DE102010016329A1

DE102010016329A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich

Info

Publication number: DE102010016329A1
Application number: DE102010016329A
Authority: DE
Inventors: Claus Thomas; Ingolf Eichmann; Matthias Leber
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-10-06
Also published as: JP2011220523A; US8528392B2; US20110239741A1; JP5220158B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags (3) im Kraftfahrzeugbereich. Hierbei weist die Vorrichtung (1) eine Aufnahmeeinrichtung (2) zum Aufnehmen eines Bremsbelags (3) auf. Ferner ist die Vorrichtung (1) mit einer Halteeinrichtung (6) zum Halten eines dem Bremsbelag (3) zugeordneten Bremsscheibenmodells (7) versehen, wobei das Halten derart erfolgt, dass der Bremsbelag (3) mit dem Bremsscheibenmodell (7) in einer Kontaktfläche (8) in Anlage bringbar ist. Die Vorrichtung (1) weist darüber hinaus eine Vorspanneinrichtung (9) auf, welche mit der Aufnahmeeinrichtung (2) und/oder der Halteeinrichtung (6) derart gekoppelt ist, dass mittels der Vorspanneinrichtung (9) der Bremsbelag (3) mit einer nach Betrag und Richtung vorbestimmten Druckkraft (10, 10') gegen das Bremsscheibenmodell (7) drückbar ist. Weiterhin weist die Vorrichtung (1) eine Anregungseinrichtung (13, 13') zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells (7) und/oder des Bremsbelags (3) auf, welche mit dem Bremsscheibenmodell (7) und/oder dem Bremsbelag (3) koppelbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags (3) im Kraftfahrzeugbereich.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit verschiedensten Arten von Bremsen, wie sie zum Abbremsen von Straßenfahrzeugen, aber auch von Schienenfahrzeugen, Flugzeugen oder anderen Beförderungsmitteln, wie auch von bewegten Maschinenbauteilen eingesetzt werden, anwendbar ist, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zu Grunde liegende Problematik nachfolgend am Beispiel einer Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Automobil, näher erläutert.
Bei Scheibenbremsen einer verbreiteten Bauart wird ein Bremsbelag mittels eines Bremskolbens gegen eine in Bewegung befindliche Bremsscheibe gedrückt. Die Bremsscheibe ist hierbei üblicherweise mit einem sich drehenden Bauteil, bei einem Kraftfahrzeug mit einer Nabe eines Rades, verbunden. Während des Abbremsens des sich drehenden Rades mit Hilfe einer derartigen Scheibenbremse kommt es in der Kontaktfläche von Bremsbelag und Bremsscheibe zu einem Gleitreibungsvorgang. Durch diesen Reibvorgang wird die kinetische Energie der sich drehenden Scheibe verzehrt und in Wärme umgewandelt. Um eine gleichmäßigere Verteilung des Anpressdrucks über die Kontaktfläche von Bremsbelag und Bremsscheibe zu erzielen, kommen oftmals auch mehrere Bremskolben zum Einsatz.
Bremsscheiben für Scheibenbremsen können beispielsweise aus Grauguss, aber auch aus Keramikverbundwerkstoffen hergestellt werden. Keramikverbundwerkstoffe können hierbei unter anderem aufgrund des geringeren Gewichtes, verringerten Verschleißes und verminderter Korrosionsneigung der daraus hergestellten Bremsscheiben von Vorteil sein. Auch Bremsscheiben aus speziellen keramischen Faserverbundwerkstoffen, so genannte Carbon-Keramik-Bremsscheiben, kommen in Fahrzeugen zum Einsatz.
Bei bekannten Bremsbelägen ist eine Trägerplatte, auch als Rückenplatte bezeichnet, vorgesehen, welche meist aus metallischen Materialien gefertigt ist und auf der das später beim Bremsvorgang mit der Bremsscheibe in Kontakt stehende Reibmaterial befestigt, beispielsweise aufgeklebt, ist.
Wird nun bei einem Bremsvorgang ein derartiger Bremsbelag auf die sich drehende Bremsscheibe aufgepresst, so kann es vorkommen, dass durch die gleitende und zugleich reibende Relativbewegung von Bremsbelag und Bremsscheibe Schwingungen des Bremsbelags angeregt werden, mit welchen Bremsgeräusche einhergehen können, die gerade bei Kraftfahrzeugen als sehr unangenehm empfunden werden und deren möglichst weitgehende Verminderung daher angestrebt wird.
Da jedoch das eigentliche schwingfähige System, welches den Bremsbelag beinhaltet und auf welches die Bremsgeräusche selbst zurückgehen, erst durch den Zusammenbau zumindest der wesentlichen Bauelemente einer gegebenen Scheibenbremse in einem bestimmten Kraftfahrzeugtyp entsteht, ist die detaillierte Untersuchung des im Fahrbetrieb auftretenden Bremsgeräusches mit großem Aufwand verbunden.
Soll das Geräuschverhalten eines Bremsbelags von ausgewähltem Typ in Kontakt mit einer Bremsscheibe von ebenfalls ausgewählter Bauart unter Einsatzbedingungen untersucht werden, so können zum Beispiel die gewählte Bremsscheibe und der gewählte Bremsbelag in ein Kraftfahrzeug eingebaut und anschließend Probefahrten mit diesem durchgeführt werden. Anhand von im Laufe der Probefahrten durchgeführten Messungen kann schließlich versucht werden, eine Aussage auch über das Schwingungsverhalten des verwendeten Bremsbelags zu gewinnen. Derartige Testfahrten sind jedoch aufwendig und zeitraubend. Der enorme Zeitaufwand ist für eine systematische Bestimmung und Beurteilung des Schwingungsverhaltens unterschiedlicher Bremsbeläge, auch in Kontakt mit unterschiedlichen Typen von Bremsscheiben, äußerst hinderlich. Derartige Untersuchungen an einem im Fahrzeug verbauten Bremsbelag werden darüber hinaus durch die meist schlechte Zugänglichkeit des eingebauten Bremsbelags zur Durchführung von Messungen noch zusätzlich erschwert.
In der DE 10 2005 059 015 B4 beispielsweise ist eine Geräuschprüfanordnung für Scheibenbremsen beschrieben. Bei der dort gezeigten Anordnung wirkt ein Bremsbelag auf eine rotierende Bremsscheibe ein. Eine Anregung des schwingfähigen Systems, welche gegebenenfalls zum Auftreten von Bremsgeräuschen führt, wird bei dieser Anordnung ebenfalls, wie bei der eigentlichen Scheibenbremse im Betriebszustand, durch den Gleitreibungsvorgang zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe bewirkt.
Es wäre jedoch im Hinblick auf eine systematische Beurteilung der Eignung gegebener Bremsbeläge für eine Verwendung zusammen mit einer Scheibenbremse einer gegebenen Bauart unter dem Gesichtspunkt der Geräuschentwicklung wünschenswert, das Schwingungsverhalten des Bremsbelags treffend bestimmen zu können, ohne dass das Ergebnis durch möglicherweise unbekannte, schwer bestimmbare und unter Umständen mit der Betriebsdauer der Scheibenbremse veränderliche Details des Gleitreibvorgangs beeinflusst wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche mit geringem Aufwand eine systematische Bestimmung des Schwingungsverhaltens eines von störenden Einflüssen weitgehend isolierten Bremsbelags ermöglichen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
Demgemäß ist eine Vorrichtung zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich vorgesehen, welche eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Bremsbelags sowie eine Halteeinrichtung zum Halten eines dem Bremsbelag zugeordneten Bremsscheibenmodells aufweist. Das Halten des Bremsscheibenmodells wird derart bewerkstelligt, dass der Bremsbelag mit dem Bremsscheibenmodell in einer Kontaktfläche in Anlage bringbar ist. Ferner ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche mit der Aufnahmeeinrichtung und/oder der Halteeinrichtung derart gekoppelt ist, dass mittels der Vorspanneinrichtung der Bremsbelag mit einer nach Betrag und Richtung vorbestimmten Druckkraft gegen das Bremsscheibenmodell drückbar ist. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Anregungseinrichtung zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells und/oder des Bremsbelags auf. Hierbei ist die Anregungseinrichtung mit dem Bremsscheibenmodell und/oder dem Bremsbelag koppelbar.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich vorgesehen. Erfindungsgemäß weist das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte auf:

– Aufnehmen eines Bremsbelags mittels einer Aufnahmeeinrichtung;
– Halten eines dem Bremsbelag zugeordneten Bremsscheibenmodells mittels einer Halteeinrichtung derart, dass sich der Bremsbelag mit dem Bremsscheibenmodell in einer Kontaktfläche in Anlage befindet;
– Drücken des Bremsbelags gegen das Bremsscheibenmodell mit einer nach Betrag und Richtung vorbestimmten Druckkraft mittels einer mit der Aufnahmeeinrichtung und/oder der Halteeinrichtung gekoppelten Vorspanneinrichtung; und
– Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells und/oder des Bremsbelags mittels einer mit dem Bremsscheibenmodell und/oder dem Bremsbelag gekoppelten Anregungseinrichtung.

Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Bremsbelag in Anlage mit einem Bremsscheibenmodell zu bringen und den Bremsbelag mit einer vorbestimmten Druckkraft gegen das Bremsscheibenmodell zu drücken. Zum Aufbringen der Druckkraft ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen. Die Druckkraft ist hierbei nach Betrag und Richtung vorbestimmt und kann derart gewählt werden, dass beispielsweise realistische Einspannbedingungen eines Bremsbelags in einer in einem Kraftfahrzeug verbauten Scheibenbremse, wie sie dort in einem Bremsbetrieb vorliegen, nachgebildet werden können. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Bremsscheibenmodell oder der Bremsbelag oder beide mittels einer zu diesem Zweck vorgesehenen Anregungseinrichtung zu Schwingungen angeregt. Dies erlaubt es, das Schwingungsverhalten des Bremsbelags, zum Beispiel in Antwort auf eine mittels der Anregungseinrichtung angeregte Schwingung des Bremsscheibenmodells, zu bestimmen, ohne dass die Anregung der Schwingungen durch einen im Detail unbekannten Gleitreibungsvorgang geschieht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist durch die vorbestimmte Druckkraft Haftreibung zwischen dem Bremsscheibenmodell und dem Bremsbelag erzeugbar. Dadurch, dass mittels der Vorspanneinrichtung ein Haften des Bremsbelags auf dem Bremsscheibenmodell hervorgerufen werden kann, kommt es in der Kontaktfläche von Bremsbelag und Bremsscheibenmodell zu keiner Relativbewegung und es wird vorteilhaft ein Gleiten des Bremsbelags über das Bremsscheibenmodell in der Kontaktfläche vermieden. Somit kann die Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags von Gleitreibungseinflüssen unabhängig erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die vorbestimmte Druckkraft eine Kraftkomponente in einer Richtung normal zu der Kontaktfläche und eine Kraftkomponente in einer Richtung parallel zu der Kontaktfläche auf. Dadurch erfolgt die Einspannung des Bremsbelags oder, mit anderen Worten, das Beaufschlagen des Bremsbelags gegen das Bremsscheibenmodell mit einer Druckkraft in ähnlicher Weise wie bei einer in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Scheibenbremse im Bremsbetrieb. Hierbei wird durch die normal zu der Kontaktfläche aufgebrachte Kraftkomponente die im Kraftfahrzeug meist auf hydraulischem Weg erzeugte, axial zur Bremsscheibe wirkende Bremskraft nachgebildet, während die parallel zu der Kontaktfläche aufgebrachte Kraftkomponente ein Bremsscheibenmoment simuliert. Dies ist vorteilhaft, weil auf diese Weise der Bremsbelag unter Bedingungen, die den eigentlichen Einsatzbedingungen ähnlich sind, auf sein Schwingungsverhalten hin untersucht werden kann.
In einer typischen Ausgestaltung weist die Vorspanneinrichtung eine Tangentialkraft-Spindel auf, mittels welcher eine Tangentialkraft auf die Halteeinrichtung in einer Richtung parallel zu der Kontaktfläche bewirkbar ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu weist die Vorspanneinrichtung bei dieser Ausgestaltung eine Axialkraft-Spindel auf, mittels welcher eine Axialkraft auf die Aufnahmeeinrichtung in einer Richtung normal zu der Kontaktfläche bewirkbar ist. Durch die Verwendung von Spindeln wird auf einfache Weise eine Einstellung der Tangentialkraft und/oder der Axialkraft ermöglicht. Nach Bedarf können die Tangentialkraft und/oder die Axialkraft zur Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags mittels der Vorrichtung innerhalb vorbestimmter Grenzen variiert werden. Dadurch gelingt es, einen Überblick über das Schwingungsverhalten des Bremsbelags bei unterschiedlichen Belastungs- oder Einspannbedingungen zu gewinnen.
Bei einer Weiterbildung sind die Tangentialkraft-Spindel und/oder die Axialkraft-Spindel als Hydraulikspindeln ausgebildet, welche bevorzugt jeweils mittels eines Handgriffs und einer Drehstange betätigt werden können. Dadurch wird es für einen Benutzer der Vorrichtung möglich, auf manuellem Weg und somit ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Antriebseinrichtungen vergleichsweise große Tangentialkräfte und Axialkräfte zu erzeugen. Insbesondere können Kräfte erzeugt werden, die denjenigen tangentialen und axialen Kräften, welche in einem Kraftfahrzeug im Bremsbetrieb zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe wirken, hinsichtlich ihrer Größe vergleichbar sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorspanneinrichtung einen Tangentialkraft-Sensor zur Messung der auf die Halteeinrichtung wirkenden Tangentialkraft auf. Zusätzlich oder alternativ hierzu weist die Vorspanneinrichtung bei dieser Ausgestaltung einen Axialkraft-Sensor zur Messung der auf die Aufnahmeeinrichtung wirkenden Axialkraft auf. Der Einsatz derartiger Kraftsensoren ermöglicht vorteilhaft die Messung und Kontrolle der eingestellten Kräfte, und begünstigt somit ein präzises Dokumentieren der Versuchsbedingungen beim Bestimmen des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Halteeinrichtung gegenüber der Aufnahmeeinrichtung geradlinig, insbesondere parallel zu der Kontaktfläche, verschiebbar gelagert, um eine statisch überbestimmte Einspannung der Halteeinrichtung beim Anliegen des Bremsbelags an dem Bremsscheibenmodell zu verhindern. Auf diese Weise kann vorteilhaft im Wesentlichen die gesamte, insbesondere von der Vorspanneinrichtung mit Hilfe der Tangentialkraft-Spindel, auf die Halteeinrichtung bewirkte Tangentialkraft in die Kontaktfläche des Bremsbelags und des Bremsscheibenmodells eingeleitet werden. Damit wird eine genaue Bestimmung und Kontrolle der in diesen Kontakt eingeleiteten Tangentialkraft möglich.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Halteeinrichtung mit wenigstens einer Öffnung versehen. Die Öffnung ist hierbei derart ausgebildet, dass ein Stößel der Anregungseinrichtung zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells oder des Bremsbelags durch die Öffnung durchsteckbar und mit dem Bremsscheibenmodell oder dem Bremsbelag koppelbar ist. Dadurch wird eine Zugangsmöglichkeit zu dem Bremsscheibenmodell geschaffen, welche bei einer im Kraftfahrzeug eingesetzten Bremsscheibe nicht oder nur unter sehr großem Aufwand erreicht werden kann. Dies erlaubt vorteilhaft ein Anregen des Bremsscheibenmodells auch an Stellen, die sonst unzugänglich wären.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Halteeinrichtung derart ausgebildet, dass sie das Halten eines im Wesentlichen rechteckig geformten Bremsscheibenmodells ermöglicht. Ein derart ausgebildetes Bremsscheibenmodell ist auf einfache, materialsparende Weise herstellbar.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Aufnahmeeinrichtung derart ausgebildet, dass sie Führungseinrichtungen zum Führen des Bremsbelags aufweist, welche im Wesentlichen den in einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs zu diesem Zweck vorgesehenen Führungseinrichtungen entsprechen. Die Bedingungen, unter denen das Bestimmen des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags durchgeführt wird, werden dadurch den Einsatzbedingungen des Bremsbelags im Bremsbetrieb noch weiter angenähert.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Steifigkeiten der Halteeinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung derart gewählt, dass deren Eigenfrequenzen sich von den Eigenfrequenzen des Bremsbelags erheblich unterscheiden und insbesondere erheblich höher sind als letztere und beim Anregen von Schwingungen mittels der Anregungseinrichtung zur Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags in einem für die Bremsgeräuschentwicklung bedeutsamen Frequenzbereich im Wesentlichen nicht oder nur in vernachlässigbarem Maß angeregt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Bremsscheibenmodell und der Halteeinrichtung eine Entkopplungsschicht vorgesehen. Die Entkopplungsschicht weist insbesondere ein mit einem Polymer gebildetes Schaummaterial auf. Hierdurch kann eine Entkopplung von Schwingungen des Bremsscheibenmodells und der Halteeinrichtung erzielt und eine noch bessere Abschirmung des Bremsbelags von für die Bestimmung des Schwingungsverhaltens desselben störenden Einflüssen erreicht werden.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Anregungseinrichtung als ein elektrodynamischer Schwingerreger ausgebildet. Derartige Schwingerreger sind gut geeignet für einen Einsatz bei einer Modalanalyse zur Bestimmung der Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen von Bauteilen, wie etwa dem Bremsbelag, und ermöglichen eine reproduzierbare Anregung des Bremsscheibenmodells und/oder des Bremsbelags mit einer präzise definierten Frequenz.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Anregungseinrichtung mit dem Bremsscheibenmodell und/oder dem Bremsbelag derart koppelbar, dass mittels der Anregungseinrichtung Schwingungen entlang in unterschiedlichem Winkel zu der Kontaktfläche des Bremsbelags und des Bremsscheibenmodells geneigter Raumrichtungen anregbar sind, insbesondere in einer Richtung parallel zu der Kontaktfläche und in einer Richtung normal zu der Kontaktfläche. Weil räumlich ausgedehnte Körper in drei Raumrichtungen schwingen können, ist dies für eine möglichst vollständige Charakterisierung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags von Vorteil.
