Die Erfindung betrifft ein Tribometer, eine Anordnung, ein Verfahren zum Ermitteln von tribologischer Information und eine Verwendung.

Die Tribologie beschäftigt sich allgemein mit der Relativbewegung von Oberflächen von Probekörpern unter Krafteinwirkung aufeinander. Untersucht werden Reibung, Verschleiß und Schmierung mit dem Ziel, die Bewegungssysteme zu charakterisieren und gegebenenfalls zu optimieren. Die Messung der Reibungskoeffizienten erfolgt hierbei insbesondere über größere Zeiträume an Gleitpaarungen aus verschiedenen Werkstoffen mit oder ohne Schmierung, wobei die Parameter Normalkraft bzw. Druck, Gleitgeschwindigkeit, Feuchte und Temperatur während der Messung variiert werden können. Tribometer sind Geräte zum Messen von tribologischen Größen. Für tribologische Messungen ist der Reibkontakt zwischen den zu untersuchenden Flächen ausschlaggebend. Gemessen werden kann der Kontakt (geschmiert oder ungeschmiert, d.h. mit oder ohne Zwischenlage eines Materials) zwischen zwei Probekörpern aus dem zu vermessenden Material bzw. den zu vermessenden unterschiedlichen Materialien.

Für eine tribometrische Untersuchung kann ein Prüfkörper (zum Beispiel ein Block) auf eine sich bewegende untere Fläche gedrückt werden und durch eine mechanische Feder fixiert werden. Dadurch kann der Prüfkörper in die Länge gezogen werden, wobei die Feder den Prüfkörper in Richtung seiner Ausgangsstellung zurückzieht. Die von der Feder auf den Prüfkörper ausgeübte Kraft nimmt mit zunehmender Auslenkung zu, da sich die Feder unter Zunahme ihrer Rückstellkraft ausdehnt. Wird die Rückstellkraft größer als Haftreibung, gleitet der Prüfkörper zurück. Als Messgröße kann die Bewegung der Masse des Prüfkörpers gemessen werden, seine Bewegung und Geschwindigkeit oder seine Beschleunigung. Beispielsweise kann eine tribometrische Untersuchung an Verbindungsstellen durchgeführt werden, an denen Kunststoff-, Leder-, Gummi- und Glasteile in Kontakt miteinander kommen. Die Grundstruktur eines tribotechnischen Systems kann die Systemelemente Grundkörper, Gegenkörper, ein optionaler Zwischenstoff (beispielsweise Schmierstoff) und ein Umgebungsmedium umfassen. Das Konzept einer tribologischen Beanspruchung kann eine Beanspruchung der Oberfläche eines Körpers durch eine Kontakt- und Relativbewegung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Gegenkörpers darstellen. Dies kann mit einer mechanischen Rückstellung durch eine mechanische Feder oder einen mechanischen Torsionsdraht erfolgen. Tribologische Prüfstände können eine Linearbewegung unter Verwendung einer mechanischen Feder und eines Wegsensors bzw. Beschleunigungssensors auswerten. Es ist auch möglich, eine Rotationsbewegung mit einem mechanischen Torsionsdraht und einer optischen Messung der Verdrillung des Drahtes durchzuführen.

Allerdings erlauben die besagte mechanische Feder bzw. der besagte Torsionsdraht keine Einstellmöglichkeit der Federkraft. Mechanische Federn bzw. Torsionsdrähte können ihre Charakteristik im Laufe der Zeit ändern und sind speziell bei kleinen Kräften bzw. Drehmomenten empfindlich auf mechanische Belastungen und auf die Einbausituation.

Der sogenannte Stick-Slip-Effekt oder Haftgleiteffekt führt zu einem als Ruckgleiten bezeichnetem Verhalten und kann auftreten, wenn die Haftreibung deutlich größer als die Gleitreibung ist. In technischen Anwendungen ist der Effekt meist unerwünscht, da er zu Lärm, Vibrationen, sowie zu erhöhtem Verschleiß und Materialermüdung führen kann. Neben Geräusch- und Vibrationsreduktion kann durch eine Minimierung von Stick-Slip Effekten auch der Energieverbrauch reduziert werden und die Lebensdauer von Bauteilen verlängert werden. Bestehende Stick-Slip Prüfstände sind relativ aufwendig, oft nur für diese Anwendung geeignet und relativ unflexibel. Speziell im Bereich kleiner Bauteile gibt es keine geeigneten Messmethoden für den Stick-Slip- Effekt. Herkömmliche Versuche, den Stick-Slip-Effekt zu analysieren, waren wenig erfolgreich, da es häufig zu einer unerwünschten Wechselwirkung zwischen einem Motorregler und dem Stick-Slip-Phänomen kommt und die beiden Effekte nicht ausreichend voneinander trennbar sind.

