Klein, aber kraftvoll: Der Lightweight-Shaker für strukturdynamische Analysen in einer neuen Dimension
HEAD acoustics ist weltweit bekannt für seine besonders nutzerfreundlichen und effizienten Soft- und Hardwarelösungen. Unsere Kunden aus Industrie und Forschung und wir selbst analysieren damit eine Vielzahl von Produkt- und Umweltgeräuschen. Ein besonderer Stellenwert kommt dabei der Strukturdynamik zu.
Was ist das?
Wenn es um Strukturdynamik geht, beobachten, messen und analysieren wir das Schwingverhalten von Strukturen im weitesten Sinne: Bauteile und Konstruktionen von und in Autos, Elektrogeräten und Maschinen aller Art. Wenn diese Strukturen einer Anregung ausgesetzt werden, sei es durch Wind, Wasser, die Bewegung und Vibrationen angrenzender Komponenten, und so weiter, können Schwingungen entstehen – und damit Schall. Diese Schwingungen zu verstehen und so zu verändern, dass sie keine nervenden, unangenehmen oder im schlimmsten Fall krankmachenden Geräusche hervorrufen, ist unser Ziel. Deshalb analysieren wir die Strukturdynamik, indem wir Bauteile und Strukturen in Schwingungen versetzen, und dazu brauchen wir spezielle Schwingungsanreger.
Das Problem
Dabei geht es nicht nur um große Komponenten wie die Gehäuse von Waschmaschinen oder die Karosserie von Autos. Auch im kleinen Maßstab können Bauteile und Strukturen unangenehm schwingen. Wie aber regen wir solche kleinen Bauteile zum Schwingen an? Herkömmliche Schwingungsanreger brauchen viel Platz zur Aufstellung und Anbringung sowie eine feste Abstützung, um die Schwingungskraft auf das zu testende Bauteil zu übertragen. Wenn das Bauteil oder die Struktur nun aber zu wenig Platz besitzen, um einen Standard-Anreger zu montieren, stehen die Tester vor einem Dilemma. Doch nicht testen ist keine Option – was also tun?
Die Lösung
Das belgischen Unternehmen Qsources, ein seit 30 Jahren etablierter Anbieter in der Entwicklung von Luft- und Körperschallquellen, hat einen hoch spezialisierten, kleinen und leichten Lightweight Shaker entwickelt. Der passt fast überall hin, besitzt eine sehr hohe Kraftdichte und braucht keine Abstützung und Ausrichtung, um die Kraft zu übertragen. So lassen sich zum Beispiel Schwingungsanregungen in Modal- und Transferpfadanalysen mühelos überall dort realisieren, wo zu enge Bauräume oder sehr leichte Strukturen es schwierig oder gar unmöglich machen, einen herkömmlichen Shaker anzubringen: im Motorbereich, in Getrieben, Fahrwerken, Kompressoren, bei weißer Ware, Haushalts- und Gartengeräten, Klima- und Belüftungsanlagen, Computern, Druckern, mechatronischen und medizinischen Geräten – die Liste ließe sich fast endlos weiterführen.
Kleiner Shaker, großartige Messmöglichkeiten
Was genau macht den Lightweight Shaker eigentlich so besonders? Nun, mit seinen geringen Abmessungen von ungefähr 25 mm ist er nicht nur außergewöhnlich klein; er deckt zudem einen breiten Frequenzbereich von 250 bis 13.000 Hz ab und ermöglicht eine dynamische Anregung, wenn herkömmliche Schwinganreger oder Impulshämmer nicht passen. Wir können den Qlws direkt auf der Teststruktur anbringen, und wie gesagt benötigt der Shaker keine zusätzliche externe Abstützung. Wir müssen ihn noch nicht mal ausrichten. Die patentierte interne Entkopplung des Qlws Shakers bringt eine geringe zusätzliche Masseanbindung mit sich, so dass Rückwirkungen auf das Prüfobjekt sehr gering ausfallen und Messungen an leichten Strukturen problemlos und genau machbar sind.
Wie geht das?
Wir kleben die sogenannten Force Cups direkt auf die Struktur, die wir messen wollen, und befestigen die Shakerkörper einfach mit ihrer Click-Verbindung daran. Der Wechsel von Anregungsposition und -richtung geht so richtig schnell – auch dank des integrierten Kraftsensors. Die Messungen fallen dabei sehr genau aus, auch bei Wiederholungen und insbesondere im Vergleich zur Anregung mit einem Impulshammer. Die Eigenschaften des Lightweight Shakers machen somit strukturdynamische Prüfungen erheblich effizienter, weil die bei herkömmlichen Schwinganregern nötige Abstütz- und Ausrichtungsarbeit einfach entfällt. Alles, was man noch braucht, ist der zugehörige Verstärker Qma, der dem Qlws das Signal liefert.
Die Highlights des Lightweight Shakers und des Verstärkers Qma:
- Der Qlws ist ein sehr kleiner, elektro-dynamischer Schwinganreger mit integriertem Kraftsensor
- Dank seines patentierten Entkoppelungssystems belastet er das Prüfobjekt nur mit einer sehr geringen Masse
- Keine Abstützung oder Ausrichtung des Shakers erforderlich
- Einfache Anbringung unter beliebiger Neigung und an schwer zugänglichen Stellen
- Der Qlws bietet eine hohe Kraftdichte in einem weiten Frequenzbereich von 250 bis 13.000 Hz
- Schneller und reproduzierbarer Wechsel der Anregungsposition und -richtung dank Force Cups
- Der Qlws besitzt eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit, insbesondere im Vergleich zur Impulshammeranregung
- Der Verstärker Qma besitzt eine Schutzfunktion, um mechanische, elektrische und thermische Überlastung zu vermeiden
Strukturanregung, Datenerfassung und Analysesoftware: mit HEAD acoustics weltweit alles aus einer Hand
Selbstverständlich entwickeln wir unsere Hardware und Software kontinuierlich weiter – die Zeit steht nicht still, und wir wollen und können unseren Kunden jederzeit die fortschrittlichsten ganzheitlichen Lösungen bieten. Da ist es ein natürlicher Schritt, dass wir unser Portfolio mit dem Qsources Lightweight Shaker erweitern. Er gewährleistet eine effiziente und genaue Erfassung von Übertragungsfunktionen und unterstützt sowohl Modal- als auch Transferpfadanalysen und bietet unseren Kunden auch in schwierig zu messenden Situationen ein tieferes Verständnis der Schwingungseigenschaften ihrer Produkte – die Grundlage für die Optimierung der Sound Quality. Und weil wir alle aufeinander abgestimmten Komponenten eines noch so komplexen und flexiblen Messsystems aus einer Hand bieten können, sparen unsere Kunden Zeit und Ärger beim Einsatz und erzielen reproduzierbare und präzise Ergebnisse in jedem denkbaren Einsatzszenario. Wir machen Produkte real-life-proof!