DE3441805C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Gummifederelementen und anderen Gummimetallbauteilen, bei denen zwischen einem Metallteil und einer Gummi­ schicht Haftung besteht, auf Material- und/oder Haft­ fehler und anschließendem Selektieren nach Qualität.

Gummimetallbauteile sind für die Aufnahme von Schwin­ gungen in Maschinenbauteilen in unterschiedlichen Aus­ führungen gebräuchlich. Die Herstellung solcher Feder­ elemente erfordert einen verhältnismäßig großen tech­ nischen Aufwand. Eine besondere Schwierigkeit liegt in der Sicherstellung einer die ganze Haftfläche überdeckenden Haftfestigkeit zwischen einem Metallteil und einem Gummi­ körper. Haftungs- und Materialfehler können in fast allen Herstellungsstufen entstehen. Bei der Produktionsüber­ wachung sind diese Fehler meistens nicht erkennbar. Es sind daher zahlreiche Methoden zur Haftprüfung ent­ wickelt worden. Wegen des Aufwandes sind meistens nur Stichproben gebräuchlich, obschon dies zu einer aus­ reichenden Sicherheit bei der Erkennung von Haftfehlern nicht immer ausreicht. Stark beanspruchte Gummifeder­ elemente werden mitunter auch Stück für Stück einzeln geprüft. Kleine 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 ein­ gangs beschriebenen Art zu schaffen, das ohne Schaden für das Gummifederelement schnell und mit völliger Sicherheit ausgeführt werden kann. Dieses Verfahren soll auf Gummifederelemente unterschiedlicher Gestal­ tung 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 allerdings auch von einer quasi-zerstörungs­ freien 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 einge­ leitet und die durch den Gummikörper 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 Ge­ staltung des Gummimetallbauteils, welche Zeit für die Einleitung eines Schwingungsstoßes und welche Schwingungs­ frequenz bevorzugt werden sollte. Es kann auch ein ganzes Schwingungsspektrum, das einen bestimmten Frequenzbereich aufweist, Anwendung finden. Der Schwingungsstoß ist zweckmäßigerweise parallel zu einer Metallfläche einzu­ leiten, um mit einer verhältnismäßig kleinen Schwingungs­ energie den Meßwert durchführen zu können.

Grundsätzlich genügt für die Messung ein einziger Schwin­ gungsstoß, um ein charakteristisches Schwingungsspektrum zu erhalten. Für eine differenzierte und sichere Aus­ sage kann jedoch notwendig sein, mehrere Schwingungs­ stöße hintereinander einzuleiten und das sich einstel­ lende statische Mittel als Kenngröße zu nehmen.

Für die Schwingungsanregung kann das sogenannte Gauß'sche Rauschen herangezogen werden. Es stellt einen Rauschvorgang dar, dessen Amplitudenverteilungs­ funktion die Form einer Gaußverteilung hat. Das Leistungs­ spektrum 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 Material­ fehler erhalten werden. Auch Hinweise auf Shorehärten und Verlustwinkeln können so erhalten werden.

Bei dem Metallteil, an dem die zu messende Schwingungs­ resonanz abgenommen wird, sind zweckmäßigerweise Meßein­ richtungen 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 er­ haltene Kurvenverlauf stellt zunächst ein Charakteristikum für ein bestimmtes Gummimetallbauteil dar, dessen Haft­ flächen einwandfrei sind. Tritt an die Stelle des ein­ wandfreien Gummimetallbauteils ein Prüfkörper mit Fehler, so weist dieser bei gleichem Schwingungsstoß ein ab­ weichendes Diagramm auf. Aus nicht deckungsgleichen Federdiagrammen kann also bei gleichen Prüfvoraussetzun­ gen 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 sinn­ voll sein, die Masse oder den Abstand zwischen Masse 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 Darstellungen beispielsweise beschrie­ ben.

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 konzen­ trischen Hülsen 5 und 6 einen Gummikörper 7 aufweist. Geprüft werden soll die Haftung zwischen den Metall­ hülsen 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 Be­ schleunigungsaufnehmer 10, 11 und 12. Weiterhin trägt auch die Halterung 3 einen Beschleunigungsaufnehmer 13. Wird durch den Schwingungserreger auf die äußere Hülse 5 eine Schwingung übertragen, so setzt sich diese durch den Gummikörper 7 hindurch in der Innenhülse 6 fort. Dabei entsteht eine Veränderung des Schwingungsvorganges.

Die eingeleitete Schwingung, die mit dem Beschleunigungs­ aufnehmer 13 gemessen wird, wird mit den Meßwerten ver­ glichen, die an den Beschleunigungsaufnehmern 10, 11 und 12 entstehen. Die Gesamtheit dieser Kurven sind beispielsweise in der grafischen Darstellung A zum Aus­ druck 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 gleichge­ bauten, jedoch Haftfehler aufweisenden Element entstanden ist. Die unterschiedliche grafische Darstellung zwischen A und B zeigt das Bestehen eines Haftfehlers an.

Claims (3)

1. Verfahren zum Prüfen von Gummifederelementen und anderen Gummimetallbauteilen, bei denen zwischen einem Metallteil und einer Gummischicht Haftung be­ steht, auf Material- und Haftfehler und anschließende Selektion nach Qualität, dadurch gekennzeichnet, daß zum zerstörungsfreien Prüfen in mindestens ein Metallteil mindestens ein Schwingungsstoß ein­ geleitet wird und nach dem Durchlaufen des Gummi­ körpers veränderte Schwingungsstoß an dem anderen Metallteil gemessen, die Meßwerte durch Meßwertver­ gleich mit einem vorgegebenen Meßwert über Meßwert­ wandler den Material- und/oder Haftfehler feststellen und die Selektierung steuern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung im Frequenzbereich zwischen 1 und 10 000 Hz, insbesondere zwischen 50-1000 Hz, erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem freischwingenden Teil des Prüfkörpers eine Masse zugeordnet wird.