Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Adaptive Schwingungstilger für den Leichtbau

14.04.2010
Im Leichtbau nimmt die Schwinganfälligkeit bei Verwendung leichter Massen zu. Schwingungskontrollen mit außen an die Struktur applizierten Feder-Masse-Dämpfersystemen - beispielsweise adaptive Tilger oder in die Struktur integrierte Lagersysteme - helfen, störende und oft schädigende Schwingungen frühzeitig zu erkennen und zu mindern. Auf der Hannover-Messe zeigt das Fraunhofer LBF die Wirkungen adaptiver Tilger am Beispiel eines Klimaanlagenkompressors einer Straßenbahn.

Im Rahmen des EU-Projekts InMAR (Intelligent Materials for Active Noise Reduction) wurde die durch das Klimagerät auf dem Dach einer Straßenbahn verursachte Lärmbelastung des Straßenbahnfahrers mittels aktiver Maßnahmen reduziert. Innerhalb des Projektes wurde bereits grundsätzlich nachgewiesen, dass es möglich ist, mit adaptiven Tilgern eine wesentliche Schwingungsreduktion zu erzielen. Auf Basis dieser Vorarbeiten wurden am Fraunhofer LBF verschiedene Konzepte weiterentwickelt, um den Bedarf der Schwingungsreduktion in unterschiedlichen Anwendungsgebieten abzudecken.

Das Wesentliche hierbei ist die Verwendung von adaptiven Tilgern, deren Resonanzfrequenz im Betrieb automatisch der Erregerfrequenz folgt, so dass stets eine optimale Kompensation gegeben ist. Um die Resonanzfrequenz eines Feder-Masse-Systems zu verstellen, wird meist die Veränderung der Federsteifigkeit bevorzugt. Eine Veränderung der Masse ist zwar theoretisch auch möglich, ist aber recht aufwändig und wird daher nur bei sehr großen Tilgersystemen für Schiffe oder Bauwerke angewandt.

Eine Möglichkeit, die Resonanzfrequenz eines Tilgersystems zu adaptieren, ist ein Biegeschwinger als Tilger auf einem elastisch gelagerten Fundament, das durch eine beliebige Kraftanregung zu Schwingungen angeregt wird. Zwei Massen am Ende der Biegeschwinger lassen sich verschieben. Durch die Verschiebung der Massen ändern sich die Steifigkeit und damit die Resonanzfrequenz des Tilgers.

Adaptive Tilger können bei wechselnder Drehzahl, Hochlaufen von Anlagen, Belastungsänderungen im Einsatz und bei veränderlichen Eigenfrequenzen durch Temperaturänderungen und nichtlinearem Materialverhalten eingesetzt werden. Damit lassen sich höhere Drehzahlen bzw. ein ruhiger Betrieb von Maschinen erreichen. Adaptive Tilger eignen sich für Anwendungen in vielen Bereichen des Maschinenbaus, wie z. B. in der Fahrzeugtechnik, im Schiffsbau, in der Luftfahrt oder im Anlagenbau.

Der für das auf der Hannover-Messe gezeigte Exponat verwendete, aktive Schwingungstilger besteht aus einer Masse, die über eine Biegefeder an das Hauptsystem angeschlossen ist. Auf der Biegefeder ist ein laminiertes Piezomodul aufgeklebt, welches bei einer Spannungsbeaufschlagung mittels des piezoelektrischen 31-Effekts ein Moment in die Biegefeder einleitet.

Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung adaptiver Tilger beruht auf der Erzeugung einer mechanischen Vorspannung im Material der Biegefeder durch eine elektrische Spannung, welche sich ebenfalls auf die Steifigkeit auswirkt, ähnlich wie dies beim Stimmen eines Saiteninstruments passiert. Bei eingeschaltetem Kompressor kann der adaptive Tilger hinzu- oder ausgeschaltet werden, sowie die Erregerfrequenz zur Demonstration der Adaptivität manuell verändert werden.

Je nach Anwendung und Leistungsbedarf empfehlen sich für die Verwendung der adaptiven Tilger die verschiedenen Konzepte. Hierbei kann ein Spektrum von einigen wenigen bis zu mehreren hundert Hertz und Newton abgedeckt werden. Vorteile für den Kunden sind unter anderem ein erweiterter Betriebsfrequenzbereich, eine erhöhte Prozessstabilität, eine erhöhte Betriebsfestigkeit des Gesamtsystems sowie ein vermindertes Gewicht gegenüber herkömmlichen Tilgern.

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer
Weitere Informationen:
http://www.adaptronik.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Nutzfahrzeuge: Neuer Professor entwickelt effizientere und leichtere Bauteile mit 3D-Metall-Drucker
03.05.2018 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Die Zukunft des Fliegens auf dem Prüfstand
25.04.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics