DE102022109786A1

DE102022109786A1 - Tribometer-Vorrichtung zum Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe, Regelverfahren zum Regeln einer Kontaktkraft

Info

Publication number: DE102022109786A1
Application number: DE102022109786.2A
Authority: DE
Inventors: Heiko Haase; Philipp Köser; Felix Ebert
Original assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tribometer-Vorrichtung (1000), vorzugsweise Rotations-Reibverschleiß-Tribometer (1002) oder Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer (1004), zum Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe (GR) an einer Innenoberfläche (2000) eines zylindrischen Bauteils (2002), aufweisend:- einen in das zylindrische Bauteil (2002) einführbaren Probendorn (1100) mit mindestens einem Halter (1120) für ein Probensegment (1140), wobei- der Halter (1120) in eine Messrichtung (RM) zur Oberfläche (2000) bewegbar ist, um das Probensegment (1140) in Kontakt (K) mit der Oberfläche (2000) zu halten,- ein Messmittel (1280) zum messtechnischen Erfassen der mindestens einen tribologischen Größe (GR). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- der Halter (1120) einen Kraftsensor (1160) aufweist zum Messen einer in Messrichtung (RM) wirkenden Kontaktkraft (FK) zwischen dem Probensegment (1140) und der Innenoberfläche (2000).

Description

Die Erfindung betrifft eine Tribometer-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Regelverfahren.
Eine Tribometer-Vorrichtung zum Ermitteln einer tribologischen Größe, beispielsweise ein Rotations-Reibverschleiß-Tribometer, ist allgemein bekannt. Mittels derartigen Tribometer-Vorrichtungen kann unter möglichst reproduzierbaren Bedingungen das tribologische Verhalten von Bauteilen, insbesondere an der Innenfläche zylindrischer Bauteile, bestimmt werden. Zu dem tribologischen Verhalten zählt insbesondere die Bestimmung eines Reibkoeffizienten zwischen dem Bauteil und eines oder mehrerer Probensegmente, die mittels der Tribometer-Vorrichtung in einen Kontakt mit dem Bauteil gebracht und gehalten werden. Die Tribometer-Vorrichtung ist dabei ausgebildet, eine Relativbewegung zwischen dem Bauteil und dem mindestens einen Probensegment zu erzeugen.
Eine gattungsgemäße Tribometer-Vorrichtung in Form eines Rotations-Reibverschleiß-Tribometers ist beispielsweise als Modell TE 47 von der Firma Phoenix Tribology Ltd, Kingsclere, Berkshire, England bekannt und unter http://www.phoenixtribology.com/at2/leaflet/te47 beschrieben.
Derartige Tribometer-Vorrichtungen --auch einfach Tribometer genannt-- ermöglichen aufgrund ihres Aufbaus mit einem Probendorn und daran angebrachten Haltern bereits grundsätzlich vorteilhaft ein Ermitteln einer tribologischen Größe auch an schwer zugänglichen Stellen. Derartige schwer zugängliche Stellen sind insbesondere an der Innenfläche von zylindrischen Bauteilen, wie zum Beispiel Zylinderlaufbuchsen.
Tribometer-Vorrichtungen zum Ermitteln einer tribologischen Größe sind weiterhin verbesserungswürdig. Dies betrifft insbesondere die Genauigkeit beim Ermitteln der mindestens einen tribologischen Größe und die zuverlässige Erzeugung reproduzierbarer Bedingungen bei der tribologischen Untersuchung.
Wünschenswert ist es daher eine Tribometer-Vorrichtung, zum Ermitteln einer tribologischen Größe hinsichtlich zumindest eines der genannten Aspekte zu verbessern.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine verbesserte Tribometer-Vorrichtung zum Ermitteln einer tribologischen Größe anzugeben. Insbesondere soll die Genauigkeit beim Ermitteln der mindestens einen tribologischen Größe und/oder die zuverlässige Erzeugung reproduzierbarer Bedingungen bei der tribologischen Untersuchung verbessert werden.
Die Aufgabe, betreffend die Tribometer-Vorrichtung, wird durch die Erfindung in einem ersten Aspekt mit einer Tribometer-Vorrichtung, des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung geht aus von einer Tribometer-Vorrichtung, vorzugsweise Rotations-Reibverschleiß-Tribometer oder Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer, zum Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe an einer Innenoberfläche eines zylindrischen Bauteils, aufweisend:

- einen in das zylindrische Bauteil einführbaren Probendorn mit mindestens einem Halter für ein Probensegment, wobei
- der Halter in eine Messrichtung zur Oberfläche bewegbar ist, um das Probensegment in Kontakt mit der Oberfläche zu halten,
- ein Messmittel zum messtechnischen Erfassen der mindestens einen tribologischen Größe. Erfindungsgemäß ist bei der Tribometer-Vorrichtung vorgesehen, dass
- der Halter einen Kraftsensor aufweist zum Messen einer in Messrichtung wirkenden Kontaktkraft zwischen dem Probensegment und der Innenoberfläche.

