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Die Erfindung betrifft eine Leichtbau-Vorrichtung zur Kombischwingprüfung von Komponenten und oder Modulen, insbesondere von Kraftfahrzeugteilen auf einem Vibrationserzeuger beziehungsweise Shaker, umfassend eine Bodenplatte, einen oder mehrere auf der Bodenplatte befestigte Vibrationserzeuger mit einer zu mehrachsigen Schwingung antreibbaren und ausgleichsgefederten Ultraleicht-Aufnahmevorrichtung, vorzugsweise als Faserverbundbauteil aus Carbon ausgeführt, für Komponenten und einer integrierten aber separaten direkt auf dem Vibrationserzeuger fixierten Aufnahmevorrichtung für leichte Komponenten, wie zum Beispiel Elektronikplatinen, deren Aufnahme-Funktionen ohne große Umbauarbeiten der Ultraleicht-Aufnahmevorrichtung zu betätigen sind.
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Eine derartige Vorrichtung zur Durchführung von Anregungs-Tests ist aus der
DE 20 2006 018 911.4 und
DE 10 2012 022 892.9 bekannt. Zur Simulation einer Schlechtwegstrecke und zur Durchführung einer Schwingprüfung zum Beispiel an einer Fahrzeug-Komponente ist dabei vorgesehen, mit einem oder mehreren Vibrationserzeugern bzw. Shakern über eine Halte- beziehungsweise Arretier-Vorrichtung, Teile oder Komponenten bzw. Baugruppen in einer originalnahen Form zu testen. Diese schwimmend gelagerte Halte- beziehungsweise Arretier-Vorrichtungen bestehen in der Regel aus einer metallischen massiven und Konzeption, welche durch das hohe Eigengewicht einerseits und die damit verbundenen Reduzierung von Shaker-Agilität, sowie andererseits nur eine Teile- bzw. Komponenten-Fixierungsart, die auch bei kleinen leichten Komponenten, wie zum Beispiel Elektronik-Komponenten eine teilweise Verfälschung durch vorn Original abweichende Massenträgheit die Anregungsart und damit die Messwerte und Bauteileabnutzung bzw. den Verschleiß verändert. Dies ist aber unerwünscht, wenn durch hohe Masseaufwendungen und dadurch reduzierte Produktgewichtszuladung sowie insbesondere bei leichten Komponenten eine teilweise Verfälschung der Messergebnisse den Betreiber der Anlage belastet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfstand bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung von Anregungs-Tests mit fahrbetriebsähnlichen Anregungen, wie die eines Fahrzeugs mittels Vibrationserzeuger zu schaffen und zur Messung von Vibroakustik in kompakter Bauweise, insbesondere mit einer Kombifixierung ohne eine Verfälschung der Massenträgheitsverhältnisse von Komponenten und oder Modulen, von Land- und Wasserfahrzeugen sowie von Lufttransportmitteln beinahe originalgetreu zu ermöglichen. Um verschieden schlechte Straßenzustände zu simulieren, ohne die auf den zwei möglichen Bauteilaufnahmerahmen fixierte Fahrzeug-Komponenten unnötig mit der Rahmen- bzw. Vorrichtungs-Masse zu verfälschen, ist vorgesehen für kleine bzw. leichte Komponenten eine in der Mitte angeordnete, direkt auf dem Vibrationserzeuger sitzende Vorrichtung zur Fixierung von Komponenten innerhalb einer großen schwimmend gelagerten Leichtbau-Komponenten-Fixiervorrichtung zu platzieren. Die Aufnahmepunkte für die Prüflinge sind so gewählt, dass der Prüfling in Original-Lage (zum Beispiel wie im Fahrzeug) verankert werden kann. Zur Durchführung einer Schwingprüfung von kleinen leichten Teilen ist die Vorrichtung (Bauteil-Aufnahmerahmen) direkt am Vibrationserzeuger fixiert, deren Schwing-Profile zum Beispiel zur Simulation einer Schlechtwegstrecke fungieren. Entsprechend muss die große schwimmend, zum Beispiel auf Luftfederungen gelagerte Leichtbau-Komponenten-Fixiervorrichtung in der Höhenlage durch verringerten Luftdruck reduziert werden, so dass der zentrale direkt am Vibrationserzeuger fixierte Bauteilaufnahmerahmen die notwendige Freigängigkeit zur Vibrationsfunktion erreicht. Zur Durchführung einer Schwingprüfung von einer großen schweren Komponente werden die Luftfedern des Leichtbauschwingtisches auf das notwendige Luftdruck-Niveau gebracht und somit wird die zentrale Vorrichtung (Bauteilaufnahmerahmen) entsprechend zum Leichtbauschwingtisch verankert und integriert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Kombi-Leichtbau-Schwingtisch der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, dass die Kräfte des Vibrationserzeugers in den zentral direkt am Vibrationserzeuger fixierten Bauteilaufnahmerahmen eingeleitet werden, der einerseits bei der Nutzung des schwimmend, zum Beispiel auf Luftfedern gelagerten Leichtbauschwingtisch durch eine Verschraubung bzw. einen kraftschlüssig wirkenden Schnellverschluss mit dem Leichtbau-Schwingtisch fixiert ist und andererseits ohne Fixierung in einer separaten Lage aus dem durch Luftdruckverminderung abgesenkten Leichtbau-Schwingtisch herausragt, um somit die notwendige Bewegungsfreiheit zur Vibrationsfunktion zu erlangen.
