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 Industrie 4.0 - Esperanto für Maschinenkomponenten
01.08.2018 | fortiss - Forschungsinstitut des Freistaats Bayern für softwareintensive Systeme und Services

nachricht Innovativ: FH-Professor entwickelt neue Methode für die Raumfahrt
30.07.2018 | FH Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Smallest transistor worldwide switches current with a single atom in solid electrolyte

17.08.2018 | Physics and Astronomy

Robots as Tools and Partners in Rehabilitation

17.08.2018 | Information Technology

Climate Impact Research in Hannover: Small Plants against Large Waves

17.08.2018 | Life Sciences

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