DE 10 2014 112 807 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung tribologischer Messwerte von Probekörpern mit einem Rheometer, wobei die Messteile des Rheometers durch Probekörper ersetzt werden und die Oberflächen der Probekörper in Reibkontakt relativ zueinander bewegt werden. Es ist vorgesehen, dass alle die Probekörper in Kraftschluss und Reibkontakt haltenden bzw. die den Rheometer-Kraftkreis ausbildenden Teile des Rheometers, einschließlich der die Probekörper gegeneinander drückenden Federeinheit, als Schwingkreis angesehen werden, dass die Schwingungseigenschaften der Federeinheit als für die Schwingungseigenschaften dieses Schwingkreises relevant angesehen werden, und dass die Schwingungseigenschaften der Federeinheit unter Berücksichtigung der bei der jeweiligen Messung erwarteten, durch sich verändernde, unterschiedliche Messbedingungen bedingte Resonanzschwingungen bzw. Resonanzeffekte eingestellt werden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, tribologische Information eines Tribopaars in einfacher, flexibler und präziser Weise zu bestimmen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Tribometer zum Ermitteln von tribologischer Information zwischen einem Tribopaar aus einem ersten Körper und einem mit dem ersten Körper gekoppelten zweiten Körper (wobei optional ein Zwischenmedium zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper vorgesehen sein kann) geschaffen, wobei das Tribometer eine erste Antriebseinrichtung zum Antreiben des ersten Körpers und des damit gekoppelten zweiten Körpers zum Vollführen einer Auslenkung, eine zweite Antriebseinrichtung zum Beaufschlagen des zweiten Körpers mit einer der Auslenkung entgegengerichteten Krafteinwirkung, eine Steuereinrichtung, die zum Steuern der zweiten Antriebseinrichtung derart ausgebildet ist, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper mit größer werdender, mittels der ersten Antriebseinrichtung erzeugten Auslenkung des ersten Körpers und des zweiten Körpers vergrößert wird, bis sich der zweite Körper von dem ersten Körper ablöst, und eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der tribologischen Information basierend auf einem Verhalten des Tribopaars während des besagten Steuerns aufweist.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Anordnung bereitgestellt, die ein Tribometer mit den oben beschriebenen Merkmalen und das Tribopaar aus dem mit der ersten Antriebseinrichtung gekoppelten ersten Körper und dem mit der zweiten Antriebseinrichtung gekoppelten zweiten Körper aufweist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln von tribologischer Information zwischen einem Tribopaar aus einem ersten Körper und einem mit dem ersten Körper gekoppelten zweiten Körper bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Antreiben des ersten Körpers und des damit gekoppelten zweiten Körpers zum Vollführen einer Auslenkung mittels einer ersten Antriebseinrichtung, ein Beaufschlagen des zweiten Körpers mit einer der Auslenkung entgegengerichteten Krafteinwirkung mittels einer zweiten Antriebseinrichtung, ein Steuern der zweiten Antriebseinrichtung derart, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper mit größer werdender, mittels der ersten Antriebseinrichtung erzeugten Auslenkung des ersten Körpers und des zweiten Körpers vergrößert wird, bis sich der zweite Körper von dem ersten Körper ablöst, und ein Ermitteln der tribologischen Information basierend auf einem Verhalten des Tribopaars während des besagten Steuerns aufweist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Doppelmotorrheometer zum Ermitteln von tribologischer Information zwischen einem Tribopaar aus einem ersten Körper und einem mit dem ersten Körper gekoppelten zweiten Körper mittels Nachbildens eines rücktreibenden (linearen oder nicht-linearen) Federverhaltens durch einen Motor des Doppelmotorrheometers verwendet.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Tribometer" insbesondere eine Apparatur verstanden werden, die zum Durchführen von tribologischen Messungen zum Charakterisieren eines Reibkontakts zwischen direkt oder indirekt miteinander gekoppelten Flächen eines ersten Körpers und eines zweiten Körpers ausgebildet ist. Optional kann an dem Reibkontakt mindestens ein weiterer Körper beteiligt sein.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Tribopaar" insbesondere eine Anordnung mit einem ersten Körper und einem zweiten Körper verstanden werden, zwischen denen eine tribologisch zu untersuchende direkte oder indirekte Reibverbindung ausgebildet ist. Zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper kann optional ein Vermittlungsmedium angeordnet sein, beispielsweise ein Schmierstoff. Es kann auch mindestens ein zusätzlicher Körper vorgesehen sein, der das Tribopaar tribologisch ergänzt.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einer „Antriebseinrichtung" insbesondere eine steuerbare oder regelbare Einrichtung zum Bereitstellen einer Antriebsenergie (insbesondere eines Antriebsdrehmoments oder einer linearen Antriebskraft) zum Antreiben des ersten bzw. zweiten Körpers verstanden werden. Bevorzugt kann eine solche Antriebseinrichtung eine elektrische Antriebseinrichtung (zum Beispiel ein Elektromotor) sein. Allerdings sind auch hydraulische Antriebseinrichtungen, pneumatische Antriebseinrichtungen und/oder Verbrennungsmotoren möglich. Im Unterschied zu einer mechanischen Feder hat eine Antriebseinrichtung eine steuerbare Antriebscharakteristik. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einer „Auslenkung eines Körpers" insbesondere eine Veränderung einer Position, einer Winkelstellung und/oder einer sonstigen Orientierung des Körpers infolge des Bereitstellens von Antriebsenergie an den Körper verstanden werden.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Beaufschlagen des zweiten Körpers mit einer einer Auslenkung des ersten Körpers entgegengerichteten Krafteinwirkung" insbesondere verstanden werden, dass die entgegengerichtete Krafteinwirkung auf den zweiten Körper dergestalt ist, dass sie die Fortsetzung der Auslenkung des ersten Körpers gemeinsam mit dem damit (insbesondere reibschlüssig) gekoppelten zweiten Körper hemmt. Somit können der Antrieb des ersten Körpers (und des dem ersten Körper folgenden zweiten Körpers) sowie die entgegengerichtete Krafteinwirkung auf den zweiten Körper Drehmomente und/oder lineare Kräfte bezeichnen, die zueinander invers oder antiparallel sind. Beispielsweise kann der zweite Körper mit einer Antriebsenergie beaufschlagt werden, welche die Tendenz hat, den zweiten Körper in entgegengesetzter Richtung zu drehen wie den mit einer anderen Antriebsenergie beaufschlagten ersten Körper. Es ist auch möglich, den zweiten Körper mit einer Antriebsenergie zu beaufschlagen, welche die Tendenz hat, den zweiten Körper in entgegengesetzter Richtung linear zu bewegen wie den mit einer anderen Antriebsenergie beaufschlagten ersten Körper.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einer „Steuereinrichtung" insbesondere eine Entität zum vollständig oder teilweise automatisierten Steuern der zweiten Antriebseinrichtung und optional auch der ersten Antriebseinrichtung verstanden werden. Beispielsweise kann eine solche Steuereinrichtung softwaregesteuert sein. Zum Beispiel kann eine solche Steuereinrichtung als Prozessor, Teil eines Prozessors oder Mehrzahl von Prozessoren ausgebildet sein.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Steuern, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper mit größer werdender Auslenkung des ersten Körpers und des zweiten Körpers vergrößert wird, bis sich der Körper von dem ersten Körper ablöst" insbesondere verstanden werden, dass mit fortgesetzter Auslenkung des ersten Körpers die entgegengesetzte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper betragsmäßig sukzessive zunimmt. Diese Zunahme kann insbesondere linear oder nichtlinear (zum Beispiel quadratisch) sein. Die Krafteinwirkung kann insbesondere mittels Bereitstellens eines Drehmoments und/oder einer Linearkraft bewirkt werden. Nimmt die fortgesetzte und entgegengesetzte Krafteinwirkung auf die beiden Körper immer weiter zu, kommt es irgendwann zum Abreißen oder Lösen der reib be hafteten Verbindung zwischen den beiden Körpern, sodass sich die beiden Körper voneinander trennen.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Ermitteln der tribologischen Information basierend auf einem Verhalten des Tribopaars während des besagten Steuerns" insbesondere verstanden werden, dass das besagte Antreiben der Körper und das besagte Ablöseereignis detektiert werden kann und in Bezug auf die Krafteinwirkungen auf den ersten Körper und den zweiten Körper bis zum Ablösen gesetzt werden kann. Dadurch kann Information über die Reibkraftcharakteristik zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper gewonnen werden.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Doppelmotorrheometer" insbesondere ein Rheometer mit zwei motorischen Antriebseinrichtungen verstanden werden. Ein solches Rheometer ist originär spezifisch zum Ausführen von rheologischen Messungen ausgebildet. Unter einem Rheometer wird ein Messgerät verstanden, das eine Scherdeformation aufbringt und damit zur Ermittlung des Verformungs- und Fließverhaltens von Materie dient. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird ein solches Doppelmotorrheometer insbesondere steuerungstechnisch (weiter insbesondere softwaretechnisch) umkonfiguriert, um spezifisch zum Durchführen tribologischer Messungen zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper eingerichtet zu sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Tribometer zum Ermitteln von tribologischer Information zwischen einem mittels einer steuerbaren ersten Antriebseinrichtung kraftbeaufschlagten ersten Körper und einem mittels einer steuerbaren zweiten Antriebseinrichtung invers kraftbeaufschlagten zweiten Körper geschaffen. Hierbei wird die entgegengerichtete Kraftbeaufschlagung des zweiten Körpers mit fortgesetzter Auslenkung des ersten Körpers samt des diesem folgenden zweiten Körpers infolge besagter Kraftbeaufschlagung sukzessive erhöht. Dies kann derart gesteuert werden, dass der zweite Körper aufgrund einer reibschlüssigen Verbindung mit dem ersten Körper der Auslenkung des ersten Körpers zunächst folgt, solange die inverse Kraftbeaufschlagung des zweiten Körpers die Haftkraft zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper nicht überwindet. Ist letztere Bedingung nicht mehr erfüllt, reißt die reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Körpern ab, sodass der zweite Körper sich vom ersten Körper ablöst. Dieses Ereignis kann detektiert und mit der Kraftbeaufschlagungscharakteristik der beiden Körper zum Zeitpunkt des Ablösens korreliert werden. Auf diese Weise kann tribologische Information bezüglich der Paarung des ersten Körpers und des zweiten Körpers ermittelt werden. Dies ermöglicht es, tribologische Information des Tribopaars in einfacher, flexibler und präziser Weise zu ermitteln.

Im Unterschied zu einer herkömmlichen mechanischen Feder bzw. einem herkömmlichen mechanischen Torsionsdraht erlaubt die zweite Antriebseinrichtung vorzugsweise eine Einstellmöglichkeit einer rücktreibenden Kraft. Eine vorzugsweise elektrische Antriebseinrichtung hat zudem den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu mechanischen Federn bzw. mechanischen Torsionsdrähten ihre Charakteristik im Laufe der Zeit nicht ändert und auch bei kleinen Kräften bzw. Drehmomenten fehlerrobust implementiert werden kann.

Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt kann ein Doppelmotorrheometer, das bereits über eine erste Antriebseinrichtung und eine zweite Antriebseinrichtung verfügen kann, jedoch für rheologische Messungen ausgebildet ist, steuerungstechnisch umkonfiguriert werden, um in der beschriebenen Weise tribologische Information liefern zu können. Anschaulich kann es ausreichend sein, ein solches Doppelmotorrheometer mit einer spezifischen Steuereinrichtung hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch nachzurüsten, um die beschriebene Tribometer-Funktionalität bereitstellen zu können. Insbesondere kann es ausreichend sein, auf einem solchen Doppelmotorrheometer lediglich eine Steuersoftware zu installieren, die den beschriebenen Tribometer-Betrieb bereitstellen kann.

Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Tribometers, der Anordnung, des Verfahrens und der Verwendung beschrieben.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die erste Antriebseinrichtung zum Drehantreiben des ersten Körpers und des zweiten Körpers zum Vollführen einer Winkelauslenkung ausgebildet sein, wobei die zweite Antriebseinrichtung zum Beaufschlagen des zweiten Körpers mit einer der Winkelauslenkung entgegengerichteten Drehmomenteinwirkung ausgebildet ist. Die mittels der ersten Antriebseinrichtung generierte Drehrichtung des ersten Körpers und anfangs auch des zweiten Körpers kann einer mittels der zweiten Antriebseinrichtung begünstigten Drehrichtung des zweiten Körpers beim Ablösen entgegengesetzt sein. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Figur 1 gezeigt.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die erste Antriebseinrichtung zum Linearantreiben des ersten Körpers und des zweiten Körpers zum Vollführen einer Längsauslenkung ausgebildet sein, wobei die zweite Antriebseinrichtung zum Beaufschlagen des zweiten Körpers mit einer der Längsauslenkung entgegengerichteten Längskrafteinwirkung ausgebildet ist. Die mittels der ersten Antriebseinrichtung generierte Längsbewegung des ersten Körpers und anfangs auch des zweiten Körpers entlang einer entsprechenden Richtung kann einer mittels der zweiten Antriebseinrichtung begünstigten Längsbewegungsrichtung des zweiten Körpers beim Ablösen entgegengesetzt sein. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Figur 2 gezeigt.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung zum koordinierten Steuern der ersten Antriebseinrichtung und der zweiten Antriebseinrichtung ausgebildet sein. Somit kann eine gemeinsame Steuereinrichtung beide Antriebseinrichtungen koordinieren bzw. synchronisieren, sodass besonders zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse erhalten werden können.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der tribologischen Information basierend auf einem Zeitverlauf einer Auslenkung des zweiten Körpers ausgebildet sein. Insbesondere kann die Ermittlungsrichtung einen Zeitpunkt des Abreißens der Reibverbindung zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper mit der Kraftbeaufschlagung der Körper mittels der Antriebseinrichtungen korrelieren. Dies erlaubt einen Rückschluss auf die Größe der Haftkraft zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper. Im Rahmen der Auswertung des Zeitverlaufs der Auslenkung des zweiten Körpers kann auch eine Geschwindigkeitsinformation und/oder eine Beschleunigungsinformation bestimmt werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, nach dem Ablösen das besagte Steuern der ersten Antriebseinrichtung und der zweiten Antriebseinrichtung mindestens einmal zu wiederholen, bis sich der zweite Körper von dem ersten Körper abermals ablöst. Genauer gesagt kann das beschriebene Antreiben, das beschriebene Beaufschlagen und das beschriebene Steuern beliebig oft wiederholt werden. Die Sequenz aus dem Antrieb beider Körper mittels der ersten Antriebseinrichtung, des sukzessiv gesteigerten Gegenantriebs des zweiten Körpers mittels der zweiten Antriebseinrichtung und des Auslösens des Abreißens kann mindestens zweimal, insbesondere beliebig oft, durchgeführt werden. Bei der Wiederholung geht nicht nur um eine Mittelwertbildung. Das Verhalten kann sich auch im Zeitablauf (z.B. durch Abrieb) ändern. Es kann auch ein unregelmäßiges Verhalten ergeben, das jedoch nur auffällt, wenn über viele Wiederholungen gemessen wird. Die erhaltenen tribologischen Informationen (beispielsweise die Größe der Haftkraft zwischen den beiden Körpern) kann dadurch (beispielsweise durch Mittelwertbildung und/oder durch Variation der Antriebskräfte) verfeinert werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung zum Steuern der zweiten Antriebseinrichtung derart ausgebildet sein, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper proportional zu der mittels der ersten Antriebseinrichtung erzeugten Auslenkung des ersten Körpers und des zweiten Körpers vergrößert wird, bis sich der zweite Körper von dem ersten Körper ablöst. Anders ausgedrückt kann die rücktreibende Krafteinwirkung der zweiten Antriebseinrichtung linear zu der Auslenkung der ersten Antriebseinrichtung eingestellt werden. Vorteilhaft kann auf diese Weise die motorische zweite Antriebseinrichtung die Charakteristik einer linearen mechanischen Feder nachbilden. Vorteilhafterweise ist es mit einer motorischen zweiten Antriebseinrichtung jedoch möglich, die Federkonstante durch entsprechende Einflussnahme auf den Motorantrieb auf einen gewünschten Wert einzustellen oder flexibel zu verstellen.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung zum Steuern der zweiten Antriebseinrichtung derart ausgebildet sein, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper nicht-linear zu der mittels der ersten Antriebseinrichtung erzeugten Auslenkung des ersten Körpers und des zweiten Körpers vergrößert wird, bis sich der zweite Körper von dem ersten Körper ablöst. Es ist auch möglich, die rückstellende Kraft der motorischen zweiten Antriebseinrichtung entsprechend einer nicht-linearen Kennlinie einzustellen. Dies kann zum Beispiel entsprechend einer mit der Auslenkung des ersten Körpers infolge des Antriebs durch die erste Antriebseinrichtung quadratisch ansteigenden rücktreibenden Kraft der zweiten Antriebseinrichtung erfolgen. Durch entsprechende Einflussnahme auf den Motorantrieb der zweiten Antriebseinrichtung können somit die erhaltenen tribologischen Informationen weiter verfeinert werden. Zudem kann durch die Vorgabe einer beliebigen nichtlinearen Kennlinie die Flexibilität für einen Benutzer zum präzisen Definieren einer tribologischen Untersuchung erhöht werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die zweite Antriebseinrichtung ein Messmotor eines auch in einer Rheometer-Konfiguration betreibbaren Tribometers sein. Somit kann insbesondere ein bestehendes Doppelmotorrheometer umgerüstet werden, um tribologische Information zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper zu erhalten. Es ist auch möglich, das Tribometer als Messgerät auszubilden, das abhängig von einer Steuersoftware zum Durchführen von tribologischen Messungen oder zum Durchführen von rheologischen Messungen eingesetzt werden kann, d.h. mit einer Doppelfunktionalität. Insbesondere kann ein bestehendes Doppelmotorrheometer mit einer Steuereinrichtung, insbesondere einer Steuersoftware, nachgerüstet werden, um ein Steuern des Doppelmotorrheometers zum Ermitteln von tribologischer Information zu ermöglichen.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer eine Sensoreinrichtung, insbesondere umfassend mindestens einen Winkelsensor, zum Erfassen eines Zeitverlaufs einer Auslenkung, insbesondere einer Winkelauslenkung, des zweiten Körpers als Basis für die Ermittlung der tribologischen Information aufweisen. Insbesondere kann die Winkelauslenkung des zweiten Körpers über die Zeit hinweg sensorisch erfasst werden. Hierbei kann, solange der zweite Körper dem Antrieb des ersten Körpers mittels der ersten Antriebseinrichtung aufgrund der Haftkraft zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper folgt, ein Anstieg der Winkelauslenkung sensorisch ermittelt werden. Reißt aufgrund der sukzessive steigenden rücktreibenden Antriebskraft der zweiten Antriebseinrichtung die Verbindung zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper ab, wodurch sich der zweite Körper zurück in Richtung seiner Ausgangslage bewegen kann, kann dies sensorisch durch eine abrupt rückläufige Auslenkung des zweiten Körpers ermittelt werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer einen Beschleunigungssensor zum Erfassen von Beschleunigungsinformation hinsichtlich der Auslenkung, insbesondere einer Winkelauslenkung aufweisen. Derartige Beschleunigungssensoren sind einfach implementierbar, zuverlässig und genau.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die erste Antriebseinrichtung unterhalb des Tribopaars und die zweite Antriebseinrichtung oberhalb des Tribopaars angeordnet sein. Ein Benutzer kann dann das Tribopaar aus erstem Körper und zweitem Körper bequem in einer vertikalen Lücke zwischen der ersten Antriebseinrichtung der zweiten Antriebseinrichtung montieren und demontieren.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann eine erste Antriebsachse der ersten Antriebseinrichtung entlang einer zweiten Antriebsachse der zweiten Antriebseinrichtung ausgerichtet sein. Beispielsweise kann die erste Antriebseinrichtung ein erster Elektromotor und kann die zweite Antriebseinrichtung ein zweiter Elektromotor sein, wobei die Motorwellen der beiden Antriebseinrichtungen entlang einer gemeinsamen vertikalen Richtung zueinander ausgerichtet sein können.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer eine Aufnahmevorrichtung zum auswechselbaren Aufnehmen des Tribopaars aufweisen. An dieser Aufnahmevorrichtung kann ein Benutzer einen ersten Körper und einen zweiten Körper ganz unterschiedlicher Geometrie anbringen. Dadurch wird die Flexibilität der Untersuchung von Proben mit dem Tribometer weiter erhöht.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung entsprechend einer Benutzervorgabe einzustellen, insbesondere mittels Einstellens eines Antriebsstroms zum Antreiben der zweiten Antriebseinrichtung. Wenngleich die Steuereinrichtung zum Ausführen eines Algorithmus zum Durchführen einer tribologischen Messung zuständig und/oder ausgebildet sein kann, kann ein Benutzer (beispielsweise über eine grafische Benutzerschnittstelle) einen oder mehrere Steuerparameter definieren. Beispielsweise kann ein Benutzer auf diese Weise eine Federkonstante der motorischen zweiten Steuereinrichtung einstellen oder eine nicht-lineare Kraft- Zeit-Kennlinie der motorischen zweiten Steuereinrichtung vorgeben. Die Ermittlung von tribologischer Information mittels des Tribometers kann somit flexibel auf die Bedürfnisse einer spezifischen Anwendung eingestellt werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die erste Antriebseinrichtung mit konstanter Drehzahl anzusteuern. Dies erlaubt eine einfache Ansteuerung der ersten Antriebseinrichtung. Eine zeitlich variable Ansteuerung ist dann nur für die zweite Antriebseinrichtung nötig.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer eine Temperiereinrichtung zum Temperieren des Tribopaars während des Ermittelns von tribologischer Information aufweisen. Auf diese Weise ist auch eine temperaturabhängige Bestimmung der tribologischen Eigenschaften zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper möglich. Beispielsweise kann eine Temperierkammer eine Messtemperatur in einem Bereich zwischen -170 °C und +1000 °C ermöglichen. Eine Temperierung des Tribopaars während der Messung kann insbesondere für Schmiermitteltests vorteilhaft sein.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer einen Feuchtegenerator zum Befeuchten des Tribopaars während des Ermittelns von tribologischer Information aufweisen. Ein Feuchtegenerator kann beispielsweise unter Verwendung eines Konvektionsofens realisiert werden. Dadurch können die Reibungseigenschaften zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper auch in Abhängigkeit der Umgebungsfeuchte charakterisiert werden. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer eine Gasmilieueinstelleinrichtung zum Einstellen eines Gasmilieus in einer Umgebung des Tribopaars während des Ermittelns von tribologischer Information aufweisen. Die Einstellung eines Gasmilieus in der Umgebung des ersten Körpers und des zweiten Körpers kann die Vorgabe einer bestimmten Gasart (zum Beispiel Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder ein Edelgas) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Einstellung eines Gasmilieus in der Umgebung des ersten Körpers und in der Umgebung des zweiten Körpers aber auf die Vorgabe eines bestimmten Gasdrucks beinhalten, beispielsweise Normaldruck, Überdruck oder Unterdrück. Wird beispielsweise in einer sauerstofffreien oder sauerstoffarmen (zum Beispiel in einer Stickstoff- oder Argon-) Atmosphäre gemessen, kann eine unerwünschte Oxidation vermieden werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Tribometer eine weitere Ermittlungseinrichtung aufweisen, die zum Ermitteln weiterer Information des Tribopaars während des Ermittelns von tribologischer Information ausgebildet ist. Eine solche weitere Ermittlungseinrichtung kann zum Beispiel zum Ermitteln von Information betreffend eine akustische Emission, eine elektrische Leitfähigkeit, eine dielektrische Eigenschaft, eine spektroskopische Eigenschaft und/oder eine optische Eigenschaft des Tribopaars ausgebildet sein. Auf diese Weise kann tribologische Information mit einem oder mehreren weiteren Parametern korreliert werden.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können der erste Körper und der zweite Körper unmittelbar aneinander angrenzen. Anders ausgedrückt kann ein direkter physischer Kontakt zwischen aneinander angrenzenden Kontaktflächen des ersten Körpers und des zweiten Körpers bestehen. Dann kann eine unmittelbare tribologische Charakterisierung des Systems aus dem ersten Körper und dem zweiten Körpers ausgeführt werden.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Anordnung ein Zwischenmedium, insbesondere ein Schmiermittel, zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper aufweisen. Dann kann untersucht werden, wie die Anwesenheit eines Zwischenmediums die Reibungseigenschaften zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper beeinflussen.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können das Ermitteln der tribologischen Information ein Charakterisieren eines Ruckgleitens zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper aufweisen. Somit ist es möglich, mit dem Tribometer Stick-Slip-Messungen auszuführen.

Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Tribometers mit Rotationsmotoren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Tribometers mit translatorisch wirkenden Motoren gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 3 zeigt eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen von Körpern eines Tribopaars zum Charakterisieren mittels eines Tribometers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 4 zeigt eine andere Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen von Körpern eines Tribopaars zum Charakterisieren mittels eines Tribometers gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 5 zeigt einen Teil eines Tribometers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 6 und Figur 7 zeigen Diagramme mit Messdaten, die während des Betriebs eines Tribometers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten wurden.

Figur 8 zeigt einen Teil eines Tribometers zum Vermessen von fadenförmigen Körpern eines Tribopaars gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 9 zeigt einen Teil eines Tribometers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Bevor unter Bezugnahme auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, werden einige allgemeine Überlegungen beschrieben, auf deren Basis exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung aufgefunden wurden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Tribometer geschaffen, das eine erste Antriebseinrichtung zum Antreiben und Auslenken eines ersten Körpers und eines zweiten Körpers eines zu analysierenden Tribopaars aufweist. Darüber hinaus ist eine zweite Antriebseinrichtung zum Beaufschlagen des zweiten Körpers mit einer entgegengerichteten Krafteinwirkung vorgesehen. Vorteilhaft wird die mittels der zweiten Antriebseinrichtung erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper mit größer werdender Auslenkung des ersten Körpers und des diesem zunächst folgenden zweiten Körpers vergrößert, bis sich bei Überschreitung einer Reibungskraftgrenze der zweite Körper von dem ersten Körper ablöst. Dieses Ablösen bei bestimmten Kraftverhältnissen der Antriebseinrichtungen erlaubt mit Vorteil ein einfaches, präzises und flexibles Ermitteln tribologischer Information der Reibpaarung aus dem ersten Körper und dem zweiten Körper.

Vorteilhaft erlaubt ein solcher Aufbau eines Tribometers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung insbesondere eine Untersuchung von Stick-Slip Phänomenen mit Hilfe von zwei Rotationsmotoren. Ein Tribometer gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann somit insbesondere als Messgerät eingesetzt werden, das ein Vermeiden bzw. Reduzieren von technisch in vielen Fällen unerwünschten Stick-Slip Effekten ermöglichen kann. Aus Hardware-Sicht kann ein solches Tribometer realisiert werden, indem ein bestehendes Rheometer mit zwei Rotationsmotoren steuerungstechnisch, insbesondere softwaretechnisch, nachgerüstet wird, um eine tribologische Messung zu unterstützen. Vorteilhaft erlauben exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung insbesondere, Stick-Slip-Phänomene an unterschiedlichsten Materialkombinationen und für ganz verschiedene Anwendungen zu untersuchen. Der Aufwand zur Realisierung kann hierbei im Wesentlichen in der Software-Steuerung eines Doppelmotorrheometers bestehen. Dies hat den Vorteil, dass bestehende Komponenten (Rheometer, zweiter Rotationsmotor, etc.) nicht neu entwickelt werden müssen. Es ist natürlich auch möglich, ein Tribometer gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel in anderer Weise hardwaretechnisch auszugestalten. Mit Vorteil ist auch eine Kontrolle von Umgebungsbedingungen (wie zum Beispiel Temperatur und/oder Feuchte) möglich. Vorteilhaft bietet ein Tribometer gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung die Möglichkeit der Anordnung eines Reibkontaktes zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper mit zwei vorzugsweise als Motoren ausgebildeten Antriebseinrichtungen.

Anschaulich besteht eine Erkenntnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung darin, eine Torsionsfeder mit einer vorzugsweise als Elektromotor ausgebildeten ersten Antriebseinrichtung nachzubilden, und die vorzugsweise als weiterer Elektromotor ausgebildete zweite Antriebseinrichtung zur Vorgabe einer Federkraft bzw. Federhärte einzusetzen. Hierbei rotieren im Betrieb vorzugsweise die beiden Motoren entgegengesetzt, wobei ihre Rotationsachsen vorzugsweise entlang einer Linie zueinander ausgerichtet sein können. An den Rotationsachsen können die beiden Teile (d.h. der erste Körper und der zweite Körper) eines Tribokontakts angebracht werden (beispielsweise mittels einer Anordnung aus Kugel und drei Platten). Die Körper des Tribokontaktes können mit einer definierten Kraft gegeneinander gedrückt werden. Der Tribokontakt kann wahlweise mit oder ohne zusätzlichen Schmierstoff dazwischen gemessen werden.

Im Betrieb kann ein Motor (d.h. die erste Antriebseinrichtung) mit einer zum Beispiel einstellbaren Drehzahl bewegt werden. Durch den gegenüberliegenden Motor (d.h. die zweite Antriebseinrichtung) kann eine elastische Komponente (anschaulich eine elektrisch nachgebildete Feder) aufgeschaltet werden. Die Umsetzung kann zum Beispiel durch eine Vorgabe des Drehmoments erfolgen, das proportional zum Auslenkwinkel sein kann.

