AT518336B1 - Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise von Hand bedienbare, leicht zu transportierende Vorrichtung zur wenigstens näherungsweisen quantitativen Bestimmung der Reibung zwischen der Reibfläche (4) eines Grundkörpers (5) und den jeweils mit der Reibfläche (4) im Kontakt stehenden Reibflächen (6) von Gegenkörpern (1), wobei wenigstens zwei Gegenkörper (1), jeweils paarweise, durch eine Federvorrichtung (2) mechanisch kraftwirksam verbunden sind, diese Gegenkörper (1) mit der Gewichtskraft der Gegenkörper (1) auf dem Grundkörper (5) aufliegen und die wirksame Federkraft die Gegenkörper (1) dann auseinander bewegt, wenn die Reibkraft zwischen der Reibfläche (4) des Grundkörpers (6) und der betreffenden Reibfläche (6) wenigstens eines der Gegenkörper (1) kleiner ist als die wirksame Federkraft, woraus festzustellen ist, dass somit die an dieser Kontaktstelle gegebene Reibzahl nicht größer ist als das Verhältnis der bestimmten eingestellten Federkraft zu der bekannten Gewichtskraft des betreffenden Gegenkörpers (1). Somit ergibt sich eine Aussage über die Höhe des Reibzahlniveaus der betreffenden Reibflächen.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise von Hand bedienbare, leicht zu transportierende Vorrichtung zur wenigstens näherungsweisen quantitativen Bestimmung der Reibung zwischen der Reibfläche eines Grundkörpers und den jeweils im Kontakt stehenden Reibflächen von wenigstens zwei - durch eine Federvorrichtung kraftwirksam - verbundenen Gegenkörpern, wobei letztere lediglich mit ihrer jeweilig bekannten Gewichtskraft auf dem Grundkörper aufliegen und die aufgrund der Federcharakteristik der Federvorrichtung bekannte bzw. einstellbare, parallel zur charakterisierenden Reibfläche des Grundkörpers wirkende Kraft, nach erfolgter Vorspannung (Aktuierung) der Federvorrichtung, ein Gleiten wenigstens eines der mit ihrer Gewichtskraft auf den Grundkörper ruhenden Gegenkörper bewirkt, wenn und inwieweit die aktuell im Kontakt der betreffenden Körper wirkende Reibkraft größer ist als die aktuelle, in ihrer Größe bestimmte bzw. bestimmbare Vorspannkraft, woraus eine Aussage über die Höhe des Reibzahlniveaus erfolgt.

[0002] In der folgenden Beschreibung der Aufgabenstellung und deren erfindungsgemäßen Lösung wird insbesondere auf die Terminologie der österreichischen Normen Bezug genommen: ÖNORM M 8120-1:1985 12 01 - Tribologie; Tribotechnik, Tribosysteme; allgemeine Grundlagen, Begriffsbestimmungen sowie ÖNORM M 8120-2:1985 11 01 - Tribologie; Reibung; Begriffsbestimmungen und Einteilung.

[0003] Reibungseigenschaften von Oberflächen (Funktionsflächen, wie etwa Oberflächen von Gebrauchsgegenständen, Geräten, Möbeln und insbesondere von Bodenbelägen) bestimmen oftmals die Gebrauchseigenschaften oder auch Qualität der betreffenden Produkte. Ist eine Adhoc-Beurteilung bzw. einen Ad-hoc-Vergleich dieser Eigenschaften gefragt, z. B. im. Sinne einer Kaufentscheidung, der Überprüfung von Anforderungen oder der Evaluierung von sicherheitsrelevanten Eigenschaften, dann sind - neben einer bloß haptischen Beurteilung durch Befühlen bzw. Betasten - instrumentenunterstützte Verfahren heranzuziehen. Üblicherweise werden zur Bestimmung der Eigenschaften von Oberflächen (stets in Wechselwirkung zu einer „Gegenkörperfläche) Reibungsmessgeräte (auch Tribometer) unterschiedlicher Funktionsweise und Leistungsfähigkeit eingesetzt. Eine Reihe derartiger Tribometer ist genormt. Zumeist stehen solche Tribometer in Labors zur Verfügung. Für die Messungen werden Proben aus den betreffenden Produkten bzw. Materialen entnommen, wie etwa in EP 1 686 364 A2 dargestellt. Nur wenige Einrichtungen bieten - für bestimmte Einsatzgebiete - die Möglichkeit für einen ambulanten Einsatz. Für einfache Fragestellungen ist nicht unbedingt eine hochauflösende messtechnische Methode erforderlich, es reicht unter Umständen ein Verfahren einzusetzen, mit dem Grenzwerte für Reibzahlen überprüft oder Reibungsunterschiede größenordnungsmäßig differenziert werden können. Von Interesse ist es allerdings, eine zielgerichtete Aussage zu Reibungseigenschaften von Produkten bzw. relevanten Oberflächen quasi ad hoc und an Ort und Stelle machen zu können. Bekannt ist die Verwendung von „Gleittischen in Verbindung mit Federwaagen, mit denen die gegen die Bewegung eines derartigen, mit der Normalkraft F_N auf die Unterlage drückenden „Gleittisches oder „Gleitkörpers wirkende Reibkraft F_R, nicht jedoch unmittelbar die Reibzahl μ = F_R/F_N zwischen Reibflächen derartiger Gleittische und der zu untersuchenden Unterlage, bestimmt werden kann.

[0004] GB 1105 319 beschreibt ein Gerät, mit welchem die Bewegung (der Bewegungszyklus) eines Gleitkörpers durch einen Antrieb erfolgt und die aktuelle Reibkraft über ein Zeigerinstrument abgelesen werden kann, wobei auch eine Kalibrierung der Instrumentenskala in „Reibzahleinheiten erfolgen kann.

[0005] In der Patentschrift US 5107448 A (1992-04-21) wird eine Vorrichtung vorgestellt, bei dem ein zwischen zwei Federelementen in einem Rahmen platzierter Gleitkörper auf einer zu untersuchenden Oberfläche bewegt wird. Dabei wird die Bewegung des Gleitkörpers durch den Rahmen übereinen entsprechenden, in einem auf der zu untersuchenden Oberfläche ruhenden /9

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Patentamt

Stativ untergebrachten Aktuator (Stepper-Motor) mikroprozessorgesteuert realisiert. Die zwischen Rahmen und Gleitkörper zwischengeschalteten Federn dienen der elastischen, wohl möglichst ruckarmen Krafteinleitung in den Gleitkörper zur Differenzierung der Losbrech- bzw. Losreißkraft, nicht jedoch zur Quantifizierung der Reibzahl. Diese wird aus der Bewegung des Gleitkörpers abgeleitet, die mit Hilfe von Beschleunigungssensoren aufgenommen wird, wonach aus den Bewegungsgleichungen sowie der Positionsinformation des Stepper-Motors eine initiale - beim Losbrechen des Gleitkörpers maßgebliche - Haftreibzahl sowie nachfolgend für den Bewegungszyklus eine durchschnittliche Gleitreibzahl ermittelt wird.

[0006] In AT 010 183 U2 (2008-10-15) wird mit einer ähnlichen Funktionalität, wie oben dargestellt, ein Mikro-Reib- Prüfgerät (MRPG) beschrieben, welches zur Erfassung der Haft- und Gleitreibkraft zwischen verschiedenen Reibflächen von Probekörpern und unterschiedlichen Funktionsflächen vorzugsweise von gebräuchlichen Gegenständen vor Ort einsetzbar ist. Die Bewegung zwischen den im Kontakt befindlichen Flächen wird dabei motorisch erzeugt, die Reibkraft F_R über einen Kraftwandler während des Bewegungszyklus erfasst und unter Berücksichtigung der vom Probekörper ausgeübten, bekannten Normalkraft F_N mit Hilfe eines Prozessors in Zahlenwerte für Haft- und Gleitreibzahl umgerechnet.

[0007] Das Gebrauchsmuster nach CN 202258040 U (2012-05-30) verwendet einen Gleitkörper auf einer zu testenden Oberfläche, der mittels eines Seiles, das mit einem feststehenden Federdynamometer zur Messung des gleitreibungsbedingten Bewegungswiderstandes verbunden ist, mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt wird.

[0008] US 006 145 382 A (2000-11-14) beschreibt in der grundsätzlichen Ausführung eine Anordnung zur Messung der reibungsbedingten Dämpfung eines (Probe-)Körpers im Kontakt mit einem (Grund-)Körper. Dabei wird der (Probe-)Körper durch eine entsprechende Vorrichtung gegen den (Grund-)Körper gepresst und durch einen weiteren sich linear mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegenden Körper unter mechanischer Zwischenschaltung einer Feder gegen den Widerstand im Kontakt mit dem (Grund-)Körper angetrieben, sodass sich der (Probe-)Körper mit einer fluktuierenden Geschwindigkeit vorwärts bewegt. Hierbei dient die zwischengeschaltete Feder nicht der Vorgabe einer bestimmen Kraftwirkung, sondern dazu, eine fluktuierende Fortbewegung des (Probe-)Körpers zu ermöglichen. Ebenso dient die Feder nicht der Messung der aktuellen Kraftwirkung zwischen (Probe-)Körpers und (Grund-)Körper. Diese Messung wird durch einen entsprechend mit einem Sensor ausgestalteten bzw. ausgestatten (Grund-)Körper bewerkstelligt. Die Messung des dynamischen Kraftverlaufes dient hier nicht der Bestimmung der Reibzahl, insbesondere nicht der Bestimmung der Haft- bzw. der Grenzreibzahl, sondern zur Ermittlung des Dämpfungsdekrementes, also der zeitlich integralen Charakterisierung der Reibungswirkung innerhalb des Bewegungszyklus bzw. einer ausreichenden Zahl von Bewegungszyklen der fluktuierenden Bewegung.

[0009] Das veröffentlichte Patentdokument WO 2015/020524 A1 (2015-02-12) stellt eine Transportvorrichtung mit einer integrierten Reibzahl-Messvorrichtung vor. Auch hierbei wird ein mit entsprechender Reibfläche ausgestatteter (Probe-)Körper (Gleiter)gegen einen (Grund-) Körper - hier ein Transportband - gepresst. Dabei ist der (Probe-)Körper unter mechanischer Zwischenschaltung einer Feder mit einem weiteren gegenüber der Transportvorrichtung feststehenden Körper verbunden, der eine Messvorrichtung für den Gleitwiderstand (die Kraftwirkung in Richtung der Relativbewegung) im Kontakt zwischen dem (Grund-)Körper und dem Transportband aufweist. In einer Ausführung der hier beschriebenen Vorrichtung kann der Gleiter mit einer bestimmten Kraft orthogonal zur Richtung der Relativbewegung gegen das Transportband gepresst werden, woraus die (Gleit-)Reibzahl im betreffenden Kontakt bestimmt werden kann. Die Feder zwischen (Probe-)Körper (Gleiter) und Transportband dient hier nicht der Vorgabe einer bestimmten oder der Messung der aktuellen Kraftwirkung zwischen (Probe)Körpers und (Grund-)Körper (Transportband), sondern um durch entsprechende orthogonale Beweglichkeit den permanenten Kontakt zwischen Gleiter und Transportband auch bei Unebenheiten desselben zu ermöglichen.

[0010] Die eingangs beschriebene Aufgabenstellung im Hinblick auf ein kompaktes, d. h. hand

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Patentamt liches, leicht zu transportierendes, einfach einzusetzendes und von einer gesondert beizustellenden Energiequelle (etwa einer elektrischen Batterie) unabhängiges Gerät wird von den bekannten Vorrichtungen nicht bzw. nicht zufrieden stellend gelöst. Mit der hier vorgestellten, erfindungsgemäßen Lösung in der Art eines Reibungs-Indikators bzw. eines „Taschen-Friktiometers lässt sich mit geringem technischen Aufwand vorzugsweise die Haftreibzahl, gegebenenfalls aber auch die Grenzreibzahl, einer Reibpaarung bestimmen.

[0011] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen näher erläutert, dabei zeigt

[0012] Fig. 1	den Aufriss der Basisvariante der Vorrichtung im nicht aktuierten Zustand der Federvorrichtung 2,
[0013] Fig. 2	den Aufriss der Basisvariante der Vorrichtung im aktuierten (zusammengedrückten) Zustand der Federvorrichtung 2, aufgesetzt auf der Reibfläche 4 des Grundkörpers 5
[0014] Fig. 3	den Aufriss der Vorrichtung unter Verwendung einer Führung 7 und von Anschlägen 8 auf der Führung 7, sowohl für die Gegenkörper 1 wie für die Schraubenfeder 3,
[0015] Fig. 4	den Aufriss der Vorrichtung in der Basisvariante unter Verwendung eines Begrenzerstückes 9,
[0016] Fig. 5	den Schrägriss der Vorrichtung in der Basisvariante unter Verwendung eines Begrenzerstückes 9,
[0017] Fig. 6	den Schrägriss der Vorrichtung in Mehrfachanordnung, wobei die einzelnen Vorrichtungen beispielhaft mit der jeweiligen Führung 7 auf einem gemeinsamen Träger 10 angeordnet sind,
[0018] Fig. 7	den Schrägriss der Vorrichtung in Mehrfachanordnung analog Fig. 6, unter Verwendung eines Begrenzerstückes 9 und
[0019] Fig. 8	den Schrägriss der Vorrichtung in Mehrfachanordnung analog Fig. 6, unter Verwendung von skalierten Linealen 11.

[0020] Die oben beschriebene Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei in ihrer Masse bestimmbare bzw. bezüglich ihrer Gewichtskraft bekannte, vorzugsweise wesentlich prismatisch gestaltete Gegenkörper 1 durch wenigstens eine Federvorrichtung 2, vorzugsweise durch eine für eine lineare Stauchung gestaltete Feder, insbesondere eine Schraubenfeder 3, im Wesentlichen in deren Wirkrichtung miteinander verbunden sind. Dabei erfolgt die Anlenkung der Federvorrichtung 2 bevorzugt an einander zugewandten Flächen 12 der genannten Gegenkörper 1 jeweils an den Enden der Federvorrichtung 2 (Fig. 1). Bei einer durch eine externe Kraft- bzw. Antriebsquelle, beispielsweise durch Handkraft, bewerkstelligten Aktuierung (Annäherung der beiden Körper zueinander) gegen den Druck der Federvorrichtung 2 wird diese bis zu einer bestimmten, mit der angestrebten Federkraft auf Basis der bekannten Federkennlinie korrelierbaren Distanz, gegebenenfalls bis zur maximal möglichen Annäherung der Körper verformt, sodass die Federvorrichtung 2 eine von der Dimensionierung der jeweils eingesetzten Feder(n) abhängige maximale Federkraft aufbauen kann (Fig. 2). Wird diese derart vorgespannte Vorrichtung auf die zu untersuchende, möglichst waagrecht angeordnete Reibfläche 4 des Grundkörpers 5 positioniert, können die beiden Gegenkörper 1 gegen die Reibkraft zwischen der betreffenden Reibfläche 6 des Gegenkörpers 1 und der Reibfläche 4 des jeweiligen Grundkörpers 5 durch die Kraft der verformten Federvorrichtung 2 auseinander bewegt werden, sofern die betreffende Reibkraft kleiner ist als die wirkende Federkraft.

[0021] Für die zwischen der Reibfläche 6 der Gegenkörper 1 und der betreffenden Reibfläche 4 des Grundkörpers 5 wirkende Reibkraft gilt F_R = p-F_N. Dabei ist F_N die wirkende Normalkraft und entspricht der Gewichtskraft des betreffenden Gegenkörpers 1 F_G und μ die (Coulombsche) Reibzahl (spezifische Reibkraft).

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Patentamt [0022] Bei Kenntnis der aktuellen Federkraft F_f (diese ist für beide Gegenkörper 1 gleich groß und kann ggf. einstellbar gestaltet werden), kann somit beurteilt werden, dass für die zwischen der Reibfläche 6 des sich gegebenenfalls gegenüber der zu untersuchenden Unterlage (Reibfläche 4) bewegenden Gegenkörpers 1 und eben dieser zu untersuchenden Unterlage des Grundkörpers 5 wirkenden Ruhereibzahl μ₀ gilt

Po < F_f /F_g, da F_f > Fr bzw. F_f> p₀ · F_G, wobei F_f die Federkraft und F_G die aktuelle Gewichtskraft des betreffenden Gegenkörpers 1 bedeutet.

[0023] Eine Vorrichtung im oben beschriebenen Sinn indiziert bei entsprechender Aktuierung ohne Weiteres ggf. das Unterschreiten einer entsprechend der Dimensionierung bestimmten Reibzahl. Dergestalt lässt sich beurteilen, ob die zwischen den Reibflächen 6 der Gegenkörper 1 und der Reibfläche 4 des zu untersuchenden Grundkörpers 5 wirkende Reibzahl einen bestimmten, an sich wählbaren Grenzwert nicht oder schon erreicht. Zu beachten ist dabei, dass beim Applizieren der Vorrichtung auf dem zu untersuchenden Grundkörper 5 die Wirkrichtung der Federkräfte der Federvorrichtung 2 eine translatorische Bewegung der beteiligten Gegenkörper 1 ermöglicht, d. h. eine Verdrehung oder Schiefstellung der Gegenkörper 1 vermieden wird.

[0024] Eine erweiterte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht daher vor, dass sich die Gegenkörper 1 translatorisch zueinander jeweils auf einer leichtgängigen Führung 7 bewegen können. Derartige Führungen 7 können in an sich bekannter Weise, etwa durch einen mechanischen Anschlag 8, auch so gestaltet werden, dass die Bewegung der Gegenkörper 1 bei Gleitung zufolge zu geringer Reibung mit dem Grundkörper 5 begrenzt wird. Gegebenenfalls können derartige Führungen 7 auch zur Führung der Federvorrichtung 2 eingesetzt werden, etwa durch zentrale Anordnung im Zentrum einer Schraubenfeder 3 (Fig. 3).

[0025] Im Sinne einer Qualitätsbeurteilung der Reibfläche 4 des zu untersuchenden Grundkörpers 5, beispielsweise durch Eingrenzung des Reibzahlniveaus, wird diese Vorrichtung dahingehend erweitert, dass die Vorrichtung durch Gegenkörper 1 mit - im Vergleich zu den zuvor verwendeten Gegenkörpern - unterschiedlicher Masse realisiert wird. Mit der gleichen Zielstellung wird alternativ oder zusätzlich eine Federvorrichtung 2 mit geänderter Federcharakteristik (und somit unterschiedlicher maximaler Federkraft) eingesetzt.

[0026] Wie den obigen Ausführungen zu entnehmen ist, sind zum Indizieren eines bestimmten Reibzahlniveaus die beim Aktuieren der Vorrichtung erforderlichen Deformationswege in Abstimmung mit der Federkonstanten bzw. der jeweiligen Federkennlinie der Federvorrichtung 2 zu dimensionieren bzw. umgekehrt. Um einen bestimmten Reibzahlbereich wenigstens in Stufen erfassen zu können, wird, gerätetechnisch vorteilhaft, die maßgebliche Federcharakteristik, z. B. durch in an sich bekannter Weise mechanisch angebrachte und mit im Hinblick auf die Federkennlinie abgestimmter Länge ausgeführte Begrenzerstücke 9 verändert, womit beim „Spannen (Aktuieren) der Vorrichtung der nutzbare Federweg verändert wird (Fig. 4 bzw. Fig. 5). Eine Modifikation dieser Variante weist für das Begrenzerstück 9 eine Verstellvorrichtung der Vorspannung mit einer geeigneten Skala auf, mit deren Hilfe sich die gewünschte, zu indizierende Reibzahlhöhe entsprechend feinfühlig ablesen bzw. sogar einstellen lässt. Alternativ ist ein Satz austauschbarer, geeignet dimensionierter und für den Anwender entsprechend gekennzeichneter Federvorrichtungen 2 vorgesehen.

[0027] Bei einer weiteren Ausführung werden die Gegenkörper durch geeignete Ausnehmungen, etwa zur Aufnahme von Federwindungen, so gestaltet, dass die für die Indizierung einer bestimmten Reibzahl vorgesehene Federkraft der verwendeten Federvorrichtung beim Aktuieren der Vorrichtung dann erreicht wird, wenn die beiden Gegenkörper auf direktem Anschlag zueinander bewegt werden.

[0028] Um derartige mechanische Manipulationen zu vermeiden, stehen in einer weiteren Ausgestaltung mehrere, grundsätzlich analog gestaltete Einheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, jeweils für eine bestimmte Reibzahlhöhe, etwa für μ = 0,1 - 0,15 - 0,2 - 0,3 - 0,4

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Patentamt oder ähnlich, zur Verfügung. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, die den Einsatzbereich der Vorrichtung erweitert, kombiniert mehrere derartig abgestufte Vorrichtungen mit unterschiedlichen Charakteristiken, auf einer gemeinsamen mechanischen Vorrichtung, z. B. dem Träger 10, in an sich bekannter Art seriell angeordnet (Fig. 6 und Fig. 7). Diese Mehrfachanordnung kann damit synchron für eine Auswahl von Reibzahlstufen, somit für einen bestimmten betrachteten Reibzahlbereich eingesetzt werden. Damit wird eine feinere Auflösung der letztendlich jeweils auf Grenzwerten basierenden Bewertung der Reibeigenschaften erreicht. Durch mehrere Vorrichtungen in serieller Anordnung wird ein „Taschen-Friktiometer in handlicher Größe realisiert. Je nach Erfordernissen erfolgt hierbei die Stufung der Reibzahlbereiche für die einzelnen Vorrichtungen beispielsweise linear, z. B. 0,1 0,15 - 0,2 - 0,25 - 0,3, oder aber nach einer geometrischen Reihe, z. B. folgend den Normzahlen gemäß ISO3/R10 mit 0,1 - 0,125 - 0,16 - 0,2 - 0,25 - 0,315 oder ähnlich.

[0029] Die Reibzahl als Systemeigenschaft hängt wesentlich von der Werkstoffkombination der in Kontakt befindlichen Körper bzw. der beteiligten Reibflächen 4 bzw. 6 ab. Reibungsverhältnisse unterschiedlicher Werkstoffkombinationen werden zweckmäßiger Weise bewertet, indem man die Reibflächen 6 der Gegenkörper 1 jeweils paarweise aus unterschiedlichen Werkstoffen bzw. Schichten, insbesondere aus für einen praktischen Einsatzfall relevanten Werkstoffen bzw. entsprechenden Schichten gestaltet. Um eine für häufige Einsatzfälle repräsentative Werkstoffauswahl verwenden zu können, werden die als Reibflächen 6 verwendbaren Begrenzungen der im Wesentlichen prismatischen Gegenkörper 1 mit unterschiedlichen Materialien ausgeführt bzw. z. B. durch Bekleben ausgestattet. Derart lassen sich auf einfache Weise z. B. vier oder sechs unterschiedlich ausgestattete Reibflächen 6 auf ein und demselben Gegenkörper 1 realisieren, die sich in der Vorrichtung, z. B. durch geeignetes Drehen der revolverartig, etwa um eine zentral angeordnete Führung 7, die ggf. auch als Führung für eine Schraubenfeder 3 dient, drehbar ausgeführten Gegenkörper 1 in Funktion bringen lassen. Bei einer anderen Ausführung der Vorrichtung erfolgt die Platzierung der möglichen Reibflächen 6 mit unterschiedlichen Materialien lediglich durch Austauschen (Umstecken) der geeignet präparierten Gegenkörper 1 auf einer im Wesentlichen in Richtung der Federkraft angeordneten Aufnahme, z. B. der Führung 7.

