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Device for noise testing and generation of two materials as friction partners Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Untersuchung von Quietsch- und Knarzgeräuschen, die bei der Relativbewegung zweier mit ihrer Außenhaut sich berührender Körper als Reibpartner auftreten können, mit folgenden Merkmalen:
– das die Außenhaut des ersten Körpers bildende Material (2) ist eben angeordnet,
– das die Außenhaut des zweiten Körpers bildende Material (3) ist zu einer zumindest annähernd dazu senkrechten Spitze (3') geformt,
– die beiden Materialien sind einer gezielten Relativbewegung zueinander unterworfen, und
– in der Nähe der Spitze befindet sich ein Aufnehmer für die auftretenden Geräusche.Apparatus for the examination of squeaking and creaking noises, which may occur as friction partners during the relative movement of two bodies touching each other with their outer skin, having the following features:
- The material forming the outer skin of the first body (2) is planar,
- The material forming the outer skin of the second body (3) is formed to an at least approximately perpendicular thereto tip (3 '),
- The two materials are subjected to a targeted relative movement to each other, and
- Near the top is a pick-up for the noise.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Geräuschprüfung und -erzeugung zweier Materialien als Reibpartner, die die Außenhaut zweier sich berührender Körper bilden.The The invention relates to a device for noise testing and - Generating two materials as a friction partner, the outer skin two touching ones body form.

Beispielsweise bei Fahrzeugen treten aufgrund der zunehmenden Reduzierung des im Innenraum wahrnehmbaren Fahrgeräuschs Quietsch- und Knarzgeräusche von Ausrüstungsbauteilen immer unangenehmer in Erscheinung. Derartige Geräusche basieren auf der Reibbewegung zweier Materialien zueinander und werden durch Resonanzerscheinungen der von diesen Materialien umhüllten Körper noch verstärkt. Es ist in diesem Zusammenhang eine Rüttelvorrichtung bekannt, bei der das Fahrzeug als komplette Einheit geschüttelt wird, um die Quelle derartiger Geräusche zu ermitteln ( DE 39 24 462 C2 ). Diese Vorrichtung ist aufwendig und lässt aufgrund der mit der Schüttelbewegung verbundenen insgesamt starken Geräuschentwicklung ein Erkennen der Quelle von Knarz- oder Quietschgeräuschen nur schwer zu.For example, in vehicles occur due to the increasing reduction in the perceivable interior noise squeaking and creaking of equipment components always unpleasant in appearance. Such noises are based on the friction movement of two materials to each other and are reinforced by resonance phenomena of the enveloped by these materials body. In this connection, a vibrator device is known in which the vehicle is shaken as a complete unit in order to determine the source of such noises ( DE 39 24 462 C2 ). This device is complex and, due to the overall strong noise development associated with the shaking motion, makes it difficult to recognize the source of creaking or squeaking noises.

Es ist ferner aus der DE 43 30 752 A1 eine Vorrichtung für die akustische Prüfung der Qualität eines Prüflings bekannt, bei der ein einziger Prüfling durch eine gezielte Schallanregung untersucht wird.It is also from the DE 43 30 752 A1 a device for the acoustic examination of the quality of a test specimen known in which a single test specimen is examined by a targeted sound excitation.

Schließlich ist aus der SU 637762 A mit Abstract AN 1979-JO827B (38) WPIDS eine Vorrichtung zur Geräuschprüfung und -erzeugung zweier flächig aufeinander liegenden Materialien bekannt, die dafür einer Relativbewegung unterzogen werden. Der Auflagedruck der beiden Materialen kann variiert werden. Bedingt durch die Flächigkeit der gegenseitigen Berührflächen ist das Ergebnis in der Regel nicht reproduzierbar, da beispielsweise abhängig vom Auflagedruck Materialabrieb auftritt, der das Messergebnis in nicht vorhersehbarere Weise beeinflusst.Finally, out of the SU 637762 A Abstract AN 1979-JO827B (38) WPIDS a device for noise testing and generation of two flat superimposed materials are known, which are subjected to a relative movement. The contact pressure of the two materials can be varied. Due to the flatness of the mutual contact surfaces, the result is generally not reproducible, since, for example, depending on the contact pressure, material abrasion occurs which influences the measurement result in an unpredictable manner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache Weise eine sichere Aussage über eine mögliche Geräuschentwicklung bei der Reibbewegung zweier Materialien zulässt.Of the Invention is the object of a device of the initially to create a kind of safe statement about a simple way possible noise in the friction movement of two materials permits.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.The Invention solves This object is achieved by the features of patent claim 1.

Im Gegensatz zu der bekannten Rüttelvorrichtung werden nunmehr die beiden Reibpartner im Labor, d.h. im nicht eingebauten Zustand, einer gezielten Relativbewegung 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 analysieren. Fertigungstoleranzen, die sich auf das Ergebnis bei Untersuchung im eingebauten Zustand auswirken, lassen sich dabei eliminieren.in the Contrary to the known vibrating device Now the two friction partners in the laboratory, i. not built in Condition, subjected to a targeted relative movement. By the Training the top, it comes ideally to a punctual contact of the two materials. With it opened the opportunity the influence of the friction surface associated with the deviation from the ideal state and effective frictional force and thus the bearing pressure to analyze. Manufacturing tolerances, focusing on the result of examination when installed, can be eliminated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche und ermöglichen weitere detaillierte Untersuchungen der bei der Relativbewegung auftretenden Geräusche. Die Hin- und Herbewegung des ersten Materials auf und mittels einer ebenen Platte ermöglicht es, die Einflußfaktoren Relativbewegung und Auflagekraft zu entkoppeln. Die Auflagekraft wird im wesentlichen durch Anpressen der Spitze auf der Platte erzeugt, während die Relativbewegung der beiden Reibpartner durch Bewegen der Platte durchgeführt wird. Die Verwendung eines Kurbeltriebs liefert mit einfachen Mitteln reproduzierbare Ergebnisse.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the further claims and enable further detailed investigations of the relative movement occurring noises. The Back and forth movement of the first material on and by means of a level plate allows it, the influencing factors Decouple relative movement and contact force. The bearing force is essentially produced by pressing the tip on the plate, while the Relative movement of the two friction partners by moving the plate carried out becomes. The use of a crank mechanism delivers by simple means reproducible results.

Eine vorzugsweise elastische Lagerung des die Spitze bildenden zweiten Materials in einem Probekörper verhindert Bedämpfungen oder andere unerwünschte Einflüsse der Spitzenhalterung. Die elastische Lagerung läßt eine freie und nur durch die Reibung verursachte Bewegung der Spitze relativ zur Platte zu.A preferably elastic support of the second forming the tip Materials in a test piece prevents dampings or other unwanted influences the lace holder. The elastic storage leaves a free and only by the friction caused movement of the tip 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.Becomes the top in addition variably adjusted in their bearing force on the first material, so allows this is also an improvement of the investigation, since now too the influence of Ability can be studied.

Neben einem akustischen Aufnehmer, beispielsweise in Form eines Mikrofons für die untersuchten Geräusche kann zusätzlich auch in der Nähe der Spitze ein Beschleunigungsgeber angeordnet sein. Dessen Ausgangssignal korreliert i.d.R. mit dem des akustischen Aufnehmers. Im Idealfall kann anstelle des akustischen Aufnehmers allein der Beschleunigungsgeber verwendet werden. Dessen Ausgangssignal ist ein gutes Maß für die auftretenden Geräusche.Next an acoustic pickup, for example in the form of a microphone for the examined noises can additionally also near the Tip be arranged an accelerator. Its output signal correlates i.d.R. with the acoustic pickup. Ideally may instead of the acoustic pickup alone the accelerator be used. Its output signal is a good measure of the occurring Sounds.

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, for the movement the tip and the first material two parallel transducers be provided in relation to each other also a statement about the short-term high-frequency oscillations of the tip and thus the Cause of the noise deliver.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel Erfindung näher erläutert. Es zeigtBased The drawing is an embodiment Invention closer explained. It shows

1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem grundsätzlichen Aufbau 1 the device of the invention in its basic structure

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

Die in 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 bestehenden 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.In the 1 The device shown shows a flat plate 1 as a sample table on which a first material 2 is arranged. A second material 3 is to a peak 3 '' formed in an elastically held and made of elastic material sample holder 4 is stored. An accelerometer 5 sits near the top 3 '' , Further, transducers 6 and 7 for the movement of the material 3 and the sample table 1 provided, which are fixed in space. Finally, accesses the sample table 1 a crank mechanism 8th on, whose shaft is about an axis 9 in the direction of an arrow 10 rotates.

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 Relativgeschwindigkeit der beiden Materialien 2 und 3 zueinander können bei der Reibbewegung der Materialien 2 und 3 Knarz- bzw. Quietschgeräusche auftreten. Diese Geräusche korrelieren in ihrem Auftreten mit charakteristischen Beschleunigungssignalen, 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 ermöglichen es, zusätzlich das Schwingungsverhalten des Probenhalters 4 zu analysieren.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 can each other in the friction movement of the materials 2 and 3 Creaking or squeaking noises occur. These noises correlate in their appearance with characteristic acceleration signals associated with the accelerometer 5 recorded and fed to an evaluation device, not shown. In this device also go the output signals of the two transducers 6 and 7 and allow, in addition, the vibration behavior of the sample holder 4 analyze.

Es hat sich gezeigt, daß die Geräuschentwicklung auch von der Oberflächenbeschaffenheit der Materialien 2 und 3 abhängt, die sich beispielsweise bei einer mikroskopischen bzw. rastermikroskopischen Aufnahme erkennen läßt. Durch entsprechende Oberflächenbehandlung der beiden Materialien oder zumindest eines der beiden Materialien lassen sich dann gezielt die auftretenden Geräusche verringernden, wenn nicht sogar beseitigen.It has been shown that the noise also from the surface texture of the materials 2 and 3 depends, for example, in a microscopic or scanning microscopic image can be seen. By appropriate surface treatment of the two materials or at least one of the two materials can then specifically reduce the noise occurring, if not eliminate.

Beim Ausführungsbeispiel von 2 ist eine Möglichkeit gezeigt, die Auflagekraft des Materials 3 auf dem Material 2 zu variieren. Die Darstellung von 2 ist gegenüber der von 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 zusammenwirkt. Der Tragrahmen 13 befindet sich im konstanten Abstand zum Probentisch 1 und ist raumfest angeordnet.In the embodiment of 2 One way is shown, the bearing force of the material 3 on the material 2 to vary. The representation of 2 is opposite to that of 1 turned by 90 degrees. The sample holder 4 sits in a cage 12 which consists essentially of a U-shaped support frame 13 as well as from an adjustment 14 that exists with the base 13 ' of the supporting frame 13 interacts. The supporting frame 13 is at a constant distance to the sample table 1 and is spatially fixed.

Mit Hilfe der Verstellvorrichtung 14 ist der Probenhalter 4 senkrecht zum Probentisch 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 is the sample holder 4 perpendicular to the sample table 1 adjustable. A load cell (not shown) sits at the by an arrow 15 Marked point and serves to the bearing force of the material 3 on the material 2 to determine. compression springs 16 and tension springs 17 serve the elastic storage of the sample holder 4 in the supporting 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 Kurbeltriebs 8 wird es möglich, den Einfluß der Auflagekraft auf die Geräuschentwicklung zu untersuchen.By varying the bearing force of the material 3 on the material 2 and the still possible relative movement of the two materials by means of the crank mechanism 8th makes it possible to investigate the influence of the bearing force on the noise.

Claims (7)

Vorrichtung zur Untersuchung von Quietsch- und Knarzgeräuschen, die bei der Relativbewegung zweier mit ihrer Außenhaut sich berührender Körper als Reibpartner auftreten können, mit folgenden Merkmalen: – das die Außenhaut des ersten Körpers bildende Material (2) ist eben angeordnet, – das die Außenhaut des zweiten Körpers bildende Material (3) ist zu einer zumindest annähernd dazu senkrechten Spitze (3') geformt, – die beiden Materialien sind einer gezielten Relativbewegung zueinander unterworfen, und – in der Nähe der Spitze befindet sich ein Aufnehmer für die auftretenden Geräusche.Apparatus for the examination of squeaking and creaking noises, which may occur as a friction partner during the relative movement of two bodies in contact with their outer skin, having the following features: the material forming the outer skin of the first body ( 2 ) is arranged evenly, - the material forming the outer skin of the second body ( 3 ) is at an approximately perpendicular to at least approximately ( 3 ' ), - the two materials are subjected to a targeted relative movement to each other, and - near the top is a pick-up for the noises occurring. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Außenhaut des ersten Körpers bildende Material auf einer ebenen Platte (1) angeordnet ist, die hin- und her beweglich ist.Device according to Claim 1, characterized in that the material forming the outer skin of the first body is placed on a flat plate ( 1 ) is arranged, which is movable back and forth. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Platte durch einen Kurbeltrieb (8) erfolgt.Apparatus according to claim 2, characterized in that the movement of the plate by a crank mechanism ( 8th ) he follows. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Außenhaut des zweiten Körpers bildende Material in einem elastisch gelagerten Probehalter (4) sitzt.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the material forming the outer skin of the second body in an elastically mounted sample holder ( 4 ) sits. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (3') in ihrer Auflagekraft auf das erste Material variabel ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tip ( 3 ' ) is variable in their bearing force on the first material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Spitze ein Beschleunigungsgeber (5) sitzt.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the vicinity of the tip an acceleration sensor ( 5 ) sits. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Spitze und der Platte durch zwei parallel wirkende Wegaufnehmer (6, 7) überwacht ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the movement of the tip and the plate by two parallel-acting displacement sensor ( 6 . 7 ) is monitored.
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