Unterhalb der Haftreibung (sogenannter Stick) wird der dem antreibenden Motor gegenüberliegende Motor mitgezogen. Dies erfolgt bis zu einem Punkt, ab dem der Kontakt im Tribopaar abreißt (sogenannter Slip), und der Motor wird von dem aufgeschalteten Drehmoment in die Ausgangstellung zurückgezogen. Der Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden. Eine zeitaufgelöste Messung des Auslenkwinkels kann dann zur Analyse des Stick-Slip Phänomens verwendet werden. Aus der zeitaufgelösten Winkelmessung kann eine zeitaufgelöste Drehzahl bestimmt werden. Das Drehmoment des antreibenden Motors kann ebenfalls zeitaufgelöst aufgezeichnet werden und kann zur Bestimmung der Reibungskraft verwendet werden. Die Umrechnung in tribologische Größen kann zum Beispiel über eine bekannte Geometrie der Messteile erfolgen.

Vorteilhaft kann die Federstärke der zweiten Antriebseinrichtung über einen Drehmomentfaktor zur Rückstellung über einen großen Bereich variiert werden. Beispielsweise kann die Federstärke durch den Antriebsstrom der zweiten Antriebseinrichtung eingestellt werden.

Durch das Aufschalten einer viskosen Komponente (insbesondere auf die zweite Antriebseinrichtung) kann eine zusätzliche Dämpfung eingebaut werden, die über einen großen Bereich variiert werden kann. Damit kann beispielsweise zwischen viskosen und elastischen Anteilen im System unterschieden werden.

Beide Antriebseinheiten (insbesondere ausgebildet als Motoren, weiter insbesondere Elektromotoren) können identisch ausgebildet sein. Eine jeweilige Antriebseinheit kann luftgelagert sein und die Vorgabe und die Messung von sehr kleinen Drehzahlen, Auslenkwinkeln und/oder Drehmomenten erlauben.

Der antreibende Motor bzw. die rotierende Masse des antreibenden Motors (d.h. der ersten Antriebseinrichtung) inklusive eine zugehörige Messachse können mit einer erhöhten Trägheit ausgestattet werden, um Beeinflussungen eines ruckartigen Rückstellens des anderen Motors (d.h. der zweiten Antriebseinrichtung) auf die Drehzahlregelung gering zu halten oder sogar zu minimieren. Wenn nach Ablösen des zweiten Körpers vom ersten Körper die zweite Antriebseinrichtung zurückschlägt, kann dies auf die erste Antriebseinrichtung zurückwirken. Indem die erste Antriebseinrichtung mit einer Zusatzmasse versehen wird, wirkt ein Zurückschlagen der zweiten Antriebseinrichtung weniger stark auf die erste Antriebseinrichtung zurück, was die Regelungsgenauigkeit der ersten Antriebseinrichtung verbessert.

Neben der Vorgabe von beliebigen Drehzahlen können der ersten Antriebseinrichtung und/oder der zweiten Antriebseinrichtung auch andere beliebige Bewegungsprofile (beispielsweise Drehzahlrampen, oszillierend, Sinus, Dreieck, etc.) vorgegeben werden.

Der antreibende Motor der ersten Antriebseinrichtung kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel beliebige Drehmomente und Drehmomentprofile vorgeben.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, komplexe Profile aus beliebigen Kombinationen aus Drehzahl, Drehwinkel und/oder Drehmoment vorzugeben. Insbesondere können auch Einlaufprozesse bei hohen Geschwindigkeiten vor der eigentlichen Stick-Slip Messung vorgegeben werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Linearmotor (insbesondere ein Hubmotor) in Verbindung mit einem Kraftsensor (zum Beispiel ein

Norm al Kraftsensor) eine tribologische Normalkraft (auch als Last bezeichnet) aufbringen. Die Last kann vorzugsweise über einen großen Bereich eingestellt werden, weiter vorzugsweise auch innerhalb einer Versuchsdefinition.

Mindestens eine Motorachse der ersten Antriebseinrichtung und/oder der zweiten Antriebseinrichtung kann ein mechanisches Federelement in axialer Richtung enthalten. Dadurch kann zum Beispiel eine mechanische Vorspannung des ersten Körpers und des zweiten Körpers gegeneinander implementiert werden. Eine Normalkraft kann durch ein axiales Verfahren einer der Antriebseinrichtungen (insbesondere der oberen Antriebseinrichtung) aufgebracht werden, zum Beispiel mit einem Liftmotor. Die Normalkraft selber kann kapazitiv über die Auslenkung im Luftlager gemessen werden.

Der antreibende Motor der ersten Antriebseinrichtung kann für die Einlaufphase des Tribometers bei sehr hohen Drehzahlen und zur eigentlichen Messung bei kleineren Drehzahlen verwendet werden.

Die Probenkörper (d.h. der erste Körper und der zweite Körper und deren Anbringung an dem Tribometer) auf beiden Seiten können unterschiedliche Formen haben. Beispielsweise ist eine Geometrie einer Kugel auf drei Platten (oder auf drei Kugeln, auf drei Pins, etc.) möglich. Auch drei Pins (oder Kugel, Stifte, Rollen, Folien etc.) auf einer Platte sind möglich. Ebenfalls kann die Geometrie einer Scheibe auf Scheibe oder einer Scheibe auf Platte zum Einsatz kommen.

Ferner können gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung beliebige Materialien und Oberflächenbeschichtungen auf den jeweiligen Seiten des Tribokontakts vorgesehen sein.

Der Tribokontakt kann trocken (d.h. kein Schmiermittel zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper) sein oder ein Medium zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper enthalten, das beispielsweise als Schmiermittel dient.

Ferner ermöglicht ein Ausführungsbeispiel eine Kontrolle der Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur, der Feuchte und/oder von speziellen Gasen.

Es ist gemäß einem Ausführungsbeispiel auch eine Kombination mit anderen Messgrößen möglich. Beispiele hierfür sind eine akustische Emission, eine elektrische Leitfähigkeit, eine dielektrische Spektroskopie und/oder eine optische Methode (zum Beispiel Mikroskopie im Kontakt, Interferometrie zur Spaltmessung oder Verschleißbestimmung, Nahinfrarotspektroskopie, Infrarotspektroskopie, Raman Spektroskopie im Kontakt), etc.

Ferner ist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Kombination mit einem Beschleunigungssensor im Messsystem möglich, welches den Probenkörper hält, welcher über die eingestellte Federkonstante zurückregelt. Die Daten des Beschleunigungssensors können mit denen des Auslenkwinkels vom Messmotor verglichen bzw. ergänzt werden.

Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Tribometers 100 mit zwei als Rotationsmotoren ausgebildeten Antriebseinrichtungen 106, 108 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Genauer gesagt zeigt Figur 1 eine Anordnung 114 aus dem genannten Tribometer 100 und einem Tribopaar, dessen Reibungseigenschaften ermittelt werden sollen. Dieses Tribopaar ist gebildet aus einem ersten Körper 102 aus einem ersten Material und einem zweiten Körper 104 aus einem zweiten (vorzugsweise anderen) Material, die entweder an einander angrenzenden Kontaktflächen einen direkten physischen Kontakt miteinander haben oder - wie in Figur 1 dargestellt - durch ein hier als Schmiermittel ausgebildetes Zwischenmedium 150 voneinander beabstandet sind. Das dargestellte Tribometer 100 dient zum Ermitteln von tribologischer Information zwischen dem Tribopaar aus dem ersten Körper 102 und dem mittels des Zwischenmediums 150 mit dem ersten Körper 102 gekoppelten zweiten Körper 104.

Der erste Körper 102 und der zweite Körper 104 können für eine tribologische Untersuchung gegeneinander gedrückt werden. Dies kann mittels eines Vorspannelements erreicht werden, beispielsweise mittels mindestens einer mechanischen Vorspannfeder 156, die eine axiale Vorspannung auf die Körper 102, 104 generieren kann. Beispielsweise kann die mechanische Vorspannungsfeder 156 an einer oder beiden von Antriebsachsen 120, 122 angebracht sein, die nachfolgend näher beschrieben werden. Es ist auch möglich, eine Normalkraft kann durch ein axiales Verfahren einer im Weiteren näher beschriebenen oberen Antriebseinrichtung 108 aufzubringen.

