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Verfahren und Prüfeinrichtung zur Fest-
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stellung eines korrigierten Überstandswertes, vorzugsweise des Lastfrei-überstandes
an Gleitlagerschalen Gemäß DIN ISO 6524 (Entwurf Mai 1981) und ISO 6524 (1.Ausgabe
1983-12-15) wird der Überstand einer Gleitlagerschale unter einer Prüfkraft gemessen,
die gemäß Prüfmethode A an der einen Teilfläche des Gleitlagers oder gemäß Prüfmethode
B an beiden Teilflächen des Gleitiagers angreift. Dabei wird eine Druckspannung
von etwa 100N/mm2 erzeugt.
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Wie durch einen Aufsatz "Die Berechnung des Preßsitzes von Gleitlagerschalen"
des Erfinders in MTZ motortechnische Zeitschrift, Jahrgang 22, Heft 2 und 4/61 bereits
bekannt, I ist für die konstruktive Auslegung der Lager jedoch der lastfreie Überstand
von Bedeutung. Dieser berechnet sich aus der gemessenen Umfangslänge unter Prüfkraft
und der Verkürzung der Lagerschale unter der von der Prüfkraft verursachten tangentialen
Druckspannung im Lager. Unter Vernachlässigung der Reibung ließe sich diese Verkürzung
unter der Druckspannung sehr einfach nach dem Hook'schen Gesetz berechnen. Jedoch
hat die während des Prüfvorganges zwischen der äußeren Umfangsfläche der zu prüfenden
Gleitlagerschale und der halbzylindrischen Aufnahmebohrung der Meßaufnahme herrschende
Reibung wesentlichen Einfluß auf die Verkürzung der Gleitlagerschale unter dem Einfluß
der Prüfkraft, insbesondere bei Benutzung der Meßmethode A. Schon allein bei der
Messung des Überstandes unter Prüfkraft tritt dadurch eine starke Streuung und somit
nur geringe Reproduzierbarkeit der Meßwerte für den Überstand unter Prüfkraft auf.
Der so ermittelte Wert für den Überstand unter
Prüfkraft ist vielfach
wegen des Reibungseinflusses nicht für die Berechnung von Lageranordnungen geeignet,
so daß es für viele Zwecke wünschenswert erscheint, einen korrigierten Wert für
den Überstand unter Meßkraft zur Verfügung zu haben, der sich durch höhere Reproduzierbarkeit
auszeichnet.
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Der für Lagerberechnungen erwünschte Lastfrei-Uberstand mußte bisher
unter Berücksichtigung des Reibungseinflusses während des Prüfvorganges nachträglich
berechnet werden, wobei die jeweils auftretende Größe des Reibungseinflusses unbekannt
war. In dem genannten Aufsatz des Erfinders wird deshalb empfohlen, für die Berechnung
der Verkürzung der Gleitlagerschale unter dem Einfluß der Prüfkraft einen Reibungskoeffizienten
von u = 0,15 für die zwischen der Außenfläche der zu prüfenden Gleitlagerschale
und der Aufnahmebohrung der Meßaufnahme anzunehmen. Tatsächlich ist aber der Reibungseinfluß
relativ stark schwankend. Mit der nachträglichen Ermittlung unter Zugrundelegung
eines mittleren Reibungskoeffizienten p = 0,15 läßt sich damit nur eine ungefähre
Ermittlung des Lastfrei-Uberstandes einer Gleitlagerschale aus dem unter Prüfkraft
gemessenen Überstandswert ermitteln, insbesondere wenn Prüfmethode A gemäß DIN ISO
6524 angewandt worden ist.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen,
sofort bei der Überstandsprüfung von Gleitlagerschalen einen korrigierten Uberstandswert,
insbesondere den Lastfrei-Überstand, d.h. denjenigen Überstandswert der jeweiligen
Gleitlagerschale festzustellen, der sich ohne die von der Prüfkraft verursachte
Verkürzung der Gleitlagerschale ergibt.
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Ausgehend von den aus DIN ISO 6524 bekannten Prüfmethoden A und B
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem die an mindestens
einer in festgelegtem Abstand von der die Prüfkraft aufnehmenden Teilfläche liegenden
Stelle der jeweiligen Gleitlagerschale bzw. des Meßblockes herrschende Prüfkraft-Komponente
gemessen wird und aus den Werten von angelegter Prüfkraft, gemessener Prüfkraft-Komponente,
Abstand der Meßstelle der Prüfkraft-Komponente von der mit der Prüfkraft beaufschlagten
Teilfläche, dem unter dem Einfluß der Prüfkraft gemessenen Oberstandswert sowie
aus den vorgegebenen Abmessungen der Gleitlagerschale und dem Elastizitätsmodul
des Material der Gleitlagerschale die zwischen der äußeren Umfangsfläche der Gleitlagerschale
und der Oberfläche der Aufnahmebohrung herrschende Reibkraft-Funktion berechnet
und der Einfluß der Prüfkraft auf den Wert des Überstandes und unter Berücksichtigung
dieser Reibkraftfunktion rechnerisch eliminiert wird und daß der so modifizierte
Uberstandswert als Lastfreiüberstand angegeben, vorzugsweise direkt angezeigt wird.
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Durch die Erfindung wird nicht allein der Wert- des Lastfrei-Überstandes
einer zu prüfenden Gleitlagerschale unmittelbar zur Verfügung gestellt, sondern
es werden die bei jedem Prüfvorgang jeweils herrschenden Reibungsverhältnisse festgestellt
und bei der Eliminierung des Prüfkraft-Einflusses auf den überstand direkt berücksichtigt.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren festgestellte Wert des Lastfrei-überstandes ist
damit frei von der durch die Annahme eines mittleren Reibungskoeffizienten, bedingten
Fehler.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit eine für die Praxis vorteilhaft
ausführbare Möglichkeit zur Feststellung des Lastfrei-Überstandes von Gleitlagerschalen,
wobei der Lastfrei-Überstand eine von der Prüfmethode der
Gleitlagerschalen
unabhängige allein durch die Fertigung der Gleitlagerschale bestimmte Größe ist,
und mittels sehr komplizierter Verfahren auch ohne die Anwendung eines der üblichen
Prüfmethoden A oder B gemäß DIN ISO 6524 ermittelt werden könnte.
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Andererseits hat das erfindungsgemäße Verfahren auch besondere Bedeutung
hinsichtlich der Messung des Überstandes unter Prüfkraft, also hinsichtlich der
herkömmlichen Überstandsmessung gemäß DIN ISO 6524. Durch den Einfluß der Reibung
wären reproduzierbare Meßergebnisse für den Überstand unter Druck nur erzielbar,
wenn gleichbleibende Reibungsbedingungen gewährleistet werden können.
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Durch die Ermittlung der Reibungsbedingungen kann das erfindungsg
äße Verfahren auch zur Eliminierung des Reibungseinflusses bei der Messung des Uberstandes
unter Druck herangezogen werden, so daß die Meßergebnisse für den Überstand unter
Druck entsprechend korrigiert und als tatsächliche reproduzierbare Messung des Überstandes
für solche Fälle zur Verfügung gestellt werden können, in denen der Wert des Überstandes
unter Druck für den Einsatz der jeweiligen Gleitlagerschalen von Bedeutung ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat besondere Bedeutung in Verbindung
mit der Anwendung von Prüfmethode A gemäß DIN ISO 6524, weil bei dieser Prüfmethode
ein beträchtlichter Reibungseinfluß besteht sowohl hinsichtlich der Feststellung
des lastfrei-Oberstandes als auch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse
für den überstand unter Druck. In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird daher vorgeschlagen, daß bei Anwendung von Prüfmethode A gemäß DIN ISO 6524,
bei der die Gleitlagerschale mit einer Teilfläche an einen die halbzylindri te Aufnahmebohrung
des Meßblockes
einseitig begrenzenden festen Anschlag angelegt
und nur an der frei liegenden Teilfläche mit der Prüfkraft beaufschlagt und nur
an der freiligenden Teilfläche der Überstand der Gleitlagerschale gegenüber der
Aufnahmebohrung gemessen wird, die am festen Anschlag unter dem Einfluß der Prüfkraft
auftretende Abstützkraft als Prüfkraft-Komponente gemessen und die Umfangslänge
der Gleitlagerschale als der Abstand der Meßstelle der Prüfkraft-Komponente von
der mit der Prüfkraft beaufschlagten Teilfläche eingesetzt wird. Diese Variante
des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich durch besonders einfache Durchführbarkeit
aus.
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Für Gleitlagerschalen mit größerem Durchmesser insbesondere solche
mit Durchmesser zwischen 340 mm und 500 mm, für deren Prüfung in DIN ISO 6524 die
Prüfmethode B ausschließlich empfohlen wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren
ebenfalls von erheblicher Bedeutung, weil bei Gleitlagerschalen solcher Durchmessergröße
ebenfalls der Reibungseinfluß erheblich wird. Dementsprechend wird für das erfindungsgemäße
Verfahren vorgeschlagen, daß bei Anwendung von Prüfmethode B gemäß DIN ISO 6524,
bei der die Gleitlagerschale an beiden Teilflächen mit der Prüfkraft beaufschlagt
und an beiden Teilflächen ein Dberstandswert gemessen wird, an einer oder mehreren
vorher festgelegten Stellen die im Meßblock herrschende mechanische Spannung als
Maß für die aufgrund von Reibung zwischen der Rückenfläche der Lagerschale und der
Innenfläche der Aufnahmebohrung im Meßblock von der Lagerschale auf den Meßblock
übertragene Prüfkraft-Komponente gemessen wird.
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Zur Sicherstellung einer hohen Reproduzierbarkeit sollte im Rahmen
der Erfindung vorzugsweise die an einer gewählten Meßstelle herrschende Prüfkraft-Komponente
möglichst
meßwegfrei gemessen werden.
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Die Erfindung betrifft auch Prüfeinrichtungen zur Feststellung eines
korrigierten Uberstandswertes, vorzugsweise des Lastfrei-Oberstandes von Gleitlagerschalen.
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Diese Prüfeinrichtungen sollen möglichst einfach handhabbar sein und
möglichst unmittelbar den gewünschten korrigierten Überstandswert, beispielsweise
den Lastfrei-Überstand zur Verfügung stellen.
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Ausgehend von einer für iiberstandsmessung nach Prüfmethode A gern.
DIN ISO 6524 ausgebildeten Prüfeinrichtung, die eine blockförmige Meßaufnahme mit
halbzylindrischer Aufnahmebohrung und einen die Aufnahmebohrung einseitig begrenzenden
festen Anschlag sowie Einrichtungen zum Auflegen einer vorher festgelegten Prüfkraft
auf die freie Teilfläche der Gleitlagerschale und Einrichtungen zum Messen des überstandes
der mit der Prüfkraft beaufschlagten Teilfläche gegenüber der halbzylindrischen
Aufnahmebohrung enthält, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die feste Anlage
mit Einrichtungen zum Messen der von der angelegten Teilfläche der Gleitlagerschale
auf die Anlage übertragenen Kraft ausgestattet ist, und daß eine den Wert des korrigierten
Uberstandes, insbesondere des Lastfrei-Uberstandes, der zur Prüfung eingesetzten
Gleitlagerschale ermittelnde, die Meßwerte von Prüfkraft, überstand und auf die
feste Anlage übertragener Kraft aufnehmende Auswertungsvorrichtung angeschlossen
ist, Abgesehen von der erforderlichen Einstellung von für die zu prüfende Gleitlagerschale
kennzeichnenden Daten, wie Abmessungen und Elastizitätsmodul des für die Gleitlagerschale
benutzten Materials, stellt diese Vorrichtung keine zusätzlichen Anforderungen an
den Benutzer. Sie stellt direkt yewünschte korrigierte Uberstands-Werte, sei es
ein korrigierter Wert des Überstandes unter Druck
oder des Lastfrei-Überstandes
zur Verfügung.
