von der Oberfläche des O-Rings 10 auf einen Spiegel 106 (Fig. 9) reflektiert. Der Spiegel 106 strahlt das reflektierte Licht auf einen Teil des Spiegels 104. Der Spiegel 104 strahlt das reflektierte Licht zurück zum Spiegel 102 und durch eine Linse 107 auf eine selbstabtastende Photo diodenanordnung 108.

Das Ausgangssignal der Photodiodenanordnung 108 schwankt mit den Schwankungen der Stärke des von der Oberfläche des O-Rings 10 reflektierten Lichts. Das Vorkommen irgendeines der oben erwähnten Fehler auf der Oberfläche des O-Rings 10 führt zu einer Schwankung in der Stärke des zur Photodioden anordnung 108 reflektierten Lichts. Das Ausgangs signal der Photodiodenanordnung 108 wird zu einer geeigneten Steuerschaltung geleitet. Jede Schwankung des Ausgangssignals der Photodiodenanordnung 108 zeigt das Vorkommen eines Oberflächenfehlers auf der Innenfläche des O-Rings 10 an.

Die selbstabtastende Photodiodenanordnung 108 kann auf viele verschiedene Arten gebaut sein. In einem speziellen Fall wurde eine selbstabtastende Photo diodenanordnung des Typs Reticon der Serie G mit einer Schaltkarte des Typs Reticon, Serie RC-300, verbunden. Diese Geräte sind im Handel erhältlich. In diesem speziellen Fall bestand die Lichtquelle 98 und das Linsensystem 100 aus einer Xenon-Quecksilber- Lampe in Verbindung mit einem LH-150-Lampengehäuse und Linsen, beides von Kratos Analytical Instruments. Zum Stabilisieren der Ausgangsleistung der Lampe wurde ein LPSA-253-Rückkopplungsverstärker von Kratos Scoffel Instruments benützt. Natürlich können, falls gewünscht, andere bekannte Photo diodenanordnungen, Schaltkarten, Lichtquellen, Linsen und Rückkopplungsverstärker verwendet werden.

Wenn der O-Ring 10 von der Spindel 88 um seine Mittel achse gedreht wird, wird ein Fleck aus bebündeltem Licht mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm auf die Innenfläche 34 des O-Rings fokussiert. Bei einer Drehung des O-Rings um eine volle Drehung über streicht der gebündelte Lichtstrahl 96 eine kreis förmige Linie längs der Innenfläche des O-Rings. Der Lichtstrahl 96 hat jedoch eine Stärke, die nur zum Abdecken eines Teils der Innenfläche des O-Rings ausreicht. Es wird deshalb durch den Lichtstrahl 96 während einer Umdrehung des O-Rings 10 nur ein ringförmiger Streifen auf der Innenfläche 34 des O-Rings nach Oberflächenfehlern abgesucht.

Wegen der verhältnismäßig kleinen Fläche, die durch den Lichtstrahl 96 beleuchtet wird, muß der O-Ring um einen Punkt auf der Mittellinie 84 (Fig. 1 und 2) gedreht werden, um die Kreislinie, die der Lichtstrahl bei der nächstfolgenden Drehung des O-Rings abtastet, gegenüber der vorher abgetasteten Kreislinie zu verschieben. Dazu wird die Spindel 88 und der Motor 92 in einer Haltevorrichtung 112 (Fig. 7 und 8) gelagert, die um eine Achse 114 mit Hilfe eines Motors 116 drehbar ist. Die Achse 114 steht senkrecht auf der Mittelachse 14 des O-Rings und liegt tangential am Kreis 84, der durch die Mitte des O-Ring-Querschnitts (Fig. 2) geht.

Der Lichstrahl 96 wird auf die Oberfläche des O-Rings 10 an einem Punkt fokussiert, der radial außerhalb des Berührungspunkts der Achse 114 mit der Kreislinie 84 durch die Mitte des O-Ring- Querschnitts liegt. Eine Drehung des O-Rings 10 und der Haltevorrichtung 112 um die Achse 114 liefert eine Verschiebung des kleinen Flecks auf dem O-Ring 10, der durch den Lichtstrahl 96 beleuchtet wird, ohne daß der Abstand zwischen dem beleuchteten Fleck und dem Linsensystem geändert wird. Wenn der O-Ring über seine gesamte Länge einen kreisförmigen Querschnitt hat, wird der Lichtstrahl 96 während der Drehung des O-Rings 10 um seine Mittelachse 14 und um die Achse 114 stets auf die Oberfläche des O-Rings 10 fokussiert. Durch das Drehen des O-Rings 10 um die beiden Achsen 14 und 114 kann die gesamte innere Oberfläche des O-Rings 10 ohne ein Nachfokussieren des Lichtstrahls 96 abgetastet werden.

Die innere Hälfte der Oberfläche des O-Rings 10 wird auf dem Innenseiten-Prüfplatz 30 überprüft. Die Haltevorrichtung 112 wird um die Achse 114 um einen Winkel gedreht, der ausreicht, den Licht strahl 96 über die Oberfläche des O-Rings streichen zu lassen, die auf der Innenseite einer zylindrischen Ebene durch den Kreis 84 geht und gleichachsig mit der Mittelachse 14 des O-Rings liegt. Vorzugsweise wird die Haltevorrichtung 112 um die Achse 114 langsam weiterverstellt, solange die Spindel 88 um ihre Mittelachse gedreht wird. Dadurch über streicht der Lichtstrahl 96 eine gleichmäßige schraubenförmige Linie auf der Innenfläche des O-Rings. Durch die Drehgeschwindigkeit der Halte vorrichtung 112 um ihre Achse 114 überlappen sich die Windungen der Schraubenlinie, die der Licht strahl 96 beschreibt. Damit ist sichergestellt, daß jeder Fehler auf der Innenfläche des O-Rings entdeckt wird.

Oberflächenfehler auf der äußeren Hälfte des O-Rings 10 werden auf dem Außenseiten-Prüfplatz 92 (Fig. 7) aufgespürt. Der O-Ring 10 wird an einer Befestigungsvorrichtung 124 befestigt, diese wird mit Hilfe eines Motors 126 um eine Achse gedreht, die identisch mit einer waagrechten Mittelachse 14 des O-Rings ist. Ein gebündelter Lichtstrahl 130 (Fig. 10) aus einer Lichtquelle 132 wird auf die Außenfläche des O-Rings 10 gestrahlt. Das Licht wird durch eine an sich bekannte Linsenanordnung 134 gebündelt. Das von der Außenfläche des O-Rings 10 reflektierte Licht wird durch ein Linsensystem 137 zu einer selbstabtastenden Photodiodenanordnung 138 zurückgestellt.

Wenn der O-Ring 10 um seine waagrechte Mittelachse 14 gedreht wird, überstreicht der Lichtstrahl 130 die Außenfläche des O-Rings 10 entlang einer Kreislinie. Wenn der Lichtstrahl beim Abtasten der Außenfläche des O-Rings 10 auf irgendwelche Oberflächenfehler trifft, ändert sich die Lichstärke des Lichts, das auf die selbstabtastende Photodiodenanordnung 138 zurückgeworfen wird. Diese Änderungen der Lichtstärke liefert eine Änderung des Ausgangssignals, das von der Diodenanordnung 138 an eine Steuervorrichtung übertragen wird, und zeigt das Vorkommen eines Fehlers in der Oberfläche des O-Rings 10 an.

Der Lichtstrahl 130 bildet einen Lichtfleck auf der Außenfläche des O-Rings ab. Dieser Lichtfleck hat einen Durchmesser von etwa 0,5 mm, das ist weniger als die Breite oder Dicke des O-Rings 10. Um alle Oberflächenfehler auf der Außenhälfte der O-Ring- Oberfläche aufzuspüren, muß deshalb der Licht strahl 130 den O-Ring an einer Vielzahl von Stellen abtasten. Zum Abtasten an einer Vielzahl von Stellen wird der O-Ring um seine senkrechte Achse 114 gedreht, die tangential am Kreis 84 liegt und durch die Mitte des Querschnitts des O-Rings geht (siehe Fig. 1 und 2). Der Lichtstrahl 130 wird auf die Oberfläche des O-Rings an einer Stelle fokussiert, die radial außerhalb des Punkts liegt, an dem die Achse 114 die Mittelkreislinie 84 des O-Ring-Querschnitts schneidet.

Zum Abtasten der gesamten äußeren Hälfte der Ober fläche des O-Rings 10 wird der O-Ring langsam um sie senkrechte Achse 114 gedreht, solange er langsam um seine horizontale Mittelachse 14 gedreht wird. Die Drehgeschwindigkeit des O-Rings 10 um seine Achse 114 wird so gewählt, daß bei jeder Drehung des O-Rings 10 der Lichtstrahl 130 um eine Strecke gedreht wird, die etwas kleiner als der Durchmesser des Lichtflecks ist, den der Lichtstrahl auf die Außenseite der Oberfläche des O-Rings 10 wirft. Deshalb wir die gesamte äußere Hälfte der Ober fläche des O-Rings 10 durch den Lichtstrahl 130 abgetastet.

Da die Befestigungsvorrichtungen 88 und 124 an den Innenflächen- und Außenflächen-Prüfstationen mit der Haltevorrichtung 112 (siehe Fig. 7) wegen der Drehung um eine gemeinsame Achse 114 verbunden sind, kann der gleiche Motor 116 zum Drehen von zwei O-Ringen um die Achse 114 verwendet werden, solange sie gleichzeitig geprüft werden. Um die Innenfläche und die Außenfläche von O-Ringen mit etwas verschiedenen Durchmessern gleichzeitig prüfen zu können, sind die Befestigungsvorrichtungen 88 und 124 zur vertikalen Achse 114 hin und von ihr weg verstellbar so, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Falls gewünscht, kann natürlich lediglich die Innenfläche einer Vielzahl von O-Ringen an einem Platz und nur die Außenfläche einer Vielzahl von O-Ringen an einem anderen Platz gleichzeitig geprüft werden.

Steuervorrichtung

Eine Steuervorrichtung 114 steuert den Betrieb der Meßvorrichtung 18 und der Vorrichtung 28 zum Aufspüren von Oberflächenfehlern (siehe Fig. 11). Die Steuervorrichtung 144 ist verbunden mit dem Lasersender 58, der einen Strahl durch den licht durchlässigen O-Ring-Objektträger 24 sendet. Ein Ausgangssignal des Empfängers 64 gibt dann die charakteristischen Abmessungen eines Schattenwurfs des O-Rings 10 an. Das Ausgangssignal des Empfängers 64 wird zur Steuervorrichtung 144 übertragen. Wenn die charakteristischen Abmessungen eines O-Rings 10 an einer ersten Stelle bestimmt wurden, schaltet die Steuervorrichtung 144 den Motor 48 ein, um die Drehscheibe 24 um weniger als eine volle Umdrehung zu drehen. Dadurch können die charakteristischen Abmessungen des O-Rings an einer weiteren Stelle bestimmt werden.

Sobald die charakteristischen Abmessungen eines O-Rings mit der Laser-Schatten-Meßvorrichtungen 54 in deren aufrechter Stellung von Fig. 4 bestimmt wurden, wird ein Motor 148 durch die Steuer vorrichtung 144 eingeschaltet und kippt die Laser-Schatten-Meßvorrichtung in eine Stellung, in der sie, wie in Fig. 5 gezeigt, gegenüber der Mittelachse des O-Rings geneigt ist. Die charakteristischen Abmessungen des O-Rings 10 werden dann für eine Vielzahl von Stellen durch eine Drehung des O-Rings auf dem waagrechten Drehteller 24 bestimmt, wobei die Schatten- Meßvorrichtung 54 geneigt ist. Dies ermöglicht es, unrunde Querschnitte eines O-Rings an jeder beliebigen Stelle aufzuspüren.

Zusätzlich zum Steuern des Abmessungsprüfgeräts 18 steuert das Steuergerät 144 die Vorrichtung 28 zum Aufspüren von Oberflächenfehlern. Die Steuer vorrichtung 154 schaltet die Lichtquellen 98 und 132 ein (siehe Fig. 9 und 10), dadurch wird Licht auf die Innenfläche und die Außenfläche des O-Rings 10 auf den Befestigungsvorrichtungen 88 und 124 geworfen. Ausgangssignale, die der Stärke des von der Oberfläche des O-Rings reflektierten Lichts entsprechen, werden zum Steuergerät von den selbstabtastenden Photodiodenanordnungen 108 und 138 übertragen.

Wenn die Befestigungsvorrichtungen 88 und 124 um ihre waagrechten Mittelachsen gedreht werden, schaltet die Steuervorrichtung 144 den Motor 116 ein, der die Vorrichtung 112 langsam um die senkrechte Achse 114 dreht (Fig. 7). Die auf die O-Ringe 10 auf den Befestigungsvorrichtungen 88 und 124 geworfenen Lichtstrahlen 96 und 130 (Fig. 9 und 10) tasten die Oberfläche der O-Ringe in einer gleichmäßigen schraubenförmigen Linie mit sich überlappenden Windungen ab. Dadurch werden alle Oberflächenfehler auf der Innenfläche und der Außenfläche der O-Ringe 10 erfaßt.

Die Steuervorrichtung 144 ist mit einem nicht gezeigten Drucker verbunden, der die charakteristischen Abmessungen eines O-Rings 10, die mit der Vorrichtung 18 gemessen wurden, und das Vorkommen von Oberflächen fehlern auf den O-Ringen, die von der Vorrichtung 28 gefunden wurden, aufzeichnet. Die Steuervorrichtung 144 berechnet außerdem die Abweichungen der gemessenen Maße von den geforderten Maßen, sie zeigt die Abweichungen des einzelnen Stücks von den geforderten Maßen an und sie liefert eine statistische Auswertung dieser Daten. Wenn ein Fehler auf der Oberfläche eines O-Rings festgestellt wurde, zeigt die Steuer vorrichtung 144 an ihrem Ausgang die Größe des Fehlers an und außerdem, in welche der verschiedenen Kategorien von Abnahme oder Ausschuß der O-Ring fällt.

Zum Auflegen der O-Ringe auf dem lichtdurchlässigen Drehteller 24 und den Befestigungsvorrichtungen 88 und 124 kann, falls gewünscht, eine automatische Zuführungseinrichtung verwendet werden. Obwohl das Vorkommen von Fehlern auf der Oberfläche eines O-Rings vorzugsweise dadurch aufgespürt wird, daß Schwankungen in der Stärke des von der Oberfläche des O-Rings reflektierten Lichts ermittelt werden, können, falls gewünscht, Schwankungen anderer Charakteristiken des Lichts zum Ermitteln eines Fehlers herangezogen werden.

Vorrichtung zum Auflegen von O-Ringen

Ein O-Ring 10 könnte von Hand oder mit Hilfe vieler verschiedener Arten von Auflegevorrichtungen auf die Drehscheibe 24 gelegt werden. In einem speziellen Fall wurde eine Vorrichtung 154 zum Auflegen (siehe Fig. 12) verwendet, um einen geprüften O-Ring 10 a von der Drehscheibe 24 wegzunehmen und einen nächst folgenden O-Ring 10 b auf die Drehscheibe 24 aufzulegen. Die Auflegevorrichtung 124 umfaßt einen Auflegeteil 156 mit einem Leitteil 158, das eine maßgenaue Ausnehmung für einen geprüften O-Ring 10 a auf der Drehscheibe 24 aufweist. Eine kreisrunde Ausnehmung 160 im Auflegeteil 156 erfaßt einen nächstfolgenden O-Ring 10 b.

