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 Mehr Sicherheit beim Fliegen dank neuer Ultraschall-Prüfsysteme
20.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

nachricht VL- und VSC-Drehmaschinen von EMAG: Die Bremsscheiben-Produktion auf ein neues Level heben
16.11.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie