DE2010984A1 - Meßkorper zur Bestimmung des Abriebes - Google Patents

Description

• Meßkörper zur Bestimmung des Abriebes Die Erfindung betrifft einen Meßkörper zur Bestimmung des Abriebes von Bauteilen, z0B. Bremebacken oder Gummireifen von Fahrzeugen. Dieser Meßkörper soll es ermöglichen, den durch Abnützung entstandenen VerschleiB quantitativ festzustellen.
• Es ist zur Messung des Abriebes z.B. bei Fahrzeugreifen bekannt, in die Gumnischicht der Lauffläche farbige Drähte einzulegen. Diese Drähte liegen unter der Oberfläche des Reifens in einer dem zulässigen Abrieb. entsprechenden Tiefeund.
• werden bei fortgeschrittenem Verschleiß an der Oberfläche sichtbar. Auf diese Weise wird die notwendige Auswechslung des Reifens angezeigt. Nachteilig ist, daB das Sichtbarwerden des Drahtes nichts Genaues über die vorhandene Dicke des Reifenquerschnìttçs aussagt. Aber aucli eine genaue Messung des angeschnittenen Drahtquerschnitts würde eine zweideutige Aussage erheben, da eine Kreisfläche angeschnitten wird. Denn diese ergibt - mit Ausnanme des Mittelschnittes - immer zwei gleichgroße Querschnitte in jeweils dem gleichen Abstand über bzw. unter der Mittelachse. Beim Erscheinen des Drahtes auf der Oberfläche kann also nur festgestellt werden, daß der Abrieb innerhalb eines durch die Drahtdicke gegebenen Toleranzbereiches liegt. Das genaue Lagern des Drahtes in der leeren Form bringt weitere Schwierigkeiten mit sich.
• Jill man andererseits den Abrieb durch Messung der Rillentiefe bestimmen, s-o sind umständliche Messungen mit einem besonderen Meßgerät erforderlich. Hierbei wird aber die genaue Messung oft durch Feuchtigkeit, Schmutz oder S-chnee gestört wenn nicht verhindert.
• Der Erfindung liegt dahe-r die Aufgabe zu Grunde, einen Meßkörper zur Bestimmung des Abriebes so auszubilden, daß man durch seine sichtbare geometrische Form mehrere Abriebdicken zahlenmäßig bestimmen kann und dadurch rechtzeitig auf den nötigen Wechsel des Bauteils hingewiesen wird, ohne daß der Toleranzbereich des noch vorhandsnen Restquerschnittes zu @roß ist Dise@ Bestimmun@ soll scnnell und sicher durchgeführt @erden. Ein Meßgerät soll @@erbei @i@n@ verwendet werden. Fe@lanzei@en durc@ Abla@eru@en @aren bei der Bestimmung auszuschalten.
• Diese Auf@abe wird erfindun@@gemäß durch einen Me@körper gelöst, cer dadurch gekhnzeichnet ist, daß der in jedem Verschleißzustand die jeweilige Au#ßenfläche des Bauteils bildende und senkrecht nur Verschleißrichtun@ gemessene querschnitt dee Meßkörpers in Verschleißrichtung stetig und/oder in Stufen verändert ausgebiLdet ist. Bei zunehmendem Abrieb werden aul der Außenfläche de@ Bauteils Querschnitte des Meßkörpers sichtbar, die dem jeweiligen Gesamtabrieb entsprechen und sich mit weiter zunehmendem Abrieb in inrer Form verändern. Dadurch werden ein deutiÕ mehrere Werte des Abrieb durch Zuordnung zu bestimmten freiliegenden Querschnitten @es Meßkörpers angezeigt. Hierbei ist e@ @icht nötig, irgendwelche Messungen auf der me@st verunrein-gten Außenfläche des Bauteils vorzune@@en.
• Wird ir weiterer Ausbildung der @rfindung der Querschnitt des Meßkörpers in Verschleißrichtung zunehmend ausgebildet, so ist eine sichere Erkennbarkeit des zun@hmenden Abriebes @ewährleistet.
• Um den Verschleiß noch genauer bestimmen zu können, wird der Meßkörper aus mindestens zwei Werkstoffen unterschiedli@ner Art oder Struktur aufgebaut und der Querschnitt der Werkstoffe in Verschleißrichtung stetig und/oder in Stufen verändert ausgebildet.
• Eine besonders leichte Bestimmun@ mehrerer Abriebszustände wird erzielt, wenn erfindun@sgemäß bei gleichbleiben@em Gesamtquerschnitt des Meßkörpers der Querschnitt des einen !erkstoffes in Verschleißrichtung zunimmt, der Querschnitt ds nderen abnimmt. Andererseits kann bei sich veränderdem Gesamtquerschnitt des Meßkörpers der Querschnitt des einen Werkst@ffes in Verschleißrichtung zunehmen, der Querschnitt des anderen Werkstoffes abnehmen.
• Besonders @eei@net ist der Meßkörper zur Bestimmun@ de.
• Abriebes von Gummiteilen, z.B. Fahrzeugreifen, Laufrollen von Kettenfahrzeugen oder Förderbändern und endlos umlaufenden Pörder-Trep;pen oder ABändern. Als Werkstoff kann hier beispielsweise unterschiedlich eingsfärbter Gummi verwendet werden mit ähnlichen physikalischen und technologischen Eigenschaften wie der Werkstoff des zu prüfenden Bauteils damit Bauteil und Meßkörper gleich stark beansprucht weiden und gleich schnell verschleißen.