Die Erfindung geht aus von der Überlegung, dass das Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe an der Innenoberfläche eines zylindrischen Bauteils vorteilhaft mittels eines Probendorn möglich ist.
Der Probendorn wird in das zylindrische Bauteil eingeführt und an den Probendorn sind ein oder mehrere Halter angebracht, mit denen ein Probensegment in einen Kontakt mit der Innenoberfläche gebracht und in Kontakt gehalten werden kann. Die Messrichtung ist insbesondere eine radiale Richtung, die bei einem zylindrischen Bauteil dann quer zur Oberfläche ist, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche ist. Es wird so vorteilhaft ein Ermitteln der tribologischen Größe auch an schwer zugänglichen Stellen ermöglicht.
Die Erfindung hat dabei überraschend erkannt, dass trotz der beschränkten Raumbedingungen an und innerhalb des zylindrischen Bauteils eine direktere Messung einer tribologischen Größe, vorzugsweise einer Kontaktkraft, mit wesentlichen Vorteilen verbunden ist.
Im Vergleich zu dem - aufgrund der beschränkten Raumbedingungen naheliegendem - Ansatz des Standes der Technik, eine tribologische Größe mittelbar, und insbesondere gemittelt über mehrere Probensegmente, zu messen, bietet eine erfindungsgemäße Tribometer-Vorrichtung den Vorteil, dass die tribologische Größe, insbesondere die Kontaktkraft, individuell für jedes Probensegment, insbesondere mit jeweils einem Messglied, bestimmt werden kann.
Der Halter weist einen Kraftsensor auf zum Messen einer in --vorzugsweise in Bezug auf das zylindrische Bauteil radialen-- Messrichtung wirkenden Kontaktkraft zwischen dem Probensegment und der Innenoberfläche; also quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zur Oberfläche. Dadurch ergibt sich vorteilhaft ein genaueres Ermitteln der tribologischen Größe, das vorteilhaft eine Zuordnung zum individuellen Probensegment ermöglicht. Auch ist durch diese Zuordnung die Möglichkeit einer genaueren Erfassung, insbesondere hinsichtlich der Erfassung von kurzzeitig auftretenden Effekten wie z.B. Kraftspitzen, an einem individuellen Probensegment - insofern ist jeweils einem Probensegment ein Messglied mit Halter und Kraftsensor zugeordnet.
Auch ergibt sich dadurch, dass der Halter einen Kraftsensor aufweist, vorteilhaft eine verbesserte Regelbarkeit der Kontaktkraft für eine oder mehrere, insbesondere sämtliche, Probensegmente.
Dadurch kann die Abhängigkeit von anderen Sensoren, insbesondere eine Kontaktkraft lediglich für sämtliche Kontakte gemeinsam und/oder mittelbar messende Sensoren, verringert werden.
Die Erfindung hat es so mit der Erkenntnis zur Bildung eines Messgliedes einen Kraftsensor am Halter anzubringen ermöglicht, dass eine wirkende Kontaktkraft zwischen z.B. einer Zylinderlaufbuchse und einem im Messaufbau am Messglied, insbesondere mittels Probesegment, „simulierten“ Kolbenring präzise ermittelt werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
Vorzugsweise ist die Tribometer-Vorrichtung als Rotations-Reibverschleiß-Tribometer oder Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer ausgebildet. Vorzugsweise ist der Kraftsensor angeordnet und ausgebildet für ein direktes Messen der Kontaktkraft in der Messrichtung.
Das Ermitteln der tribologischen Größe umfasst vorteilhaft das Messen einer Reibkraft und/oder eines Reibmoments und/oder einer Kontaktkraft und/oder eines Reibkoeffizienten.
Das Ermitteln der tribologischen Größe liegt besonders vorteilhaft in der Bestimmung des Reibkoeffizienten an mindestens einem Kontakt zwischen dem zylindrischen Bauteil und mindestens einem Probensegment. Das Bestimmen des Reibkoeffizienten erfolgt bevorzugt durch das Bestimmen einer Reibkraft an dem mindestens einem Kontakt und durch das Messen einer Kontaktkraft an dem mindestens einem Kontakt. Bevorzugt erfolgt das Bestimmen der Reibkraft an dem mindestens einem Kontakt mittelbar über die Messung eines Reibmoments.
Insbesondere ergibt sich die Reibkraft, indem die Kontaktkraft oder eine Normalkraft mit einem Reibkoeffizienten multipliziert wird. Entsprechend kann, wenn die Reibkraft und die Kontaktkraft messtechnisch bestimmbar sind, der Reibkoeffizient für eine Materialpaarung, insbesondere zwischen dem zylindrischen Bauteil und dem Probensegment, bestimmt werden. $F_{R} = F_{N} \cdot μ$
Als Normalkraft FN kann näherungsweise die Kontaktkraft FK verwendet werden, sodass sich ergibt: $F_{R}^{'} = F_{K} * μ$
Zur Bestimmung des Reibkoeffizienten kann ein durch die Reibkraft FR erzeugtes Reibmoment MR herangezogen werden, das einer rotativen Relativbewegung zwischen zylindrischem Bauteil und einem Messglied der Tribometer-Vorrichtung entgegenwirkt. $M_{R} = F_{R} * Z R$
Dabei ist ZR der Radius des zylindrischen Bauteils. FR ist im Falle einer Tribometer-Vorrichtung mit einer Anzahl von mehr als einem Halter, beispielsweise drei Haltern, eine Summe der Reibkräfte. $M_{R} \sum F_{R i} * Z R$
Gemäß der oben genannten Formel lässt sich die Summe der Reibkräfte durch eine Summe von Kontaktkräften bestimmen, wobei die Summe der Kontaktkräfte vorteilhaft aus den Kontaktkräften gebildet werden kann, die mit den Kraftsensoren gemäß dem Konzept der Erfindung gemessen wurden. $M_{R} = μ * \sum F_{K i} * Z R$
Die Bestimmung des Reibkoeffizienten kann sich somit wie folgt ergeben: $μ = \frac{M_{R}}{\sum F_{K i} * Z R}$
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Tribometer-Vorrichtung eine Aufnahme für das zylindrische Bauteil aufweist. Dabei sind vorteilhaft die Aufnahme und der Probendorn zum Erzeugen einer rotativen Relativbewegung eines Messglieds zum zylindrischen Bauteil drehbar zueinander um eine Zylinderachse des zylindrischen Bauteils ausgebildet. Insbesondere weist die Tribometer-Vorrichtung einen Antrieb zum Erzeugen der rotativen Relativbewegung und/oder einen Antrieb zum Erzeugen einer translatorischen Relativbewegung des Messglieds zum zylindrischen Bauteil auf. Vorteilhaft erfolgt die translatorische Relativbewegung entlang der Zylinderachse des zylindrischen Bauteils.
Die Kontaktkraft zwischen dem Probensegment und der Innenoberfläche dient bevorzugt zum Ermitteln der tribologischen Größe. Insbesondere ist die zu ermittelnde tribologische Größe eine Reibkraft und/oder ein Reibmoment und die Kontaktkraft zwischen dem Probensegment und der Innenoberfläche dient zum Ermitteln der Reibkraft und/oder des Reibmoments. Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Messmittel ein am Probendorn angeordnetes Dynamometer zum Bestimmen des Reibmoments umfasst. Mittels des Reibmoments kann vorteilhaft eine Reibkraft, insbesondere eine gemittelte Reibkraft, bestimmt werden. Die Reibkraft entsteht insbesondere an einem oder mehreren Kontakten zwischen mindestens einem Probensegment und der Innenoberfläche des zylindrischen Bauteils.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Tribometer-Vorrichtung eine Anzahl von drei Haltern, insbesondere drei Messgliedern -d.h. drei Haltern mit jeweils einem Kraftsensor und bevorzugt dem zugeordneten Probesegment-- aufweist. Die Anzahl von drei hat sich vorteilhaft für eine symmetrische Erzeugung der Kontaktkräfte zum Bestimmen der tribologischen Größe, insbesondere zum Bestimmen eines Reibungskoeffizienten, erwiesen. Gleichwohl ist eine andere Anzahl von Haltern, insbesondere Messgliedern, möglich, die vorteilhaft gleichmäßig über den Umfang des Probendorns angeordnet sind.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Halter mittels eines Kipphebels an einem Drehlager schwenkbar an dem Probendorn befestigt ist. Der Halter ist vorteilhaft fest an dem Kipphebel befestigt, besonders vorteilhaft einstückig mit diesem verbunden. Durch die Schwenkbarkeit des Kipphebels um die Schwenkachse des Drehlagers kann vorteilhaft eine Messbewegung bzw. eine Kontaktkraft entlang einer Messrichtung erzeugt werden, die einer Bewegung bzw. Kraft senkrecht zur Innenoberfläche näherungsweise entspricht.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Halter über ein in axialer Richtung wirkendes Stellmittel, antreibbar ist. Das Stellmittel kann ein hydraulisch und/oder mechanisch beaufschlagbares Stellmittel sein, insbesondere ein Stellmittel in Form einer Radial- und/oder Axialbelastungseinrichtung sein. Vorzugsweise ist das Stellmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: ein Druckluftbalg, eine Membran, eine Schubstange, eine Stellschraube, ein Linearmotor.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Stellmittel ausgebildet ist, eine Anzahl von Haltern, bevorzugt Messgliedern, gleichmäßig und/oder gleichzeitig zu aktuieren, insbesondere drei Halter, bevorzugt Messglieder, gleichmäßig und/oder gleichzeitig zu aktuieren.
Ein Messglied weist insofern bevorzugt einen Halter mit Kraftsensor für ggfs. ein Probesegment auf. Insbesondere besteht ein Messglied aus einem Halter, einem Kraftsensor und einem Probesegment. Die Tribometer-Vorrichtung weist insbesondere bevorzugt auf:

- eine Anzahl von drei Haltern, und/oder
- eine Anzahl von drei Kraftsensoren, und/oder
- eine Anzahl von drei Probesegmenten.

Optional kann die Tribometer-Vorrichtung eine Kraftmessdose zum Messen einer axial wirkenden, insbesondere durch das Stellmittel erzeugten, Kraft aufweisen.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Regeleinrichtung vorgesehen mit einem Regler zum Regeln der Kontaktkraft auf eine Ziel-Kontaktkraft, mit dem Stellmittel als Stellglied und dem mindestens einen Kraftsensor als Messglied. Bevorzugt weist die Regeleinrichtung einen Summenbilder auf zum Subtrahieren einer Kontaktkraft von einer Ziel-Kontaktkraft, besonders bevorzugt zum Subtrahieren von einer gemittelten Kontaktkraft von einer gemittelten Ziel-Kontaktkraft, zum Ermitteln einer Kontaktkraft-Abweichung. Bevorzugt weist die Regeleinrichtung einen Mittelwertbilder auf zum Bestimmen einer gemittelten Kontaktkraft aus mindestens zwei gemessenen Kontaktkräften.
Die Tribometer-Vorrichtung ist vorteilhaft ausgebildet, zum Erzeugen der rotativen Relativbewegung das zylindrische Bauteil um die Zylinderachse zu drehen. Dadurch kann der Probendorn stationär im Betrieb, insbesondere im Messbetrieb, an einer Stelle verbleiben, wodurch die Verkabelung und Installation vereinfacht wird.
In einem zweiten Aspekt gibt die Erfindung zur Lösung der Aufgabe weiterhin ein Regelverfahren an zum Regeln einer Kontaktkraft in einer Tribometer-Vorrichtung, insbesondere Rotations-Reibverschleiß-Tribometer oder Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer, zum Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe, insbesondere einer Reibkraft und/oder eines Reibmoments, an einer Innenoberfläche eines zylindrischen Bauteils, insbesondere an einer Innenfläche einer Zylinderlaufbuchse, aufweisend die Schritte:

- Einführen eines Probedorns in das zylindrische Bauteil,
- Bewegen mindestens eines Halters für ein Probensegment in einer Messrichtung, insbesondere einer radialen Richtung, im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche, wobei der mindestens eine Halter mittels eines in axialer Richtung wirkenden Stellmittels, angetrieben wird,
- in Kontakt halten des Probensegments mit der Oberfläche.

Bei dem Regelverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sind die Schritte vorgesehen:

- Messen einer in Messrichtung wirkenden Kontaktkraft zwischen dem Probensegment und der Innenoberfläche mit einem Kraftsensor, wobei der Kraftsensor im oder am Halter angeordnet ist,
- Regeln der Kontaktkraft, vorteilhaft einer gemittelten Kontaktkraft, durch Ansteuern des Stellmittels in Abhängigkeit der gemessenen Kontaktkraft, vorteilhaft der gemittelten Kontaktkraft.

Besonders bevorzugt umfasst das Regeln der Kontaktkraft ein regelndes Einstellen einer Ziel-Kontaktkraft, insbesondere einer gemittelten Ziel-Kontaktkraft, durch Ansteuern des Stellmittels in Abhängigkeit der gemessenen Kontaktkraft, insbesondere der gemittelten Kontaktkraft.
In einer Weiterbildung des Regelverfahrens ist vorgesehen, dass eine gemittelte Kontaktkraft von mindestens zwei gemessenen Werten einer Kontaktkraft gebildet wird, insbesondere zum regelnden Einstellen einer gemittelten Ziel-Kontaktkraft.
In einer Weiterbildung des Regelverfahrens ist der Schritt vorgesehen:

- Erzeugen einer Relativbewegung, insbesondere einer rotatorischen Relativbewegung und/oder einer translatorischen Relativbewegung, zwischen einem Messglied der Tribometer-Vorrichtung und dem zylindrischen Bauteil. Der Schritt erfolgt vorteilhaft vor und während des Regelns der Kontaktkraft und besonders bevorzugt auch während eines anschließenden Bestimmens mindestens einer tribologischen Größe mittels dem bzw. vorteilhaft der Anzahl von zwei, drei, vier oder mehr Messgliedern an der Tribometer-Vorrichtung.

Vorteilhaft ist die Regeleinrichtung der Tribometer-Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet zum Durchführen des Regelverfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Es soll verstanden werden, dass die Tribometer-Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und das Regelverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird für die Weiterbildung eines Aspekts der Erfindung auch auf die Weiterbildungen des anderen Aspekts der Erfindung verwiesen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

1A, 1B schematisch und ausschnittsweise eine erste Ausführungsform einer Tribometer-Vorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung,
2A, 2B eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Tribometer-Vorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung,
3A, 3B jeweils eine Ansicht eines vorteilhaften Kipphebels mit einem Halter für ein Probensegment, insbesondere für die erste und/oder die zweite Ausführungsform der Tribometer-Vorrichtung,
4 schematisch den Aufbau einer Regeleinrichtung, insbesondere für die erste und/oder die zweite Ausführungsform der Tribometer-Vorrichtung, zum Regeln einer Ziel-Kontaktkraft in Form einer gemittelten Ziel-Kontaktkraft,
5 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Regelverfahrens, bei dem Kontaktkräfte über die Zeit aufgetragen sind.

1A zeigt schematisch und ausschnittsweise eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Tribometer-Vorrichtung 1000 gemäß dem Konzept der Erfindung, das als Rotations-Reibverschleiß-Tribometer 1002 ausgebildet ist. In anderen Ausführungsformen kann die Tribometer-Vorrichtung auch als anderes Tribometer, beispielsweise als Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer 1004, ausgebildet sein. Sichtbar ist ein Probendorn 1100 und ein zylindrisches Bauteil 2002 hier beispielhaft in Form einer Zylinderlaufbuchse 2220, welches mittels einer hier nicht dargestellten Aufnahme in der Tribometer-Vorrichtung 1000 aufnehmbar ist. Die Tribometer-Vorrichtung 1000 ist ausgebildet, eine translatorische Relativbewegung BT zwischen dem Probendorn 1100 und dem zylindrischen Bauteil 2002 entlang einer Zylinderachse AZ des zylindrischen Bauteils zu erzeugen, insbesondere um den Probendorn 1100 in das zylindrische Bauteil 2002 zwecks Messung einzuführen. Die Tribometer-Vorrichtung 1000 ist weiter ausgebildet, eine rotatorische Relativbewegung BR zwischen dem Probendorn 1100 und dem zylindrischen Bauteil 2002 um die Zylinderachse AZ zu erzeugen. Vorteilhaft wird dabei das zylindrische Bauteil 2002 gedreht, sodass der Probendorn 1100 bei der rotatorischen Relativbewegung BR stehen bleiben kann.
1B zeigt den in 1A dargestellten Probendorn 1100 der Tribometer-Vorrichtung 1000, jedoch ohne das zylindrische Bauteil 2002. Dadurch ist sichtbar, dass die Tribometer-Vorrichtung drei an den Probendorn 1100 angebrachte Messglieder 1430, nämlich eine erstes Messglied 1430.1, zweites Messglied 1430.2 und drittes Messglied 1430.3 aufweist. Konkret weist das Messglied 1430 einen Halter 1120 auf, nämlich das erste Messglied 1430.1 einen ersten Halter 1120.1, das zweite Messglied 1430.2 einen zweiten Halter 1120.2 und das dritte Messglied 1430.3 einen dritten Halter 1120.3. Die genannten Messglieder 1430 bzw. die genannten Halter 1120 sind gleichmäßig über den Umfang des Probendorns 1100 verteilt angeordnet.
2A zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Tribometer-Vorrichtung 1000 ausgehend von dem eingangs genannten Modell TE 47 von der Firma Phoenix Tribology Ltd. Die Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung ist in einer Querschnittsansicht entlang einer geknickten Querschnittsebene X, wobei die Querschnittsebene X in 2B gestrichelt eingezeichnet ist. In der Querschnittsansicht in 2A sind zwei der insgesamt drei Halter 1120.1, 1120.2, 1120.3 sichtbar, von denen aufgrund des rotationssymmetrischen Aufbaus lediglich der erste Halter 1120.1 mit entsprechender Nummerierung näher beschrieben wird.
Die Ausführungsform einer Tribometer-Vorrichtung 1000 ist --wie vorliegend gezeigt-- nach dem Konzept der Erfindung in einer mit Vorteil versehenen Weise weitergebildet.
Der erste Halter 1120.1 ist zur Aufnahme eines ersten Probesegments 1140.1 ausgebildet. Der erste Halter 1120.1 ist ausgebildet, das erste Probesegment 1140.1 derart zu halten, dass es in einen Kontakt K, hier einen ersten Kontakt K1, mit einer Innenoberfläche 2000 eines zylindrischen Bauteils 2002 gebracht werden kann. Vorliegend ist das zylindrische Bauteil 2002 als Zylinderlaufbuchse 2200, und die Innenoberfläche 2000 entsprechend als Zylinderinnenwand 2220 ausgebildet. Der erste Halter 1120.1 ist an einem ersten Kipphebel 1130.1 befestigt. Der erste Kipphebel 1130.1 ist über ein erstes Drehlager 1220.1 um eine erste Schwenkachse 1222.1 schwenkbar an dem Probendorn 1100 befestigt. Das erste Drehlager 1220.1 ist vorliegend als Gleitlager ausgebildet, kann in anderen Ausführungsformen aber auch anderweitig, beispielsweise als Scharnier oder dergleichen schwenkbare Verbindung ausgebildet sein.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform der Tribometer-Vorrichtung 1000 --ausgehend von dem Modell TE 47 von der Firma Phoenix Tribology Ltd-- weist der Halter 1120 eine Art Rolle 1290 auf, wobei der Halter 1120 vom Stellmittel mittels einer Art konischen Übersetzungsscheibe in Messrichtung antreibbar ist. Die konische Übersetzungsscheibe ist hier als eine konischen Umlenkplatte 1260 --vorteilhaft über eine Vorspannfeder 1246-- mit dem Stellmittel verbunden. Mittels der Vorspannfeder 1246 kann bereits eine Vorspannung auf die Kipphebel gebracht werden, ohne dass das Stellmittel eine Antriebswirkung erbringen muss. Konkret ist vorliegend dazu dargestellt, dass an dem Probendorn 1100 eine axial zum Probendorn 1100 verschiebbare konische Umlenkplatte 1260 angeordnet ist. Die Umlenkplatte ist vorliegend mittels des Stellmittels 1240 verschiebbar. Grundsätzlich kann das Stellmittel mittels auch jedem anderen passenden und sinnfälligen Übersetzungsmechanismus ausgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Stellmittel 1240 mit Vorteil versehen mit einem Druckluftbalg 1242 gebildet, der in Richtung des mindestens einen Kipphebels 1130.1, vorteilhaft aller Kipphebel 1130, verschiebbar bzw. ausdehnbar ist. Bei der vorliegenden konkreten Ausführungsform weist das Stellmittel 1240 also einen Druckluftbalg 1242 auf bzw. ist mittels dem Druckluftbalg 1242 realisiert. Vorliegend kann durch ein Beaufschlagen des Druckluftbalgs 1242 mit Druckluft dieser in seiner axialen Ausdehnung verändert werden, wodurch die axiale Position der konischen Umlenkplatte 1260, vorliegend insbesondere über eine Vorspannfeder 1246 und einen - sich in Richtung der Zylinderachse AZ daran anschließenden - Vorspannabschnitt 1248, entsprechend beeinflusst wird.
Grundsätzlich kann das Stellmittel in einer anderen Ausführungsform auch anders ausgebildet sein, z.B. als ein hydraulisch und/oder mechanisch beaufschlagbares Stellmittel ist, insbesondere ein Stellmittel in Form einer Radial- und/oder Axialbelastungseinrichtung. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Stellmittel ausgebildet ist, eine Anzahl von Messgliedern gleichmäßig und/oder gleichzeitig zu aktuieren, insbesondere drei Messglieder gleichmäßig und/oder gleichzeitig zu aktuieren.
An dem ersten Kipphebel 1130.1 ist an dessen, dem ersten Drehlager 1220.1 gegenüberliegenden, Ende eine erste Umlenkrolle 1290.1 drehbar befestigt, die in einen rollenden Kontakt mit der konischen Umlenkplatte 1260 gebracht werden kann. Bei einer axialen Bewegung der konischen Umlenkplatte 1260 wird - durch das Abrollen der ersten Umlenkrolle 1290 auf der konischen Oberfläche der konischen Umlenkplatte 1260 - der erste Kipphebel 1130.1 einschließlich des ersten Halters 1120.1 um die erste Schwenkachse 1222.1 geschwenkt. Dadurch wird eine erste Messbewegung BM1 des ersten Probensegments 1120.1 in einer ersten Messrichtung RM1 erzeugt.
Die erste Messrichtung RM1 wird dabei durch eine Kreisbahn um die erste Schwenkachse 1222.1 beschrieben. Eine derartige kreisförmige Messrichtung RM um eine Schwenkachse 1222 stellt eine relativ gute Annäherung an eine radiale Richtung RR dar, die idealerweise zur Erzeugung einer normal wirkenden Kontaktkraft FK angestrebt wird. Durch eine Vergrößerung der axialen Länge des Kipphebels 1130 (d. h. entlang der Zylinderachse AZ) kann diese Annäherung weiter verbessert werden, vergrößert aber gleichzeitig die axiale Ausdehnung der Tribometer-Vorrichtung 1000. Insofern ist ein Kompromiss zwischen diesen beiden Zielgrößen zu finden.
Ab einer ausreichend hohen axialen Position der konischen Umlenkplatte 1260 erfolgt ein erster Kontakt K1 mit einer ersten Kontaktkraft FK1 zwischen dem ersten Probensegment 1140.1 und der Innenoberfläche 2000. Der Kontakt K, hier der erste Kontakt K1, kann in Abhängigkeit der Form des Probensegments 1140, hier des ersten Probensegments 1140.1, punktförmig, linienförmig, oder flächig sein.