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Um eine möglichst meßwegfreie Messung der an der festen Anlage herrschenden
Prüfkraft-Komponente zu erreichen, kann vorzugsweise die feste Anlage mit einer
piezoelektrischen Kraftmeßeinrichtung versehen sein.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung, bei
der nach der Prüfmethode B gem. DIN ISO 6524 gearbeitet werden kann, also eine blockförmige
Meßaufnahme mit halbzylindrischer Aufnahmebohrung sowie zu beiden Seiten der Aufnahmebohrung
angeordnete Einrichtungen zum Auflegen einer vorher festgelegten Prüfkraft auf beide
Teilflächen der Gleitlagerschale und Einrichtungen zum Messen des Überstandes beider
Teilflächen gegenüber der halbzylindrischen Aufnahmebohrung vorgesehen sind, wird
gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die blockförmige Meßaufnahme an mindestens einer
vorher festgelegten Stelle mit Abstand vom Ende der halbzylindrischen Aufnahmebohrung,
jedoch benachbart zu deren Innenfläche, mit Einrichtungen zum Messen der in der
Meßaufnahme augenblicklich herrschenden mechanischen Spannung auszustatten, wobei
ebenfalls eine Auswertevorrichtung vorzusehen ist, die zur Ermittlung des gewünschte
korrigierten überstandswertes, insbesondere des Lastfrei-Uberstandes ausgestattet
ist und dazu die gemessenen Werte der Prüfkraft, des Uberstandes und der in der
Meßaufnahme augenblicklich herrschenden mechanischen Spannung aufnimmt. Die Messung
der mechanischen Spannung kann mittels in der vorher festgelegten Spannungs-Meßstelle
der Meßaufnahme angebrachte Dehnungs-Meßstreifen erfolgen.
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Die Auswertevorrichtung kann bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung
mit einer Recheneinheit ausgestattet werden, an die sich dann Einrichtungen für
direkte Anzeige und/oder Registrierung der jeweils gewünschten korrigierten Überstandswerte
anschließen, und zwar des Lastfrei-Uberstandes und/oder des korrigierten Überstandes
unter Druck. Außerdem können Einrichtungen für direkte Anzeige und/oder Registrierung
des Verhältnisses von Prüfkraft und gemessener Prüfkraft-Komponente bzw.
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sonstiger für den Reibungseinfluß charakteristische Größen vorgesehen
sein. Schließlich können auch Einrichtungen für direkte Anzeige und/oder Registrierung
für das Durchmesserübermaß des Lagerschalendurchmessers und den Durchmesser der
Lageraufnahme des Prüfblocks, beides in freiem Zustand, an die Recheneinheit der
Auswertevorrichtung angeschlossen sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen
Prüfeinrichtung, die für Prüfmethode A gem.
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DIN ISO 6524 eingerichtet ist; Fig. 2 das Schema einer erfindungsgemäßen
Prüfeinrichtung, die für Prüfmethode B gem.
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DIN 1SO 6524 eingerichtet ist und Fig. 3 das Blockschaltbild einer
erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung.
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Bei der in Figur 1 schematisch dargestellten, nach Meßmethode A gemäß
DIN ISO 6524 arbeitenden Prüfeinrichtung 10 sind eine Meßaufnahme 11, ein beweglicher
Meßkopf 12 mit einem beweglichen Meßbalken 13 und einem Meßwertaufnehmer 14 für
den Oberstand 5N sowie ein Meßaufnahmeblock 15 mit halbzylindrischer Aufnahmebohrung
für die zu prüfende Gleitlagerschale 16 vorgesehen. Der Meßaufnahmeblock 15 trägt
eine die halbzylindrische Aufnahmebohrung an einer Seite überragende feste Anlage
17, in deren die Aufnahmebohrung überragenden Teil an der Unterseite eine piezoelektrische
Kraftmeßeinrichtung 18 von unten her eingesetzt ist, derart, daß die untere ebene
Fläche dieser piezoelektrischen Kraftmeßeinrichtung 18 in der Ebene der von der
Oberseite des Meßaufnahmeblockes 15 gebildeten Bezugsfläche 19 liegt. Die halbzylindrische
Aufnahmebohrung entspricht mit ihrer Innenfläche 20 bzw. ihrem Durchmesser D cb
der teilzylindrisch gewölbten äußeren Umfangsfläche 21 der zu prüfenden Gleitlagerschale
16.
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Für die Durchführung der Prüfung ist die Gleitlagerschale 16 derart
in die halbzylindrische Aufnahmebohrung des Meßaufnahmeblockes 15 einzulegen, daß
ihre eine Teilfläche 22 an der nach dem Inneren der Aufnahmebohrung gerichteten
Oberfläche der piezoelektrischen Kraftmeßeinrichtung 18 anliegt, während die zweite
Teilfläche 23 der Gleitlagerschale 16 an der anderen Seite der halbzylindrischen
Aufnahmebohrung über die Bezugsfläche 19 aus der Aufnahmebohrung herausragt. Auf
diese zweite Teilfläche 23 wird dann der bewegliche Meßkopf 12 mit seinem beweglichen
Meßbalken 13 aufgesetzt. Es wird dann über den Meßkopf 12 und den Meßbalken 13 die
Prüfkraft F auf die Teilfläche 23 der Gleitlagerschale 16 ausgeübt. Unter diesen
Prüfbedingungen greift der Meßwertaufnehmer 14 auf die die Bezugsfläche 19 bildende
Oberfläche des Meßaufnahmeblockes 15 und ergibt einen Meßwert für die Länge, um
die die
Gleitlagerschale 16 unter Einfluß der Prüfkraft F noch
über die Bezugsfläche 19 vorsteht. Dieser Meßwert entspricht einem überstand SN,
, der durch elastische Verformung der Gleitlagerschale 16 aufgrund der Prüfkraft
F gegenüber dem wahren Überstand, d.h. dem Lastfrei-Uberstand synth vermindert ist.
Die elastische Verkürzung des Überstandes aufgrund der auf die eine Teilfläche 23
ausgeübten Prüfkraft F ist jedoch abhängig von der zwischen der Innenfläche 20 der
halbzylindrischen Aufnahme des Meßaufnahmeblockes 15 und der äußeren Umfangsfläche
21 der zu prüfenden Gleitlagerschale 16. Aufgrund dieser Reibung werden Komponenten
der Prüfkraft F von der Gleitlagerschale 16 auf den Meßaufnahmeblock 15 übertragen,
so daß die Abstützkraft F' der Gleitlagerschale 16 an der piezoelektrischen Kraftmeßeinrichtung
18 der festen Anlage 17 als verbleibende Kraftkomponente kleiner sein wird als die
Prüfkraft F.
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Aus der Differenz von Prüfkraft F und Abstützkraft F' wird in der
in Verbindung mit Figur 3 beschriebenen Auswerteeinrichtung eine Reibungskraftfunktion
ermittelt, die zum Korrigieren des gemessenen Uberstandes 5N bzw. zur Ermittlung
des Lastfrei-Überstandes SNth heranzuziehen ist.
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Während gemäß DIN ISO 6524 die Prüfmethode A für Gleitlagerschalen
kleineren Durchmessers (Dbs c 340 mm) einzusetzen ist, kommt für Gleitlagerschalen
größeren Durchmessers (Dbsr 160 mm) die Prüfmethode B in Betracht.
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Wie Figur 2 zeigt, ist eine Prüfeinrichtung 30 für die Durchführung
der Prüfmethode B mit einem auf die Meßaufnahme 11 zu setzenden Meßaufnahmeblock
35 versehen, dessen halbzylindrische Aufnahmebohrung zu beiden Seiten in die Bezugsfläche
19 übergeht. Die zu prüfende Gleitlagerschale 16 ist daher derart in die halbzylindrische
Aufnahmebohrung einzulegen, daß sie zu beiden Seiten über die Bezugsfläche
19
vorsteht. Der in Figur 2 nicht dargestellte Meßkopf weist einen auf die eine Teilfläche
22 der Gleitlagerschale 16 aufzusetzenden beweglichen Meßbalken 32 und einen auf
die zweite Teilfläche 23 der Gleitlagerschale 16 aufzusetzenden festen Meßbalken
33 auf. Ober die beiden Meßbalken 32 und 33 werden die Prüfkräfte F1 und F2 auf
die beiden Teilflächen 22 und 23 der Gleitlagerschale 16 ausgeübt. Jeder der beiden
Meßbalken 32 und 33 ist mit einem Meßwertaufnehmer 34 und 36 verstehen, so daß der
gemessene Überstand SN sich aus der Summe der beiden durch die Meßwertaufnehmer
34 und 36 festgestellten Uberstandswerte ergibt = = N1 + SN2). Wie bei Durchführung
der Prüfmethode A gemäß Figur 1 ist es für die Korrektur des gemessenen über standes
erforderlich, die durch die Prüfkräfte F1 und F2 bewirkte elastische Verkürzung
der Gleitlagerschale festzustellen, wobei wiederum die zwischen der Innenfläche
20 der Aufnahmebohrung des Meßaufnahmeblockes 35 und der zwischen der äußeren Umfangsfläche
21 der Gleitlagerschale 16 herrschende Reibung zu berücksichtigen ist. Aufgrund
dieser Reibung werden Komponenten der Prüfkräfte F1 und F2 auf den Meßaufnahmeblock
35 übertragen. Diese durch die Reibung übertragenen Kräfte erzeugen örtliche Spannungen
innerhalb des Meßaufnahmeblockes 35, die an gewählten, durch den Winkel a desfinierten
Spannungs-Meßstellen mittels Dehnungs-Meßstreifen 38 benachbart zur Innenfläche
20 der halbzylindrischen Aufnahmebohrung zu messen sind. Der gemessene Dehnungswert
6 wird in einer in Verbindung mit Figur 3 erläuterten Auswerteeinrichtung benutzt,
um eine dem jeweiligen Fall entsprechende Reibungskraftfunktion zu ermitteln und
aus dieser Reibungskraftfunktion die zur Korrektur des gemessenen Widerstandswertes
5N zu benutzende elastische Verkürzung der Gleitlagerschale 16 zu berechnen.
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Bei dem in Figur 3 schematisch wiedergegebenen Beispiel enthält eine
Auswertevorrichtung 40 Eingangsstufen 41 bis 46
für die von der
Prüfeinrichtung 10 bzw der Prüfeinrichtung 30 kommenden Meßwerte. Ferner enthält
die Auswertevorrichtung Einstellstufen 47 bis 50 für die charakteristischen Größen
der zu prüfenden Gleitlagerschale 16 und Einstellstufen 51 bis 54 für die gewählte
Prüfkraft bzw. gewählten Prüfkräfte. Das Kernstück der Auswertevorrichtung 40 ist
eine Recheneinheit 55, die eine eigentliche Rechnerstufe 56 und Eingangsstufen 57
bis 59 enthält. An die Recheneinheit 55 sind Anzeigeeinrichtungen 60 bis 64 angeschlossen.
Jeder dieser Anzeigevorrichtungen 60 bis 64 ist ein Ausgang 65 bis 69 beigegeben,
um Registrier einrichtungen für die angezeigten Werte anschließen zu können.
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Im dargestellten Beispiel ist die Auswertevorrichtung geeignet, wahlweise
mit einer Prüfvorrichtung 10 für Meßmethode A oder einer Prüfvorrichtung 30 für
Meßmethode B betrieben zu werden. Es sind dementsprechend zwischen den Eingangsstufen
41 bis 46 für die Meßwerte der Recheneinheit 55 sowie zwischen den Einstellstufen
51 bis 54 für die Meßkraft bzw. die Meßkräfte und der Recheneinheit 55 Umschalter
70 vorgesehen, mit welchen nur diejenigen Eingangsstufen bzw. Einstellstufen mit
der Recheneinheit 55 verbunden werden, die für die jeweils benutzte Prüfmethode
vorgesehen sind. Entsprechende Umschalteinrichtungen 71 können auch im Inneren der
Recheneinheit 55 vorgesehen sein.
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Figur 3 zeigt diese Umschalteinrichtungen 70 und 71 in der Stellung
für Prüfmethode A.
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Im einzelnen ist die Auswertevorrichtung 40 wie folgt aufgebaut: Für
beide Prüfmethoden A und B sind die gleichen Einstellstufen für die charakteristischen
Größen der zu prüfenden Gleitlagerschale vorgesehen, nämlich eine Einstellstufe
47 für den Außendurchmesser Dbs der zu prüfenden Gleitlager-
schale
16, eine Einstellstufe 48 für die Breite L der zu prüfenden Gleitlagerschale 16,
eine Einstellstufe 49 für die Gesamt-Gleitlagerschalen-Dicke eT und eine Einstellstufe
50 für den Elastizitätsmodul E des im wesentlichen die Gleitlagerschale bildenden
Materials.
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Sofern die Prüfung verschiedener Typen von Gleitlagerschalen, beispielsweise
Bund-Gleitlagerschalen, in Betracht kommt, können auch noch weitere Einstellstufen
für charakteristische Größen der zu prüfenden Gleitlagerschalen vorgesehen sein.
Alle diese Einstellstufen 47 bis 50 für charakteristische Größen der zu prüfenden
Gleitlagerschalen 16 arbeiten auf einerVorstufe 59 in der Rechnereinheit 55.
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Für die Durchführung der Prüfmethode A gemäß DIN ISO 6524 sind in
der in Figur 3 dargestellten Auswertevorrichtung 40 eine Eingangsstufe 41 für die
an der piezoelektrischen Kraftmeßeinrichtung 18 gemessene Anlagekraft F' und eine
Eingangsstufe 42 für den vom Meßwertaufnehmer 14 gemessenen Uberstandswert 5N sowie
eine Einstellstufe 51 für die gewählte Meßkraft F vorgesehen. Diese Eingangsstufen
41 und Meßkraft-Einstellstufe 51 arbeiten auf die Vorstufe 57 der Rechnereinheit
55, um die Meßwerte und Einstellwerte zusammen mit einer ermittelten Reibungskraftfunktion
über die geschlossenen Schalter der Schalteinrichtung 71 an die eigentliche Rechnerstufe
56 weiterzugeben.
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Für die Durchführung der Prüfmethode 8 gemäß DIN ISO 6524 sind eine
Eingangsstufe 43 für den am Dehnungs-Meßstreifen 38 gemessenen Dehnungswert E ,
eine Eingangsstufe 44 für den am Meßwertaufnehmer 34 gemäß Figur 2 gemessenen Überstandswert
SN2, eine Eingangsstufe 45 für den am Meßwertaufnehmer 36 gemäß Figur ? gemessenen
Uberstandswert 5N1>
eine Additionsstufe 46 für die beiden gemessenen
Überstandswerte SN1 und SN2 sowie eine Einstellstufe 42 für die über den beweglichen
Meßbalken 32 aufgelegte Prüfkraft F1, eine Einstellstufe 53 für die über den festen
Meßbalken 33 aufgelegte Prüfkraft F2 und eine Einstellstufe 54 für den die Lage
des Dehnungs-Meßstreifens 38 am Meßaufnahmeblock 35 definierenden Winkel a . Alle
diese Eingangsstufen 43 bis 46 und Einstellstufen 52 bis 54 wirken auf eine Vorstufe
58 in der Rechnereinheit 55, um die Meßwerte in für die Auswertung geeignete Form
überzuführen und eine der Prüfmethode B und der jeweils zwischen der äußeren Umfangsfläche
21 der zu prüfenden Gleitlagerschale 16 und der Innenfläche 20 der halbzylindrischen
Aufnahmebohrung herrschenden Reibung entsprechende Reibungskraft-Funktion zu ermitteln
und diese an die eigentliche Rechnerstufe 56 weiterzugeben, wenn die entsprechenden
Schalter der Schalteinrichtung 71 geschlossen sind.
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Die Vorstufen 57 und 58 der Rechnereinheit 55 sind auf den verschiedenen
Meßmethoden A und B entsprechende, unterschiedliche grundsätzliche Reibungskraftfunktionen
gemäß einem Exponentialgesetz vorprogrammiert. Der jeweils zutreffende Exponent
dieses Exponentialgesetzes wird in den Vorstufen 57 und 58 aus der eingestellten
bzw. in den Teil 58a der Vorstufe 58 ermittelten Prüfkraft F und der Prüfkraftkomponente
F' bzw. dem Dehnungsmaß E ermittelt.
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Durch das Umschalten an der Schalteinrichtung 71 wird zugleich das
für die jeweils benutzte Meßmethode geeignete Exponentialgesetz gewählt.