• Zur Bestimmung des Abriebes von großen Flächen oder sehr langen Teilen werden auf einem Band mehrere Meßkörper unterschiedlicher Höhe und/oder unterschiedlichen Querschnitts nebeneinander angeordnet0 Die Meßkörper können auch aus mehreren unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut werden und mit dem Band unlösbar verbunden seine Die erfindungsgemäße Ausbildung des Meßkörpers ist also nicht auf gleichbleibenden Gesamtquerschnitt eingeschränkt, sondern kann durch entsprechende Ausbildung den jeweiligen Bauteilen, Abmessungen und Werkstoffen entsprechend angepaßt werden, wobei die Grundidee der Erfindung, die Veränderung des Querschnitts @it eindeutiger Zuordnung zu mehreren Größen des Abriebes, erhalten bleibt0 Die Meßkörper können in die fertigen, mit Leerräumen versehenen Bauteile eingebracht werden5 indem man sie in diese Leerräume einpreßt Hierbei kann es u,U. von Vorteil sein, wenn der Meßkörper als plastisch verformbare Masse in den Leerraum gedrückt wird und erst hier beim Erkalten oder durch chemische Umsetzung zu einem festen Körper erstarrt.
• In den Abbildungen sind beispielsweise einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Meßkörpers dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Meßkörper mit stetig und gleichzeitig stufenweise verändertem Querschnitt, Fig. 2 - 5 Meßkörper mit stufenweise verändertem Querschnitt Fig. 6 die Ausbildung eines Meßkörpers zur Verwendung in Gummire@fen, Fig. 7 und 8 auf Band angeordnete Meßkörper zur Messung in großen @der langen Bauteilen.
• Um eine stetige Anzeige des Abriebes zu erhalten,wird der Meßkörper beispielsweise als Zylinder ausgebildet und durch eine diagonal verlaufende Trennebene A-A in zwei gleichg:roße Teile aufgeteilt (Fig. ia). Die beiden Teile werden von ewei unterschiedlichen Werkstoffen I und II gebildet, die eine vordere und eine hintere Hälfte des Zylinders bilden und in der Trennebene A-A zusammenstoßen, Als Werkstoffe können hier bei Bremsbacken aus Gußeisen beispielsweise Eisensorten unterschiedlicher Korngröße oder Zusammensetzung und bei Gummireifen unterschiedlich, z.B. rot und grün eingefärbter Gummi verwendet werden. In seinem hinteren Teil besitzt der Meßkörper noch einen Konus aus dem Werkstoff III oder 1. Der Konus zeigt mit seiner jeweils freiliegenden Kreisfläche an, wieweit der Abrieb, gemessen von der Konusspitze aus, schon vorgedrungen ist. Hierbei könnte zusätzlich, was aber im allgemeinen nicht beabsichtigt ist, die Kreisfläche leicht ausgemessen werden (Fig. 1g).
• Der Meßkörper wird so in den zu prüfenden Bauteil eingebaut, daß er mit seiner vorderen Fläche mit der verschleißenden Außenfläche des Bauteile abschließt (Fig. ih). Sollten bei einer kleineren Gesamttoleranz genauere Werte des Abriebes erzielt werden, so kann der Meßkörper auch so tief in den Bauteil eingesetzt werden, daß erst nach einem vorgegebenen Verschleiß seine Vorderfläche an der Außenfläche des Bauteile freigelegt wird.
• Yerschleißt der Bauteil, so verschiebt sich seine Außenfläche (Fig. la, Ebene b-b). Die jetzt freigelegte Vorderfläche des Meßkörpers, die vor Beginn des Abriebes als Kreisfläche aus dem Werkstoff I zu sehen war, zeigt jetzt eine Trennlinie -2 als Schnitt mit der Trennebene A-A und besteht aus einem großen Kreisabschnitt (Werkstoff t) und einem kleinen Kreisabschnitt (Werkstoff II, Fig. 1b), wobei Form und Größe des Gesamtquerschnitts erhalten bleiben.
• Nit zunehmendem Abrieb wandert die Trennlinie T-T stetig weiter nach rechts, wobei sich der Flächenanteil von I vermindert, der von II vergrößert (Fig. 1c - 1f). Bei weiterem Abrieb wird auch der Kegel III angeschnitten (Fig. 1g). Entsprechend dem stetigen Verlauf der Trennlinie T-T ist die Zunahme.des Abriebes eindeutig und quantitativ feststellbar0 Durch das Erscheinen eines Mittelkreises als Schnitt des Kegels III ergibt sich eine zusätzliche Anzeige eines vorher bestimmten Abriebwertes bei stetiger Formveränderung der gesamten Kreisfläche des Meßkörpers.
• Der Meßkörper in Ausbildung nach Fig. 2 weist 5 zylindrische und parallel zueinander angeordnete Stifte mit unterschiedlichen Längen auf. Der Querschnitt der Stifte kann beliebig, z.B. dreieckig oder quadratisch, ausgeführt werden. Dabei ist der S@ift 1'am kürzesten, der STift 5' am längsten. Alle Stifte beginnen in der Vorderfläche des Meßkörpers, sie können, aber auch wie schon beschrieben unter dieser angeordnet seine Ohne. Verschleiß zeigt der Meßkörper an seiner Vorderfläche eine Kreisfläche mit 5 kleinen Kreisen entsprechend den 5 Stiften 1' bis 5'. Ist der Verschleiß bis zur Ebene c-c vorgedrungen, so sind nur noch die 4 Kreise der Stifte 2'- 5' sichtbar, da der Stift 1' infolge seiner Kürze in dieser Ebene nicht mehr auftaucht.
• Mit weiter zunenmendem ?erschleiß- nimmt die Zahl der auf der Außenfläche sichtbaren Stifte entsprechend ihrer Länge ab (Fig. 2c-2f), bis schließlich nur noch der aus dem Werkstoff I bestehende Querschnitt des Meßkörpers sichtbar bleibt. Durch die 5 Stifte 1' bis 5' wird es damit möglich, 6 Abriebtiefen eindeutig anzuzeigen und dadurch den, Abrieb innerhalb von 6 Toleranzgebieten ohne Messungen oder Berechnungen anzugeben Statt der zylindrischen Stifte können Schlitze vorgesehen werden, die unterschiedlich lang sind. Diese Schlitz-e können z.B. ein vierstrahliges (Fig. 3) oder ein sechsstrahliges (Fig. 4) Kreuz bilden. Je nach der Größe des Verschleiß-es nimmt die Zahl der an der Außenfläche des Bauteils sichtbar werdenden Schlitze von 4 bis auf 0- ab, bis das Kreuz verschwunden ist (Fig,. 3b-3e). Auf diese Weise ergibt sich eine Anzeige. von 5, Abriebbereichen in Toleranzen, die dem Unterschied der Lange zweier benachbarter Schlitze entspreche. Bei einem Kreu'z'-: mit- 6 Strahlen (Fig. 4) ergeben sich entsprechend 7 Abriebbereiche (Fig. 4b - g).
• Fig. 5 zeigt einen ähnlich aufgebauten @eßköper aus zwei Werkstoffen mit geraden ocalitzen und 6 Toleranzbereicnen.
• Bei Verwendung nur eines @erkstoffes kann der zylindriscn aus@etildete Meßkörper außen mit Rillen unterscniedlicner Länge versehen werden. Mit zunehmendem Abrieb nimmt dann die Zahl der an der Außenfläche sichtbaren Rillen ab und es ergibt sich so ein Maß für die Größe des Abriebes.
• Soll der Meßköper in Fahrzeugreifen ein@esetzt werden, so ist es notwendig, ihn fest in der Lauffläche zu verankern, Hierzu wird er entweder vor der Herstellun@ des Reifens in die leere Form eingebracht oder nach der Herstellung von außen in die Außenfläche des Reifens eingepreßt. Zur genaue Fixierung der Lage kann die Borm zur Herstellung des Reifens an ihrer Innenfläche mit Ausnehmungen versehen werd@n, in welche die mit entsprechend ausgebildeten Erweiterungen versehenen Meßkörper fixiert eingeleg-t werden. Nach der Ferti@stellung des Reifens können überstehende Teile des Meßkörpers, die nicht verwendet werden sollen, abgetrennt werden. werden die Meßkör@er in den Reifen eingepreßt, so ist es zweckmäßig, sie an inrer Rückseite mit Vorsprüngen, z.B. in T~Form nach Art einer Hammerkopfschraube, auszubilden, wie es bei Drahtnägeln bekannt ist (Fig 6). Man kann sie aber auch einschweißen oder einkleben oder an ihrem Umfang konisch ausbilden, um eine sichere Fixierung zu gewährleisten.
• Bei der Bestimmung des Abriebes auf @rößeren Flächen ist es zeitraubend und unwirtschaftlich, wenn d@r @eßkörper mehrfach nebeneinander in die Oherfläcne des Bauteils ein@epret werden muß. Vorteilhafter ist es, die Meßkörper in diesem Fall als Streifen oder Band auszubilden, das z.B. bei der Verwendung von zwei Werkstoffen den Abrieb stetig anzeigt (Fig. 7).Verwendet man nur einen Werkstoff, so kanu der @treifen mit unterschiedlich nohen, voneinander @etrennten Erhöungen versehen werden. Diese treppenförmi@en Vorsprünge oder Stufen treten mit zuneLumendem Abrieb nacheinander an die Oberfläche und zei;-en den Abrieb genau an (Fig.801 - c3).
• Auf diese Weise kann der Abrieb durch den Einbau an jeder beliebigen Stelle des Bauteils objektiv und schnell bestimmt werden. Besonders vorteilhaft ist nierbei, daß keine Meßgeräte benutzt werden müssen, was vor allem dort zweckmäßig ist, wo Zeit und Kosten gespart werden sollen oder geeignete Kräfte zur Durchführung genauer Messungen nicht verfügbar sind. Störungen durch Ablagerungen oder Schmutz können das Prüfergebnis nicht beeinflussen.