Das Auflageteil 156 wird angetrieben durch einen Motor 162 über ein nicht gezeigtes geeignetes Getriebe, der Motor verstellt das Auflegeteil aus der in Fig. 12 gezeigten Stellung nach links. Wenn sich das Auflegeteil 156 nach links aus der in Fig. 12 gezeigten Stellung bewegt, stößt das Leitteil 158 des Auflegeteils den geprüften O-Ring 10 a von der Drehscheibe 24. Zur gleichen Zeit schiebt die zylindrische Innenfläche der Ausnehmung 160 den nächstfolgenden O-Ring 10 b auf die Drehscheibe 24. Das Auflegeteil 156 wird in Längsrichtung über eine Strecke bewegt, die ausreicht, den O-Ring 10 b so auf die Drehscheibe 24 zu legen, daß seine Mittelachse mit der Mittel achse 14 der Drehscheibe (siehe Fig. 13) zusammenfällt.

Sobald ein geprüfter O-Ring 10 a von der Drehscheibe gestoßen und ein nächstfolgender O-Ring 10 b auf die Drehscheibe gelegt wurde, wird das Auflegeteil 156 abgehoben, um, wie in Fig. 13 schematisch gezeigt, den O-Ring freizugeben. Das Auflegeteil wird dann nach rechts gefahren (wie man aus Fig. 13 sieht) in eine Stellung, in der das Leitteil 158 des Auflegeteils 156 räumlich frei von der Drehscheibe 22 ist. Der nicht gezeigte nächstfolgende O-Ring wird dann von der kreisrunden Ausnehmung 150 des Auflege teils 156 erfaßt. Sobald der O-Ring 10 b geprüft ist, wird das Auflegeteil 156 nach links gefahren (wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt), stößt den geprüften O-Ring 10 b von der Drehscheibe 22 und schiebt den nächstfolgenden nicht gezeigten O-Ring auf die Drehscheibe.

Zusammenfassung

Die vorliegende Erfindung stellt ein neues und verbessertes Verfahren zum Prüfen von O-Ringen 10 vor. Das Verfahren ermöglicht es, die Abmessungen eines elastisch verformbaren O-Rings 10, der dazu neigt, sich unter dem Einfluß eines eigenen Gewichts zu verformen, ohne eine Berührung des O-Rings zu bestimmen. Zusätzlich ermöglicht es das Verfahren, Fehler auf der Oberfläche des O-Rings aufzuspüren.

Um einen elastischen O-Ring 10 genau zu vermessen, ohne ihn zu zerstören, wird der O-Ring auf einem transparenten Objektträger 24 mit senkrecht stehender Mittelachse 14 plaziert. Auf den O-Ring 10 und durch den Objektträger 24 wird Licht gestrahlt, so daß der O-Ring einen Schatten wirft. Die Durchmesser und/oder die Dicke des O-Rings werden durch ein Ausmessen der Abstände zwischen Teilen des Schattens, den der O-Ring wirft, bestimmt.

