Bestimmung und Messung physikalischer und technischer Parameter zur Beschreibung von Laufflächen in Milchviehställen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Freising-Weihenstephan
LfL
2007
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Schriftenreihe der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft
2007,10 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | kostenfrei Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2007 ; Zusammenfassung in engl. Sprache |
| Beschreibung: | 251 S. Ill., graph. Darst. |
Internformat
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis Seite
1 Einleitung................................................................................................................17
1.1 Problemstellung.......................................................................................................18
1.2 Zielsetzung...............................................................................................................19
2 Stand des Wissens..................................................................................................21
2.1 Grundlagen zur Entwicklung von Geräten zur Messung der Rutschfestigkeit
von Laufflächen.......................................................................................................21
2.1.1 Kontaktflächen und auftretende Belastungen beim Stehen und Gehen des
Rindes.......................................................................................................................21
2.1.2 Laufverhalten des Rindes.........................................................................................26
2.1.3 Einfluss von Klauenfeuchte auf Klauenhärte und -abrieb.......................................30
2.2 Interaktionen zwischen Laufflächen und Klauen sowie deren Bedeutung für
Klauenleiden. ...........................................................................................................33
2.2.1 Auswirkung verschiedener Oberflächentexturen von Laufflächen auf die
Klaue und die Reibungskomponenten beim Rindergang.........................................33
2.2.2 Das mechanisch-rheologische Modell aus der Blechumformung und dessen
Übertragung auf den Gang des Rindes auf harten Laufflächen...............................37
2.3 Anforderungen an Laufflächen sowie technische Parameter für ihre
Charakterisierung.....................................................................................................40
2.3.1 Anforderungen an Laufflächen aus tierischer und verfahrenstechnischer
Sicht.........................................................................................................................40
2.3.2 Begriffe und technische Kenngrößen zur Beschreibung von Laufflächen und
ihre Bedeutung für die gestellten Anforderungen....................................................42
2.4 Erfassung der Rutschfestigkeit.................................................................................51
2.4.1 Funktionsprinzipien von mobilen Reibzahlmessgeräten.........................................51
2.4.2 Mobile Messgeräte zur Messung der Reibzahl........................................................55
2.4.3 Bisherige Reibzahlmessungen zur Erfassung der Rutschfestigkeit von
Laufflächen..............................................................................................................62
2.4.4 Generelle Probleme und spezielle Faktoren bei Reibzahlmessungen auf
Laufflächen..............................................................................................................67
2.5 Erfassung von Oberflächen......................................................................................68
2.5.1 Prinzip der Laser-Triangulation...............................................................................70
2.5.2 Bildverarbeitung mit CCD-Technik.........................................................................73
2.5.3 Merkmale zur Beschreibung der Oberflächeneigenschaften von technischen
Oberflächen..............................................................................................................75
2.5.4 Kenngrößen zur Beschreibung technischer Oberflächen.........................................81
2.5.5 Bisherige Untersuchungen zur Erfassung der Oberflächenrauheit von
