"Mit DIAdem konnten wir hervorragend auf unterschiedliche Aufgabenstellungen reagieren und kostengünstige Lösungen erzeugen. Insbesondere die Möglichkeit, mit DIAdem Daten auch nach längeren Zeiträumen gezielt wieder zu finden und mit anderen Ergebnissen zu vergleichen, erwies sich als äußerst hilfreich für die Optimierung der Qualität."
- Karl Finkl, a solution GmbH
The Challenge:
Ein Zeichen für die Qualität von Fahrzeugen ist nicht nur in der gehobenen Klasse das möglichst vollständige Fehlen von Klapper- oder Quietschgeräuschen. Um Erkenntnisse zur Entstehung derartiger Geräusche – in der Fachsprache auch Stick-Slip oder Ruck-Gleiten genannt – zu gewinnen, sollte im Auftrag eines deutschen Automobilherstellers ein Prüfstand erstellt werden, mit dem der Einfluss unterschiedlicher Materialpaarungen unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen untersucht werden kann. Der Prüfstand sollte dabei kostengünstig betrieben werden können, was eine vollautomatische Steuerung, Erfassung und Auswertung der Daten voraussetzt.
The Solution:
Um den Einfluss verschiedenster Parameter auf das Stick-Slip-Verhalten zu untersuchen, wurde ein Prüfstand entwickelt, der auf messtechnischem Wege die Parameter erfasst, die für den Reibungskoeffizienten verantwortlich sind oder sein könnten. Dazu gehören beispielsweise die eingesetzten Materialien, der Oberflächenzustand der Reibflächen, die Anpresskräfte, die Verfahrgeschwindigkeiten, die Umgebungstemperaturen und die Luftfeuchte.
Die Bedienoberfläche, die Ansteuerung, die Datenerfassung und die Ergebnisaufbereitung wurden dabei von der Firma a-solution realisiert.
Author(s):
Karl Finkl - a solution GmbH
Der Stick-Slip-Prüfstand
Der Prüfstand, mit dem der Einfluss der unterschiedlichen Parameter auf das Slip-Stick-Verhalten untersucht werden soll, enthält die mechanischen und elektrischen Komponenten zur Aufnahme der Probenkörper und zum Antrieb. Auf einem beweglichen Schlitten wird ein Trägermaterial aufgebracht, auf das ein Probenkörper, der mit einem zweiten Trägermaterial bestückt ist, mit einer vorgegebenen Normalkraft gedrückt wird. Ferner enthält der Prüfstand die notwendige Sensorik, um Kräfte, Beschleunigungen, Geschwindigkeiten, Wege, Temperaturen und Feuchte zu erfassen.
Die Leistungselektronik des Prüfstandes wird direkt vom Prüfstandsrechner angesteuert. Über die angeschlossene Mess-Hardware gelangen die Messergebnisse zum Rechner. Alle verwendeten Materialdaten sind in einer Datenbank hinterlegt, die Ergebnisdaten werden ebenfalls in einer Datenbank abgelegt.
Steuerung und Auswertung mit DIAdem
Die Realisierung der erforderlichen Software erfolgte durch a-solution auf der Basis von DIAdem. Die Bedienoberfläche der Software wurde in Abstimmung mit dem Automobilhersteller in sieben unterschiedliche Bereiche gegliedert. Drei dieser Bereiche dienen der Durchführung der Messung selbst. Es lassen sich als Versuchsarten eine Standardmessung, eine Sondermessung oder eine Dauermessung auswählen. In drei weiteren Bereichen sind allgemeine Kalibrierungen von Signalen, die Kalibrierung der Verfahrgeschwindigkeit und die Möglichkeit des Nullabgleichs gegeben. In einem letzten Bereich erhält der Benutzer die Möglichkeit, den Prüfstand vollständig manuell einzurichten und zu steuern. Sämtliche Steuerungsfunktionen, wie die Schlittengeschwindigkeit oder das Belasten und Entlasten der Proben durch unterschiedliche Normalkräfte, sind von Hand vorwählbar. Die Messgrößen werden in Anzeigen numerisch oder als Kurven dargestellt.
Bei der "Standardmessung" werden Informationen über den Probenkörper und die Probenbeläge einer Datenbank entnommen und automatisch an die Applikations-Software übergeben. Dadurch werden Fehler durch Eingaben am Prüfstand von vorneherein vermieden. Der Versuch wird in Eingabeboxen durch weitere Eingaben parametriert, wie Reinigungszustand, Auftraggeber oder Bearbeiter. Anschließend wird bei entlastetem Probenträger durch die Bestimmung der Offsets von Normalkraft, Reibkraft und Beschleunigung ein Nullabgleich durchgeführt. Danach erfolgt die automatische Versuchsdurchführung für eine Folge von vorgegebenen Normalkräften. Die Auswertung und Reporterstellung sowie die Datenspeicherung und Ergebnisübertragung an die Datenbank erfolgen ebenfalls vollautomatisch.
"Sondermessungen" erlauben dem Prüfingenieur die freie Eingabe von Versuchsparametern, ohne dass der Ingenieur an die Vorgaben der Arbeitsvorbereitung gebunden ist. Damit können neben dem normalen Prüfprogramm spezielle Aufgabenstellungen flexibel auf ein und demselben Prüfstand gefahren werden. Ein Übertragen der Ergebnisse an die Datenbank erfolgt in diesem Falle nicht.
Bei "Dauermessungen" wird im Gegensatz zur Standardmessung nicht nach jedem Zyklus variierter Normalkräfte eine Messung durchgeführt, sondern erst nach Ablauf einer vorgegebenen Anzahl derartiger Zyklen.
Das Prüfstandkonzept hat sich bestens bewährt. Ergebnisse werden sicher, effektiv und kostengünstig ermittelt und fließen in die Entwicklung und Konstruktion ein.
Author Information:
Karl Finkl
a solution GmbH
Industriestrasse 31
82194 Gröbenzell
Germany
info@a-solution.de
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