Bei einer noch weiteren Ausgestaltung ist ein Kraftsensor zur Messung der mittels der Anregungseinrichtung bei der Schwingungsanregung dynamisch in das Bremsscheibenmodell und/oder den Bremsbelag eingeleiteten Kräfte vorgesehen. Damit wird die Dokumentation der Versuchsbedingungen für eine nachfolgende Auswertung weiter verbessert.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich ist vorgesehen, dass durch die vorbestimmte Druckkraft Haftreibung zwischen dem Bremsscheibenmodell und dem Bremsbelag erzeugt wird. Wie weiter oben in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben, kann damit vorteilhaft ein Einfluss der Gleitreibung auf die Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags vermieden werden.
Darüber hinaus wird in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die vorbestimmte Druckkraft mit einer Kraftkomponente in einer Richtung normal zu der Kontaktfläche und mit einer Kraftkomponente in einer Richtung parallel zu der Kontaktfläche ausgebildet. Wie ebenfalls bereits hinsichtlich der Vorrichtung beschrieben, ist dies vorteilhaft, weil auf diese Weise der Bremsbelag einem simulierten Bremsscheibenmoment und einer simulierten Bremskraft ausgesetzt werden kann und damit unter Bedingungen, die den eigentlichen Einsatzbedingungen ähnlich sind, auf sein Schwingungsverhalten hin untersucht werden kann.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die vorbestimmte Druckkraft nach Betrag und Richtung, insbesondere durch Zerlegen der vorbestimmten Druckkraft in eine Kraftkomponente entlang einer Richtung normal zu der Kontaktfläche und in eine Kraftkomponente entlang einer Richtung parallel zu der Kontaktfläche, gemessen wird. Dies ermöglicht eine Kontrolle und Dokumentation der Kräfte und damit der Versuchsbedingungen, unter denen die Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags erfolgt.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird als Anregungseinrichtung zum Anregen der Schwingungen ein elektrodynamischer Schwingerreger verwendet, welcher, wie bereits vorstehend beschrieben, vorteilhaft eine präzise und reproduzierbare Schwingungsanregung ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden mittels der Anregungseinrichtung Schwingungen entlang in unterschiedlichem Winkel zu der Kontaktfläche des Bremsbelags und des Bremsscheibenmodells geneigter Raumrichtungen angeregt, insbesondere in einer Richtung parallel zu der Kontaktfläche und in einer Richtung normal zu der Kontaktfläche.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden in einem weiteren Schritt vor dem Anregen von Schwingungen ein oder mehrere Beschleunigungsaufnehmer an dem Bremsbelag, insbesondere auf einer Rückenplatte des Bremsbelags, angeordnet. Zusätzlich oder alternativ hierzu werden in dem weiteren Schritt vor dem Anregen von Schwingungen ein oder mehrere Beschleunigungsaufnehmer an dem Bremsscheibenmodell angeordnet. Mittels der an dem Bremsbelag vorgesehenen Beschleunigungsaufnehmer kann die Antwort des Bremsbelags auf die mittels der Anregungseinrichtung angeregten Schwingungen gemessen werden, wobei insbesondere das Schwingungsverhalten der Rückenplatte, auf der die Beschleunigungsaufnehmer bei dieser Ausgestaltung angeordnet sind, als kennzeichnend für das Schwingungsverhalten des gesamten Bremsbelags angesehen werden kann. An dem Bremsscheibenmodell angebrachte Beschleunigungsaufnehmer können vorteilhaft eine Messung der Antwort des Bremsscheibenmodells auf die angeregten Schwingungen ermöglichen.
Bei einer weiteren Weiterbildung wird die Frequenz der mittels der Anregungseinrichtung angeregten Schwingungen in einem vorbestimmten Frequenzbereich variiert, um vorteilhaft die Antwort des Bremsbelags auf eine Anregung bei unterschiedlicher Anregungsfrequenz ermitteln zu können.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden Beschleunigungssignale, welche von den Beschleunigungsaufnehmern während der Anregung von Schwingungen erzeugt werden, zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags in Form einer Modalanalyse ausgewertet. Insbesondere werden als Teil der Modalanalyse die Schwingungsformen des Bremsbelags nach Raumrichtungen getrennt hinsichtlich ihres Amplituden- und Phasenverhaltens untersucht. Damit gelingt es, einen Überblick über das Schwingungsverhalten des Bremsbelages zu gewinnen.
In einer Weiterbildung werden mittels der Modalanalyse unter Auswertung der Beschleunigungssignale die modalen Parameter des Bremsbelags bestimmt. Dies umfasst insbesondere die Bestimmung der Eigenfrequenzen und der Eigenschwingungsformen des Bremsbelags.
In einer Weiterentwicklung des Verfahrens bilden die Anregung von Schwingungen und die Modalanalyse einen Prüfschritt. Der Prüfschritt wird hierbei mehrfach ausgeführt. Zwischen der Ausführung einzelner Prüfschritte wird der Bremsbelag bei dieser Weiterentwicklung nacheinander mit verschiedenen Einrichtungen zur Veränderung seines Schwingungsverhaltens, insbesondere mit verschieden ausgebildeten und/oder angeordneten Dämpfungsblechen und/oder mit verschieden ausgebildeten und/oder angeordneten Verstimmungsmassen, versehen. Auf diese Weise kann vorteilhaft ermittelt werden, welche Auswirkungen beispielsweise das Anordnen unterschiedlicher Dämpfungsbleche und Verstimmungsmassen, jeweils für sich allein oder in Kombination miteinander, auf die Ergebnisse der Modalanalyse und damit insbesondere auf die Eigenschwingungsformen und Eigenfrequenzen des Bremsbelags hat. Somit kann ermittelt werden, ob bestimmte ausgewählte Einrichtungen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags eine vorher festgelegte, erwünschte Veränderung dieses Verhaltens bewirken oder nicht.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zwischen der Ausführung einzelner Prüfschritte die vorbestimmte Druckkraft nach Betrag und/oder Richtung variiert. Auf diese Weise kann die Antwort des Bremsbelags auf die Anregung von Schwingungen für eine Reihe unterschiedlicher Bremskräfte und Bremsscheibenmomente ermittelt und damit ein noch umfassenderes Bild über das Schwingungsverhalten des Bremsbelags gewonnen werden.