Laufflächen...........................................1................................................................85
2.6 Bestehende Defizite bei der Rutschfestigkeits- und Oberflächenerfassung
von Laufflächen.......................................................................................................86
3 Material und Methoden.........................................................................................88
3.1 Entwicklung der Messtechnik..................................................................................90
3.1.1 Anforderungen.........................................................................................................90
3.1.2 Technische Ausführung des Gleitreibungsmessgerätes...........................................94
3.1.3 Technische Ausführung des Topografiemessgerätes...............................................97
3.2 Vorversuche.............................................................................................................99
3.2.1 Gleitreibungsmessgerät............................................................................................99
3.2.2 Topografiemessgerät..............................................................................................103
3.2.3 Versuchsroutine.....................................................................................................104
3.3 Versuchvorbereitung und Versuchsdurchführung.................................................105
3.3.1 Auswahl der Ställe.................................................................................................105
3.3.2 Auswahl der Messstellen im Stall..........................................................................105
3.3.3 Durchführung der Messungen................................................................................106
3.4 Datenaufbereitung und statistische Auswertung....................................................109
3.4.1 Verarbeitung der Reibungsmessdaten....................................................................109
3.4.2 Verarbeitung der Topografiemessdaten.................................................................112
3.4.3 Statistische Auswertungen.....................................................................................118
4 Ergebnisse.............................................................................................................119
4.1 Reibwertmessungen...............................................................................................119
4.1.1 Haft- und Gleitreibungskoeffizienten....................................................................119
4.1.2 Arithmetischer Spitze-Spitze Wert und Anzahl positiver Amplituden..................126
4.1.3 Vergleich der Messgrößen aus der Gleitreibungsmessung....................................128
4.2 Topografiemessungen............................................................................................130
4.2.1 Vertikale Oberflächenkenngrößen.........................................................................131
4.2.2 Flächenkenngrößen................................................................................................135
4.3 Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen der Gleitreibungs- und
Topografiemessung................................................................................................145
5 Diskussion___......................................................................................................154
5.1 Messtechnik und Methodik....................................................................................154
5.1.1 Gleitreibungsmessung............................................................................................154
5.1.2 Topografiemessung................................................................................................160
5.2 Einordnung der Ergebnisse aus der Gleitreibungsmessung...................................162
5.3 Einordnung der Ergebnisse aus der Topografiemessung.......................................171
5.4 Zusammenhänge zwischen Gleitreibungsmessung und Topografiemessung........175
5.5 Interpretation der Messergebnisse - Ursachen für die Veränderungen der
Laufflächen............................................................................................................182
5.6 Interpretation der Ergebnisse - Bedeutung der Laufflächenveränderungen
für die Interaktionen zwischen Laufflächen und Klauen.......................................188
6 Schlussfolgerungen und Ausblick.......................................................................192
7 Zusammenfassung................................................................................................197
8 Summary...............................................................................................................203
9 Literaturverzeichnis.............................................................................................208
10 Anhang..................................................................................................................221
Abbildungsverzeichnis Seite
Abb. 1: Auswirkungen der Oberflächentexturen auf die Reibungskomponenten im
System Klaue - Zwischenmedium - Boden........................................................35
Abb. 2: Mechanisch-rheologisches Modell und Flächenanteile.......................................38
Abb. 3: Ermittlung der Reibzahl durch Messen der Reibkraft, Prinzip von Zug-,
Fahr- und Rotationstribometer.............................................................................51
Abb. 4: Ermittlung der Reibzahl durch Messen des Gleitwinkels, Prinzip der
schiefen Ebene und des Rutschwinkelmessers.....................................................54
Abb. 5: Ermittlung der Reibzahl durch Messen der Reibenergie, Prinzip des
Pendelgleiters.......................................................................................................55
Abb. 6: Messprinzip bei der Laser-Triangulation.............................................................71
Abb. 7: Funktionsskizze eines einfachen Laserlinien-Triangulationsscanners.................72
Abb. 8: Abbildung eines Spaltes bei der Informationsverarbeitung durch CCD-
Zeilen....................................................................................................................73
Abb. 9: Theoretischer und realer Intensitätsverlauf einer Bildzeile bei der
Informationsverarbeitung durch CCD-Zeilen......................................................74
Abb. 10: Beispieloberflächen für das Merkmal Abgeschlossenheit...................................76
Abb. 11: Beispieloberflächen für das Merkmal Leere........................................................76
Abb. 12: Beispieloberflächen für das Merkmal geschlossener Leerflächenanteil..............77
Abb. 13: Beispieloberflächen für das Merkmal Feinheit....................................................78
Abb. 14: Beispieloberflächen für das Merkmal Dichte.......................................................78
Abb. 15: Beispieloberflächen für das Merkmal Größe der Strukturelemente.....................79
Abb. 16: Beispieloberflächen für das Merkmal Gleichmäßigkeit.......................................79
Abb. 17: Beispieloberflächen für das Merkmal Richtung...................................................80
Abb. 18: Beispieloberflächen für das Merkmal Welligkeit................................................80
Abb. 19: Flussdiagramm der methodischen Vorgehensweise zur Bestimmung von
Kenngrößen für die Bewertung von Laufflächen.................................................89
Abb. 20: Schematische Darstellung des Gleitreibungsmessgerätes....................................94
Abb. 21: Eingesetzter Prüfkörper zur Gleitreibungsmessung.............................................95
Abb. 22: Schematische Darstellung des Topografiemessgerätes........................................97
Abb. 23: Aufstellungsschema der Messgeräte für die Versuchsdurchführung.................104
Abb. 24: Umfang der Untersuchungen.............................................................................105
Abb. 25: Auswahl der Messpunkte in den Ställen............................................................106
Abb. 26: Verschiedene Bodenbeläge, präpariert für die Gleitreibungsmessungen...........107
Abb. 27: Einsatz der Messgeräte in der Praxis..................................................................109
Abb. 28: Datenbereiche zur Ermittlung des Haft- und Gleitreibungskoeffizienten..........110
Abb. 29: Positive und negative Amplituden und Beispiel eines Spitze-Spitze
Wertes in der Gleitreibungskurve......................................................................112
Abb. 30: Auftretende Messfehler bei Laser-Triangulationssystemen (1).........................113
Abb. 31: Auftretende Messfehler bei Laser-Triangulationssystemen (2).........................114
Abb. 32: Messausreißerentfernung mit dem Programm WinSAM...................................115
Abb. 33: Exemplarische Gleitreibungskurven verschiedener Laufflächen.......................120
Abb. 34: Durchschnittliche Haftreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächennach Betrieben...............................................................................121
Abb. 35: Durchschnittliche Haftreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächen nach Materialien und Altersklassen...............................................122
Abb. 36: Durchschnittliche Gleitreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächen nach Betrieben...............................................................................123
Abb. 37: Durchschnittliche Gleitreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächen nach Materialien und Altersklassen...............................................124
Abb. 38: Verschiedene Bodenbeläge mit identischem Gleitreibungskoeffizienten..........125
Abb. 39: Verlauf der Gleitreibungskurven von Belägen mit identischem
Gleitreibungskoeffizient.....................................................................................126
Abb. 40: Arithmetischer Spitze-Spitze Wert und Anzahl positiver Amplituden nach
Materialien und Altersklassen............................................................................127
Abb. 41: Vergleich des Oberflächenmerkmals Leere der untersuchten Laufflächen
mittels ausgewählter vertikaler Oberflächenkenngrößen nach Materialien
und Altersklassen...............................................................................................132
Abb. 42: Vergleich des Oberflächenmerkmals Leere der untersuchten Laufflächen
mittels ausgewählter Flächenkenngrößen nach Materialien und
Altersklassen......................................................................................................136
Abb. 43: Vergleich des Oberflächenmerkmals Feinheit der untersuchten
Laufflächen mittels ausgewählter Flächenkenngrößen nach Materialien
und Altersklassen...............................................................................................137
Abb. 44: Vergleich des Materialvolumens und der maximalen Anzahl
Materialflächen der untersuchten Laufflächen nach Materialien und
Altersklassen......................................................................................................139
Abb. 45: Vergleich des offenen Leervolumens und der maximalen Anzahl offener
Leerflächen der untersuchten Laufflächen nach Materialien und
Altersklassen......................................................................................................139
Abb. 46: Vergleich des geschlossenen Leervolumens und der maximalen Anzahl
geschlossener Leerflächen der untersuchten Laufflächen nach Materialien
und Altersklassen...............................................................................................140
Abb. 47: Vergleich des Oberflächenmerkmals Abgeschlossenheit der untersuchten
Laufflächen mittels ausgewählter Flächenkenngrößen nach Materialien
und Altersklassen...............................................................................................141
Abb. 48: Zusammenhang zwischen Topografietiefe und Gleitreibungskoeffizient
auf den untersuchten Laufflächenmaterialien....................................................146
Abb. 49: Zusammenhang zwischen Topografietiefe und arithmetischem Spitze-
Spitze Wert auf den untersuchten Laufflächenmaterialien................................147
Abb. 50: Zusammenhang zwischen Topografietiefe und Anzahl positiver
Amplituden auf den untersuchten Laufflächenmaterialien................................147
Abb. 51: Zusammenhang zwischen offenem Leervolumen und
Gleitreibungskoeffizient auf den untersuchten Laufflächenmaterialien............149
Abb. 52: Zusammenhang zwischen offenem Leervolumen und arithmetischem