Gemäß dem Konzept der Erfindung weist der erste Halter 1120.1 einen ersten Kraftsensor 1160.1 auf zur Messung der ersten Kontaktkraft FK1. Der erste Kraftsensor 1160.1 ist vorteilhaft derart im ersten Halter 1120.1 angeordnet, dass das erste Probensegment 1140.1 in der ersten Messrichtung RM1 und/oder in radialer Richtung RR zwischen der Innenoberfläche 2000 und dem ersten Kraftsensor 1160.1 angeordnet ist. Der erste Kraftsensor 1160.1 ist mit anderen Worten in der ersten Messrichtung RM1 und/oder in radialer Richtung RR hinter, vorzugsweise direkt hinter, dem ersten Probensegment 1140.1 angeordnet.
Für den zweiten Halter 1120.2 und den dritten Halter 1120.3, oder allgemein einen Halter 1120 einer Tribometer-Vorrichtung 1000 gemäß dem Konzept der Erfindung, gelten die oben gemachten Ausführungen mit entsprechender Nummerierung in analoger Weise.
Mit dem hier gezeigten vorteilhaften Aufbau der Tribometer-Vorrichtung 1000 können die Kontaktkräfte FK1, FK2, FK3, einzeln und/oder als gemittelte Kontaktkraft FKM gemessen und besonders bevorzugt auch geregelt werden. Hierzu kann die Tribometer-Vorrichtung 1000 vorteilhaft eine Regeleinrichtung 1400 aufweisen, die signalführend mit den Kraftsensoren 1160.1, 1160.2, 1160.3 und dem Stellmittel 1240, beispielsweise über geeignete Kabel, verbunden ist. Insbesondere kann das Stellmittel 1240 mit einer Stellgröße SG angesteuert werden.
Die Tribometer-Vorrichtung 1000 weist bevorzugt ein Dynamometer 1282 auf, das ausgebildet ist zur Bestimmung eines Reibmoments MR. Das Reibmoment MR ist jenes um die Zylinderachse AZ wirkende Drehmoment, welches durch den reibenden Kontakt K1, K2, K3 der Probensegmente 1140.1, 1140.2, 1140.3 mit der Innenoberfläche 2000 erzeugt wird und der rotativen Relativbewegung BR entgegenwirkt.
Die Tribometer-Vorrichtung 1000 kann weiterhin optional eine Kraftmessdose 1320 aufweisen zum Messen einer entlang der Zylinderachse AZ wirkenden Axialkraft FA.
3A und 3B zeigen jeweils eine Ansicht eines vorteilhaften Kipphebels 1130 mit einem Halter 1120 für ein Probensegment 1140. In 3A ist der Kipphebel 1130 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. In der Ansicht ist sowohl eine Drehlageraufnahme 1224 für ein nicht dargestelltes Drehlager 1220, als auch eine Rollenaufnahme 1294 für eine nicht dargestellte Umlenkrolle 1290 sichtbar.
3B ist eine seitliche Querschnittsansicht des Kipphebels 1130, wobei die Querschnittebene Y in 3A dargestellt ist. Sichtbar ist die Anordnung eines Kraftsensors 1160, der innerhalb des Halters 1120 in Messrichtung MR und/oder in radialer Richtung RR hinter dem Probensegment 1140 liegt. Auf diese Weise ist vorteilhaft eine möglichst direkte Messung der Kontaktkraft FK möglich, die aus einem Kontakt K des Probensegment 1140 mit der hier nicht dargestellten Innenoberfläche 2000 resultiert. In Ausführungsformen können der Halter 1120 und der Kipphebel 1130 einteilig ausgeführt sein. Der Halter 1120 ist vorteilhaft ausgebildet zur kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen, wiederlösbaren Fixierung des Probensegments 1140. Beispielsweise kann der Halter 1120 ausgebildet sein, das Probensegment 1140 über eine oder mehrere, hier nicht dargestellte Klemmschrauben klemmend zu fixieren.
4 zeigt schematisch den Aufbau einer Regeleinrichtung 1400, insbesondere für eine in 2A, 2B oder 3A, 3B dargestellte Tribometer-Vorrichtung 1000, zum Regeln einer Ziel-Kontaktkraft FKZ, hier in Form einer gemittelten Ziel-Kontaktkraft FKZM.
In einem Summenbilde 1460 wird eine gemittelte Kontaktkraft FKM von der gemittelten Ziel-Kontaktkraft FKMZ subtrahiert. Als Ergebnis wird eine Kontaktkraft-Abweichung FKD an einen Regler 1420 gegeben. Dieser bestimmt auf Basis der Kontaktkraft-Abweichung FKD eine Stellgröße SG für das Stellmittel 1240. Vorliegend umfasst das Stellmittel 1240 einen Druckluftbalg 1242, sodass die Stellgröße SG vorteilhaft als Soll-Druckwert oder als Steuerzeit oder Schaltbefehl für ein pneumatisches Ventil oder einen Verdichter ausgebildet sein kann.
Als Resultat der Ansteuerung des Stellmittels 1240 erfolgt an dem ersten Kipphebel 1130.1 mit dem ersten Halter 1120.1 ein erster Kontakt K1 zwischen dem ersten Probensegment 1140.1 und der Innenoberfläche 2000, an dem zweiten Kipphebel 1130.2 mit dem zweiten Halter 1120.2 ein zweiter Kontakt K2 zwischen dem zweiten Probensegment 1140.2 und der Innenoberfläche 2000, und an dem dritten Kipphebel 1130.3 mit dem dritten Halter 1120.3 ein dritter Kontakt K3 zwischen dem dritten Probensegment 1140.3 und der Innenoberfläche 2000.
Gemäß dem Konzept der Erfindung weist der erste Halter 1120.1 einen ersten Kraftsensor 1160.1 als erstes Messglied 1430.1 zur Messung einer ersten Kontaktkraft FK1 des ersten Kontakts K1 auf. Der zweite Halter 1120.2 weist einen zweiten Kraftsensor 1160.2 als zweites Messglied 1430.2 zur Messung einer zweiten Kontaktkraft FK2 des zweiten Kontakts K2 auf. Der dritte Halter 1120.3 weist einen dritten Kraftsensor 1160.3 als drittes Messglied 1430.3 zur Messung einer dritten Kontaktkraft FK3 des dritten Kontakts K3 auf.
Aus der ersten Kontaktkraft FK1, der zweiten Kontaktkraft FK2 und der dritten Kontaktkraft FK3 wird in einem Mittelwertbilder 1440 die gemittelte Kontaktkraft FKM gebildet. Die gemittelte Kontaktkraft FKM ist somit ein Mittelwert, gebildet aus den drei gemessenen Kontaktkräften FK1, FK2, FK3. Die gemittelte Kontaktkraft FKM wird wieder dem Summenbilder 1460 bereitgestellt.
Auf die beschriebene Weise kann vorteilhaft ein kontinuierlicher oder quasikontinuierlicher Regelkreis verwirklicht werden zum Regeln einer Kontaktkraft FK, insbesondere - wie hier bei einer Tribometer-Vorrichtung 1000 mit mehreren Haltern 1120 und somit mehreren Kraftsensoren 1160 - in Form einer gemittelten Kontaktkraft FKM.
5 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung des Vorgangs einer Regelung, insbesondere einer Mittelwertbildung mittels eines Mittelwertbildes 1140. In dem Diagramm ist eine Kraft F, insbesondere eine Kontaktkraft FK, in Newton über die Zeit T in Sekunden aufgetragen.
Zur Verdeutlichung sind lediglich eine erste gemessene Kontaktkraft FK1 des ersten Kraftsensors 1160.1 und eine zweite gemessene Kontaktkraft FK2 des zweiten Kraftsensors 1160.2 dargestellt. Gleichwohl können in analoger Weise eine dritte gemessene Kontaktkraft FK3 oder noch weitere gemessene Kontaktkraft FK bei der Regelung, insbesondere bei der Mittelwertbildung, berücksichtigt werden.
Sichtbar ist eine Ziel-Kontaktkraft FKZ, hier eine gemittelte Ziel-Kontaktkraft FKZM, welche konstant 150 N beträgt. Sichtbar ist weiter der Verlauf der ersten Kontaktkraft FK1, welche sich nach einem anfänglichen Kraftaufbau (durch ein initiales Ausfahren des ersten Kipphebels 1130.1) auf einem Niveau geringfügig unterhalb der gemittelten Ziel-Kontaktkraft FKZM von 150 N stabilisiert. Ebenfalls sichtbar ist der Verlauf der zweiten Kontaktkraft FK2, welche sich nach einem anfänglichen Kraftaufbau (durch ein initiales Ausfahren des zweiten Kipphebels 1130.2) auf einem Niveau geringfügig oberhalb der gemittelten Ziel-Kontaktkraft FKZM von 150 N stabilisiert.
Die aus den beiden Kontaktkräften FK1, FK2 gebildete gemittelte Kontaktkraft FKM liegt entsprechend in der Mitte zwischen den beiden Verläufen der ersten Kontaktkraft FK1 und der zweiten Kontaktkraft FK2 und stabilisiert sich - entsprechend der in 4 beschriebenen Funktionsweise der Regeleinrichtung 1400 - nach einer Zeit T von ca. 500 Sekunden auf dem Wert der gemittelten Ziel-Kontaktkraft FKZM.
Je nach Einstellung des Regelverhaltens der Regeleinrichtung 1400, insbesondere des Reglers 1420, kann das zeitliche Verhalten der Regeleinrichtung 1400 und somit des Regelverfahrens angepasst werden. Insbesondere kann durch ein steileres Regelverhalten die Zeit verkürzt werden, in der die Kontaktkraft FK auf die Ziel-Kontaktkraft FKZ, insbesondere die gemittelte Kontaktkraft FKM auf die gemittelte Ziel-Kontaktkraft FKZM, eingeregelt wird.
BEZUGSZEICHENLISTE (Teil der Beschreibung)

