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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugel-Testvorrichtung und ein Verfahren zur Untersuchung von Schmierstoffen und/ oder von Reib- bzw. Verschleißprozessen und somit eine tribologische Testvorrichtung zur Aufzeichnung akustischer Emissionen zwecks Untersuchung der Schmierfilmdynamik und der Reibungsdynamik.
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Akustische Emissionen (AE) sind elastische Wellen im Bereich von 20 kHz bis 20 MHz. Sie können für ein nicht-invasives Monitoring von bewegten Maschinenteilen genutzt werden. Insbesondere bei gleitenden und schleifenden Oberflächenkontakten werden charakteristische akustische Signale erzeugt. Diese Signale breiten sich entlang akustischer Schallwege aus und werden unter anderem für die Überwachung von Lagern in Maschinen und der Gleitdynamik von Kolben in Zylindern genutzt. Derartige akustische Signale lassen sich jedoch auch für die Analyse der Dynamik von Schmiermittelfilmen, der Analyse der Dynamik von Reibungsprozessen sowie der Verschleißdynamik heranziehen.
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Ein herkömmlicher Vierkugel-Apparat ist ein in der DIN 51350 Teil 1 definiertes Gerät zur Bestimmung der Schweiß- und Gutkraft sowie unterschiedlicher Verschleiß- und Reibkennwerte von Schmierstoffen. In Vierkugel-Systemen werden die akustischen Emissionen durch die Kontaktdynamik der Kugeln aber auch durch andere Emissionen erzeugt.
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Eine solche Einrichtung ist zum Beispiel in der
CN 201255711Y offenbart. Üblicherweise sind drei Kugeln in einem ruhenden Kugelhalterkäfig fixiert. In diesem Kugelhalterkäfig befindet sich gleichzeitig ein zu untersuchendes Schmiermittel. Eine zentrale Kugel wird gegen die ruhenden, in einer Ebene angeordneten Kugeln gedrückt. Bei einer Rotationsbewegung zwischen den drei ruhenden Kugeln und der einzelnen Kugel kommt es auf Grund der Pressung der Kugeln aneinander zur Reibung. Der in der Vorrichtung aufgenommene und zu untersuchende Schmierstoff mindert die Reibkräfte entsprechend seiner Eigenschaften. Dadurch ist es möglich, mit dem Vierkugel-Apparat unterschiedliche Schmierstoffe zu testen und zu analysieren. Zur Auswertung von in derartigen Versuchen generierten Informationen werden üblicherweise optische oder akustische Methoden genutzt oder auch mechanische Schwingungen detektiert und ausgewertet. Alle in Echtzeit analysierenden Methoden haben jedoch den Nachteil, dass sie starken Beeinflussungen unterworfen sind, wie zum Beispiel durch die sehr hohen Temperaturen, die auf Grund der Reibung zwischen den Kugeln entstehen und/oder dabei entstehende mechanische Schwingungen sowie einen dynamischen Druck, hervorgerufen durch die Strömung des zu untersuchenden Schmiermittels in der Umgebung der Kugeln. Diese Umstände sowie die Bedeckung der Kugelelemente mit Schmierstoffen erschweren viele Analyseverfahren und / oder die Untersuchung des Reibverhaltens von Materialien.
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Zur Bestimmung der Eigenschaften von Schmierstoffen sind insbesondere Ereignisse interessant, die beim Reibprozess mit bestimmter Häufigkeit bzw. Frequenz erfolgen, wie zum Beispiel Stick-Slip-Phasen und insbesondere hochfrequente Stick-Slip-Phasen. Zur Detektion bzw. Auswertung dieser Ereignisse werden unter anderem akustische Verfahren eingesetzt.
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Weiterhin ist es bekannt, akustische Sensoren am Griff des Kugelhalterkäfigs des Vierkugel-Apparates zu befestigen. Dabei werden herkömmliche akustische Sensoren von mindestens 1000 mm3 verwendet.
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Derartige akustische Signale lassen sich jedoch auch für die Analyse der Dynamik von Schmiermittelfilmen auswerten. Insbesondere bei nicht-transparenten Umgebungsbedingungen ist die Auswertung von akustischen Informationen nicht durch optische Verfahren zu ersetzen und ist somit das bevorzugte Mittel zum real-time Monitoring der hochfrequenten Dynamik an tribologischen Systemen.
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In Vierkugel-Systemen werden die akustischen Emissionen durch die Kontaktdynamik der Kugeln erzeugt. Nachteilig an der Nutzung von akustischen Untersuchungsverfahren im Vierkugel-System ist jedoch, dass auf Grund der Komplexität des Vierkugel-Systems sowie der darin herrschenden Bedingungen die Erfassung akustischer Signale, insbesondere hochfrequenter akustischer Signale, starken Beeinflussungen unterworfen ist, die eine klare, ungedämpfte Erfassung stark erschweren bzw. in einigen Fällen unmöglich machen. Zudem gestalten die räumlichen Ausdehnungen eines herkömmlichen akustischen Sensors von mind. 1000 mm3 es schwierig, ihn in Positionen genügender Entfernung von der Einleitung der Reibkräfte und dort entstehender Wärme sowie in ausreichender Nähe zum Ort der Erzeugung der akustischen Emissionen anzuordnen, wobei zudem die sich aus der Beaufschlagung des akustischen Sensors mit dynamischem Druck des strömenden Schmiermittels ergebende Restriktion zu beachten ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Untersuchung von Schmierstoffen zur Verfügung zu stellen, bei denen in kostengünstiger und zuverlässiger Weise eine exakte Detektion akustischer Signale sowie deren Auswertung ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Kugel-Testvorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Untersuchung von Schmierstoffen nach Anspruch 9 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kugel-Testvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben.
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Die erfindungsgemäße Kugel-Testvorrichtung ist insbesondere eine Vierkugel-Testvorrichtung, die zur Untersuchung von Schmierstoffen eingerichtet ist. Die Kugel-Testvorrichtung weist drei erste, im Wesentlichen in einer Ebene angeordnete Kugelelemente sowie ein zweites Kugelelement auf, dass an den drei ersten Kugelelementen anliegt, wobei die Kugel-Testvorrichtung derart eingerichtet ist, dass eine Relativ-Drehbewegung zwischen den ersten Kugelelementen und dem zweiten Kugelelement realisierbar ist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein akustischer Sensor zum Empfang akustischer Emissionen an einem der Kugelelemente angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Kugel-Testvorrichtung eine Vierkugel-Testvorrichtung nach DIN 51350 und dient somit zur Pressung der ersten und zweiten Kugelelemente aneinander sowie zur Untersuchung des dabei unter Druck gesetzten Schmierstoffes. Dabei können die Kugelelemente vollständige Kugeln sein, so wie es auch in der DIN 51350 beschrieben ist. Die zweite Kugel bzw. das zweite Kugelelement liegt an jeder der drei ersten Kugeln bzw. Kugelelementen an und ist somit in einer zweiten Ebene angeordnet, die parallel zur ersten Ebene verläuft. Die Relativ-Drehbewegung zwischen den ersten Kugelelementen und dem zweiten Kugelelement wird dadurch realisiert, dass die drei ersten Kugelelemente um eine Achse angeordnet sind, auf der auch das zweite Kugelelement angeordnet ist, wobei diese Achse durch den Schnittpunkt von Linien verläuft, die sich senkrecht von die Zentren der Kugelsegmente verbindenden Linien aus deren Mittelpunkten erstrecken. Dadurch wird erreicht, dass das zweite Kugelelement jedes der drei ersten Kugelelemente kontaktiert.
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Die in einer herkömmlichen Kugel-Testvorrichtung verwendeten Kugeln werden aufgrund testbetriebsbedingter Verschleißerscheinungen bzw. sogar Verschweißens nach jedem Versuch ausgewechselt. Der am Kugelkäfig angeordnete Sensor kann jedoch mehrmals benutzt werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Sensor vorzugsweise unlösbar mit einer der Kugeln verbunden, sodass auch der Sensor auf Grund des Austausches der Kugeln nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist. Sensor und Kugel können dabei einen gemeinsamen Resonator ausbilden, sodass die Aufzeichnung von Schwingungen durch den Sensor vereinfacht und/oder mit höherer Auflösung erfolgen kann.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die drei ersten Kugelelemente ruhen und das zweite Kugelelement rotiert. Alternativ kann die Kugel-Testvorrichtung jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass das zweite Kugelelement fixiert ist und sich die drei ersten Kugelelemente um die gemeinsame Achse drehen. In beiden genannten Ausgestaltungsvarianten erfolgt eine Gleitbewegung zwischen den ersten und dem zweiten Kugelelement. Die Anordnung des akustischen Sensors erfolgt direkt bzw. unmittelbar an einem der Kugelelemente, wobei eine gegebenenfalls zwischen dem akustischen Sensor und dem jeweiligen Kugelelement vorhandene Klebeschicht ein integraler Bestandteil des akustischen Sensors ist, so dass keine zusätzliche, insbesondere hohe Frequenzen dämpfende mechanische Kontaktbrücke zwischen dem akustischen Sensor und dem räumlich nächsten Berührungspunkt zwischen einem ersten Kugelelement und dem zweiten Kugelelement und somit im Schallweg besteht. Das heißt, dass akustische Schwingungen, ausgehend von dem Berührungspunkt lediglich durch ein Kugelelement verlaufen müssen, um auf den akustischen Sensor zu treffen, und außerhalb des akustischen Sensors nicht durch den Anlagebereich zweier fester Körper führen müssen, da erfindungsgemäß keine mechanische Kontaktbrücke zwischen dem akustischen Sensor und dem nächsten Berührungspunkt, welcher zwischen einem ersten Kugelelement und einem zweiten Kugelelement realisiert ist, vorhanden ist, außer die Kontaktbrücke zwischen dem akustischen Sensor selbst und dem ihn tragenden Kugelelement.
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Der zur Befestigung des Sensors an der Kugel verwendete Klebstoff ist vorzugsweise elektrisch leitfähig, um eine elektrische Kontaktierung des Sensors mit der Kugel zu realisieren.
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Die erfindungsgemäße Kugel-Testvorrichtung und insbesondere ihr akustischer Sensor ist insbesondere zur Detektion von akustischen Signalen mit einer Frequenz von 20 kHz bis 20 MHz, insbesondere 100 kHz bis 10 MHz, ausgestaltet. Neben dem Vorteil der direkten, unmittelbaren Schallübertragung ist außerdem der Schallweg sehr kurz mit dem entsprechenden Vorteil der Möglichkeit der sehr exakten Erfassung und Auswertung der akustischen Emission. Dadurch, dass die Schallübertragung lediglich durch eines der Kugelelemente erfolgen muss, erfolgt keine Filterung der akustischen Emissionen durch dämpfende Materialien und mechanische Kontaktbrücken entlang des akustischen Weges des akustischen Signals. Im Ergebnis lassen sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung akustische Schwingungen ungedämpft detektieren und auswerten, so dass genauere Informationen über Schmiermittel-Eigenschaften und/ oder Reibprozesse ermittelbar sind, insbesondere während des Auftretens hochfrequenter Stick-Slip-Phasen.
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Vorzugsweise sollte der akustische Sensor der erfindungsgemäßen Kugel-Testvorrichtung ein piezoelektrischer Empfänger sein. Ein solcher sogenannter „Transducer“ ist vorzugsweise ein piezokeramischer Sensor, welcher mittels einer Klebeverbindung am jeweiligen Kugelelement befestigt ist.
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Der Sensor ist vorzugsweise lediglich als Piezo-Wandler ausgestaltet. Vorteilhafterweise umfasst er dabei kein Gehäuse und/oder kein sogenanntes „Backing“ im Sinne eines mit dem eigentlichen Sensor verbundenen, akustisch empfindlichen Gegenstandes zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften des Sensors.
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Ein in einer herkömmlichen Kugel-Testvorrichtung verwendeter Sensor umfasst üblicherweise eine Einhausung in Form eines Gehäuses, die zur Minimierung von elektrischen Einstreuungen dient und somit die Qualität bzw. Auflösung der empfangenen Signale verbessert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise eine Recheneinheit auf, mit der unter Zuhilfenahme bestimmter Software die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem direkt an der Kugel angeordneten Sensor erhaltene Signale hochauflösend verarbeitet werden können. Eine solche Recheneinheit kann zum Beispiel durch einen entsprechenden AD-Wandler ausgebildet sein.
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Diese genannten Ausgestaltungen des Sensors ermöglichen es, den Sensor in sehr kostengünstiger Ausführung zur Verfügung zu stellen. Dies wiederum führt zu einer preisgünstigen erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. einem preisgünstigen Testverfahren trotz Austausch der Kugeln und Sensor nach Durchführung eines jeweiligen Versuchs.
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Der akustische Sensor kann an einem der drei ersten Kugelelemente oder auch an dem zweiten Kugelelement angeordnet sein. In einfacher Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass der akustische Sensor an der Oberfläche des jeweiligen Kugelelementes befestigt ist.
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Weiterhin ist vorzugsweise die Kugel-Testvorrichtung derart eingerichtet, dass sie einen Raum zur Aufnahme eines Schmierstoffvolumens aufweist und der akustische Sensor in diesem Schmierstoff-Raum angeordnet ist. Das bedeutet, dass bei Verwendung von Öl als Schmiermittel der akustische Sensor im Ölbad angeordnet ist.
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Zwecks Übertragung der erhaltenen akustischen Informationen weist die Kugel-Testvorrichtung eine Signalleitung auf, die an den akustischen Sensor angeschlossen ist. Diese Signalleitung ist mit einer Schutzeinrichtung zumindest abschnittsweise und insbesondere im Schmierstoff-Raum abgedeckt. Diese Abdeckung kann als eine vollständige Umhüllung der Signalleitung ausgeführt sein, insbesondere in dem Abschnitt, in dem die Signalleitung im Schmierstoff-Raum bzw. im Ölbad verläuft. Die Signalleitung und/oder ihre Schutzeinrichtung ist vorzugsweise zerstörungsfrei demontierbar sowie nachträglich montierbar und ist vorteilhafterweise derart angeordnet, dass sie eine Verspannung der Kugelelemente in der Spanneinrichtung nicht behindert. Vorzugsweise ist die Schutzeinrichtung in ihrer Querschnittsform strömungstechnisch optimiert, um nur einen geringen Widerstand gegenüber dem strömenden Schmierstoff aufzubringen und um demzufolge auch nur geringen, vom Schmierstoff aufgebrachten Scherkräften ausgesetzt zu sein. Zudem ergibt sich durch diese Ausgestaltung auch nur eine geringste Störung der Strömung des Schmierstoffes in der Vorrichtung.
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Das an den Sensor bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeschlossene Kabel bzw. die angeschlossene Leitung kann abgeschirmt sein und/oder als Koaxialkabel bzw. als Flachkabel ausgeführt sein, um eine zusätzliche elektrische Einstreuung zu mindern. Insbesondere die Ausführung als Flachbandkabel bietet die Möglichkeit, eine Leitung mit großem Querschnitt zu realisieren, die eine kleine seitliche Fläche aufweist, die dem dynamischen Druck des Ölstroms in der Vorrichtung ausgesetzt ist.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist der akustische Sensor an einem Träger-Kugelelement angeordnet, wobei der Abstand des akustischen Sensors zu einem dichtesten Berührungspunkt zwischen dem Träger-Kugelelement, an dem der akustische Sensor angeordnet ist, und einem weiteren Kugelelement, mit welchem eine Relativ-Drehbewegung in Bezug zum Träger-Kugelelement ausführbar ist, mindestens so groß ist wie der Radius des Träger-Kugelelementes. Das Träger-Kugelelement kann dabei ein erstes oder auch ein zweites Kugelelement sein, wobei es drehbar oder auch fixiert sein kann. Auf Grund der Pressung zwischen dem jeweiligen ersten Kugelelement und dem zweiten Kugelelement berühren sich diese nicht in einem Punkt, sondern jeweils in einer kleinen Fläche. Der minimale Abstand des akustischen Sensors zu dieser Fläche ist zu dem Punkt bemessen, der die kürzeste Distanz zum akustischen Sensor aufweist.
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Weiterhin ist die erfindungsgemäße Kugel-Testvorrichtung dann optimiert ausgestaltet, wenn der akustische Sensor eine maximale Ausdehnung von 2 mm hat. Bevorzugt hat der akustische Sensor im Wesentlichen eine Quader- bzw. Würfelform mit einer Kantenlänge von etwa 1 mm. Damit wird wesentlich weniger Angriffsfläche für einen hydrodynamischen Druck des Schmierstoffes dem Schmierstoff ausgesetzt, als es bei herkömmlichen akustischen Sensoren der Fall ist, die üblicherweise noch Wandler umfassen und demzufolge ein ca. hundertfaches Volumen aufweisen und demzufolge auf Grund der dadurch realisierten größeren Oberfläche einen wesentlich höheren Widerstand gegenüber dem strömenden Schmierstoff bewirken, so dass sie wesentlich höheren Spannungen und Scherkräften ausgesetzt sind als der erfindungsgemäße akustische Sensor. Das heißt, dass der erfindungsgemäß angeordnete akustische Sensor nicht nur geringeren Kräften ausgesetzt ist, sondern auch in geringerem Maße Spannungen und demzufolge Verformungen unterworfen ist, so dass vom erfindungsgemäßen akustischen Sensor eine höhere Lebensdauer sowie auch eine höhere Zuverlässigkeit der Funktionalität zu erwarten ist.