Spitze-Spitze Wert auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.....................150
Abb. 53: Zusammenhang zwischen maximaler Anzahl geschlossener Leerflächen
und arithmetischem Spitze-Spitze Wert auf den untersuchten
Laufflächenmaterialien.......................................................................................151
Abb. 54: Zusammenhang zwischen der Durchdringung mit dem größten
geschlossenen Leerflächenanteil und dem arithmetischen Spitze-Spitze
Wert auf den untersuchten Laufflächenmaterialien...........................................152
Tabellenverzeichnis Seite
Tab. 1: Anforderungen an Laufflächen aus tierischer Sicht.............................................41
Tab. 2: Anforderungen an Laufflächen aus verfahrenstechnischer Sicht.........................41
Tab. 3: Technische Spezifikationen von mobilen Reibzahlmessgeräten.........................58
Tab. 4: Zu berücksichtigende Faktoren bei der Beurteilung der Gleitsicherheit des
Systems Klaue - Zwischenmedium - Lauffläche................................................67
Tab. 5: Vor- und Nachteile ausgewählter Oberflächenmesssysteme hinsichtlich
der Topografieerfassung von Laufflächen...........................................................69
Tab. 6: Begriffe zur einheitlichen Bezeichnung der geometrischen Eigenschaften
von Blechoberflächen...........................................................................................75
Tab. 7: Auswahl vertikaler Oberflächenkenngrößen für den 2D- und 3D-Fall................83
Tab. 8: Auswahl horizontaler Oberflächenkenngrößen für den 2D-Fall..........................83
Tab. 9: Auswahl hybrider Oberflächenkenngrößen für den 2D-Fall................................83
Tab. 10: Auswahl reiner 3D-Kenngrößen (Flächenkenngrößen) aus dem
mechanisch-rheologischen Modell.......................................................................84
Tab. 11: Anforderungen an das zu konstruierende Gleitreibungsmessgerät......................92
Tab. 12: Anforderungen an das zu konstruierende Topografiemessgerät..........................93
Tab. 13: Technische Spezifikationen des Gleitreibungsmessgerätes.................................96
Tab. 14: Technische Spezifikationen des Topografiemessgerätes.....................................98
Tab. 15: Ergebnisse der Vorversuche zur Auswahl der Messgeschwindigkeit bei
der Gleitreibungsmessung auf trockenen Prüfmaterialien.................................100
Tab. 16: Ergebnisse der Vorversuche zur Auswahl der Messgeschwindigkeit bei
der Gleitreibungsmessung auf nassen Prüfmaterialien......................................100
Tab. 17: Ergebnisse unterschiedlicher Messgeschwindigkeiten ausgewählter
Prüfflächen im trockenen und nassen Zustand...................................................101
Tab. 18: Ergebnisse der Vorversuche zur Überprüfung der Wiederholbarkeit von
Messungen mit dem Topografiemessgerät auf ausgewählten Prüfflächen........103
Tab. 19: Verwendete Kenngrößen zur Beschreibung der Oberflächeneigenschaften
von Laufflächen..................................................................................................117
Tab. 20: Vergleich verschiedener Messgrößen der Gleitreibungsmessung bei den
unterschiedlichen Materialien und Altersklassen...............................................128
Tab. 21: Pearson Korrelationskoeffizienten zwischen den verschiedenen
Kenngrößen aus der Gleitreibungsmessung.......................................................128
Tab. 22: Geeignete Messgrößen der Gleitreibungsmessung zur Unterscheidung
verschiedener Materialien und Altersklassen.....................................................130
Tab. 23: Vergleich der Höhe und der Änderungen ausgewählter vertikaler
Kenngrößen zur Beschreibung des Oberflächenmerkmals Leere der
untersuchten Laufflächenklassen.......................................................................133
Tab. 24: Pearson Korrelationskoeffizienten zwischen ausgewählten vertikalen
Oberflächenkenngrößen der Leere.....................................................................134
Tab. 25: Vergleich der Höhe und der Änderungen ausgewählter
Flächenkenngrößen zur Beschreibung verschiedener
Oberflächenmerkmale der Laufflächenklassen..................................................144