[0030] Die Grenzreibzahl p_g = F_Rg/F_G mit F_Rg als der Grenzreibkraft kennzeichnet beim Gleiten (z. B. auf der schiefen Ebene) jenen Zustand bei dem die Antriebskraft (bei der schiefen Ebene die sog. Hangabtriebskraft) nicht ausreicht, den Gleitvorgang aufrecht zu erhalten. Im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt es - wie oben beschrieben - unter bestimmten Voraussetzungen zum Gleiten. Dabei nimmt die Antriebskraft der Federvorrichtung 2 ab. Das Gleiten kommt zum Stillstand, wenn die aktuelle Federkraft auf die Grenzreibkraft abgenommen hat, somit F_Fg = F_Rg. Die Stillstandsposition der Gegenkörper 1 indiziert somit die Grenzreibzahl p_g = F_Fg/F_G, mit F_Fg als Grenzfederkraft und F_G als bekannte Gewichtskraft. Auf Basis der bekannten Kraft-Weg-Charakteristik der Federvorrichtung 2 kann aus der Stillstandposition der Gegenkörper 1 die Grenzreibzahl p_g bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung mit einer Weg- Messvorrichtung, beispielsweise einem skalierten Lineal 11 (Fig. 8), die vorzugsweise auf dem Träger 10 angebracht wird, versehen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur wenigstens näherungsweisen quantitativen Bestimmung der Reibung zwischen der Reibfläche (4) eines Grundkörpers (5) und den jeweils mit der Reibfläche (4) im Kontakt stehenden Reibflächen (6) von Gegenkörpern (1), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Gegenkörper (1), jeweils paarweise, durch eine Federvorrichtung (2) mechanisch kraftwirksam in Verbindung stehen und die Gegenkörper (1) mit der Gewichtskraft der Gegenkörper (1) auf dem Grundkörper (5) aufliegen, wobei die wirksame Federkraft die Gegenkörper (1) dann auseinander bewegt, wenn die Reibkraft zwischen der Reibfläche (4) des Grundkörpers (6) und der betreffenden Reibfläche (6) wenigstens eines der Gegenkörper (1) kleiner ist als die wirksame Federkraft, somit die an dieser Kontaktstelle gegebene Reibzahl nicht größer ist als das Verhältnis der bestimmten eingestellten Federkraft zu der bekannten Gewichtskraft des betreffenden Gegenkörpers (1).

2. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper (1) mit mehreren, unterschiedlich ausgestalteten Reibflächen (6), insbesondere durch Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe oder Oberflächenqualitäten, ausgeführt sind.

3. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper (1) für ihre mögliche Bewegung mit Hilfe einer Führung (7), vorzugsweise beidseitig begrenzt durch Anschläge (8), geführt werden.

4. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper (1) durch eine entsprechend, vorzugsweise als Steck- oder Klemmverbindung, gestaltete Aufnahme (A) zur Federvorrichtung (2), austauschbar ausgeführt sind.

5. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper (1) auf der Führung (7) revolverartig verdrehbar ausgeführt sind.

6. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (2), vorzugsweise Schraubenfedern (3), für ihre mögliche Bewegung mit Hilfe der Führung (7) geführt wird.

7. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (2) in ihrem Federweg zur Einstellung einer bestimmten maximalen Federkraft beim Aktuieren durch wenigstens ein, in seiner Erstreckung in Verformungsrichtung der Federvorrichtung (2) entsprechend dimensioniertes Begrenzerstück (9), vorzugsweise appliziert auf dem Gegenkörper (1), begrenzt wird.

8. Vorrichtung zum Charakterisieren von Reibung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper (1) selbst als Begrenzerstück (9) ausgeführt sind.

9. Mehrfachanordnung von Vorrichtungen zum Charakterisieren von Reibungseigenschaften nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Vorrichtungen auf einem gemeinsamen Träger (10) derart beweglich angeordnet sind, dass die Gegenkörper (1) in Richtung der Kraftwirkung der Federvorrichtung (2) frei verschiebbar sind und wobei der Träger (10) zwischen den paarweise zusammengehörigen Gegenkörpern (1) angeordnet ist.

10. Mehrfachanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem gemeinsamen Träger (10) eine Weg-Messvorrichtung, beispielsweise ein skaliertes Lineal (11) zum Anzeigen der jeweiligen Position der Gegenkörper (1) angebracht ist.