1000: Tribometer-Vorrichtung
1002: Rotations-Reibverschleiß-Tribometer
1004: Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer
1100: Probendorn
1120: Halter
1120.1: erster Halter
1120.2: zweiter Halter
1120.3: dritter Halter
1130: Kipphebel
1130.1: erster Kipphebel
1130.2: zweiter Kipphebel
1130.3: dritter Kipphebel
1140: Probensegment
1140.1: erstes Probesegment
1140.2: zweites Probensegment
1140.3: drittes Probensegment
1160: Kraftsensor
1160.1: erster Kraftsensor
1160.2: zweiter Kraftsensor
1160.3: dritter Kraftsensor
1220: Drehlager
1220.1: erstes Drehlager
1222: Schwenkachse
1222.1: erste Schwenkachse
1224: Drehlageraufnahme
1240: Stellmittel
1242: Druckluftbalg
1246: Vorspannfeder
1248: Vorspannabschnitt
1260: Umlenkplatte
1282: Dynamometer
1290: Umlenkrolle
1290.1: erste Umlenkrolle
1294: Rollenaufnahme
1320: Kraftmessdose
1400: Regeleinrichtung
1420: Regler
1430: Messglied
1430.1: erstes Messglied
1430.2: zweites Messglied
1430.3: drittes Messglied
1440: Mittelwertbilder
1460: Summenbilder
2000: Innenoberfläche
2002: zylindrisches Bauteil
2200: Zylinderlaufbuchse
2220: Zylinderinnenwand
AZ: Zylinderachse
BR: rotatorische Relativbewegung
BT: translatorische Relativbewegung
FA: Axialkraft
FK: Kontaktkraft
FKD: Kontaktkraft-Abweichung
FKM: gemittelte Kontaktkraft
FKZ: Ziel-Kontaktkraft
FKZM: gemittelte Ziel-Kontaktkraft
K: Kontakt
K1: erster Kontakt
K2: zweiter Kontakt
K3: dritter Kontakt
MR: Reibmoment
RM: Messrichtung
RM1: erste Messrichtung
RR: radiale Richtung
SG: Stellgröße
T: Zeit
X: Querschnittsebene X
Y: Querschnittsebene Y