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Es wird demzufolge mit der erfindungsgemäßen Kugel-Testvorrichtung eine Einrichtung zur Aufzeichnung von hochfrequenten akustischen Emissionen in tribologischen Versuchen zur Verfügung gestellt. Gegenüber herkömmlichen Vierkugel-Systemen lassen die erfindungsgemäßen konstruktiven Merkmale wie zum Beispiel die Position des Sensors und dessen Leitungsschutz sowie seine geringe räumliche Ausdehnung die Anordnung des Sensors im Ölbad zu, ohne dass das rotierende Ölbad den Sensor bzw. die Leitung beschädigen könnte. Dadurch lässt sich der akustische Sensor direkt an einem Kugelelement anordnen und demzufolge die Ausbildung von mechanischen Kontaktpunkten vermeiden, so dass eine sehr genaue Detektion und Auswertung der akustischen Emissionen möglich ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Verfahren zur Untersuchung von Schmierstoffen mittels einer erfindungsgemäßen Kugel-Testvorrichtung zur Verfügung gestellt, bei dem eine Relativ-Drehbewegung zwischen den ersten Kugelelementen und dem zweiten Kugelelement ausgeführt wird und dabei in wenigstens einem Berührungspunkt zwischen Kugelelementen entstehende akustische Emissionen, insbesondere hochfrequente akustische Emissionen, mittels des akustischen Sensors erfasst werden. Dabei werden die Kugelelemente unter hohem Druck relativ zueinander bewegt, so dass Reibkräfte zwischen den Kugelelementen wirken, die entsprechend der Eigenschaften des zu untersuchenden Schmierstoffes verändert werden. Die bei der Reibung entstehenden akustischen Emissionen lassen sich mit dem akustischen Sensor aufzeichnen, wobei auf Grund dessen, dass akustische Schwingungen lediglich durch das Träger-Kugelelement zu übertragen sind, insbesondere hochfrequente Schwingungen relativ unverfälscht detektiert und anschließend ausgewertet werden können, so dass wesentlich bessere akustische Messergebnisse erhalten werden und demzufolge präzisere Aussagen über das Reibungsverhalten bzw. die Eigenschaften des Schmiermittels ermöglicht werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigt
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1 das generelle Wirkprinzip eines Vierkugel-Testsystems,
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2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kugel-Testvorrichtung,
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3 ein detektierter Schwingungsverlauf über der Zeit,
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4 ein Ausschnitt des in 3 dargestellten Schwingungsverlaufes über der Zeit mit höherer Auflösung.
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Der generelle Aufbau eines Vierkugel-Testsystems ist in 1 gezeigt. Ersichtlich ist, dass drei erste Kugelelemente 10 in Form von geometrischen im Wesentlichen exakten Kugeln in einer Ebene angeordnet sind. Auf diesen ersten Kugelelementen 10 ist ein zweites Kugelelement 20 – auch hier in Form einer exakten Kugel – angeordnet, so dass das zweite Kugelelement 20 jedes der drei ersten Kugelelemente 10 jeweils in einem Punkt berührt. Auf Grund der Belastungskräfte F zwischen den Kugelsegmenten 10, 20 ergibt sich jeweils eine Berührungsfläche, die in Abhängigkeit von den wirkenden Kräften sowie den Materialien der Kugelsegmente 10, 20 unterschiedlich groß sein kann. Bei der angedeuteten Drehbewegung des zweiten Kugelelementes 20 und Fixierung der ersten Kugelelemente 10 ergibt sich eine Gleitbewegung zwischen den ersten Kugelelementen 10 und dem zweiten Kugelelement 20 an den Berührungspunkten bzw. Berührungsflächen. Hier nicht explizit dargestellter Schmierstoff zwischen den Kugelelementen 10, 20 verändert dabei in Abhängigkeit von der Größe der Belastungskräfte F auftretende Reibkräfte. Aus einer Analyse der Reibvorgänge, die sich in Abhängigkeit von den Schmiereigenschaften des Schmierstoffes ausbilden, lassen sich Rückschlüsse ziehen über die jeweiligen Eigenschaften des verwendeten Schmierstoffes.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die ersten Kugelelemente 10 mittels einer ersten Spanneinrichtung 11, die die ersten Kugelelemente 10 aneinander und auf eine Unterlage pressen, fixiert sind. Das zweite Kugelelement 20 ist in einer zweiten Spanneinrichtung 21 aufgenommen. Die Relativ-Drehbewegung zwischen der Gruppe der ersten Kugelelemente 10 und dem zweiten Kugelelement 20 kann durch Rotation vorzugsweise des zweiten Kugelelementes 20 realisiert werden. Die dargestellte Kugel-Testvorrichtung 1 umfasst an einem der drei ersten Kugelelemente 10 an dessen Außenseite einen akustischen Sensor 30. Dieser akustische Sensor 30 ist an eine Signalleitung 31 angeschlossen, die um die erste Spanneinrichtung 11 herum auf deren Außenseite führt. Die Signalleitung 31 ist mittels einer Schutzeinrichtung 32 in Form zum Beispiel einer Umhüllung bzw. Ummantelung abgedeckt. Die Schutzeinrichtung 32 schützt die Signalleitung 31 insbesondere im Inneren der Kugel-Testvorrichtung 1 bevorzugt in deren hier nicht extra dargestelltem Schmierstoff-Raum und somit in dem Bereich, in dem sich das Ölbad in der Kugel-Testvorrichtung 1 befindet. Die Schutzeinrichtung ist vorzugsweise mittels einer mechanischen Einrichtung wie zum Beispiel einem Spannband 40 an einem äußeren Ring 12 der ersten Spanneinrichtung 11 befestigt.
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Es ist ersichtlich, dass akustische Emissionen, die reibungsbedingt zwischen dem zweiten Kugelelement 20 und dem ersten Kugelelement 10, an welchem der akustische Sensor 30 angeordnet ist, erzeugt werden, lediglich durch dieses erste Kugelelement 10 übertragen werden müssen um an den akustischen Sensor 30 zu gelangen. Das bedeutet, dass keine mechanische Kontaktbrücke zwischen dem akustischen Sensor 30 und diesem Berührungspunkt vorhanden ist, so dass insbesondere hochfrequente akustische Emissionen ungefiltert vom akustischen Sensor 30 aufnehmbar sind. Der akustische Sensor 30 befindet sich dabei derart weit von dem Berührungspunkt entfernt, so dass an diesem Berührungspunkt auf Grund der Reibung entstehende Wärme nur anteilmäßig auf den akustischen Sensor 30 übertragen wird bzw. vom umgebenden Schmierstoff zumindest teilweise abgeführt wird.
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Die Schutzeinrichtung 32 an der Signalleitung 31 bewirkt, dass diese nicht durch den hydrodynamischen Druck strömenden Schmierstoffes beschädigt wird und/oder durch die relativ hohen Temperaturen in der Vorrichtung beeinträchtigt wird.
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Aus 3 ist ein beispielhafter Schwingungsverlauf über der Zeit ersichtlich, wobei mit 4 beispielhaft dargestellt ist, dass mit der erfindungsgemäßen Kugel-Testvorrichtung bzw. deren erfindungsgemäß angeordnetem akustischen Sensor 30 eine weitaus genauere Detektion der akustischen Signale möglich ist als mit herkömmlichen Sensoren bzw. herkömmlichen Kugel-Testvorrichtungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kugel-Testvorrichtung
- F
- Belastungskraft
- 10
- erstes Kugelelement
- 11
- erste Spanneinrichtung
- 12
- äußerer Ring
- 20
- zweites Kugelelement
- 21
- zweite Spanneinrichtung
- 30
- akustischer Sensor
- 31
- Signalleitung
- 32
- Schutzeinrichtung
- 40
- Spannband
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 51350 [0003]
- DIN 51350 [0013]
- DIN 51350 [0013]
