DE19620878A1

DE19620878A1 - Noise test system for noise from two materials rubbing together

Info

Publication number: DE19620878A1
Application number: DE19620878A
Authority: DE
Inventors: Georg Valls; Josef Huber-Hesselberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1996-02-17
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: DE19620878B4

Abstract

The system comprises a plate (1), on which a flat piece of one material (2) is placed, and a vertical sample holder (4) round the point of which (3') the other material (3) is wrapped. Pressure is applied to the vertically-held material and the materials are moved against one another by a crank drive (8) connected to the plate. Screaming and creaking noises produced correlate to signals received by an acceleration monitor (5) placed at the point and linked to an acoustic evaluator. The applied pressure and movement are variable so that their influence on the sound can be assessed. The system is useful for determining the choice of materials for vehicle components.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Geräuschprüfung und -Erzeugung zweier Materialien als Reibpartner, die die Außenhaut zweier sich be rührender Körper bilden.The invention relates to a device for noise testing and - Generation of two materials as friction partners, which are the outer skin of two form touching body.

Beispielsweise bei Fahrzeugen treten aufgrund der zunehmenden Reduzierung des im Innenraum wahrnehmbaren Fahrgeräuschs Quietsch- und Knarzgeräusche von Ausrüstungsbauteilen immer unangenehmer in Erscheinung. Derartige Geräu sche basieren auf der Reibbewegung zweier Materialien zueinander und werden durch Resonanzerscheinungen der von diese Materialien umhüllten Körper noch verstärkt.For example, in vehicles due to the increasing reduction the squeaking and creaking noise perceptible in the interior of equipment components always more unpleasant in appearance. Such noise are based on the frictional movement of two materials against each other and become through resonance phenomena of the bodies covered by these materials reinforced.

Es ist in diesem Zusammenhang eine Rüttelvorrichtung bekannt, bei der das Fahrzeug als komplette Einheit geschüttelt wird, um die Quelle derartiger Ge räusche zu ermitteln (DE 39 24 462 C). Diese Vorrichtung ist aufwendig und läßt aufgrund der mit der Schüttelbewegung verbundenen insgesamt starken Geräu schentwicklung ein Erkennen der Quelle von Knarz- oder Quietschgeräuschen nur schwer zu.In this context, a vibrating device is known in which the vehicle is shaken as a complete unit to the source of such Ge to determine noise (DE 39 24 462 C). This device is complex and leaves due to the overall strong noise associated with the shaking motion Development only recognizes the source of creaking or squeaking noises hard to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genann ten Art zu schaffen, die auf einfache Weise eine sichere Aussage über eine mögli che Geräuschentwicklung bei der Reibbewegung der beiden Materialien zuläßt.The invention has for its object a device of the aforementioned to create a way that is easy to make a reliable statement about a possible che noise development during the rubbing movement of the two materials.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing features of Pa claim 1.

Im Gegensatz zu der bekannten Rüttelvorrichtung werden nunmehr die beiden Reibpartner im Labor, d. h. im nicht eingebauten Zustand, einer gezielten Relativ bewegung unterworfen. Durch die Ausbildung der Spitze kommt es im Idealfall zu einer nur punktuellen Berührung der beiden Materialien. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, den mit dem Abweichen vom Idealzustand verbundenen Einfluß der Reibfläche und wirksamen Reibungskraft und damit des Auflagedrucks zu analy sieren. Fertigungstoleranzen, die sich auf das Ergebnis bei Untersuchung im ein gebauten Zustand auswirken, lassen sich dabei eliminieren.In contrast to the known vibrator, the two are now Friction partner in the laboratory, d. H. when not installed, a targeted relative subject to movement. The formation of the tip ideally leads to a selective touch of the two materials. This opens the Possibility to control the influence of the deviation from the ideal state Friction surface and effective friction force and thus the contact pressure to analyze sieren. Manufacturing tolerances that affect the result when examined in a built condition can be eliminated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Patent ansprüche und ermöglichen weitere detaillierte Untersuchungen der bei der Rela tivbewegung auftretenden Geräusche. Die Hin- und Herbewegung des ersten Ma terials auf und mittels einer ebenen Platte ermöglicht es, die Einflußfaktoren Rela tivbewegung und Auflagekraft zu entkoppeln. Die Auflagekraft wird im wesentli chen durch Anpressen der Spitze auf der Platte erzeugt, während die Relativbe wegung der beiden Reibpartner durch Bewegen der Platte durchgeführt wird. Die Verwendung eines Kurbeltriebs liefert mit einfachen Mitteln reproduzierbare Er gebnisse.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the further patent claims and enable further detailed investigations of the at the Rela tive movement occurring noises. The float of the first Ma terials on and by means of a flat plate enables the influencing factors Rela to decouple active movement and contact force. The circulation is essentially Chen generated by pressing the tip on the plate, while the Relativbe movement of the two friction partners is carried out by moving the plate. The Using a crank mechanism provides reproducible He with simple means results.

Eine vorzugsweise elastische Lagerung des die Spitze bildenden zweiten Materials in einem Probekörper verhindert Bedämpfungen oder andere unerwünschte Ein flüsse der Spitzenhalterung. Die elastische Lagerung läßt eine freie und nur durch die Reibung verursachte Bewegung der Spitze relativ zur Platte zu.A preferably elastic mounting of the second material forming the tip in a test specimen prevents damping or other unwanted input flows of the tip holder. The elastic storage allows a free and only the friction caused the tip to move relative to the plate.

Wird die Spitze zusätzlich in ihrer Auflagekraft auf dem ersten Material variabel eingestellt, so ermöglicht dies ebenfalls eine Verbesserung der Untersuchung, da nunmehr auch der Einfluß der Auflagekraft studiert werden kann.The point of the tip becomes additionally variable on the first material set, this also enables an improvement of the investigation, since the influence of the tracking force can now also be studied.

Neben einem akustischen Aufnehmer, beispielsweise in Form eines Mikrofons für die untersuchten Geräusche kann zusätzlich auch in der Nähe der Spitze ein Be schleunigungsgeber angeordnet sein. Dessen Ausgangssignal korreliert i.d.R. mit dem des akustischen Aufnehmers. Im Idealfall kann anstelle des akustischen Auf nehmers allein der Beschleunigungsgeber verwendet werden. Dessen Ausgangs signal ist ein gutes Maß für die auftretenden Geräusche. In addition to an acoustic pickup, for example in the form of a microphone for the investigated noises can also be near the tip Accelerometer can be arranged. Its output signal usually correlates. With that of the acoustic pickup. Ideally, instead of the acoustic on only the accelerometer can be used. Its output signal is a good measure of the noise that occurs.

Ergänzend können für die Bewegung der Spitze und des ersten Materials zwei parallel wirkende Wegaufnehmer vorgesehen sein, die in Relation zueinander ebenfalls eine Aussage über die kurzzeitigen hochfrequenten Schwingungen der Spitze und damit die Ursache der Geräusche liefern.In addition, two can be used to move the tip and the first material parallel transducers are provided, which are in relation to each other also a statement about the short-term high-frequency vibrations of the Tip and thus provide the cause of the noise.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigtThe invention is further explained on the basis of the drawing. It shows

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem grundsätzlichen Aufbau, Fig. 1, the device according to the invention in its basic structure,

Fig. 2 eine Verbesserung der Vorrichtung von Fig. 1, ebenfalls in schematischer Darstellung. Fig. 2 shows an improvement of the device of Fig. 1, also in a schematic representation.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zeigt eine ebene Platte 1 als Probentisch, auf dem ein erstes Material 2 angeordnet ist. Ein zweites Material 3 ist zu einer Spitze 3′ geformt, die in einem elastisch gehaltenen und aus elastischem Material beste henden Probehalter 4 gelagert ist. Ein Beschleunigungsaufnehmer 5 sitzt in der Nähe der Spitze 3′. Ferner sind Wegaufnehmer 6 und 7 für die Bewegung des Materials 3 und des Probentischs 1 vorgesehen, die raumfest gelagert sind. Schließlich greift am Probentisch 1 ein Kurbeltrieb 8 an, dessen Welle um eine Achse 9 in Richtung eines Pfeils 10 rotiert.The device shown in FIG. 1 shows a flat plate 1 as a sample table on which a first material 2 is arranged. A second material 3 is formed into a tip 3 ', which is stored in an elastically held and best elastic sample holder 4 . An accelerometer 5 sits near the tip 3 '. Furthermore, displacement transducers 6 and 7 are provided for the movement of the material 3 and the sample table 1 , which are fixed in space. Finally, a crank mechanism 8 acts on the sample table 1 , the shaft of which rotates about an axis 9 in the direction of an arrow 10 .

Abhängig von der Beschaffenheit der beiden Materialien 2 und 3, der wirksamen Auflagekraft F (Pfeil 11) des Materials 3 auf dem Material 2 sowie der Relativge schwindigkeit der beiden Materialien 2 und 3 zueinander können bei der Reibbe wegung der Materialien 2 und 3 Knarz- bzw. Quietschgeräusche auftreten. Diese Geräusche korrelieren in ihrem Auftreten mit charakteristischen Beschleunigungs signalen, die mit den Beschleunigungsaufnehmer 5 aufgenommen und einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zugeführt werden. In diese Einrichtung gehen ferner die Ausgangssignale der beiden Wegaufnehmer 6 und 7 ein und ermögli chen es, zusätzlich das Schwingungsverhalten des Probenhalters 4 zu analysie ren. Depending on the nature of the two materials 2 and 3 , the effective contact force F (arrow 11 ) of the material 3 on the material 2 as well as the relative speed of the two materials 2 and 3 to each other can be in the Reibbe movement of the materials 2 and 3 creaking or Squeaking noises occur. These noises correlate in their occurrence with characteristic acceleration signals, which are recorded with the acceleration sensor 5 and fed to an evaluation device (not shown). The output signals of the two displacement transducers 6 and 7 also enter into this device and make it possible to additionally analyze the vibration behavior of the sample holder 4 .

Es hat sich gezeigt daß die Geräuschentwicklung auch von der Oberflächenbe schaffenheit der Materialien 2 und 3 abhängt die sich beispielsweise bei einer mi kroskopischen bzw. rastermikroskopischen Aufnahme erkennen läßt. Durch ent sprechende Oberflächenbehandlung der beiden Materialien oder zumindest eines der beiden Materialien lassen sich dann gezielt die auftretenden Geräusche verrin gernden, wenn nicht sogar beseitigen.It has been shown that the development of noise also depends on the surface quality of materials 2 and 3 , which can be seen, for example, in a microscopic or scanning microscopic image. By appropriate surface treatment of the two materials or at least one of the two materials, the noise that occurs can then be reduced, if not eliminated.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist eine Möglichkeit gezeigt, die Auflagekraft des Materials 3 auf dem Material 2 zu variieren. Die Darstellung von Fig. 2 ist ge genüber der von Fig. 1 um 90° gedreht. Der Probenhalter 4 sitzt in einem Käfig 12, der im im wesentlichen aus einem U-förmigen Tragrahmen 13 sowie aus einer Verstellvorrichtung 14 besteht, die mit der Basis 13′ des Tragrahmens 13 zusam menwirkt. Der Tragrahmen 13 befindet sich im konstanten Abstand zum Proben tisch 1 und ist raumfest angeordnet.In the embodiment of FIG. 2, one possibility is shown to vary the contact force of the material 3 on the material 2 . The representation of Fig. 2 is ge compared to that of Fig. 1 rotated by 90 °. The sample holder 4 sits in a cage 12 , which consists essentially of a U-shaped support frame 13 and an adjusting device 14 , which interacts with the base 13 'of the support frame 13 together. The support frame 13 is at a constant distance from the sample table 1 and is arranged fixed in space.

Mit Hilfe der Verstellvorrichtung 14 ist der Probenhalter 4 senkrecht zum Proben tisch 1 verstellbar. Eine Kraftmeßdose (nicht dargestellt) sitzt an der durch einen Pfeil 15 gekennzeichneten Stelle und dient dazu, die Auflagekraft des Materials 3 auf dem Material 2 zu bestimmen. Druckfedern 16 und Zugfedern 17 dienen der elastischen Lagerung des Probenhalters 4 im Tragrahmen 13.With the help of the adjusting device 14 , the sample holder 4 is adjustable perpendicular to the sample table 1 . A load cell (not shown) sits at the point indicated by an arrow 15 and serves to determine the contact force of the material 3 on the material 2 . Compression springs 16 and tension springs 17 serve for the elastic mounting of the sample holder 4 in the support frame 13 .

Durch Variation der Auflagekraft des Materials 3 auf dem Material 2 und der nach wie vor möglichen Relativbewegung der beiden Materialien mit Hilfe des Kurbel triebs 8 wird es möglich, den Einfluß der Auflagekraft auf die Geräuschentwicklung zu untersuchen.By varying the contact force of the material 3 on the material 2 and the still possible relative movement of the two materials with the help of the crank mechanism 8 , it is possible to examine the influence of the contact force on the noise.

Claims

1. Device for noise testing and generation of two materials as a friction partner, which form the outer skin of two touching bodies, characterized in that the first material ( 2 ) is arranged flat, that the second material ( 3 ) to an at least approximately perpendicular to it Tip ( 3 ') is shaped and that the two materials are movable relative to each other be.

2. Device according to claim 1, characterized in that the first Ma material is arranged on a flat plate ( 1 ) which is movable back and forth.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the movement of the plate is carried out by a crank mechanism ( 8 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second material sits in an elastically mounted sample holder ( 4 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tip ( 3 ') is variable in its contact force on the first material.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that an accelerometer ( 5 ) sits in the vicinity of the tip.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the movement of the tip and the plate is monitored by two displacement transducers acting in parallel ( 6 , 7 ).