Claims

Tribometer-Vorrichtung (1000), vorzugsweise Rotations-Reibverschleiß-Tribometer (1002) oder Oszillations-Reibverschleiß-Tribometer (1004), zum Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe (GR) an einer Innenoberfläche (2000) eines zylindrischen Bauteils (2002), aufweisend: - einen in das zylindrische Bauteil (2002) einführbaren Probendorn (1100) mit mindestens einem Halter (1120) für ein Probensegment (1140), wobei - der Halter (1120) in eine Messrichtung (RM) zur Oberfläche (2000) bewegbar ist, um das Probensegment (1140) in Kontakt (K) mit der Oberfläche (2000) zu halten, - ein Messmittel (1280) zum messtechnischen Erfassen der mindestens einen tribologischen Größe (GR), dadurch gekennzeichnet, dass - der Halter (1120) einen Kraftsensor (1160) aufweist zum Messen einer in Messrichtung (RM) wirkenden Kontaktkraft (FK) zwischen dem Probensegment (1140) und der Innenoberfläche (2000).
Tribometer-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Tribometer-Vorrichtung (1000) eine Aufnahme (1020) für das zylindrische Bauteil (2002) aufweist, wobei vorteilhaft die Aufnahme (1020) und der Probendorn (1100) drehbar zueinander um eine Zylinderachse (AZ) des zylindrischen Bauteils (2002) ausgebildet sind.
Tribometer-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraft (FK) zwischen dem Probensegment (1140) und der Innenoberfläche (2000) zum Ermitteln der tribologischen Größe (GR) dient, insbesondere die zu ermittelnde tribologische Größe (GR) eine Reibkraft (FR) und/oder ein Reibmoment (MR) ist und die Kontaktkraft (FK) zwischen dem Probensegment (1140) und der Innenoberfläche (2000) zum Ermitteln der Reibkraft (FR) und/oder des Reibmoments (MR) dient.
Tribometer-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - das Messmittel (1280) ein am Probendorn (1100) angeordnetes Dynamometer (1282) zum Bestimmen eines Reibmoments (MR) umfasst.
Tribometer-Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tribometer-Vorrichtung (1000) eine Anzahl von Haltern (1120), vorzugsweise Messgliedern (1430) aufweist, insbesondere drei Messgliedern (1430.1, 1430.2, 1430.3) aufweist, wobei ein Messglied (1430) jeweils einen Halter (1120) mit Kraftsensor (1160) für ein Probesegment (1140) aufweist, insbesondere die Tribometer-Vorrichtung (1000) aufweist: - eine Anzahl von drei Haltern (1120.1, 1120.2, 1120.3), und/oder - eine Anzahl von drei Kraftsensoren (1160.1, 1160.2, 1160.3), und/oder - eine Anzahl von drei Probesegmenten (1140.1, 1140.2, 1140.3).
Tribometer-Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Halter (1120) mittels eines Kipphebels (1130) an einem Drehlager (1220) schwenkbar an dem Probendorn (1100) befestigt ist.
Tribometer-Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Halter (1120) über ein in axialer Richtung wirkendes Stellmittel (1240) antreibbar ist.
Tribometer-Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (1240) ein hydraulisch und/oder mechanisch beaufschlagbares Stellmittel ist, insbesondere ein Stellmittel in Form einer Radial- und/oder Axialbelastungseinrichtung, vorzugsweise das Stellmittel (1240) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: ein Druckluftbalg (1242), eine Membran, eine Schubstange, eine Stellschraube, ein Linearmotor.
Tribometer-Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Halter (1120) eine Rolle aufweist, wobei der Halter (1120) vom Stellmittel (1240) mittels einer konischen Übersetzungsscheibe (1260) in Messrichtung (RM) antreibbar ist.
Tribometer-Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (1400) mit einem Regler (1420) zum Regeln der Kontaktkraft (FK) auf eine Ziel-Kontaktkraft (FKZ), mit dem Stellmittel (1240) als Stellglied (1242) und dem mindestens einen Kraftsensor (1160) als Messglied (1162).
Regelverfahren (400) zum Regeln einer Kontaktkraft (FK) in einer Tribometer-Vorrichtung (1000), insbesondere in einer Tribometer-Vorrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zum Ermitteln mindestens einer tribologischen Größe (GR), an einer Innenoberfläche (2000) eines zylindrischen Bauteils (2002), aufweisend die Schritte: - Einführen eines Probedorns (1100) in das zylindrische Bauteil (2002), - Bewegen mindestens eines Halters (1120) für ein Probensegment (1140) in eine Messrichtung (RM) zur Oberfläche (2000), wobei der mindestens eine Halter (1120) mittels eines in axialer Richtung wirkenden Stellmittels (1240) angetrieben wird, - in Kontakt (K) Halten des Probensegments (1140) mit der Oberfläche (2000), gekennzeichnet durch die Schritte: - Messen einer in Messrichtung (RM) wirkenden Kontaktkraft (FK) zwischen dem Probensegment (1140) und der Innenoberfläche (2000) mit einem Kraftsensor (1160), wobei der Kraftsensor im oder am Halter (1120) angeordnet ist, - Regeln der Kontaktkraft (FK) durch Ansteuern des Stellmittels (1240) in Abhängigkeit der gemessenen Kontaktkraft (FK).
Regelverfahren (400) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenn mehr als eine Kontaktkraft (FK, FK1, FK2, FK3) verfügbar ist, eine gemittelte Kontaktkraft (FKM) geregelt wird durch Ansteuern des Stellmittels (1240), derart, dass die gemittelte Kontaktkraft (FKM) von mindestens zwei gemessenen Werten einer Kontaktkraft (FK, FK1, FK2, FK3) gebildet wird zum regelnden Einstellen einer gemittelten Ziel-Kontaktkraft (FKZM).
Regelverfahren (400) nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch den Schritt: - Erzeugen einer Relativbewegung (BR, BT), zwischen einem Messglied (1430) der Tribometer-Vorrichtung (1000) und dem zylindrischen Bauteil (2002).
Regelverfahren (400) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung (BR, BT) eine rotatorische Relativbewegung (BR) und/oder eine translatorische Relativbewegung (BT) ist.
Regelverfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messrichtung (RM) zur Oberfläche (2000) eine radiale Richtung (RR) ist und/oder quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zur Oberfläche (2000) ist.
Regelverfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche (2000) eines zylindrischen Bauteils (2002) eine Innenfläche (2220) einer Zylinderlaufbuchse (2200) ist.