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10.05.2016

Prüfstand lässt Lager mit 2000 Hertz schwingen

Fraunhofer LBF geht Ursachen von Lärm und Vibrationen auf den Grund

Mit einer Frequenz von bis zu 2000 Hertz lassen sich Werkstoffe und Bauteile mit dem neuen Hochfrequenzprüfstand des Fraunhofer LBF untersuchen. | © Fraunhofer LBF, Ursula Raapke

Den Quellen von Lärm und Vibrationen auf den Grund zu gehen und effektive Gegenmaßnahmen zu entwickeln, gehört im Leistungsfeld Schwingungstechnik des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF zu den angestammten Forschungsschwerpunkten. In einem breiten Frequenzbereich untersucht und entwickelt das Institut passive und aktive Lager zur Entkopplung von Schwingungen. Jetzt hat das LBF seine Möglichkeiten erweitert und einen neuen Hochfrequenzprüfstand zur Ermittlung des dynamischen Transferverhaltens von Lagern in Betrieb genommen, mit dem Prüffrequenzen von bis zu 2000 Hertz möglich sind.

Schwingungen können die genannten Produkteigenschaften beeinflussen und damit schon im Entwicklungsprozess zu Problemen führen. Daher ist es in der Produktentwicklung essentiell, die eingesetzten Werkstoffe und Bauteile zu prüfen und zu charakterisieren. In Form von Lagern dienen sie zur schwingungstechnischen Entkopplung und steigern damit die Komforteigenschaften. Im Leistungsfeld Schwingungstechnik des Fraunhofer LBF gehört die Untersuchung und Entwicklung von passiven und aktiven Lagern zu den angestammten Forschungsschwerpunkten. Damit unterstützt das Institut seine Kunden begleitend während des Entwicklungsprozesses.

Die passiven und aktiven Lager haben die primäre Aufgabe, die Sicherheit der Ankopplung einer Schwingungsquelle zu gewährleisten, das Gewicht der Schwingungsquelle abzustützen und Schwingungen zu entkoppeln. Zu diesem Zweck ist eine zuverlässige experimentelle Kennwertermittlung erforderlich, um eine Beurteilung der Bauteileigenschaften sowie deren Auslegung hinsichtlich der gewünschten Systemcharakteristik zu gewährleisten.

Die dynamische Transfersteifigkeit ist dabei ein wichtiger Kennwert. Sie kennzeichnet in komplexen Größen das vibroakustische Transferverhalten und beschreibt die Trägheits-, Federungs- sowie Dämpfungseigenschaften bei verschiedenen Frequenzen. Üblicherweise erfolgt die dynamische Charakterisierung von Lagern meist mit servohydraulischen Prüfmaschinen, was die Verfügbarkeit qualitativ hochwertiger Messergebnisse auf niedrige Prüffrequenzen beschränkt.

Probenraum mit den Abmessungen 550 x 300 x 300 Millimeter

Das Fraunhofer LBF setzt einen neuen Hochfrequenzprüfstand zur Ermittlung des dynamischen Transferverhaltens von Lagern ein. Der Prüfstand ist für Untersuchungen der dynamischen Steifigkeit bis 2000 Hertz konzipiert. Die eingesetzte Aktorik besteht aus einem elektromechanischen Spindelantrieb und einem elektrodynamischen Schwingerreger. Den dynamischen Signalanteilen von bis zu acht Kilonewton (Sinus, Rauschen, Schock, Sinus über Rauschen, Zeitdaten) des Schwingerregers kann eine statische Vorlast von bis zu fünf Kilonewton überlagert werden.

Der Probenraum mit den Abmessungen 550 x 300 x 300 Millimeter ermöglicht die Untersuchung von kleinen Werkstoffproben bis hin zu großen Lagern. Während des Prüfbetriebs werden relevante Messgrößen kontinuierlich überwacht und aufgezeichnet. Die Prüfung unter Temperatureinfluss sowie deren Überwachung ist ebenfalls möglich. Die Eignung des Prüfstands für den spezifizierten Einsatz wurde in Anlehnung an die DIN Normenreihe 10846 nachgewiesen.

Unternehmensinformation

Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Schlossgartenstr. 6
DE 64289 Darmstadt
Tel.: 06151 705-0
Fax: 06151 705-214

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