Das Tribometer 100 weist eine erste Antriebseinrichtung 106 zum Antreiben des ersten Körpers 102 zum Vollführen einer Winkelauslenkung auf. Genauer gesagt ist die erste Antriebseinrichtung 106 gemäß Figur 1 als elektrischer Rotationsmotor ausgebildet, der eine mit Bezugszeichen 152 dargestellte Rotation um eine erste Antriebsachse 120 bewirken kann. Beispielsweise kann die erste Antriebseinrichtung 106 (auch als Antriebsmotor bezeichnet) mit fester Drehzahl angesteuert werden. Gemäß Figur 1 ist die erste Antriebseinrichtung 106 unterhalb des zu untersuchenden Tribopaars angeordnet und kann mittels einer Steuereinrichtung 110 zum Ausführen einer Rotation um ihre erste Antriebsachse 120 angesteuert werden, die gemäß Bezugszeichen 152 im Uhrzeigersinn verlaufen kann. Somit kann die erste Antriebseinrichtung 106 zum Drehantreiben des ersten Körpers 102 zum Vollführen einer Winkelauslenkung entlang einer ersten Drehrichtung ausgebildet sein. Da die erste Antriebseinrichtung 106 mittels ihrer ersten Antriebsachse 120 und einem ersten Teil einer Aufnahmeeinrichtung 124 mit dem ersten Körper 102 gekoppelt ist, führt eine Rotation der ersten Antriebseinrichtung 106 zu einer Rotation des ersten Körpers 102. Wie bereits beschrieben, ist der erste Körper 102 direkt oder mittels des Zwischenmediums 150 mit dem zweiten Körper 104 reibschlüssig verbunden. Daher kann in Abwesenheit einer ausreichend großen Krafteinwirkung auf den zweiten Körper 104 der zweite Körper 104 mit dem ersten Körper 102 drehend mitgeführt werden, wenn der erste Körper 102 mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 drehangetrieben wird. Dieses Folgen des zweiten Körpers 104 bei Drehantrieb des ersten Körpers 102 ist eine Konsequenz der Haftreibungskraft zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104, optional vermittelt durch das Zwischenmedium 150.

Wiederum bezugnehmend auf Figur 1 weist das Tribometer 100 zusätzlich eine zweite Antriebseinrichtung 108 zum Beaufschlagen des zweiten Körpers 104 mit einer der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 generierten Winkelauslenkung entgegengerichteten Krafteinwirkung auf. Genauer gesagt ist die zweite Antriebseinrichtung 108 gemäß Figur 1 als weiterer elektrischer Rotationsmotor ausgebildet, der eine mit Bezugszeichen 154 dargestellte Rotation um eine zweite Antriebsachse 122 bewirken kann, die in vertikaler Richtung zu der ersten Antriebsachse 120 ausgerichtet ist. Gemäß Figur 1 ist die zweite Antriebseinrichtung 108 oberhalb des zu untersuchenden Tribopaars angeordnet und kann mittels der Steuereinrichtung 110 zum Ausführen einer Rotation um ihre zweite Antriebsachse 122 angesteuert werden, die gemäß Bezugszeichen 154 entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufen kann. Anders ausgedrückt drehen sich die erste Antriebsachse 120 und die zweite Antriebsachse 122 in Betrieb in entgegengesetzten Richtungen. Daher kann die zweite Antriebseinrichtung 108 zum Beaufschlagen des zweiten Körpers 104 mit einem der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 bewirkten Winkelauslenkung entgegengerichteten Drehmomenteinwirkung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die zweite Antriebseinrichtung 108 (auch als Gegenmotor bezeichnet) als geregelter Motor ausgebildet. Da die zweite Antriebseinrichtung 108 mittels ihrer zweiten Antriebsachse 122 und einem zweiten Teil einer Aufnahmeeinrichtung 124 mit dem zweiten Körper 104 gekoppelt ist, führt ein Drehmoment der zweiten Antriebseinrichtung 108 ab einer gewissen Grenze zu einer Rotation des zweiten Körpers 104 entsprechend der Antriebsrichtung der zweiten Antriebseinrichtung 108. Indem die Steuereinrichtung 110 beide Antriebseinrichtungen 106, 108 ansteuert, ist diese zum koordinierten Steuern der ersten Antriebseinrichtung 106 und der zweiten Antriebseinrichtung 108 ausgebildet. Die Steuereinrichtung 110 steuert die zweite Antriebseinrichtung 106 so, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper 104 mit größer werdender, mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 erzeugten Auslenkung des ersten Körpers 102 und des zweiten Körpers 104 vergrößert wird, bis sich der zweite Körper 104 von dem ersten Körper 102 ablöst. Dadurch wird der zweite Körper 104 mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 schnell in Richtung seiner ursprünglichen Ruheposition zurück bewegt.

Die mittels der Steuereinrichtung 110 erzwungene Bewegungscharakteristik des ersten Körpers 102 und des zweiten Körpers 100 ist also folgendermaßen: Zu Beginn wird der erste Körper 102 und der damit reibschlüssig verbundene zweite Körper 104 mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 im Uhrzeigersinn gedreht. Anschaulich bewirkt die Haftreibungskraft zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104, dass der direkt mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 in Drehung versetzte erste Körper 102 den zweiten Körper 104 bei seiner Bewegung mitnimmt. Je größer jedoch die Winkelauslenkung des ersten Körpers 102 und des zweiten Körpers 104 aufgrund des Drehantriebs mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 wird, umso stärker wird die gegenläufige Antriebskraft mittels der Steuereinrichtung 110 eingestellt, mit welcher die zweite Antriebseinrichtung 108 den zweiten Körper 104 in zur Auslenkungsrichtung gegenläufiger Richtung beaufschlagt. Beispielsweise kann die zweite Antriebseinrichtung 108 eine Gegenkraft auf den zweiten Körper 104 ausüben, die direkt proportional (also linear) zur Antriebskraft der ersten Antriebseinrichtung 106 ist, aber zu letzterer invers gerichtet ist. Auf diese Weise bildet die zweite Antriebseinrichtung 108 das Verhalten einer idealen mechanischen Rückstellfeder nach, die eine rücktreibende Kraft auf den zweiten Körper 104 ausübt. Überwindet die rücktreibende Kraft der zweiten Antriebseinrichtung 108 auf den zweiten Körper 104 die Haftkraft zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104, so wird die Reibverbindung zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104 gelöst. Daher trennt sich der zweite Körper 104 vom ersten Körper 102 ab. Der zweite Körper 104 wird nun mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 in Richtung seiner Ruhelage zurück bewegt, wohingegen der erste Körper 102 mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 in entgegengesetzte Richtung weiter bewegt werden kann. Der erste Körper 102 kann in der gleichen Richtung weiter rotieren. Dann ist ein Zurückfahren in seine Ausgangslage nicht nötig. Alternativ kann der erste Körper 102 mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 nun aber ebenfalls wieder in Richtung seiner Ruhelage zurück bewegt werden.

Die Kraftverhältnisse, bei denen ein Ablösen des zweiten Körpers 104 vom ersten Körper 102 erfolgt, ist für die Reibkraftcharakteristik zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104 indikativ.

Eine Ermittlungseinrichtung 112 kann somit eine tribologische Information über das Tribopaar aus dem ersten Körper 102 und dem damit mittels des Zwischenmediums 150 reibgekoppelten zweiten Körpers 104 basierend auf dem beschriebenen Verhalten des Tribopaars während des besagten Steuerns bestimmen. Genauer gesagt ermittelt die Ermittlungseinrichtung 112 die tribologische Information basierend auf einem Zeitverlauf der Winkelauslenkung von zumindest einem der Körper 102, 104, insbesondere des zweiten Körpers 104. Der Zeitverlauf der Winkelauslenkung kann beispielsweise mittels mindestens eines Winkelsensors einer Sensoreinrichtung 116 geliefert werden. Abweichend von Figur 1 kann der Winkelsensor (zum Beispiel ausgebildet als optischer Encoder) oben über dem Lager angebracht sein und nicht in der Achse. Somit können der Ermittlungseinrichtung 112 Informationen über die Zeitabhängigkeit der Winkelauslenkung des zweiten Körpers 104 (und optional auch des ersten Körpers 102) übermittelt werden. Dies kann den Zeitraum des Mitbewegens des zweiten Körpers 104 mit ersten Körper 102 und den Zeitraum des Zurückbewegens des zweiten Körpers 104 nach dem Ablösen vom ersten Körper 102 umfassen. Es ist auch möglich, dass der Ermittlungseinrichtung 112 die Zeitabhängigkeit der Krafteinwirkung der ersten Antriebseinrichtung 106 und der zweiten Antriebseinrichtung 108 auf den ersten Körper 102 bzw. den zweiten Körper 104 übermittelt werden. Insbesondere kann das Ermitteln der tribologischen Information ein Charakterisieren eines Ruckgleitens, d.h. eines Stick-Slips, zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104 aufweisen.

Das Tribometer 100 kann ausgebildet sein, nach dem Ablösen das Antreiben mittels der ersten Antriebseinrichtung 106, das Beaufschlagen mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 und das Steuern bis zum Ablösen mittels der Steuereinrichtung 110 ein weiteres Mal oder mehrere Male zu wiederholen, bis sich der zweite Körper 104 von dem ersten Körper 102 abermals ablöst. Indem die entsprechende Zeitabhängigkeit der Winkelauslenkung während mehrerer Sequenzen aufgenommen wird, kann die Genauigkeit der erhaltenen tribologischen Information weiter verfeinert werden. Darüber hinaus wird es dadurch möglich, Änderungen im Zeitverlauf (z.B. durch Abrieb oder nichtperiodisches Verhalten) aufzuzeichnen.

