DE3441805A1

DE3441805A1 - Verfahren zum pruefen von gummimetallbauteilen auf haftfehler

Info

Publication number: DE3441805A1
Application number: DE19843441805
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dipl.-Phys. 2117 Tostedt Brummer
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE3441805C2

Description

Verfahren zum Prüfen von Gummimetall-
bauteilen auf Haftfehler Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Gummifederelementen und anderen Gummimetallbauteilen, bei denen zwischen einem Metallteil und einer Gummischicht Haftung besteht, auf Material- und/oder Haftfehler und anschließendenSelektieren nach Qualität.
Gummimetallbauteile sind für die Aufnahme von Schwingungen im Maschinenbauteilen in unterschiedlichen Ausführungen gebräuchlich. Die Herstellung solcher Federelemente erfordert einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand. Eine besondere Schwierigkeit liegt in der Sicherstellung einer die ganze Haftfläche überdeckenden Haftfestigkeit zwischen einem Metallteil und einem Gummikörper. Haftung und Materialfehler können in fast allen Herstellungsstufen entstehen. Bei der Produktionsüberwachung sind diese Fehler meistens nicht erkennbar.
Es sind daher zahlreichen Methoden zur Haftprüfung entwickelt worden. Wegen des Auf-wandes sind meistens nur Stichproben gebräuchlich, obschon dies zu einer ausreichenden Sicherheit bei der Erkennung von Haftfehlern nicht immer ausreicht. Stark beanspruchte Gummifederelement werden mitunter auch Stück für Stück einzeln geprüft. Xleine Haftfehler sind meistens nur schwer erkennbar. Dennoch sind auch sie als gefährlicher Schaden anzusehen, weil sie sich nämlich beim Gebrauch der Federelemente vergrößern, Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das ohne Schaden für das Gummifederelement schnell und mit völliger Sicherheit ausgeführt werden kann. Dieses Verfahren soll auf Gwwnifederelemqnte unterschiedlicher Gestaltung leicht einstellbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in ein Metallteil ein Schwingungsstoß eingeleitet wird und der nach dem Durchschreiten des Gummikörpers veränderte Schwingungsstoß an dem anderen Metallteil gemessen, die Meßwerte durch Meßwertvergleich mit einem vorgegebenen Meßwert über Meßwertwandler den Material-und/oder Haftfehler feststellt und die Selektierung steuern.
Bei der vorliegenden Prüfung von Gummifederelementen handelt es sich um eine zerstörungsfreie Prüfung. Die zur Prüfung eingeleitete Kräfte bei der dynamischen Erregung der Prüfkörper sind nämlich mindestens um den Faktor 10 kleiner als bei einer statischen Prüfung.
Da aber immerhin Kräfte in den Prüfkörper eingeleitet werden, könnte allerding auch von einer quasi-zerstörungsfreien Prüfung gesprochen werden.
Ein solches Verfahren läßt sich an einfachen und komplizierten Gummimetallbauteilen durchführen. Dazu können z.B. zwei Metallteile vorhanden sein, zwischen denen ein Gummikörper unter Haftung liegt. Wesentlich ist, daß ein Schwingungsstoß in ein Metallteil eingeleitet und die durch den GummiBper veränderte Schwingung gegebenenfalls an einem anderen Metallteil abgenommen wird.
Der Schwingungsstoß kann dabei sehr kurzzeitig sein.
Außerdem kann der Schwingungsstoß auch eine bestimmte Frequenz aufweisen. Im wesentlichen bestimmt die Gestaltung des Gummimetallbauteils, welche Zeit für die Einleitung eines Schwingungsstoßes und welche Schwingungs frequenz bevorzugt werden sollte. Es kann auch ein ganzes Schwingungsqçktrum, das einen bestimmten Frequenzbereich aufweist, Anwendung finden. Der Schwingungsstoß ist zweckmäßigerweise parallel zu einer Metallfläche einzuleiten, um mit einer vehältnismäßig kleinen Schwingungsenergie den Meßwert durchführen zu können.
Grundsätzlich genügt für die Messung ein einziger Schwingungsstoß, um ein charakteristisches Schwingungsspektrum zu erhalten. Für eine differenzierte und sichere Aussage kann je doch notwendig sein, mehrere Schwingungsstöße hintereinander einzuleiten und das sich einstellende statische Mittel als Kenngröße zu nehmen.
Für die Schwingungsanregung kann das sogenannte Gaußsche Rauschen herangezogen werden. Es stellt einen Rauschvorgang dar, dessen Amplitudenverteilungsfunktion die Form einer Gaußverteilung hat. Das Leistungsspektrum kann dabei beliebig sein. Ein Gauß'sches Rauschen mit konstanter Leistung je Hertz Bandbreite wird auch als wießes Rauschen bezeichnet.
Die reine Meßzeit kann je nach praktischer Anforderung zwischen 3 und 10 Sek. betragen.
Die bei einer Prüfung sich ergebenden Meßwerte gestatten es auch, aus Frequenz und Amplitude charakteristische Eigenschaftsmerkmale der Gummifederelemente zu erhalten.
Auf diese Weise können auch Hinweise auf Materialfehler erhalten werden. Auch Hinweise auf Shorehärten und Verlustwinkeln können so erhalten werden.
Bei dem Metallteil, an dem die zu messende Schwingungsresonanz abgenommen wird, sind zweckmäßigerweise Meßeinrichtungen anzuordnen, die als Beschleunigungsaufnehmer fungieren und jeweils eine Raumkoordinate erfassen. Die Verwendung von drei Beschleunigungsaufnehmern zu jeder der drei Raumkoordinaten ist daher zweckmäßig. Die aus den Beschleunigungsaufnehmern zusammengefaßten Meßwerte lassen sich in einem Diagramm darstellen. Der dabei erhaltene Kurvenverlauf stellt zunächst ein Charakteristikum für ein bestimmtes Gummimetallbauteil dar, dessen Haftflächen einwandfrei sind. Tritt an die Stelle des einwandfreien Gummimetallbauteils ein Prüfkörper mit Fehler, so weist dieser bei gleichem Schwingungsstoß ein abweichendes Diagramm auf. Aus nicht deckungsgleichen ederdiagrammen kann also bei gleichen Prüfvoraussetzungen auf eine fehlerhafte Haftung geschlossen werden.
Die Prüfmethode ist in der Lage sehr kleine Haftfehler sicher festzustellen. Erweist sich eine weitgehende Deckungsgleichheit bei den zu vergleichenden grafischen Darstellungen als schwer analysierbar, so kann es sinnvoll sein, die Nasse oder den zustand zwischen lasse und Prüfkörper zu verändern. Auf diesem Weg wird eine Verschiebung in der grafischen Darstellung erreicht, so daß Unterschiede besser erkennbar werden.
Das oben beschriebene Prüfverfahren ermöglicht es, ohne weiteres in Verbindung mit einem Meßwertwandler solche Gummimetallbauteile auszuscheiden, die eine grafische Darstellung erzeugen, die von der eigentlichen richtigen grafischen Darstellung abweicht. Das genannte Verfahren läßt es auch ohne weiteres zu, andere physikalische Daten zwischen einem vorgegebenen Federelement und einem gleichgebauten Prüfkörper festzustellen. So können auch radialsymmetrische Körper mit einem Metallteil geprüft werden. Auch andere Gummikörper können nach dieser Methode geprüft werden.
Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Abbildung und zwei grafischen Darstellung beispielsweise beschrieben.
Nach Abb. 1 ruht auf einem Fundament 1 ein Schwingungs erreger 2 mit Prüftisch. Auf dem Prüftisch ist eine Haltevorrichtung 3 fest angeordnet. Diese dient zur Aufnahme des Prüfkörpers 4. Er besteht in diesem Fall aus einer zylindrischen Buchse, die zwischen konzentrischen Hülsen 5 und 6 einenGummikörper 7 aufweist.
Geprüft werden soll die Haftung zwischen den Metallhülsen 5 und 6 und dem Gummikörper 7. In der Buchse 4 ist ein Stab 8 fest angeordnet. Er trägt an seinem oberen Ende auf einer Halterung 9 eine Masse und mehrere Beschleunigungsaufnehmer 10, 11 und 12. Weiterhin trägt auch dia Halterung 3 einen Beschleunigungsaufnehmer 13.
Wird durch den Schwingungserreger auf die äußere Hüe 5 eine Schwingung übertragen, so setzt sich diese durch den Gummikörper 7 hindurch in der Innenhülse 6 fort.
Dabei entsteht eine Veränderung des 5 chwingungsvorganzes.
Die eingeleitete Schwingung, die mit dem Bescnleunigungsaufnehmer 13 gemessen wird, wird mit den Meßwerten verglichen, die an den Beschleunigungsaufnehmern 10, 11 und 12 entstehen. Die Gesamtheit dieser Kurven sind beispielsweise in der grafischen Darstellung A zum Ausdruck gebracht. Die Kurve zeigt bei verschiedenen Frequenzen große Amplituden, die für das Federelement charakteristisch sind. In der grafischen Darstellung B ist dagegen eine Kurve dargestellt, die aus einem gleichgebauten, jedoch Haftfehler aufweisenden Element enstanden ist. Die unterschiedliche grafische Darstellung zwischen A und B zeigt das Bestehen eines Haftfehlers an.

Claims

Verfahren zum Prüfen von Gummimetallbauteilen auf Haftfenler Ansprüche 1.) Verfahren zum Prüfen von Gummifederelementen und anderen Gummimetallbauteilen, bei denen zwischen einem Metallteil und einer Gummischicht Haftung besteht, auf Material- und Haftfehler und anschließende Selektion nach Qualität, dadurch gekennzeichnet, daß zum zerstörungsfreien Prüfen in mindestens ein Metallteil mindestens ein Schwingungsstoß eingeleitet wird und nach dem Durchlaufen des Gummikörpers veränderte Schwingungsstoß an dem anderen Metallteil gemessen, die Meß-werte durch Meßwertvergleich mit einem vorgegebenen Heßwert über Meßwertwandler den MateriäL- und/oder Haftfehler feststellen und die Selektierung steuern.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß die Prüfung im Frequenzbereich zwischen 1 und 10.000 Hz, insbesondere zwischen 50 - 1.000 Hz, erfolgt.
3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem freischwingenden Teil des Prüfkörpers eine Masse zugeordnet wird.