Tab. 26: Pearson Korrelationskoeffizienten zwischen ausgewählten vertikalen
Oberflächenkenngrößen und den Kenngrößen der Gleitreibungsmessung........148
Tab. 27: Pearson Korrelationskoeffizienten ausgewählter Flächenkenngrößen und
Kenngrößen der Gleitreibungsmessung.............................................................153
Tab. 28: Vergleich der Gleitreibungsergebnisse verschiedener Autoren mit den
Ergebnissen der eigenen Untersuchungen..........................................................165
Tab. 29: Einteilung der Texturbereiche der untersuchten Laufflächenklassen nach
DINENISO 13473-1.........................................................................................188
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis Seite
1 Einleitung.17
1.1 Problemstellung.18
1.2 Zielsetzung.19
2 Stand des Wissens.21
2.1 Grundlagen zur Entwicklung von Geräten zur Messung der Rutschfestigkeit
von Laufflächen.21
2.1.1 Kontaktflächen und auftretende Belastungen beim Stehen und Gehen des
Rindes.21
2.1.2 Laufverhalten des Rindes.26
2.1.3 Einfluss von Klauenfeuchte auf Klauenhärte und -abrieb.30
2.2 Interaktionen zwischen Laufflächen und Klauen sowie deren Bedeutung für
Klauenleiden.'.33
2.2.1 Auswirkung verschiedener Oberflächentexturen von Laufflächen auf die
Klaue und die Reibungskomponenten beim Rindergang.33
2.2.2 Das mechanisch-rheologische Modell aus der Blechumformung und dessen
Übertragung auf den Gang des Rindes auf harten Laufflächen.37
2.3 Anforderungen an Laufflächen sowie technische Parameter für ihre
Charakterisierung.40
2.3.1 Anforderungen an Laufflächen aus tierischer und verfahrenstechnischer
Sicht.40
2.3.2 Begriffe und technische Kenngrößen zur Beschreibung von Laufflächen und
ihre Bedeutung für die gestellten Anforderungen.42
2.4 Erfassung der Rutschfestigkeit.51
2.4.1 Funktionsprinzipien von mobilen Reibzahlmessgeräten.51
2.4.2 Mobile Messgeräte zur Messung der Reibzahl.55
2.4.3 Bisherige Reibzahlmessungen zur Erfassung der Rutschfestigkeit von
Laufflächen.62
2.4.4 Generelle Probleme und spezielle Faktoren bei Reibzahlmessungen auf
Laufflächen.67
2.5 Erfassung von Oberflächen.68
2.5.1 Prinzip der Laser-Triangulation.70
2.5.2 Bildverarbeitung mit CCD-Technik.73
2.5.3 Merkmale zur Beschreibung der Oberflächeneigenschaften von technischen
Oberflächen.75
2.5.4 Kenngrößen zur Beschreibung technischer Oberflächen.81
2.5.5 Bisherige Untersuchungen zur Erfassung der Oberflächenrauheit von
Laufflächen.1.85
2.6 Bestehende Defizite bei der Rutschfestigkeits- und Oberflächenerfassung
von Laufflächen.86
3 Material und Methoden.88
3.1 Entwicklung der Messtechnik.90
3.1.1 Anforderungen.90
3.1.2 Technische Ausführung des Gleitreibungsmessgerätes.94
3.1.3 Technische Ausführung des Topografiemessgerätes.97
3.2 Vorversuche.99
3.2.1 Gleitreibungsmessgerät.99
3.2.2 Topografiemessgerät.103
3.2.3 Versuchsroutine.104
3.3 Versuchvorbereitung und Versuchsdurchführung.105
3.3.1 Auswahl der Ställe.105
3.3.2 Auswahl der Messstellen im Stall.105
3.3.3 Durchführung der Messungen.106
3.4 Datenaufbereitung und statistische Auswertung.109
3.4.1 Verarbeitung der Reibungsmessdaten.109
3.4.2 Verarbeitung der Topografiemessdaten.112
3.4.3 Statistische Auswertungen.118
4 Ergebnisse.119
4.1 Reibwertmessungen.119
4.1.1 Haft- und Gleitreibungskoeffizienten.119
4.1.2 Arithmetischer Spitze-Spitze Wert und Anzahl positiver Amplituden.126
4.1.3 Vergleich der Messgrößen aus der Gleitreibungsmessung.128
4.2 Topografiemessungen.130
4.2.1 Vertikale Oberflächenkenngrößen.131
4.2.2 Flächenkenngrößen.135
4.3 Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen der Gleitreibungs- und
Topografiemessung.145
5 Diskussion_.154
5.1 Messtechnik und Methodik.154
5.1.1 Gleitreibungsmessung.154
5.1.2 Topografiemessung.160
5.2 Einordnung der Ergebnisse aus der Gleitreibungsmessung.162
5.3 Einordnung der Ergebnisse aus der Topografiemessung.171
5.4 Zusammenhänge zwischen Gleitreibungsmessung und Topografiemessung.175
5.5 Interpretation der Messergebnisse - Ursachen für die Veränderungen der
Laufflächen.182
5.6 Interpretation der Ergebnisse - Bedeutung der Laufflächenveränderungen
für die Interaktionen zwischen Laufflächen und Klauen.188
6 Schlussfolgerungen und Ausblick.192
7 Zusammenfassung.197
8 Summary.203
9 Literaturverzeichnis.208
10 Anhang.221
Abbildungsverzeichnis Seite