Der O-Ring 10 wird dadurch auf Oberflächenfehler geprüft, daß Licht auf einen kleinen Fleck auf der Innenfläche und/oder der Außenfläche des O-Rings 10 gestrahlt wird. Der O-Ring wird dann um seine Mittelachse gedreht. Oberflächenfehler in der Oberfläche des O-Rings 10 verursachen eine Schwankung des Lichts, das vom O-Ring bei seiner Drehung reflektiert wird. Um die gesamte Oberfläche des O-Rings 10 abzutasten, wird der O-Ring um eine Achse 114 gedreht, die quer zu seiner Mittelachse 14 verläuft und tangential an einem Kreis 14 durch die Mitte des Querschnitts des O-Rings liegt.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung von elastischen biegbaren O-Ringen, die dazu neigen, sich unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes zu verformen, wenn sie an einem Segment abschnitt gehalten werden, während ihre Achse horizontal ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die O-Ringe auf einen lichtdurchlässigen Träger in einer solchen Stellung aufgelegt werden, daß ihre Achse senk recht verläuft, daß der O-Ring mit Licht bestrahlt wird, welches den lichtdurchlässigen Träger durchdringt, und daß der von dem O-Ring geworfene Schatten vermessen wird, indem der Abstand zwischen bestimmten Teilen des vom O-Ring geworfenen Schattens erfaßt wird, um daraus eine Durchmessermessung des O-Ringes abzuleiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring mit einem schmalen Lichtstrahl entlang einer Wegstrecke abgetastet wird, welche sich durch die Mitte des O-Rings hindurch erstreckt, daß zur Erfas sung des Abstandes zwischen den Schattenteilen ein Schatten untersucht wird, den der O-Ring wirft, wenn er sich in einer ersten Stellung befindet und mit einem schmalen Lichtstrahl abgetastet wird, daß der lichtdurchlässige Objektträger um eine senkrechte Achse, die durch die Mitte des O-Rings geht, gedreht wird, um den O-Ring in eine zweite Stellung zu bringen, daß der O-Ring mit einem schmalen Lichtstrahl entlang einer Linie, die durch die Mitte des O-Rings geht, in seiner zweiten Stellung abgetastet wird, und daß der Abstand zwischen Teilen des Schattens, der beim Abtasten des O-Rings in seiner zweiten Stellung mit einem schmalen Lichtstrahl geworfen wird, ausgemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Licht auf den O-Ring längs einer Linie mit einer Längsachse in einer ersten Winkelstellung gegenüber der Mittelachse des O-Rings abgestrahlt wird, daß der Abstand zwischen Schattenkanten, die von einem Teil des in einer radialen Ebene liegenden O-Rings beim Bestrahlen mit Licht längs einer Linie in einer ersten Winkelstellung gegenüber dem O-Ring geworfen wird, ausgemessen wird, um eine erste Dickenmessung des O-Rings in einer ersten Stellung längs dem Umfang des O-Rings durchzuführen, daß Licht auf den O-Ring längs einer Linie mit einer Längsachse in einer zweiten Winkelstellung gegenüber der Mittelachse des O-Rings gestrahl wird, und daß der Abstand zwischen Schattenkanten, die von einem Teil des O-Rings in der einen radialen Ebene beim Bestrahlen mit Licht längs der Linie in der zweiten Winkelstellung gegenüber dem O-Ring geworfen wird, ausgemessen wird, um eine zweite Dickenmessung des O-Rings in der ersten Stellung längs dem Umfang des O-Rings durchzuführen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Licht auf wenigstens einen Teil der Außenfläche des O-Rings gestrahlt wird und daß Schwankungen im Licht, das von der Außenfläche des O-Rings reflektiert wird, ermittelt und damit das Vorkommen von Oberflächen fehlern in wenigstens einen Teil der Außenfläche des O-Rings aufgespürt werden.

5. Methode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring um seine Mittelachse beim Aufstrahlen von Licht auf wenigstens einen Teil der Außenfläche des O-Rings gedreht wird und daß Schwankungen des von der Außenfläche des O-Rings reflektierten Lichts während der Drehung des O-Rings zum Aufspüren des Vorkommens von Fehlern auf dem Umfang wenigstens eines Teil der Außenfläche des O-Rings ermittelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring um eine Achse, die quer zur Mittelachse des O-Rings liegt, gedreht wird und daß Licht auf wenigstens einen Teil der Innenfläche des O-Rings beim Drehen des O-Rings um seine Mittelachse gerichtet wird und Schwankungen des Lichts, das von der Innen fläche des O-Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern in der Innenfläche des O-Rings aufgespürt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Licht auf wenigstens einen Teil der Innenfläche des O-Rings gestrahlt wird und daß Schwankungen des Lichts, das von der Innenfläche des O-Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Oberflächenfehlern in wenigstens einem Teil der Innenfläche des O-Rings aufgespürt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auflegen des O-Rings auf den lichtdurch lässigen Objektträger der O-Ring mit einem Auflegeteil auf den Objektträger geschoben wird.

9. Verfahren zum Prüfen eines O-Rings, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Es wird Licht auf einen kleinen Fleck auf der Innenfläche des O-Rings gestrahlt, eine erste Kreislinie auf der Innenfläche des O-Rings wird bei einem Drehen des O-Rings um seine Mittelachse beim Aufstrahlen von Licht auf seine Innenfläche abgetastet, Schwankungen des Lichts, das vom ersten kreisförmigen Teil der Innenfläche des O-Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern werden festgestellt, der O-Ring wird um eine Achse gedreht, die quer zur Mittelachse des O-Rings und tangential zu einem Kreis durch die Mitte des Querschnitts des O-Rings liegt, gedreht, eine zweite Kreislinie der Innenfläche des O-Rings wird durch ein Drehen des O-Rings um seine Achse abgetastet, wobei Licht auf die Innenfläche des O-Rings nach seinem Drehen um eine quer zu seiner Mittelachse liegenden Achse gestrahlt wird, und es werden Schwankungen des Lichts, das von dem zweiten kreisförmigen Teil der Innenfläche des O-Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern aufgespürt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehen des O-Rings um eine Achse, die quer zur Mittelachse liegt, gleichzeitig mit dem Drehen des O-Rings um seine Mittelachse und dem Aufstrahlen von Licht auf einen Teil der Innenfläche des O-Rings erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drehen des O-Rings um eine Achse, die quer zu seiner Mittelachse liegt, der O-Ring über einen Kreisbogen um die Querachse geführt wird, der dazu ausreicht, daß das Licht auf einen Teil der Oberfläche auf einer ersten Seite des O-Rings und danach auf einen Teil der Oberfläche auf einer zweiten Seite des O-Rings gestrahlt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Licht auf einen kleinen Fleck auf der Außenfläche des O-Rings gestrahlt wird und dabei ein erster kreisförmiger Teil auf der Außenfläche des O-Rings durch ein Drehen des O-Rings um seine mittlere Achse abgetastet wird und daß Schwankungen des Lichts, das vom ersten kreisförmigen Teil der Außenfläche des Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern aufgespürt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter kreisförmiger Teil der Außenfläche des O-Rings durch ein Drehen des O-Rings um seine Mittel achse beim Aufstrahlen von Licht auf seine Außenfläche nach seinem Drehen um eine Achse, die quer zu seiner Mittelachse liegt, abgetastet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtdurchlässiger Objektträger vorgesehen wird, daß der O-Ring mit senkrecht stehender Mittel achse auf den lichtdurchlässigen Objektträger gelegt wird, daß Licht auf den O-Ring und durch den licht durchlässigen Objektträger gestrahlt wird, so daß der O-Ring einen Schatten wirft, und daß der Abstand zwischen Teilen des Schattens, der vom O-Ring geworfen wird, zum Bestimmen des Durchmessers des O-Rings ausgemessen wird.

15. Verfahren zum Prüfen eines O-Rings, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Es wird Licht auf einen kleinen Fleck auf der Außenfläche des O-Rings gestrahlt, dabei wird ein erster kreisförmiger Teil auf der Außenfläche des O-Rings durch ein Drehen des O-Rings um seine Mittelachse abgetastet, es werden Schwankungen des Lichts, das vom ersten kreisförmigen Teil der Außenfläche reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern aufgespürt, der O-Ring wird um eine Achse, die quer zur Mittelachse des O-Rings verläuft und tangential an einem Kreis durch die Mitte des Querschnitts des O-Rings liegt, gedreht, beim Aufstrahlen von Licht auf die Außenfläche des O-Rings wird nach dem Drehen des O-Rings um eine Achse, die quer zu seiner Mittelachse liegt, ein zweiter kreisförmiger Teil auf der Außenfläche des O-Rings durch ein Drehen des O-Rings um seine Mittel achse abgetastet, und es werden Schwankungen des Lichts, das von dem zweiten kreisförmigen Teil auf der Außenseite des O-Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern aufgespürt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Drehen des O-Rings um eine Achse, die quer zur Mittelachse liegt, der O-Ring um seine Mittelachse gedreht und Licht auf einen Teil der Außenfläche des O-Rings gestrahlt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtdurchlässiger Objektträger vorgesehen wird, daß der O-Ring mit senkrecht stehender Mittel achse auf den lichtdurchlässigen Objektträger gelegt wird, daß Licht auf den O-Ring und durch den licht durchlässigen Objektträger gestrahlt wird, so daß der O-Ring einen Schatten wirft, und daß der Abstand zwischen Teilen des vom O-Ring geworfenen Schattens zum Bestimmen eines Durchmessers ermittelt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drehen des O-Rings um eine Achse, die quer zu seiner Mittelachse liegt, der O-Ring über einen Kreisbogen um die Querachse geführt wird, der dazu ausreicht, das Licht auf einen ersten Teil der Ober fläche auf einer ersten Seite des O-Rings und danach auf einen zweiten Teil der Oberfläche auf einer zweiten Seite des O-Rings zu strahlen.