Wie bereits ausgeführt, kann die Steuereinrichtung 110 zum Steuern der zweiten Antriebseinrichtung 108 derart ausgebildet sein, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper 104 direkt proportional (d.h. linear) zu der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 erzeugten Auslenkung des ersten Körpers 102 und des zweiten Körpers 104 vergrößert wird, bis sich der zweite Körper 104 von dem ersten Körper 102 ablöst. Alternativ zu einem solchen Nachbilden einer idealen mechanischen Feder kann die Steuereinrichtung 110 zum Steuern der zweiten Antriebseinrichtung 108 derart ausgebildet sein, dass die mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 erzeugte Krafteinwirkung auf den zweiten Körper 104 nicht-linear zu der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 erzeugten Auslenkung des ersten Körpers 102 und des zweiten Körpers 104 vergrößert wird, bis sich der zweite Körper 104 von dem ersten Körper 102 ablöst. Eine solche Nicht-Linearität kann zum Beispiel durch nicht-lineares Steuern des elektrischen Antriebsstroms der zweiten Antriebseinrichtung 108 eingestellt werden. Beispielsweise kann eine quadratische Abhängigkeit der Rückstellkraft von der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 generierten Winkelauslenkung eingestellt werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die zweite Antriebseinrichtung 108 ein Messmotor eines auch in einer Rheometer-Konfiguration betreibbaren Tribometers 100 ist. Zu diesem Zweck ist es möglich, als Basis für das Tribometer 100 ein bereits bestehendes Doppelmotorrheometer (ausgebildet zum Ausführen einer rheologischen Analyse) zum Ermitteln von tribologischer Information zwischen dem Tribopaar aus dem ersten Körper 102 und dem mit dem ersten Körper 102 gekoppelten zweiten Körper 104 mittels Nachbildens eines rücktreibenden Federverhaltens durch einen Motor des Doppelmotorrheometers einzusetzen. Zu diesem Zweck kann es ausreichend sein, das besagte Doppelmotorrheometer mit der Steuereinrichtung 110 nachzurüsten. Es ist selbst möglich, eine bereits bestehende Steuereinrichtung des Doppelmotorrheometers zu verwenden, wenn auf dieser eine Steuersoftware zum Steuern des Doppelmotorrheometers zum Ermitteln der tribologischen Information in der oben beschriebenen Weise installiert wird. Die Steuersoftware ist dann insbesondere so auszubilden, dass die koordinierte Ansteuerung der ersten Antriebseinrichtung 106 und der zweiten Antriebseinrichtung 108 zum Vollführen der gemeinsamen Winkelauslenkung der Körper 102, 104 erreicht werden kann, bis sich ausgelöst durch eine sukzessive ansteigende rücktreibende Kraft der zweiten Antriebseinrichtung 108 der zweite Körper 104 vom ersten Körper 102 schlagartig ablöst.

Figur 1 zeigt die bereits angesprochene Sensoreinrichtung 116 zum Erfassen eines Zeitverlaufs der Winkelauslenkung als Basis für die Ermittlung der tribologischen Information. Gemäß Figur 1 ist die hier als Winkelsensor ausgebildete Sensoreinrichtung 116 an der zweiten Drehachse 122 der zweiten Antriebseinrichtung 108 verortet. Andere Sensoren und/oder Sensorpositionen sind selbstverständlich möglich. Es ist auch möglich, einen Beschleunigungssensor 118 zum Erfassen von Beschleunigungsinformation vorzusehen.

Figur 1 zeigt darüber hinaus eine Benutzerschnittstelle 160, über die ein Benutzer Steuerkommandos und/oder Steuerparameter zum Betreiben des Tribometers 100 eingeben kann. Mit Vorteil kann die Steuereinrichtung 110 ausgebildet sein, insbesondere die mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 erzeugte Krafteinwirkung entsprechend einer über die Benutzerschnittstelle 160 eingebbaren Benutzervorgabe einzustellen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 110 einen elektrischen Antriebsstrom zum Antreiben der zweiten Antriebseinrichtung 108 einstellen, um im Falle einer mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 simulierten linearen mechanischen Federcharakteristik eine benutzerdefinierte Federkonstante abzubilden. Alternativ kann die Steuereinrichtung 110 einen elektrischen Antriebsstrom zum Antreiben der zweiten Antriebseinrichtung 108 einstellen, um im Falle einer mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 simulierten nicht-linearen mechanischen Federcharakteristik eine benutzerdefinierte nicht-lineare Kennlinie nachzubilden.

Optional kann das Tribometer 100 mindestens eine weitere Ermittlungseinrichtung 132 aufweisen, die zum Ermitteln weiterer Information des Tribopaars während des Ermittelns von tribologischer Information ausgebildet ist. Die mindestens eine weitere Ermittlungseinrichtung 132 kann beispielsweise zum Ermitteln von Information betreffend eine akustische Emission, eine elektrische Leitfähigkeit, eine dielektrische Eigenschaft, eine spektroskopische Eigenschaft und/oder eine optische Eigenschaft des Tribopaars ausgebildet sein. Auf diese Weise kann Information über die tribologischen Verhältnisse des Tribopaars mit weiterer messtechnisch erhaltener Information komplementär kombiniert werden.

Somit zeigt das Tribometer 100 gemäß Figur 1 oberhalb und unterhalb der als Tribokontakte ausgebildeten Körper 102, 104 einen jeweiligen Messmotor der Antriebseinrichtung 106, 108 mit konzentrischer Lage der Rotationsachsen. Zwei Platten der Aufnahmeeinrichtung 124 dienen für die Scherung der als Probe fungierenden Körper 102, 104 zwischen den Platten. Messteile der Aufnahmeeinrichtung 124 können wechselbar ausgebildet sein und können eine Messkörpererkennung aufweisen. Daher kann das Tribometer 100 erkennen, welche Messkörper eingesetzt sind, welche tribologischen Messmodi umgesetzt werden sollen oder können und/oder welche Größen einzustellen oder vorzugeben sind. Ferner können Luftlager, Komponenten einer Drehmomentmessung über eine Stromaufnahme des jeweiligen Motors, Komponenten für eine Winkelmessung und/oder Komponenten für eine Normalkraftmessung im Luftlager vorgesehen sein.

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Tribometers 100 mit als translatorisch wirkenden Motoren ausgebildeten Antriebseinrichtungen 106, 108 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Im Unterschied zu Figur 1 zeigt Figur 2 ein Tribopaar, bei dem der erste Körper 102 und der zweite Körper 104 unmittelbar aneinander angrenzen. Alternativ kann auch gemäß Figur 2 ein Schmiermittel oder ein anderes Zwischenmedium 150 zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104 vorgesehen sein.

Gemäß Figur 2 ist der erste Körper 102 an einer Förderbandeinrichtung 162 angebracht und wird mittels einer ersten Antriebseinrichtung 106 linear angetrieben. Genauer gesagt bewirkt die erste Antriebseinrichtung 106 einen Drehantrieb der Förderbandeinrichtung 162 (siehe Bezugszeichen 164), was aufgrund des Anbringens des ersten Körpers 102 an der Förderbandeinrichtung 162 zu einer linearen Bewegung des ersten Körpers 102 führt. Ein Fachmann wird verstehen, dass die in Figur 2 dargestellte Förderbandeinrichtung 162 nur ein Beispiel für einen Antrieb zum Ausbilden einer Linearbewegung ist. In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung können andere Antriebe zum Ausbilden einer Linearbewegung eingesetzt werden, insbesondere beliebige Linearantriebe. In dem dargestellten Betriebszustand von Figur 2 wird der erste Körper 102 mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 horizontal nach links bewegt. Somit ist die erste Antriebseinrichtung 106 zum Linearantreiben des ersten Körpers 102 zum Vollführen einer Längsauslenkung ausgebildet.

Der zweite Körper 104 ist direkt auf den ersten Körper 102 aufgesetzt und folgt daher zunächst der Bewegung des ersten Körpers 102 in gemäß Figur 2 horizontaler Richtung nach links. Allerdings ist der zweite Körper 104 darüber hinaus mit einer als Linearmotor ausgebildeten zweiten Antriebseinrichtung 108 gekoppelt. Die zweite Antriebseinrichtung 108 ist zum Beaufschlagen des zweiten Körpers 104 mit einer der Längsauslenkung aufgrund der ersten Antriebseinrichtung 106 entgegengerichteten Längskrafteinwirkung ausgebildet. Genauer gesagt übt die zweite Antriebseinrichtung 108 auf den zweiten Körper 104 während einer tribologischen Messung eine gemäß Figur 2 in horizontaler Richtung nach rechts wirkende Kraft aus, die invers bzw. antiparallel zu der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 auf den ersten Körper 102 und den zweiten Körper 104 ausgeübten Kraft ist. Solange die Gegenkraft der zweiten Antriebseinrichtung 108 die Haftkraft zwischen dem ersten Körper 102 und dem zweiten Körper 104 nicht überwinden kann, folgt der zweite Körper 104 der Bewegung des ersten Körpers 102. Überwindet die Gegenkraft der zweiten Antriebseinrichtung 108 die Haftkraft, wird der zweite Körper 104 vom ersten Körper 102 abgelöst und gemäß Figur 2 in horizontaler Richtung nach rechts weggezogen. Die von der zweiten Antriebseinrichtung 108 bereitgestellte Gegenkraft wird zum Auslösen des Ablösens zeitlich so verändert, dass sie proportional zu der Längsverschiebung des zweiten Körpers 104 aufgrund der mittels der ersten Antriebseinrichtung 106 ausgeübten Kraft zunimmt. Anschaulich bildet die zweite Antriebseinrichtung 108 daher das Verhalten einer idealen mechanischen Feder und ihrer zur Auslenkung proportionalen Rückstellkraft nach. Die Federkonstante dieser mechanischen Feder kann benutzerdefiniert oder softwaregesteuert auf einen vorgebbaren Wert eingestellt werden.

Eine beispielsweise als optischer Positionssensor ausgebildete Sensoreinrichtung 116 kann die zeitabhängige Positionsinformationen des zweiten Körpers 104 erfassen und an die Steuereinrichtung 110 übermitteln. Die Steuereinrichtung 110 kann besagte Sensorinformation ebenso an die Ermittlungseinrichtung 112 weiterleiten wie die zeitabhängige Kraftbeaufschlagung durch die Antriebseinrichtungen 106, 108. Aus diesen Informationen kann die Ermittlungseinrichtung 112 tribologische Information über das Tribopaar aus erstem Körper 102 und zweitem Körper 104 ableiten.

Figur 3 zeigt eine Aufnahmevorrichtung 124 zum Aufnehmen von Körpern 102, 104 eines Tribopaars zum Charakterisieren mittels eines Tribometers 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 4 zeigt eine andere Aufnahmevorrichtung 124 zum Aufnehmen von Körpern 102, 104 eines Tribopaars zum Charakterisieren mittels eines Tribometers 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die in Figur 3 und Figur 4 dargestellten Aufnahmevorrichtungen 124 eignen sich besonders gut für eine Stick-Slip-Messung der Körper 102, 104. Diese beinhalten jeweils eine Messkörperachse 166. Bei der Aufnahmevorrichtung 124 gemäß Figur 3 ist ein Scheibenhalter 168 vorgesehen. Insbesondere kann diese Aufnahmevorrichtung 124 einen aufschraubbaren Topf mit Fixiermöglichkeiten für eine Scheibe aufweisen. Gemäß Figur 4 sind Gewindespanner 170 vorgesehen. Ferner kann an der Messkörperachse 166 ein Federelement 172 angebracht sein, wie exemplarisch in Figur 4 gezeigt.

Figur 5 zeigt einen Teil eines Tribometers 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Genauer gesagt ist in Figur 5 ein Teil einer entsprechenden experimentellen Messapparatur gezeigt. Unterhalb der dargestellten Aufnahmeeinrichtung 124 kann die erste Antriebseinrichtung 106 angebracht werden, die einen im Betrieb auf konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor aufweisen kann. Oberhalb der dargestellten Aufnahmeeinrichtung 124 kann die zweite Antriebseinrichtung 108 implementiert werden, die ein Federverhalten simulieren oder emulieren kann.

Figur 6 und Figur 7 zeigen Diagramme 180, 190 mit Messdaten, die während des Betriebs eines Tribometers 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten wurden. Entsprechende Diagramme 180, 190 können zum Beispiel mit einem Tribometer 100 mit einer Ausgestaltung gemäß Figur 1 erhalten werden. Diagramme 180, 190 zeigen die Ergebnisse von Stick-Slip-Messungen.

Das Diagramm 180 gemäß Figur 6 hat eine Abszisse 182, entlang der die Zeit in Sekunden aufgetragen ist. Entlang einer ersten Ordinate 183 ist die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Antriebseinrichtung 106 in 1/min aufgetragen, die einer ersten Messkurve 186 entspricht. Entlang einer zweiten Ordinate 184 ist das (elektrisch bereitgestellte) Drehmoment der zweiten Antriebseinrichtung 108 in mN-m aufgetragen, die einer zweiten Messkurve 187 entspricht. Entlang einer dritten Ordinate 185 ist der Auslenkwinkel der zweiten Antriebseinrichtung 108 in rad aufgetragen, die einer dritten Messkurve 188 entspricht.

Die Darstellung gemäß Figur 7 entspricht der Darstellung gemäß Figur 6 mit dem Unterschied, dass gemäß Figur 6 die Geschwindigkeit in negativer Richtung und gemäß Figur 7 die Geschwindigkeit in positiver Richtung dargestellt ist. Diagramm 190 entspricht daher Diagramm 180 mit der Maßgabe, dass Messkurve 186' der Messkurve 186, Messkurve 187' der Messkurve 187 sowie Messkurve 188' der Messkurve 188 entspricht.

Nun wiederum bezugnehmend auf Figur 6 bewegt sich während der dargestellten Analyse die als unterer Motor ausgebildete erste Antriebseinrichtung 106 mit einer konstanten Geschwindigkeit, während mit der als oberer Motor ausgebildeten zweiten Antriebseinrichtung 108 ein Federverhalten elektromotorisch nachgebildet wird. Während der untere Motor rotiert, haften Körper 102, 104 aneinander. Nun steigt der Auslenkungswinkel am oberen Motor, siehe Messkurve 188. Das Drehmoment am oberen Motor nimmt linear zu, siehe Messkurve 187. Ab einem bestimmten Punkt löst sich der zweite Körper 104 vom ersten Körper 102, wodurch der Auslenkungswinkel und das Drehmoment zurückschnappen. Danach beginnt der Prozess von vorne.

Wie anhand von Messkurve 186 zu erkennen ist, bewirkt das Zurückschnappen am unteren Motor eine gewisse Rückkopplung. Durch Erhöhung des Trägheitsmoments am unteren Motor kann diese Rückkopplung unterdrückt werden.

Figur 8 zeigt einen Teil eines Tribometers 100 zum Vermessen von fadenförmigen Körpern 102, 104 eines Tribopaars gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß Figur 8 wird ein erster fadenförmiger Körper 102 an einer Fadenhalterung 192 montiert und kann von einer ersten Fadenrolle 194 abgewickelt und auf eine zweite Fadenrolle 196 aufgewickelt werden. Im Betrieb kommt es zu einer Längsbewegung 198 ersten fadenförmigen Körpers 102. Eine entsprechende Antriebsenergie wird mittels einer ersten Antriebseinrichtung 106 bereitgestellt. Ein zweiter fadenförmiger Körper 104 an einer Fadenhalterung 193 befindet sich in Reibkontakt mit dem ersten fadenförmigen Körper 102 und wird mittels der zweiten Antriebseinrichtung 108 angetrieben. Die tribologischen Eigenschaften zwischen den Körpern 102, 104 können ermittelt werden, wie oben beschrieben.

Figur 9 zeigt einen Teil eines Tribometers 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gemäß Figur 9 ist die Aufnahmeeinrichtung 124 samt Körpern 102, 104 in einer Konditionierkammer 199 untergebracht.

Figur 9 zeigt zunächst, dass eine Temperiereinrichtung 126 zum Temperieren des Tribopaars während des Ermittelns von tribologischer Information vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann die Temperiereinrichtung 126 eine elektrische Widerstandsheizung 125 aufweisen, die mittels einer Temperatursteuerung 123 steuerbar sein kann.

Das Tribometer 100 kann auch einen Feuchtegenerator 128 zum Befeuchten des Tribopaars aus den Körpern 102, 104 während des Ermittelns von tribologischer Information aufweisen. Um im Inneren der Konditionierkammer 199 einen gewünschten Feuchtegrad einzustellen, kann ein Feuchtesteuerungs-Ventil 129 entsprechend gesteuert werden.

Ferner kann das Tribometer 100 eine Gasmilieueinstelleinrichtung 130 zum Einstellen eines Gasmilieus in einer Umgebung des Tribopaars aus den Körpern 102, 104 während des Ermittelns von tribologischer Information aufweisen. Um im Inneren der Konditionierkammer 199 ein gewünschtes Gasmilieu einzustellen, kann ein Gasmilieu-Ventil 131 entsprechend gesteuert werden. Zum Beispiel kann in der Konditionierkammer 199 eine Edelgasatmosphäre eingestellt werden, um eine Oxidation der Körper 102, 104 zu vermeiden.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.