Fraunhofer LBF: Hochfrequenzprüfstand Lager optimieren - Vibrationen und Lärm minimieren

Lärm und Vibrationen zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu entwickeln ist ein Forschungsgebiet des LBF. Im Frequenzbereich bis 2000 Hz untersucht das Institut passive und aktive Lager zur Entkopplung von Schwingungen mit dem neuen Hochfrequenzprüfstand zur Ermittlung des dynamischen Transferverhaltens.

In nahezu allen technischen Bereichen werden hohe Anforderungen an Produkte gestellt. Abhängig vom Produkttyp stehen die Sicherheit, Funktionalität, das Design, der Komfort und die Kosten im Fokus. Für die Funktionalität, Effizienz und Sicherheit gelten größtenteils gesetzliche Vorgaben und normative Standards. Hinzu kommen kundenspezifische Anforderungen an die Produkte. Einflüsse, wie Vibrationen und Lärm, sind negative Komforteigenschaften des Produkts. Sie gilt es zu minimieren.

Schwingungen, die auf Lärm oder Vibrationen zurückgehen, können Produkteigenschaften beeinflussen und bereits im Entwicklungsprozess Probleme bereiten. In der Produktentwicklung ist es deshalb wichtig, die eingesetzten Werkstoffe und Bauteile zu prüfen und zu charakterisieren. Lager dienen zur schwingungstechnischen Entkopplung und steigern die Komforteigenschaften. Im Leistungsfeld Schwingungstechnik des Fraunhofer LBF gehört die Untersuchung und Entwicklung von passiven und aktiven Lagern zur Forschung.

Passive und aktive Lager

Passive und aktive Lager haben die primäre Aufgabe, die Sicherheit der Ankopplung einer Schwingungsquelle zu gewährleisten. Sie stützen aber auch das Gewicht der Schwingungsquelle ab und entkoppeln Schwingungen. Zu diesem Zweck ist eine zuverlässige experimentelle Kennwertermittlung erforderlich. Daraus erfolgt die Beurteilung der Bauteileigenschaften sowie deren Auslegung hinsichtlich der gewünschten Systemcharakteristik.

Dynamische Transfersteifigkeit

Die dynamische Transfersteifigkeit ist dabei ein wichtiger Kennwert. Sie kennzeichnet das vibroakustische Transferverhalten und beschreibt die Trägheits-, Federungs- sowie Dämpfungseigenschaften bei verschiedenen Frequenzen. Üblicherweise erfolgt die dynamische Charakterisierung von Lagern meist mit servohydraulischen Prüfmaschinen. Servohydraulische Prüfmaschinen gewährleisten qualitativ hochwertige Messergebnisse bei niedrigen Prüffrequenzen.

Hochfrequenzprüfstand

Das Fraunhofer LBF setzt einen Hochfrequenzprüfstand ein (Bild), um das dynamische Transferverhalten von Lagern zu ermitteln. Der Prüfstand ist für Untersuchungen der dynamischen Steifigkeit bis 2000 Hz konzipiert. Die eingesetzte Aktorik besteht aus einem elektromechanischen Spindelantrieb und einem elektrodynamischen Schwingerreger.