Claims (2)
1. Vorrichtung zur Messung von Vorschleißkennwerten, insbesondere der Stick-slip-Roibung, an Polymerwerkstoffen mittels der Prüfmethode Spurzapfen, wobei auf einem Meßtisch ein Prüfkörper angeordnet ist, gegen den ein drehbar gelagerter Reibkörper mit bestimmbarer Drehzahl und bestimmbarer Kraft bewegt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Meßtisch (1), auf dem sich der Prüfkörper (2) befindet, mittels eines Kardangelenkes (3) kardanisch aufgehängt ist.1. Device for measuring Vorschleißkennwerten, in particular the stick-slip-Roibung, polymer materials by means of the test method Spurzapfen, wherein on a measuring table a test specimen is arranged, against which a rotatably mounted friction body with determinable speed and determinable force is moved, characterized characterized that the measuring table (1), on which the test body (2) is located, is gimballed by means of a universal joint (3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Nabe (4) des Meßtisches drehbar gelagert ist und mittels Blattfedern (5) gegen Torsion gehaltert ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the hub (4) of the measuring table is rotatably mounted and is held by means of leaf springs (5) against torsion.
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Große Verluste entstehen in der Volkswirtschaft durch Verschleiß von Bauelementen in Maschinen, Geräten und Anlagen. Mit wachsender Industrieproduktion, die mit gesteigerten Leistungsanforderungen an tribotechnische Baugruppen verbunden Ist, werden die Verluste durch Verschleiß weiter steigen. Daher werden Untersuchungen von tribologischen Prozessen verstärkt Gegenstand wissenschaftlicher Arbeiten sein, um auch umfangreiche und aufwendige Praxiserprobungen von Formtoilen einzusparen. Die Erfindung findet Anwendung beim Hersteller von polymeren Werkstoffen zur Charakterisierung des Verschleißverhaltens von Polymeren, insbesondere bei der Ent wicklung neuer Gloitlagerwerkstoffe. Weiterhin wird sie angewendet bei Formteilentwicklern sowie beim Anwender zur Beurteilung des tribologischon Verhaltens spezieller Werkstoff- oder Medienpaarungen. Diese tribologischen Kennwerte bl'Hen line Grundlage für die durchgängige Anwendung von CAD/ CAM-Systemen.Large losses occur in the economy due to wear of components in machines, devices and plants. With increasing industrial production associated with increased power demands on tribo engineering assemblies, wear losses will continue to increase. Therefore, investigations of tribological processes will increasingly be the subject of scientific work, in order to save even extensive and expensive practical trials of molded parts. The invention finds application in the manufacturer of polymeric materials for characterizing the wear behavior of polymers, especially in the development of new new Gloitlagerwerkstoffe. Furthermore, it is used by molded part developers as well as users to evaluate the tribological behavior of special material or media combinations. These tribological characteristics are the basis for the consistent use of CAD / CAM systems.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Es ist bekannt, den komplexen Reibvorgang zwecks Vor ausberechnung auf verschiedene Modell betrachtungen zurückzuführen. Grundlage all dieser Berechnungen sind Kennwerte, die durch Messungen an Modellprüfeinrichtungen gewonnen werden So sind bisher solche Meßgrößen von Bedeutung wie: Gleitflächentemperatur, Masseverlust und Schloifspurtiefe, aus denen solche Konstruktionskennwerte berechnet werden, wie: Reibungsenergiedichte, Verschleißintensität, Reibungskoeffizient und zulässige Scherbeansprurhung. Zur Ermittlung derartiger Werkstoffkennwerto ist die Methode Spurzapfan am weitesten verbreitet.It is known that the complex friction process for the purpose of calculating before attributable to various model considerations. The basis of all these calculations are characteristic values which are obtained by measurements on model test equipment. So far, such measured variables as: sliding surface temperature, weight loss and dead center depth, from which such design parameters are calculated, such as: friction energy density, wear intensity, friction coefficient and permissible shear stress. To determine such Werkstoffkennwerto the method Spurzapfan is the most widespread.
Danach gleitet ein rotierender ringförmiger Reibkörper mit der Stirnfläche auf der ebenen Oberfläche eines plattenförmigen Prüfkörpers und erzeugt unter dem Einfluß einer einstellbaren Normalkraft und einstellbarer Gleitgeschwindigkeit einen bestimmten Verschleißbetrag. Die konstruktive Gestaltung der verwendeten Prüfeinrichtungen kann sehr verschieden sein. In den PS DD 155555, DD 207481, DD 207573, DD 218679, DD 231645, DD 231646, DE 2040 741, DE 2645902 und CH 604155 sind Lösungen beschrieben, die sich auf spezielle Ausführungsformen der Kraftaufbringung, der Messung der Reibkraft bzw. des Reibmoments, der Temperaturmessung sowie der Messung des Verschloißvolumens beziehen. All dieee Prüfeinrichtungen gehen davon aus, daß der Spurzapfen starr mit dem Antriebselement zwecks Ausführung der Rotationsbewegung verbunden und der Meßtisch mit dem Prüfkörper quasi starr federnd gegon die radiale Verdrehung aufgehängt ist.Thereafter, a rotating annular friction body slides with the end face on the flat surface of a plate-shaped specimen and generates under the influence of an adjustable normal force and adjustable sliding speed a certain amount of wear. The design of the test equipment used can be very different. In the DD DD 155555, DD 207481, DD 207573, DD 218679, DD 231645, DD 231646, DE 2040 741, DE 2645902 and CH 604155 solutions are described, which are based on specific embodiments of the force application, the measurement of the frictional force or the friction torque , the temperature measurement and the measurement of Verschloißvolumens relate. All dieee testing facilities assume that the track journal is rigidly connected to the drive element for the purpose of performing the rotational movement and the measuring table is suspended with the test specimen quasi-rigidly resiliently against the radial rotation.
In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß speziell beim Einsatz von polymeren Werkstoffen al« Gleitlagerwerkstoff die Erscheinung des Auftretens von Stick-slip-Reibung ein wesentliches Einsatzkriterium darstellt, wobei diese Erscheinung aber in keinem unmittelbaren Zusammenhang mit den bisher üblichen Verschleißkennwerten steht und es somit zu Fehleinschätzungen bei der Beurteilung von Formstoffpaarungen führt. Stick-slip-Reibung (Rückgleiten) macht sich in einem unruhigen Lauf, Vibration und verschiedentlich auch als Quietschen bemerkbar. All diese Prüfeinrichtungen haben den Nachteil, daß sie den Kennwert des Zeitpunktes des Auftretens von Stick-slip-Reibung nicht erfassen, da der Meßtisch mit Probe nicht frei beweglich gelagert ist und somit das Reibungs- und Verschleißverhalten nur unzureichend erfaßt bzw. in verschiedenen Fällen sogar falsch beurteilt wird.In practice, however, has shown that especially when using polymeric materials al «slide bearing material, the appearance of the occurrence of stick-slip friction is an essential criterion for use, but this phenomenon is not directly related to the usual wear characteristics and thus it leads to misjudgments in the assessment of molding material pairings. Stick-slip friction (slipback) makes itself felt in a restless run, vibration and variously as squeaks. All these testing devices have the disadvantage that they do not detect the characteristic of the time of occurrence of stick-slip friction, since the measuring table with sample is not freely movable and thus the friction and wear behavior detected insufficient or even in various cases misjudged.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, auf Basis der Verschleißprüfmethode Spurzapfen neben den üblichen Kennwerten zur Charakterisierung des Reibungs- und Verschleißverhaltens von Plastikwerkstoffen den Kennwert Stick-slip-Reibung zu erfassen.The aim of the invention is to record the characteristic value stick-slip friction on the basis of the wear test method Spurzapfen in addition to the usual characteristics for characterizing the friction and wear behavior of plastic materials.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung lag die Aufgebe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung des tribologischen Verhaltens von Plastikwerkstoffen nach der Methode Spurzapfen zu entwickeln, rr it der ein neuer charakteristischer Konnwert, die Stick-slip-Reibung, gemessen werden kann.The invention was based on the task to develop a device for detecting the tribological behavior of plastic materials according to the method Spurzapfen, rr it with a new characteristic Konnwert, the stick-slip friction, can be measured.