19. Verfahren zum Prüfen eines elastischen biegbaren O-Rings, der dazu neigt, sich unter dem Einfluß seines eigenen Gewichts zu verformen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Es wird Licht auf den O-Ring gestrahlt, so daß der O-Ring einen Schatten wirft, der Abstand zwischen Teilen des Schattens, der durch diametral auseinanderliegende Teile des O-Rings geworfen wird, wird zum Ausmessen eines Durchmessers des O-Rings ermittelt, der Abstand zwischen Teilen des Schattens, der durch einen Teil des in einer radialen Ebene liegenden O-Rings geworfen wird, wird zum Ausmessen der Dicke des O-Rings ermittelt, es wird Licht auf einen kleinen Fleck auf der Innen seite des O-Rings gestrahlt, der O-Ring wird um seine Mittelachse gedreht, solange Licht auf die Innenfläche des O-Rings gestrahlt wird, Schwankungen des von der Innenfläche des O-Rings reflektierten Lichts und damit das Vorkommen von Fehlern wird ermittelt, es wird Licht auf einen kleinen Fleck auf der Außenfläche des O-Rings gestrahlt, der O-Ring wird um seine Mittelachse gedreht, solange Licht auf die Außenfläche des O-Rings gestrahlt wird, und es werden Schwankungen des Lichts, das von der Außenseite des O-Rings reflektiert wird, und damit das Vorkommen von Fehlern ermittelt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring auf einem lichtdurchlässigen Objekt träger plaziert wird, daß Licht auf den O-Ring gestrahlt wird, so daß der O-Ring einen Schatten wirft, und daß Licht durch den lichtdurchlässigen Objektträger gestrahlt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufstrahlen von Licht auf den O-Ring, so daß der O-Ring einen Schatten wirft, längs einer Linie mit einer Längsachse in einer ersten Winkelstellung gegenüber der Mittelachse des O-Rings erfolgt, daß das Ausmessen des Abstands zwischen Teilen des Schattens, der von einem Teil des in einer radialen Ebene liegenden O-Rings geworfen wird, beim Aufstrahlen von Licht auf den O-Ring längs einer Linie in einer ersten Winkelstellung gegenüber der Mittelachse des O-Rings erfolgt, daß weiter Licht auf den O-Ring längs einer Linie mit einer Längsachse in einer zweiten Winkelstellung gegenüber der Mittelachse des O-Rings erfolgt, und daß der Abstand zwischen Schattenkanten, die von dem Teil des O-Rings in der einen radialen Ebene geworfen wird, ermittelt wird, solange Licht längs der Linie in der zweiten Winkelstellung gegenüber dem O-Ring ausgestrahlt wird, um eine zweite Dickenmessung des O-Rings an der ersten Stelle längs seinem Umfang vorzunehmen.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring um eine Achse gedreht wird, die quer zu seiner Mittelachse verläuft und tangential an einem Kreis durch die Mitte seines Querschnitts liegt, solange Licht auf einen kleinen Oberflächenbereich auf der Innenfläche des O-Rings aufgestrahlt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring um eine Achse gedreht wird, die quer zu seiner Mittelachse liegt und durch die Mitte seines Querschnitts geht, solange Licht auf einen kleinen Oberflächenbereich auf der Außenfläche des O-Rings gestrahlt wird.