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In der eigentlichen Rechnerstufe 50 werden dann aus allen zugeführten
Meßwerten und Einstellungswerten die für den jeweiligen Fall interessierenden Größen
der geprüften Gleitiagerschale 16 ermittelt. Im Beispiel der Figur 3
ist
dies in erster Linie der Lastfrei-Überstand 5Nth> der an der Anzeigevorrichtung
60 direkt ablesbar ist oder über den Ausgang 65 mit einem Registriergerät aufgenommen
werden kann. Außerdem ist bei der Auswertevorrichtung nach Figur 3 vorgesehen, die
durch die Einwirkung der Prüfkraft verursachte, tatsächliche Verkürzung Synth -
SN) zu ermitteln und an der Anzeigevorrichtung 61 direkt ablesbar zu machen. Auch
für diesen Wert ist ein Ausgang 66 zum Anschließen eines Registriergerätes vorgesehen.
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Als weiterer Wert stellt die Auswertevorrichtung 40 gemäß Figur einen
Uberstandswert SNCOrr zur direkten Ablesung an der Anzeigevorrichtung 62 und eventuelle
Registrierung mittels des Ausganges 67 zur Verfügung. Dieser Überstands- + wert
von 5Ncorr ist ein Überstand unter Prüfkraft, jedoch korrigiert auf einen vorgegebenen
Reibungswert. Als weitere für die Berechnung von Gleitlageranordnungen interessierende,
Größe gibt die Auswertevorrichtung 40 gemäß Figur 3 mit der Anzeigevorrichtung 63
und dem Ausgang 68 eine direkte Anzeige und eine Registrierungsmöglichkeit für das
Durchmesserübermaß des Lagerschalen-Außendurchmessers Dcb in freiem Zustand, d.h.
ohne Einfluß der Prüfkraft F.
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Desgleichen könnte auch eine Anzeigevorrichtung und eine Registrierungsmöglichkeit
für den Durchmesser der halbzylindrischen Aufnahmebohrung vorgesehen sein. Schließlich
ist in der Auswertevorrichtung 40 gemäß Figur 3 noch eine Anzeigevorrichtung 64
mit Ausgang 69 für Anschluß einer Registriervorrichtung vorgesehen, um eine direkte
Anzeige und eine Registriermöglichkeit für das Verhältnis von Prüfkraftkomponente
F' zu Prüfkraft F zu bilden. Stattdessej könnte auch eine direkte Anzeige bzw. Registriermöglichkeit
für die jeweilige Reibungskraft-Funktion vorgesehen sein.
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Verfahren und Prüfeinrichtung zum Feststellen eines korrigierten
Überstandswertes, vorzugs-Weise des Lastfrei-Überstandes an Gleitlagerschalen B
e z u g s z e i c h e n l i s t e 10 Prüfeinrichtung 11 Meßaufnahme 12 beweglicher
Meßkopf 13 Meßbalken 14 Meßwertaufnehmer 15 Meßaufnahmeblock 16 Gleitlagerschale
17 feste Anlage 18 Kraftmeßeinrichtung 19 Bezugsfläche 20 Innenfläche 21 Umfangsfläche
22 Teilfläche 23 Teilfläche 30 Prüfeinrichtung 32 beweglicher Meßbalken 33 fester
Meßbalken 34 Meßwertaufnehmer
: 35 Meßaufnahmeblock 36 Meßwertaufnehmer
38 Dehnungs-Meßstreifen 40 Auswertevorrichtung 41 bis 46 Eingangsstufen | 47 bis
50 Einstellstufen 51 bis 54 Einstellstufen 55 Recheneinheit 56 Rechnerstufe 57 bis
59 Eingangsstufen i 60 bis 64 Anzeigevorrichtung 65 65 bis 69 Ausgang 70 Umschalter
71 Umschalteinrichtung SN Überstand Dcb Durchmesser F Prüfkraft SNth Lastfrei-Überstand
F' Abstützkraft F1 Prüfkraft F2 Prüfkraft Winkel Dehnungswert Dbs Außendurchmesser
L Breite eT Gesamt-Gleitlagerschale E Elastizitätsmodul 5N1 Überstandswert SN² Überstandswert
SNcorr Überstandwert
- L e e r s e i t e -