Claims (8)

Paten.,ansprüche

1. Meßkörper zur Bestimmung des Abriebes von Bauteilen, zOBo Bremsbacken oder Glemmiteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der in jedem Verschleiftzustand die jeweilige Außenfläche des Bauteils bildende und senkrecht zur Verschleißrichtung @emessene Querschnitt des Meßkörpers in Verschleißrichtung stetig und/oder in Stufen verändert ausgebildet ist

2. Meßkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Meßkörpers in Verschleißrichtung zunehmend ausgebildet ist.

3. Meßkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mindestens zwei Werkstoffen unterschiedlicher Struktur aufgebaut ist und daß der Querschnitt der Werkstoffe in Verschleißrichtung stetig und/oder in Stufen verändert ausgebildet ist.

4. Meßkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Gesamtquerschnitt des Meßkörpers der Querschnitt des einen Werkatoffes in Verschleißrichtung zunimmt, der Querschnitt des anderen Werketoffes abnimmt.

5. Meßkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich veränderndem Gesamtquerschnitt des Meßkörpers der Querschnitt des einen Werkstoffes in Verschleißrichtung zunimmt, der Querschnitt des anderen Werkstoffes abnimmt.

6. Meßkörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Abriebes ton Gummiteilen als Werkstoff unterschiedlich eingefärbter Gummi mit ähnlichen physikalischen und technologischen Eigenschaften wie der Werkstoff des zu prüfenden Bauteils verwendet wird.

7. Meßkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Band mehrere Meßkörper unterschiedlicher Höhe und/oder unterschiedlichen Querschnitts nebeneinander angeordnet wird,

8. Meßkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er als plastische Masse in entsprechend ausgebildete Leerräume des Bauteile eingebracht ist und in den Leerräumen erstarrt.

L e e r s e i t e