Bei einer noch weiteren Ausgestaltung wird anhand von Ergebnissen der während der Prüfschritte durchgeführten Modalanalysen eine zu einer gewünschten Veränderung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags, insbesondere zu einer geeigneten Verschiebung der Resonanzfrequenzen des Bremsbelags und/oder zu einer Dämpfung der Amplituden einer oder mehrerer Schwingungsformen des Bremsbelags und/oder zu einem Auslöschen einer ersten Torsionsmode des Bremsbelags, geeignete Auswahl und Anordnung von Einrichtungen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens, insbesondere eine geeignete Kombination und Anordnung von Dämpfungsblechen und Verstimmungsmassen, ermittelt. Somit wird es vorteilhaft möglich, eine Aussage darüber zu treffen, inwieweit ein Bremsbelag eines bestimmten Typs, welcher in einer vorgegebenen Weise aufgenommen ist und mit einem bestimmten Bremsscheibenmaterial zusammenwirkt, vorgegebene Anforderungen an das Schwingungsverhalten des Bremsbelages erfüllt und, falls dies nicht der Fall ist, welche Maßnahmen zum Erfüllen dieser Anforderungen geeignet sind. Besonders vorteilhaft ist, dass eine derartige Aussage bereits vor aufwendigen Probefahrten mit meßtechnisch ausgerüsteten Testfahrzeugen ermöglicht wird.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß 2; und
4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht. Wie die 1 zeigt, weist die Vorrichtung 1 eine Aufnahmeeinrichtung 2 auf, welche zum Aufnehmen eines Bremsbelags 3 ausgebildet ist. Wie ebenfalls aus 1 ersichtlich, beinhaltet der Bremsbelag 3 eine Rückenplatte 4, auf der ein Reibmaterial 5 angebracht ist. Ferner weist die Vorrichtung 1 der 1 eine Halteeinrichtung 6 zum Halten eines Bremsscheibenmodells 7 auf, wobei das Bremsscheibenmodell 7 dem Bremsbelag 3 zugeordnet ist. Das Bremsscheibenmodell 7 ist durch die Halteeinrichtung 6 derart gehalten, dass der Bremsbelag 3 mit dem Bremsscheibenmodell 7 in einer Kontaktfläche 8, welche, wie in 1 dargestellt, eine ebene Fläche sein kann, in Anlage bringbar ist.
Die gezeigte Vorrichtung 1 weist auch eine Vorspanneinrichtung 9 auf, welche mit der Aufnahmeeinrichtung 2 und mit der Halteeinrichtung 6 gekoppelt ist. Die Kopplung der Vorspanneinrichtung 9 mit der Aufnahmeeinrichtung 2 und der Halteeinrichtung 6 ist derart ausgeführt, dass der Bremsbelag 3 mittels der Vorspanneinrichtung 9 mit einer vorbestimmten Druckkraft 10, 10' gegen das Bremsscheibenmodell 7 gedrückt werden kann. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist die auf den Bremsbelag 3 ausgeübte Kraft 10 einer auf das Bremsscheibenmodell 7 ausgeübten Kraft 10' nach Betrag und Richtung gleich, lediglich die Vorzeichen der Kräfte 10, 10' unterscheiden sich. Für die in 1 dargestellte, in Bezug auf die Kontaktfläche 8 allgemein im Raum geneigte Kraft 10' sind auch deren Kraftkomponenten 11 und 12 in einer Richtung A normal zur Kontaktfläche 8 bzw. in einer Richtung T parallel zur Kontaktfläche 8 eingezeichnet. Die Richtung A wird nachfolgend auch als axiale Richtung, die Richtung T auch als tangentiale Richtung bezeichnet.
Darüber hinaus ist in 1 eine Anregungseinrichtung 13, 13' dargestellt, welche zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells 7 und/oder des Bremsbelags 3 dient und mit dem Bremsscheibenmodell 7 und/oder mit dem Bremsbelag 3 koppelbar ist. Die Anregungseinrichtung 13, 13' weist einen Stößel 14, 14' auf und ist in 1 beispielhaft in zwei möglichen Positionen dargestellt, in welchen die Anregungseinrichtung 13, 13 jeweils mit dem Bremsscheibenmodell 7 gekoppelt ist. Befindet sich die Anregungseinrichtung zum Beispiel in einer ersten Position, in der die Anregungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 13 und ihr Stößel mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet sind, so wird die Anregung von Schwingungen des Bremsscheibenmodells 7 entlang der Richtungen A normal zur Kontaktfläche 8 ermöglicht. In einer zweiten Position, in der die Anregungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 13' und ihr Stößel mit dem Bezugszeichen 14' bezeichnet sind, kann eine Anregung des Bremsscheibenmodells 7 entlang der Richtung T parallel zur Kontaktfläche 8 erfolgen. Wenngleich es vorteilhaft ist, die Anregung von Schwingungen entlang der Richtungen A und T vorzunehmen, so sind diese Positionen trotzdem nur beispielhaft zu verstehen, und es ist durchaus möglich, die Anregungseinrichtung derart auszurichten, dass eine Anregung in einem anderen Winkel zur Kontaktfläche geneigt durchgeführt werden kann.
Weiterhin ist die Anregungseinrichtung 13, 13' auch mit dem Bremsbelag 3 koppelbar. Falls diese Kopplung derart erfolgen soll, dass der Bremsbelag 3 längs der axialen Richtung A zu Schwingungen angeregt werden kann, so kann es zweckmäßig sein, in dem Bremsscheibenmodell 7 eine oder mehrere in 1 nicht dargestellte Öffnungen vorzusehen, um den Stößel 14 durch diese bis zu dem Bremsbelag 3 zu führen.
Wird nun bei der Vorrichtung 1 gemäß 1 mittels der Vorspanneinrichtung 9 der Bremsbelag 3 mit dem Reibmaterial 5 mit der vorbestimmten Druckkraft 10, 10' gegen eine Oberfläche des Bremsscheibenmodells 7 gedrückt, so kommt der Bremsbelag 3 in der Kontaktfläche 8 zur Anlage mit dem Bremsscheibenmodell 7. Ist eine vorbestimmte Druckkraft 10, 10' erreicht, so wird anschließend die Anregungseinrichtung 13, 13' derart in Betrieb gesetzt, dass sie beispielsweise, wie in 1 gezeigt, das Bremsscheibenmodell 7 in Schwingungen versetzt.
Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags 3 im Kraftfahrzeugbereich. In gleicher Weise, wie dies vorstehend zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bereits erläutert wurde, weist die Vorrichtung 1 eine Aufnahmeeinrichtung 2 zum Aufnehmen eines Bremsbelags 3, eine Halteeinrichtung 6 zum Halten eines dem Bremsbelag 3 zugeordneten Bremsscheibenmodells 7, eine Vorspanneinrichtung 9 sowie eine Anregungseinrichtung 13, 13' zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells 7 und/oder des Bremsbelags 3 auf. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Bremsbelag 3 mit dem Bremsscheibenmodell 7 in einer Kontaktfläche 8 in Anlage bringbar.