Abb. 1: Auswirkungen der Oberflächentexturen auf die Reibungskomponenten im
System Klaue - Zwischenmedium - Boden.35
Abb. 2: Mechanisch-rheologisches Modell und Flächenanteile.38
Abb. 3: Ermittlung der Reibzahl durch Messen der Reibkraft, Prinzip von Zug-,
Fahr- und Rotationstribometer.51
Abb. 4: Ermittlung der Reibzahl durch Messen des Gleitwinkels, Prinzip der
schiefen Ebene und des Rutschwinkelmessers.54
Abb. 5: Ermittlung der Reibzahl durch Messen der Reibenergie, Prinzip des
Pendelgleiters.55
Abb. 6: Messprinzip bei der Laser-Triangulation.71
Abb. 7: Funktionsskizze eines einfachen Laserlinien-Triangulationsscanners.72
Abb. 8: Abbildung eines Spaltes bei der Informationsverarbeitung durch CCD-
Zeilen.73
Abb. 9: Theoretischer und realer Intensitätsverlauf einer Bildzeile bei der
Informationsverarbeitung durch CCD-Zeilen.74
Abb. 10: Beispieloberflächen für das Merkmal Abgeschlossenheit.76
Abb. 11: Beispieloberflächen für das Merkmal Leere.76
Abb. 12: Beispieloberflächen für das Merkmal geschlossener Leerflächenanteil.77
Abb. 13: Beispieloberflächen für das Merkmal Feinheit.78
Abb. 14: Beispieloberflächen für das Merkmal Dichte.78
Abb. 15: Beispieloberflächen für das Merkmal Größe der Strukturelemente.79
Abb. 16: Beispieloberflächen für das Merkmal Gleichmäßigkeit.79
Abb. 17: Beispieloberflächen für das Merkmal Richtung.80
Abb. 18: Beispieloberflächen für das Merkmal Welligkeit.80
Abb. 19: Flussdiagramm der methodischen Vorgehensweise zur Bestimmung von
Kenngrößen für die Bewertung von Laufflächen.89
Abb. 20: Schematische Darstellung des Gleitreibungsmessgerätes.94
Abb. 21: Eingesetzter Prüfkörper zur Gleitreibungsmessung.95
Abb. 22: Schematische Darstellung des Topografiemessgerätes.97
Abb. 23: Aufstellungsschema der Messgeräte für die Versuchsdurchführung.104
Abb. 24: Umfang der Untersuchungen.105
Abb. 25: Auswahl der Messpunkte in den Ställen.106
Abb. 26: Verschiedene Bodenbeläge, präpariert für die Gleitreibungsmessungen.107
Abb. 27: Einsatz der Messgeräte in der Praxis.109
Abb. 28: Datenbereiche zur Ermittlung des Haft- und Gleitreibungskoeffizienten.110
Abb. 29: Positive und negative Amplituden und Beispiel eines Spitze-Spitze
Wertes in der Gleitreibungskurve.112
Abb. 30: Auftretende Messfehler bei Laser-Triangulationssystemen (1).113
Abb. 31: Auftretende Messfehler bei Laser-Triangulationssystemen (2).114
Abb. 32: Messausreißerentfernung mit dem Programm WinSAM.115
Abb. 33: Exemplarische Gleitreibungskurven verschiedener Laufflächen.120
Abb. 34: Durchschnittliche Haftreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächennach Betrieben.121
Abb. 35: Durchschnittliche Haftreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächen nach Materialien und Altersklassen.122
Abb. 36: Durchschnittliche Gleitreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächen nach Betrieben.123
Abb. 37: Durchschnittliche Gleitreibungskoeffizienten der untersuchten
Laufflächen nach Materialien und Altersklassen.124
Abb. 38: Verschiedene Bodenbeläge mit identischem Gleitreibungskoeffizienten.125
Abb. 39: Verlauf der Gleitreibungskurven von Belägen mit identischem
Gleitreibungskoeffizient.126
Abb. 40: Arithmetischer Spitze-Spitze Wert und Anzahl positiver Amplituden nach
Materialien und Altersklassen.127
Abb. 41: Vergleich des Oberflächenmerkmals Leere der untersuchten Laufflächen
mittels ausgewählter vertikaler Oberflächenkenngrößen nach Materialien
und Altersklassen.132
Abb. 42: Vergleich des Oberflächenmerkmals Leere der untersuchten Laufflächen
mittels ausgewählter Flächenkenngrößen nach Materialien und
Altersklassen.136
Abb. 43: Vergleich des Oberflächenmerkmals Feinheit der untersuchten
Laufflächen mittels ausgewählter Flächenkenngrößen nach Materialien
und Altersklassen.137
Abb. 44: Vergleich des Materialvolumens und der maximalen Anzahl
Materialflächen der untersuchten Laufflächen nach Materialien und
Altersklassen.139
Abb. 45: Vergleich des offenen Leervolumens und der maximalen Anzahl offener
Leerflächen der untersuchten Laufflächen nach Materialien und
Altersklassen.139
Abb. 46: Vergleich des geschlossenen Leervolumens und der maximalen Anzahl
geschlossener Leerflächen der untersuchten Laufflächen nach Materialien
und Altersklassen.140
Abb. 47: Vergleich des Oberflächenmerkmals Abgeschlossenheit der untersuchten
Laufflächen mittels ausgewählter Flächenkenngrößen nach Materialien
und Altersklassen.141
Abb. 48: Zusammenhang zwischen Topografietiefe und Gleitreibungskoeffizient
auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.146
Abb. 49: Zusammenhang zwischen Topografietiefe und arithmetischem Spitze-
Spitze Wert auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.147
Abb. 50: Zusammenhang zwischen Topografietiefe und Anzahl positiver
Amplituden auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.147
Abb. 51: Zusammenhang zwischen offenem Leervolumen und
Gleitreibungskoeffizient auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.149
Abb. 52: Zusammenhang zwischen offenem Leervolumen und arithmetischem
Spitze-Spitze Wert auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.150
Abb. 53: Zusammenhang zwischen maximaler Anzahl geschlossener Leerflächen
und arithmetischem Spitze-Spitze Wert auf den untersuchten
Laufflächenmaterialien.151
Abb. 54: Zusammenhang zwischen der Durchdringung mit dem größten
geschlossenen Leerflächenanteil und dem arithmetischen Spitze-Spitze
Wert auf den untersuchten Laufflächenmaterialien.152
Tabellenverzeichnis Seite
Tab. 1: Anforderungen an Laufflächen aus tierischer Sicht.41
Tab. 2: Anforderungen an Laufflächen aus verfahrenstechnischer Sicht.41
Tab. 3: Technische Spezifikationen von mobilen Reibzahlmessgeräten.58
Tab. 4: Zu berücksichtigende Faktoren bei der Beurteilung der Gleitsicherheit des
Systems Klaue - Zwischenmedium - Lauffläche.67
Tab. 5: Vor- und Nachteile ausgewählter Oberflächenmesssysteme hinsichtlich
der Topografieerfassung von Laufflächen.69
Tab. 6: Begriffe zur einheitlichen Bezeichnung der geometrischen Eigenschaften
von Blechoberflächen.75
Tab. 7: Auswahl vertikaler Oberflächenkenngrößen für den 2D- und 3D-Fall.83
Tab. 8: Auswahl horizontaler Oberflächenkenngrößen für den 2D-Fall.83
Tab. 9: Auswahl hybrider Oberflächenkenngrößen für den 2D-Fall.83
Tab. 10: Auswahl reiner 3D-Kenngrößen (Flächenkenngrößen) aus dem
mechanisch-rheologischen Modell.84
Tab. 11: Anforderungen an das zu konstruierende Gleitreibungsmessgerät.92
Tab. 12: Anforderungen an das zu konstruierende Topografiemessgerät.93
Tab. 13: Technische Spezifikationen des Gleitreibungsmessgerätes.96
Tab. 14: Technische Spezifikationen des Topografiemessgerätes.98
Tab. 15: Ergebnisse der Vorversuche zur Auswahl der Messgeschwindigkeit bei
der Gleitreibungsmessung auf trockenen Prüfmaterialien.100
Tab. 16: Ergebnisse der Vorversuche zur Auswahl der Messgeschwindigkeit bei
der Gleitreibungsmessung auf nassen Prüfmaterialien.100
Tab. 17: Ergebnisse unterschiedlicher Messgeschwindigkeiten ausgewählter
Prüfflächen im trockenen und nassen Zustand.101
Tab. 18: Ergebnisse der Vorversuche zur Überprüfung der Wiederholbarkeit von
Messungen mit dem Topografiemessgerät auf ausgewählten Prüfflächen.103
Tab. 19: Verwendete Kenngrößen zur Beschreibung der Oberflächeneigenschaften
von Laufflächen.117
Tab. 20: Vergleich verschiedener Messgrößen der Gleitreibungsmessung bei den
unterschiedlichen Materialien und Altersklassen.128
Tab. 21: Pearson Korrelationskoeffizienten zwischen den verschiedenen
Kenngrößen aus der Gleitreibungsmessung.128
Tab. 22: Geeignete Messgrößen der Gleitreibungsmessung zur Unterscheidung
verschiedener Materialien und Altersklassen.130
Tab. 23: Vergleich der Höhe und der Änderungen ausgewählter vertikaler
Kenngrößen zur Beschreibung des Oberflächenmerkmals Leere der
untersuchten Laufflächenklassen.133
Tab. 24: Pearson Korrelationskoeffizienten zwischen ausgewählten vertikalen
Oberflächenkenngrößen der Leere.134
Tab. 25: Vergleich der Höhe und der Änderungen ausgewählter
Flächenkenngrößen zur Beschreibung verschiedener
Oberflächenmerkmale der Laufflächenklassen.144
Tab. 26: Pearson Korrelationskoeffizienten zwischen ausgewählten vertikalen
Oberflächenkenngrößen und den Kenngrößen der Gleitreibungsmessung.148
Tab. 27: Pearson Korrelationskoeffizienten ausgewählter Flächenkenngrößen und
Kenngrößen der Gleitreibungsmessung.153
Tab. 28: Vergleich der Gleitreibungsergebnisse verschiedener Autoren mit den
Ergebnissen der eigenen Untersuchungen.165
Tab. 29: Einteilung der Texturbereiche der untersuchten Laufflächenklassen nach
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