DD152194A1 - Anordnung zum messen des dynamischen elastizitaetsmoduls erregter koerperoberflaechen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die Messung der Reaktionen erregter Koerperoberflaechen von Plasten und hat insbesondere fuer Herstellung und Verarbeitung von Dichtungswerkstoffen Bedeutung. Ziel der Erfindung ist, bei einem Pruefkoerper oder einem Bauelement aus diesen genannten Werkstoffen einen oberflaechennahen Stoffbereich zu erregen und Verlustarbeit, kritische Schwingungen sowie Daempfungsvermoegen zu ermitteln. Auf dem Stoessel eines Schwingungserregers ist ein Kraftaufnehmer und parallel dazu ein Wegaufnehmer aufgebaut. Der Kraftaufnehmer traegt einen Taststift, mit dem der Probekoerper deformiert wird. Es wird die Kraft als Funktion des Weges aufgezeichnet. Anwendungsgebiete sind Plaste- und Elasteherstellung, Objekte der Pruefung speziell Dichtungswerkstoffe. Die Anordnung kann in Forschung und Entwicklung und auch bei der staendigen Qualitaetskontrolle eingesetzt werden.
Description
a) Titel der Erfindung .
Anordnung zum*Mess-en des dynamischen-Elastizitätsmoduls erregter Körperoberflächen
b) Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine "Meßanordnung für die Be~ Stimmung des komplexen dynamischen Elastizitätsmoduls plastischer und elastischer Werkstoffe, insbesondere von elastischen Dichtungen, sowie kompletten Dichtungen, wie ζ* Be Radialwellendichtringen»
c) Charakteristik,der bekannten technisch/m-* Lösungen
Es ist nach der DD PS - 131 803 bekannt, den komplexen dynamischen Elastizitätsmodul durch indirekte Messungen und mit Hilfe der Resonanzfrequenz und der Resonanzgute zu berechnen«
Andere Anordnungen zum Messen des Elastizitätsmoduls er-» folgen über die Biegeschwingungsmessung? bei denen der Probekörper mechanises'so e¥regt wird, daß er Biege·" schwingungen ausführt und diese über mechano-elektrische Wandler registriert werden. (H„ Oberst - Technische Beschreibung des Biegeschwingungsmeßgerätes Typ 3930 der Fae Brück und K^aer, Reprint Oktober 1968)
222731
Mit dem,Dickenresonanzverfahren nach Α» Lenk « Elektromechanische Systeme, Band .1, Seite 55, wird der komplexe Elastizitätsmodul über die Beschleunigung des Erregers und der Masse gemessen und über die Resonanzfrequenz und der Bandbreite der Resonanzüberhöhung errechnet.
Als Nachteil dieser bekannten Anordnungen wirkt sich aus, daß diese immer den gesamten Probekörper erregen und dadurch keine unmittelbaren Messungen der Reaktion der Körperoberflächen am Ort der Einleitung der Kraft zur Schwingungserregung möglich sind» Damit können auch keine unmittelbaren Messungen der Reaktion der Körperoberflächen realer Bauteile, ζ, Β, der Dichtlippen von Radialwellendichtringen, durchgeführt werdene
d) Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, unter Verwendung einfacher und bekannter technischer Mittel bei einem Probekörper oder einem zu untersuchenden Bauelement am Ort der Einleitung der Kraft zur Schwingungserregung, den komplexen dynamischen Elastizitätsmodul und die Reaktionskräfte zu messen. Aus den Meßergebnissen lassen sich Rückschlüsse auf die zielgerichtete Verbesserung der Werkstoffe, insbesondere für Hydraulik- und Pneumatikdichtungen, ziehen*
e) Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die«örtliche Trennung der Stellen der Krafteinleitung und der Reaktionsmessung zu vermeiden und dabei die Erregung der Gesamt'» masse des Probekörpers relativ klein zu halten, damit die Größe der erregten Masse der des realen Vorganges ent~ • sprichte Dabei soll der Ort der Erregung vorzugsweise dem '· ,
oberflächennahen Stoffbereich angehören© ·
. Der komplexe dynamische Elastizitätsmodul und die Reaktionskräfte werden nach folgender Theorie bestimmt?
7 Ι
Als ErSatzmodell für den zu erregenden Stoffbereich des Gummikö'rpers wird angenommens daß eine Feder parallelgeschalfet wird einer zweiten Feder, die 'mit einem Dämpfer in Reihe geschaltet ist? s* 'Fig· 3« Wird nun eine Kraft F wirksam und während einer hinreichend langen Zeit der Weg ·{· χ sowie ~ χ zurückgelegt, so entsteht eine !Funktion F a fix) nach Kurvenzug a im Diagramm Fig« A* Wird der Weg in kürzerer Zeit überwunden* so wirkt der Dämpfer in ent« sprechendem Maße* und es entsteht der Kurvenzug b im Diagramme Die Fläche der Hysteresis entspricht der Verlust»' arbeite," Wird schließlich eier. Weg in so 'kurzer Zeit zurück-" gelegt $ daß der Gummi dem erregenden Taststift auf dem Weg - χ nicht nachfolgen vermag 9 so wirkt keine Kraft auf den Taststift ein und es entsteht Kurvenzug c« Das entspräche in der Realität ze Be dem Fall, daß die Dichtlippe eiaer Radialwellendichtimg von der Welle abhebt land nicht mehr abdichtet»
Daraus leitet sich die Forderung herf daß mit dem. erregenden bzw* deformierenden Taststift gleichzeitig die Deformationskraft gemessen werden muß* Außerdem muß der Deformationsweg χ gemessen werden, damit die Kurvenzüge F=- f(z) aufgenommen werden können«
Die praktische Realisierung besteht darin, daß auf. dem Stößel eines Schwingungserregers ein Kraftaufnehmer aufgebaut ist und parallel dazu ein Wegaufnehmer· Der Kraftauf-* nehmer trägt? in Reihe geschaltet, einen Taststifte Der Taststift berührt im Ruhezustand aea Probekörper bzw, den speziell geformten Prüfkörper,, Wird der Stößel des Schwingungserregers in Schwingungen versetzt, so deformiert der Taststift den Probekörper bzw· Prüfkörper· Dia Reaktions-» kraft wird vom Kraftaufnehmer gemessene Da der Wegaufnehmer dieselben Weg,e: wie der Kraftaufnehmer,ausführt, kann ,. F= f(c) dargestellt werden«,
f) Ausführungsbeispiel
• In Fige 1 ist eine Anordnung dargestellt, mittels derer Probekörper, gemessen werden können, die einem Druck ausge-» setzt sind, der dem Betriebsdruck von Hydraulik-Dichtungen entspricht« ·
Der Stößel 1 des Schwingungserregers 2 trägt den Kraftauf« nehmer 3 und parallel dazu den Wegaufnehmer 4» welcher ein berührungsloser induktiver Aufnehmer bekannter Bauart sein kann* Der Kraftaufnehmer 3 berührt im Zustand der Ruhe mit dem in Reihe geschalteten Tasts-tift 5 an der Berührungs-· fläche 6 den Probekörper 7$ welcher sich im Zylinder 8 be-< findet. Durch die Kolbenfläche 9 des Kolbens 10 wird mittels der Belastung durch den Biegebalken 11 im Probekörper 7 ein Druck erzeugt, der dem Betriebsdruck entsprichte Die Dehnungsmeßstreifen 12 ermöglichen die Messung dieses Druckes· Wird der Stößel 1 erregt, so führt der Taststift 5 eine Bewegung aus und deformiert den Probekörper 7* Die Reaktionskraft F wirkt auf den Kraftaufnehmer 3 oin und es wird ein analoges Signal abgegeben« Der Wegaufnehmer 4 mißt dabei den Weg x, den Stößel 1, Kraftaufnehmer 3 und Tasistift 5 zurücklegen» Die Signale von F und χ werden in bekannter Weise verstärkt und es kann F = f(x) dargestellt. werden«
In Fig« 2 ist eine Anordnung dargestellt t mittels derer . z« B« Radialwellendichtungen gemessen werden können. Der Stößel 1 des Schwingungserregers 2 trägt auf einem Balken 13 den Kraft aufnehmer 3 sowie den Wegaufnehmer 4.« Der Taststift 5 berührt die Lippe des Radialwellendichtringes 14 im Zustand der Ruhe» Der Radialwellendichtring 14 ist im Aufnahmegehäuse 15 untergebracht. Die Messung geschieht wie bereits bei Fige ΐ erläutert»
Claims (1)
- Anordnung zum Messen des dynamischen Elastizitätsmoduls erregter Körperoberfläche^ mit einem Schwingungserreger (2)j einem vorzugsweise piezoelektrischem Kraftaufnehmer (3) und einem Wegaufnehmer (4) dadurch gekennzeichnetj, daß der Kraftaufnehmer parallel zum Wegaufnehmer auf dem Stößel des Schwingungserregers aufgebaut ist und der Kraft aufnehmer (3) einen Taststift (5) mit annähernd punktförmiger Berührungsfläche (6) besitzt und den Probekörper (7) welcher in einem.begrenzten Raum, untergebracht ist t ohne in diesen einzudringen $ erregt *Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzte Raum vorzugsweise als Zylinder (8) ausgestaltet ist und die*Kolbenfläche (9) eine verschiebbare Wand (9) bildet, welche den Probekörper (7) vorspannt»Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet^ daß als Probekörper wahlweise ein reales Bauteil verwendet wirdff welches in einem Aufnahmegehäuse (15) neben dem Schwingungserreger (2) angeordnet ist*Hierzu d Seiten Zeichnungen
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22273180A DD152194A1 (de) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Anordnung zum messen des dynamischen elastizitaetsmoduls erregter koerperoberflaechen |
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| DD152194A1 true DD152194A1 (de) | 1981-11-18 |
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ID=5525412
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19706744A1 (de) * | 1997-02-20 | 1998-08-27 | Sp Reifenwerke Gmbh | Vorrichtung zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Körpern |
| DE102012206655A1 (de) | 2012-04-23 | 2013-10-24 | Aktiebolaget Skf | Verfahren zur Ermittlung der radialen Vorspannkraft zwischen einem Dichtungselement und einem abzudichtenden Bauteil und Messelement hierfür |
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1980
- 1980-07-18 DD DD22273180A patent/DD152194A1/de unknown
Cited By (4)
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| DE19706744A1 (de) * | 1997-02-20 | 1998-08-27 | Sp Reifenwerke Gmbh | Vorrichtung zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Körpern |
| DE19706744C2 (de) * | 1997-02-20 | 2000-08-31 | Dunlop Gmbh | Vorrichtung zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Körpern |
| DE102012206655A1 (de) | 2012-04-23 | 2013-10-24 | Aktiebolaget Skf | Verfahren zur Ermittlung der radialen Vorspannkraft zwischen einem Dichtungselement und einem abzudichtenden Bauteil und Messelement hierfür |
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