Die Aufnahmeeinrichtung 2 der Vorrichtung 1 gemäß 2 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Bremsbelag 3 im Wesentlichen in gleicher Weise in der Aufnahmeeinrichtung 2 aufgenommen werden kann, wie er auch im Bremssattel einer in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommenden Scheibenbremse aufgenommen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 kann die Aufnahmeeinrichtung 2 nicht gezeigte Führungseinrichtungen zum Führen des Bremsbelags 3 aufweisen, welche im Wesentlichen den in einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs zu diesem Zweck vorgesehenen Führungseinrichtungen entsprechen. Bevorzugt sind diese Führungseinrichtungen als Führungsbolzen ausgebildet. Diese Maßnahmen ermöglichen es, das Schwingungsverhalten des Bremsbelags 3 annähernd unter Einsatzbedingungen zu bestimmen. Ferner ist eine ebenfalls nicht dargestellte Feder vorgesehen, welche die Zentrierung des Bremsbelags 3 in einer radialen Richtung senkrecht zu der von den beiden Richtungen A und T aufgespannten Ebene erleichtert.
Wie in 2 gezeigt, ist die Aufnahmeeinrichtung 2 mit Schnellverschlüssen 15 ausgestattet. Die Schnellverschlüsse 15 ermöglichen es, einen einer bestimmten Bremssattelvariante einer im Kraftfahrzeug eingesetzten Scheibenbremse nachgebildeten Teil der Aufnahmeeinrichtung 2 zu entnehmen und durch einen Teil zu ersetzen, welcher ein Aufnehmen und Führen des Bremsbelages analog einer anderen Bremssattelvariante ermöglicht. Die Vorrichtung 1 ist somit äußerst flexibel im Hinblick auf unterschiedlichste Bremsbeläge 3 einsetzbar.
Wie 2 weiter zeigt, ist die Halteeinrichtung 6 zum Halten des beispielsweise aus Grauguss oder aus Carbon-Keramik gefertigten Bremsscheibenmodells 7 als ein auf einer Linearführung 16 geradlinig und im Wesentlichen parallel zu der Kontaktfläche 8 verschiebbar gelagerter Schlitten ausgebildet. Hierbei ist die Linearführung 16 auf einer Grundplatte 17 der Vorrichtung 1 angeordnet. Die Halteeinrichtung 6 weist eine Platte 18 auf, welche im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und im Wesentlichen die Abmessungen des Bremsscheibenmodells 7 besitzt. Auf einer Seite der im Wesentlichen senkrecht zu der von den beiden Richtungen A und T aufgespannten Ebene aufragenden Platte 18 ist eine Entkopplungsschicht 19 vorgesehen, auf der wiederum das Bremsscheibenmodell 7 befestigt ist.
Als Teil der Vorspanneinrichtung 9 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 eine als Hydraulikspindel ausgebildete Tangentialkraft-Spindel 20 vorgesehen, welche durch Drehen an einem Handgriff 21 betätigbar ist. Mittels der Hydraulikspindel 20 sind bereits durch relativ geringe, von einem Benutzer der Vorrichtung 1 ohne Probleme aufzubringende Handkräfte Tangentialkräfte erreichbar, welche in der Größenordnung der bei einem mit einem Kraftfahrzeug durchgeführten Bremsvorgang wirkenden Kräfte liegen. Durch Betätigen der in einem auf der Grundplatte 17 befestigten Lagerbock 22 abgestützten Tangentialkraft-Spindel 20 ist eine Tangentialkraft auf die Halteeinrichtung 6 in einer tangentialen Richtung T parallel zu der Kontaktfläche 8 des Bremsbelags 3 und des Bremsscheibenmodells 7 bewirkbar. Das Aufbringen der Tangentialkraft erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch Zwischenschalten eines tangentialen Kraftaufnehmers oder Tangentialkraft-Sensors 23 zum Messen der aufgebrachten Tangentialkraft.
Die Verbindung der Entkopplungsschicht 19 mit der Platte 18 sowie die Verbindung der Entkopplungsschicht 19 mit dem Bremsscheibenmodell 7 können vorteilhaft als Klebeverbindungen ausgeführt sein. Die Entkopplungsschicht 19 ist zwischen dem Bremsscheibenmodell 7 und der Platte 18 der Halteeinrichtung 6 vorgesehen, um Schwingungen des Bremsscheibenmodells 7 von Schwingungen der Halteeinrichtung 6 weitgehend zu entkoppeln. Hierbei weist die Entkopplungsschicht 19 vorzugsweise ein mit einem Polymer gebildetes Schaummaterial auf. Dieses Schaummaterial kann hinreichend steif ausgebildet sein, um eine von der Vorspanneinrichtung 9 auf die Halteeinrichtung 6 ausgeübte Tangentialkraft von der Platte 18 der Halteeinrichtung 6 auf das Bremsscheibenmodell 7 zu übertragen, während das Schaummaterial bevorzugt zugleich hinreichend flexibel gewählt ist, um eine Schwingungsentkopplung zu gewährleisten.
Die Platte 18 der Halteeinrichtung 6 ist außerdem mit einer Öffnung 24 versehen, durch die der Stößel 14 der nichtdargestellten Anregungseinrichtung 13 zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells 7 längs der axialen Richtung A durchsteckbar ist. Bevorzugt berührt dabei der Stößel 14 keine der Seitenwandungen der Öffnung 24, sondern weist ein Spiel gegenüber der Öffnung 24 auf. Die Entkopplungsschicht 19 weist eine mit der Öffnung 24 in der Platte 18 im Wesentlichen deckungsgleiche, in 2 jedoch nicht sichtbare Öffnung auf, durch welche der Stößel 14 ebenfalls mit einem Spiel durchsteckbar ist. Dadurch wird es möglich, die Anregungseinrichtung 13 mittels des Stößels 14 mit dem Bremsscheibenmodell 7 zu koppeln. Wird, wie bereits in Bezug auf 1 angedeutet, auch das Bremsscheibenmodell 7 mit einer Öffnung versehen, welche wiederum der Öffnung 24 im Wesentlichen deckungsgleich ist, so kann mittels der gezeigten Anordnung auch eine Schwingungsanregung des Bremsbelags 3 entlang der axialen Richtung A erfolgen.
Darüber hinaus kann die Anregungseinrichtung 13, 13', welche bei dem Ausführungsbeispiel der 2 vorzugsweise als ein elektrodynamischer Schwingerreger ausgebildet ist, auch derart angeordnet werden, wie bereits zu 1 beschrieben, dass der Stößel 14' im Wesentlichen entlang der tangentialen Richtung T verläuft.
Zum Aufbringen einer Axialkraft entlang der axialen Richtung A normal zu der Kontaktfläche 8 des Bremsbelags 3 und des Bremsscheibenmodells 7 auf die Aufnahmeeinrichtung 2 weist die Vorspanneinrichtung 9 bei diesem Ausführungsbeispiel außerdem eine Axialkraft-Spindel 25 auf, mittels welcher eine Axialkraft auf die Aufnahmeeinrichtung 2 bewirkbar ist. Die in 2 gezeigte Axialkraft-Spindel 25 kann wiederum als Hydraulikspindel ausgebildet sein und durch Drehen eines Handgriffs 26 zur Einstellung der Axialkraft betätigt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 wirkt die Axialkraft-Spindel 25 über einen Axialkraft-Sensor 27 zur Messung der Axialkraft vorzugsweise auf einen innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 2 vorgesehenen, in 2 nichtdargestellten Bremskolben ein. Es ist vorteilhaft, wenn auch der Bremskolben im Wesentlichen in gleicher Form und Größe ausgebildet ist, wie der Bremskolben der Scheibenbremse, in welcher der Bremsbelag im Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Falls diese Scheibenbremse mehrere Bremskolben, beispielsweise zwei, aufweist, so kann auch die Aufnahmeeinrichtung 2 mehrere Bremskolben, zum Beispiel zwei davon, aufweisen. Auch dies trägt dazu bei, eine Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags 3 weitgehend unter den Randbedingungen, denen dieser auch beim Einsatz im Kraftfahrzeug ausgesetzt ist, möglich zu machen. Die Axialkraft-Spindel 25 wirkt auf den Bremskolben, oder, falls mehrere Bremskolben vorgesehen sind, auf die Bremskolben ein. Der Bremskolben oder die mehreren Bremskolben ihrerseits drücken den Bremsbelag 3 gegen das Bremsscheibenmodell 7. Vorzugsweise sind die Bremskolben ebenfalls durch eine weitere Entkopplungsschicht, die aus dem selben Material wie die Entkopplungsschicht 19 zwischen der Platte 18 und dem Bremsscheibenmodell 7 gebildet sein kann, von der Axialkraft-Spindel 25 schwingungsmäßig entkoppelt.
Somit wird im Ergebnis durch die vektorielle Summe der von der Axialkraft-Spindel 25 ausgeübten Axialkraft und der von der Tangentialkraft-Spindel 20 ausgeübten Tangentialkraft eine vorbestimmte Druckkraft 10, 10 gebildet, mit welcher der Bremsbelag 3 und das Bremsscheibenmodell 7 in ihrer Kontaktfläche 8, welche bei dem Ausführungsbeispiel der 2 wiederum eben ist, aufeinander gedrückt werden. Die vorbestimmte Druckkraft 10, 10' ist vorzugsweise derart gewählt, dass zwischen dem Bremsscheibenmodell 7 und dem Bremsbelag 3 Haftreibung auftritt.
Ein Gleitreibungsvorgang zwischen diesen beiden Bauteilen in der Kontaktfläche 8 wird somit unterbunden.
Durch die Linearführung 16 wird bei dem Aufeinanderdrücken oder Aufeinanderpressen des Bremsbelags 3 und des Bremsscheibenmodells 7 eine statisch überbestimmte Einspannung der Halteeinrichtung 6 verhindert. Dies führt dazu, dass im Wesentlichen die gesamte mit Hilfe der Tangentialkraft-Spindel 20 auf die Halteeinrichtung 6 bewirkte Tangentialkraft in die Kontaktfläche 8 des Bremsbelags 3 und des Bremsscheibenmodells 7 eingeleitet wird. Durch Messung der Tangentialkraft mittels des Tangentialkraft-Sensors 23 ist somit die in der Kontaktfläche 8 wirkende Kraftkomponente in tangentialer Richtung T mit guter Genauigkeit bekannt.
Zur Messung der mittels der Anregungseinrichtung 2 bei der Schwingungsanregung dynamisch in das Bremsscheibenmodell 7 und/oder den Bremsbelag 3 eingeleiteten Kräfte kann ein weiterer, in 2 ebenfalls nicht dargestellter Kraftsensor 28 vorgesehen sein.
Die Steifigkeiten der Halteeinrichtung 6 und der Aufnahmeeinrichtung 2, wie sie in 2 gezeigt sind, sind bevorzugt derart bemessen, dass die Eigenfrequenzen von Halteeinrichtung 6 und Aufnahmeeinrichtung 2 erheblich größer sind als die Eigenfrequenzen des Bremsbelags 3. Damit kann erreicht werden, dass beim Anregen von Schwingungen mittels der Anregungseinrichtung 13, 13 in einem Frequenzbereich, welcher für die Bremsgeräuschentwicklung bedeutsam ist, die Eigenschwingungen der Halteeinrichtung 6 oder der Aufnahmeeinrichtung 2 oder beider im Wesentlichen nicht oder nur in einem vernachlässigbaren Maß angeregt werden.
In 3 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 gezeigt. Zur Erzeugung eines Signals, welches die mechanische Schwingung repräsentiert, die von der Anregungseinrichtung 13, 13', welche hier als elektrodynamischer Schwingerreger ausgebildet ist, umgesetzt werden soll, sind ein Signalgenerator 29, eine Einrichtung zur Nullpunktregelung 30 und ein Verstärker 31 vorgesehen. Das von dem Verstärker 31 verstärkte Signal wird dem elektrodynamischen Schwingerreger 13, 13' zugeführt, welcher das Signal des Signalgenerators 29 in eine mechanische Schwingung umwandelt. Die mechanische Schwingung wird unter Zwischenschaltung eines bereits angesprochenen Kraftsensors 28 zur Messung der dynamisch aufgebrachten Kräfte in das Bremsscheibenmodell 7 zur Anregung von Schwingungen desselben eingeleitet. Die von dem Kraftsensor 28 gemessene dynamische Kraft wird in Form eines von dem Kraftsensor 28 generierten Signals an eine Datenverarbeitungseinrichtung 32 zur Verarbeitung und, falls erwünscht, zur Speicherung weitergeleitet. Die Datenverarbeitungseinrichtung 32 umfasst vorzugsweise einen Personal Computer (PC), wie er allgemein bekannt ist.
Wie 3 weiterhin ebenfalls zeigt, werden die in die Halteeinrichtung 6 eingeleitete Kraft, welche der von der Tangentialkraft-Spindel 20 erzeugten Tangentialkraft entspricht, und die in die Aufnahmeeinrichtung 2 eingeleitete Kraft, welcher der von der Axialkraft-Spindel 25 bewirkten Axialkraft entspricht, jeweils mittels eines Kraftsensors 23 bzw. 27 gemessen und mittels jeweils einer Anzeigeeinrichtung 33 bzw. 34 für einen Benutzer der Vorrichtung 1 sichtbar angezeigt. Dadurch wird dem Benutzer die Möglichkeit gegeben, bei der Bedienung der Vorrichtung 1, vor allem beim manuellen Einstellen der Tangential- und Axialkraft, die gemessenen Kräfte kontrollieren zu können.
Auf der Rückenplatte 4 des Bremsbelags 3 können ferner ein Beschleunigungsaufnehmer 35 oder auch eine Anzahl von mehreren Beschleunigungsaufnehmern 35 angeordnet sein. Dabei können je nach Art des Bremsbelags 3 und der erwünschten Messergebnisse unterschiedliche Anzahlen und Anordnungen von Beschleunigungsaufnehmern 35 vorgesehen sein. Von den Beschleunigungsaufnehmern 35 generierte Beschleunigungssignale werden ebenfalls zu der Datenverarbeitungseinrichtung 32 weitergeleitet, wo sie gespeichert und nach Bedarf weiterverarbeitet werden können. Die von den Beschleunigungsaufnehmern 35 erzeugten Beschleunigungssignale beinhalten die Antwort des Bremsbelags 3 auf die Anregung mittels des Schwingerregers 13, 13. Mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 32 kann nach einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift eine Modalanalyse durchgeführt und die Ergebnisse können beispielsweise in graphischer Form ausgegeben werden. Alternativ oder auch zusätzlich zu an der Rückenplatte 4 des Bremsbelags 3 angeordneten Beschleunigungsaufnehmern 35 können derartige Beschleunigungsaufnehmer auch an dem Bremsscheibenmodell angeordnet werden. Deren Signale können ebenfalls an die Datenverarbeitungseinrichtung 32 übermittelt, von dieser gespeichert und, falls gewünscht, weiterverarbeitet werden.
Bei der Vorrichtung 1 gemäß dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass insbesondere die Anregungseinrichtung 13, 13', die Kraftsensoren 23, 27 und 28 sowie die Beschleunigungsaufnehmer 35 im Zusammenwirken mit der Datenverarbeitungseinrichtung 32 Messungen bis zu Schwingungsfrequenzen von etwa 10 kHz ermöglichen.
4 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags im Kraftfahrzeugbereich in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren kann zum Beispiel mit der unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Vorrichtung 1 durchgeführt werden.
In einem Schritt 101 wird ein Bremsbelag 3 mittels einer Aufnahmeeinrichtung 2 aufgenommen. In einem weiteren Schritt 102 wird ein Bremsscheibenmodell 7, welches dem Bremsbelag 3 zugeordnet ist, mittels einer Halteeinrichtung 6 derart gehalten, dass der Bremsbelag 3 an dem Bremsscheibenmodell 7 in einer Kontaktfläche 8 anliegt. Daraufhin wird der Bremsbelag 3 in einem Schritt 103 gegen das Bremsscheibenmodell 7 gedrückt. Das Drücken in Schritt 103 erfolgt mit einer nach Betrag und Richtung vorbestimmten Druckkraft 10, 10' mittels einer mit der Aufnahmeeinrichtung 2 und/oder der Halteeinrichtung 6 gekoppelten Vorspanneinrichtung 9. Hierbei wird durch die vorbestimmte Druckkraft 10, 10 vorzugsweise Haftreibung zwischen dem Bremsscheibenmodell 7 und dem Bremsbelag 3 erzeugt. Es kommt also nicht zu einem Gleiten des Bremsscheibenmodells 7 relativ zu dem Bremsbelag 3, sondern Bremsbelag 3 und Bremsscheibenmodell 7 ruhen relativ zueinander, wobei in ihrer Kontaktfläche 8 die vorbestimmte Druckkraft 10, 10 mit einer Kraftkomponente 11 in einer axialen Richtung A normal zu der Kontaktfläche 8 und mit einer Kraftkomponente 12 in einer tangentialen Richtung T parallel zu der Kontaktfläche 8 wirkt. Die vorbestimmte Druckkraft 10, 10' wird vorteilhafterweise durch Zerlegen in eine Kraftkomponente 11 entlang der Richtung A und in eine Kraftkomponente 12 entlang der Richtung T nach Betrag und Richtung gemessen, zum Beispiel mit Hilfe von Kraftsensoren 23, 27.
Ein weiterer Schritt 104 umfasst das Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells 7 und/oder des Bremsbelags 3 mittels einer mit dem Bremsscheibenmodell 7 und/oder dem Bremsbelag 3 gekoppelten Anregungseinrichtung 13, 13'. Das Anregen kann vorteilhaft mittels eines elektrodynamischen Schwingerregers als Anregungseinrichtung 13, 13' erfolgen, was für eine präzise und reproduzierbare Schwingungsanregung und damit eine präzise Bestimmung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags 3 günstig ist. Während der Ausführung des Schrittes 104 wird die Frequenz der mittels der Anregungseinrichtung 13, 13' angeregten Schwingungen bevorzugt in einem vorbestimmten Frequenzbereich variiert. Das Anregen kann entlang von in unterschiedlichen Winkeln zu der Kontaktfläche 8 des Bremsbelags 3 und des Bremsscheibenmodells 7 geneigten Richtungen erfolgen, eine Anregung in Richtung T (tangentiale Anregung) und in Richtung A (axiale Anregung) wird jedoch bevorzugt.
Bevor der Bremsbelag 3 bei dem in 4 veranschaulichten Verfahren mittels der Aufnahmeeinrichtung 2 aufgenommen wird, werden in einem Schritt 105 ein oder mehrere Beschleunigungsaufnehmer 35 zur Messung der Antwort des Bremsbelags 3 auf die Anregung an dem Bremsbelag 3 angeordnet. Insbesondere können die Beschleunigungsaufnehmer 35 auf einer Rückenplatte 4 des Bremsbelags angeordnet werden. Auf diese Weise sind Messungen auf der gesamten Rückenplatte 4 des Bremsbelags 3 möglich. Wenn dies gewünscht ist, können zusätzlich oder alternativ hierzu auch ein oder mehrere Beschleunigungsaufnehmer 35 an dem Bremsscheibenmodell 7 angeordnet werden.
In einem Schritt 106 werden Beschleunigungssignale, welche von den Beschleunigungsaufnehmern 35 während der Anregung von Schwingungen in Schritt 104 erzeugt werden, zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags 3 ausgewertet. Diese Auswertung kann in Form einer Modalanalyse 106 erfolgen, bei der die Schwingungsformen des Bremsbelags 3 nach Raumrichtungen getrennt hinsichtlich ihres Amplituden- und Phasenverhaltens untersucht werden. Insbesondere erlaubt es die Modalanalyse 106, die modalen Parameter, wie beispielsweise die Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen des Bremsbelags 3 zu bestimmen.
Die Schritte der Anregung von Schwingungen 104 und der Modalanalyse 106 bilden gemeinsam einen Prüfschritt 107. Wie 4 zeigt, kann im Anschluss an einen Prüfschritt 107 zunächst in Schritt 108 die Druckkraft 10, 10 variiert werden. Daraufhin wird der Bremsbelag 3 gegen das Bremsscheibenmodell 7 gedrückt und der Prüfschritt 107 erneut ausgeführt. Ein derartiges wiederholtes Ausführen des Prüfschritts 107 erlaubt es, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie sich die Ergebnisse der Modalanalyse 106 mit unterschiedlicher Belastung des Bremsbelags 3 durch die Druckkraft 10, 10 verändern.
Bevorzugt wird zwischen der Ausführung einzelner Prüfschritte 107 der Bremsbelag 3 nacheinander mit verschiedenen Einrichtungen zur Veränderung seines Schwingungsverhaltens ausgestattet. Auch dies ist in 4 gezeigt. Bei den Einrichtungen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags 3 handelt es sich insbesondere um verschieden ausgebildete und/oder unterschiedlich angeordnete Dämpfungsbleche, aber auch, alternativ oder zusätzlich zu den Dämpfungsblechen, um verschieden ausgebildete und/oder unterschiedlich an dem Bremsbelag 3 angeordnete Verstimmungsmassen. Die Dämpfungsbleche werden beispielsweise zur Dämpfung der Amplituden von Schwingungen des Bremsbelags 3 eingesetzt, während die Verstimmungsmassen Einfluss auf die Eigenfrequenzen und die Eigenschwingungsformen des Bremsbelags 3 nehmen können.
Wie in 4 dargestellt, kann nach der Ausführung eines Prüfschritts 107 die Anordnung und/oder die Auswahl der Einrichtungen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags 3 in Schritt 109 abgeändert werden. Nach einem erneuten Aufnehmen 101 des Bremsbelags 3 in der Aufnahmeeinrichtung 2 folgen die Schritte 102, 103, 104 und 106 wie vorstehend bereits beschrieben.
Die Ergebnisse der nacheinander ausgeführten Modalanalysen 106 können, beispielsweise mit Hilfe einer Datenverarbeitungseinrichtung 32, in Schritt 110 gespeichert und in geeigneter Weise verarbeitet werden. Insbesondere können mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung 32 die modalen Parameter des Bremsbelags 3, beispielsweise dessen Eigenschwingungsformen und Eigenfrequenzen, bestimmt werden.
Deren Kenntnis kann es in einem nachfolgenden Schritt 111 ermöglichen, unterschiedliche Bremsbeläge 3, deren Schwingungsverhalten mit Hilfe des vorstehend erläuterten Verfahrens bestimmt wurde, miteinander zu vergleichen und den für den Einsatz in einer gegebenen Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs am besten geeignet erscheinenden auszuwählen. Darüber hinaus ist es möglich, die Wirksamkeit unterschiedlicher Maßnahmen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags 3 zu beurteilen. Mit dem beschriebenen Verfahren kann eine quantitative und qualitative Aussage darüber getroffen werden, ob derartige Maßnahmen, die insbesondere im Anbringen von Verstimmungsmassen und/oder Dämpfungsblechen bestehen, gewünschte Wirkungen erzielen. Die gewünschten Wirkungen beinhalten insbesondere eine geeignete Verschiebung der Resonanzfrequenzen des Bremsbelags 3 zu niedrigeren Frequenzen sowie zusätzlich oder alternativ hierzu eine Dämpfung der Amplituden einer oder mehrerer Schwingungsformen des Bremsbelags. Auch ein Auslöschen einer ersten Torsionsmode des Bremsbelags 3 kann angestrebt werden. Das beschriebene Verfahren erlaubt es, zu überprüfen, inwieweit diese gewünschten Veränderungen mit einer bestimmten Kombination von Einrichtungen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens bei einem gegebenen Bremsbelag 3 gelingen. Damit ermöglicht es das unter Bezugnahme auf 4 beschriebene Verfahren auch, Datenbestände über eine Vielzahl von Bremsbelagstypen anzulegen, welche das Schwingungsverhalten dieser Bremsbeläge kennzeichnen. Bei einer Vorauswahl eines Bremsbelags, beispielsweise für eine neuartige Scheibenbremse, können derartige Datenbestände zu einem effizienten Vorgehen, zur Verminderung des damit einhergehenden Zeitaufwands und der entsprechenden Kosten beitragen.
Obwohl die Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern kann auf vielfältige Art und Weise modifiziert werden, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf eine Anregung längs der vorstehend definierten tangentialen und axialen Richtungen beschränkt. Vielmehr ist es denkbar, auch in einer radialen Richtung, also in einer Richtung, welche auf der von der axialen und der tangentialen Richtung aufgespannten Ebene senkrecht steht, Schwingungen anzuregen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005059015 B4 [0009]

Claims

Vorrichtung (1) zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags (3) im Kraftfahrzeugbereich, mit: einer Aufnahmeeinrichtung (2) zum Aufnehmen eines Bremsbelags (3); einer Halteeinrichtung (6) zum Halten eines dem Bremsbelag (3) zugeordneten Bremsscheibenmodells (7) derart, dass der Bremsbelag (3) mit dem Bremsscheibenmodell (7) in einer Kontaktfläche (8) in Anlage bringbar ist; einer Vorspanneinrichtung (9), welche mit der Aufnahmeeinrichtung (2) und/oder der Halteeinrichtung (6) derart gekoppelt ist, dass mittels der Vorspanneinrichtung (9) der Bremsbelag (3) mit einer nach Betrag und Richtung vorbestimmten Druckkraft (10, 10') gegen das Bremsscheibenmodell (7) drückbar ist; und einer Anregungseinrichtung (13, 13') zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells (7) und/oder des Bremsbelags (3), welche mit dem Bremsscheibenmodell (7) und/oder dem Bremsbelag (3) koppelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die vorbestimmte Druckkraft (10, 10') Haftreibung zwischen dem Bremsscheibenmodell (7) und dem Bremsbelag (3) erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Druckkraft (10, 10') eine Kraftkomponente (11) in einer Richtung (A) normal zu der Kontaktfläche (8) und eine Kraftkomponente (12) in einer Richtung (T) parallel zu der Kontaktfläche (8) aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (9) eine Tangentialkraft-Spindel (20) aufweist, mittels welcher eine Tangentialkraft auf die Halteeinrichtung (6) in einer Richtung (T) parallel zu der Kontaktfläche (8) bewirkbar ist und/oder dass die Vorspanneinrichtung (9) eine Axialkraft-Spindel (25) aufweist, mittels welcher eine Axialkraft auf die Aufnahmeeinrichtung (2) in einer Richtung (A) normal zu der Kontaktfläche (8) bewirkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (9) einen Tangentialkraft-Sensor (23) zur Messung der auf die Halteeinrichtung (6) wirkenden Tangentialkraft und/oder einen Axialkraft-Sensor (27) zur Messung der auf die Aufnahmeeinrichtung (2) wirkenden Axialkraft aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (6) gegenüber der Aufnahmeeinrichtung (2) geradlinig, insbesondere parallel zu der Kontaktfläche (8), verschiebbar gelagert ist, um eine statisch überbestimmte Einspannung der Halteeinrichtung (6) beim Anliegen des Bremsbelags (3) an dem Bremsscheibenmodell (7) zu verhindern.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (6) mit wenigstens einer Öffnung (24) versehen ist, welche derart ausgebildet ist, dass ein Stößel (14) der Anregungseinrichtung (13) zum Anregen von Schwingungen des Bremsscheibenmodells (7) oder des Bremsbelags (3) durch die Öffnung (24) durchsteckbar und mit dem Bremsscheibenmodell (7) oder dem Bremsbelag (3) koppelbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bremsscheibenmodell (7) und der Halteeinrichtung (6) eine Entkopplungsschicht (19) vorgesehen ist, wobei die Entkopplungsschicht (19) insbesondere ein mit einem Polymer gebildetes Schaummaterial aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung (13, 13') als ein elektrodynamischer Schwingerreger ausgebildet ist.
Verfahren zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens eines Bremsbelags (3) im Kraftfahrzeugbereich, mit folgenden Verfahrensschritten: Aufnehmen (101) eines Bremsbelags (3) mittels einer Aufnahmeeinrichtung (2); Halten (102) eines dem Bremsbelag (3) zugeordneten Bremsscheibenmodells (7) mittels einer Halteeinrichtung (6) derart, dass sich der Bremsbelag (3) mit dem Bremsscheibenmodell (7) in einer Kontaktfläche (8) in Anlage befindet; Drücken (103) des Bremsbelags (3) gegen das Bremsscheibenmodell (7) mit einer nach Betrag und Richtung vorbestimmten Druckkraft (10, 10') mittels einer mit der Aufnahmeeinrichtung (2) und/oder der Halteeinrichtung (6) gekoppelten Vorspanneinrichtung (9); und Anregen (104) von Schwingungen des Bremsscheibenmodells (7) und/oder des Bremsbelags (3) mittels einer mit dem Bremsscheibenmodell (7) und/oder dem Bremsbelag (3) gekoppelten Anregungseinrichtung (13, 13').
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die vorbestimmte Druckkraft (10, 10') Haftreibung zwischen dem Bremsscheibenmodell (7) und dem Bremsbelag (3) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Druckkraft (10, 10') mit einer Kraftkomponente (11) in einer Richtung (A) normal zu der Kontaktfläche (8) und mit einer Kraftkomponente (12) in einer Richtung (T) parallel zu der Kontaktfläche (8) ausgebildet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Druckkraft (10, 10') nach Betrag und Richtung, insbesondere durch Zerlegen der vorbestimmten Druckkraft (10, 10') in eine Kraftkomponente (11) entlang einer Richtung (A) normal zu der Kontaktfläche (8) und in eine Kraftkomponente (12) entlang einer Richtung (T) parallel zu der Kontaktfläche (8), gemessen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Anregungseinrichtung (13, 13') zum Anregen (104) der Schwingungen ein elektrodynamischer Schwingerreger verwendet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt (105) vor dem Anregen (104) von Schwingungen ein oder mehrere Beschleunigungsaufnehmer (35) an dem Bremsbelag (3), insbesondere auf einer Rückenplatte (4) des Bremsbelags (3), und/oder an dem Bremsscheibenmodell (7) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags (3) von den Beschleunigungsaufnehmern (35) während der Anregung von Schwingungen erzeugte Beschleunigungssignale in Form einer Modalanalyse (106) ausgewertet und dass insbesondere als Teil der Modalanalyse (106) die Schwingungsformen des Bremsbelags (3) nach Raumrichtungen getrennt hinsichtlich ihres Amplituden- und Phasenverhaltens untersucht werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregung (104) von Schwingungen und die Modalanalyse (106) einen Prüfschritt (107) bilden, welcher mehrfach ausgeführt wird und dass zwischen der Ausführung einzelner Prüfschritte (107) der Bremsbelag (3) nacheinander mit verschiedenen Einrichtungen zur Veränderung seines Schwingungsverhaltens, insbesondere mit verschieden ausgebildeten und/oder angeordneten Dämpfungsblechen und/oder mit verschieden ausgebildeten und/oder angeordneten Verstimmungsmassen, versehen (109) wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausführung einzelner Prüfschritte (107) die vorbestimmte Druckkraft (10, 10') nach Betrag und/oder Richtung variiert (108) wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von Ergebnissen der während der Prüfschritte (107) durchgeführten Modalanalysen (106) eine zu einer gewünschten Veränderung des Schwingungsverhaltens des Bremsbelags (3), insbesondere zu einer geeigneten Verschiebung der Resonanzfrequenzen des Bremsbelags (3) und/oder zu einer Dämpfung der Amplituden einer oder mehrerer Schwingungsformen des Bremsbelags (3) und/oder zu einem Auslöschen einer ersten Torsionsmode des Bremsbelags (3), geeignete Auswahl und Anordnung von Einrichtungen zur Veränderung des Schwingungsverhaltens, insbesondere eine geeignete Kombination und Anordnung von Dämpfungsblechen und Verstimmungsmassen, ermittelt (111) werden.