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Der erfindungsgemäße eingangs genannte Leichtbau-Schwingtisch zur Durchführung einer Modul- oder Komponentenprüfung bei simulierter Straßenfahrt, zeichnet sich dadurch aus, dass die auf einer Straße oder Schlechtwegstrecke zu prüfenden Teilbereiche eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel Instrumententafel oder Sitze, bei fahrbetriebsnaher Schwinganregung keine Verfälschung durch vom Original abweichende Massenträgheit, die Anregungsart und damit die Schwingprüfungs-Messwerte und gegebenenfalls den Bauteile-Verschleiß verändert.
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Damit alle Teilbereiche der Vibrationsprüfanlage vor Eigenschwingungen geschützt sind, ist der eingangs erwähnte Leichtbauschwingtisch in seiner Konzeption resonanzarm gestaltet und mit Schwingelementen bzw. Federabstützungen zum Bodenrahmen und der darunter liegenden Seismischen Masse abgestützt, damit es einerseits zu keiner übermäßigen Geräuschentwicklung kommt, welche die Durchführung von akustischen Messungen beeinträchtigen, sowie andererseits Vibrations-Beeinträchtigung von in der Nähe liegenden Vorrichtungen und Maschinen.
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Der Vibrationserreger kann von mechanischer, hydraulischer oder elektromagnetischer Bauart sein. Hinsichtlich des Frequenzumfangs einerseits und der angestrebten geringen Geräuschentwicklung beim Test von Mobilitätsprodukten, wie auch der kompakten Bauweise andererseits, hat sich ein magnetischer Vibrationserzeuger, der permanent- und elektro-Magnetismus zur Erzeugung der Schwingkraft nutzt, als besonders geeignet erwiesen.
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Gemäß einer Weiterbildung des Kombi-Leichtbau-Schwingtisches der eingangs genannten Art ist vorgesehen, dass durch innovative Herstellungsverfahren in Verbindung mit Faserverbundwerkstoffen als Werkstoff der Zukunft, eine thermisch- und akustische optimale wie auch resonanzarme und preiswerte Konzeption ermöglicht wird.
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Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine schematische Schrägansicht eines Kombi-Leichtbau-Schwingtisches und
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2 eine schematische Detailansicht eines zentral direkt am Vibrationserzeuger fixierten Bauteilaufnahmerahmens.
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In 1 ist eine Bodenplatte 1 mit einem Vibrationserreger 2 gezeigt, auf zu prüfende Teile auf einem Kombi-Leichtbauschwingtisch 3 fixiert werden können. Durch einen zentral direkt am Vibrationserzeuger 2 fixierten Bauteilaufnahme-Rahmen 4 der mittels einer kraftschlüssigen Verbindung 8, beispielsweise mit einer Verschraubung zum Kombi-Leichtbauschwingtisch 3 fixiert ist, werden die Kräfte des Vibrationserreger 2 in den Leichtbauschwingtisch 3 eingeleitet. Ein Verstärkungsrahmen 6 gewährleistet die optimale Krafteinleitung in den Schwingtisch 3. Ein solcher Kombi-Leichtbauschwingtisch 3 mit einem Vibrationserreger 2 ist üblicherweise am Ende einer Produktfertigungs-Linie mit der Bodenblatte 1 auf einer Seismischen Masse 9 stehend, in einer Analyse-Kammer, einer Automotive-Produktion angeordnet. Der Kombi-Leichtbauschwingtisch 3 ist mit Federabstützungen 7 vorzugsweise bestehend aus Luftfedern schwimmend gelagert.
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In 2 ist ein Ausschnitt vom abgesenkten Leichtbauschwingtisch 3 mit einer freistehenden Vorrichtung (Bauteilaufnahmerahmen) 4 zur Schwingerprobung für kleine Teile, der zentral direkt am Vibrationserzeuger 2 mit einer Verankerungs-Öffnung fixierten ist, dargestellt. Der Vibrationserzeuger 2 sitzt auf einer Bodenplatte 1. Der Bauteilaufnahmerahmen 4, ist mit dem Vibrationserzeuger 2 mit einem nur in Schwingkraftrichtung starren Stößel 5 gekoppelt, der in einer an dem Bauteilaufnahmerahmen ausgebildeten, zum Fixieren dienende Verankerungsöffnung befestigt ist. Durch mehrere Vibrationserzeuger 2 mit einem zu mehrachsigen Schwingung antreibbaren Kombi-Leichtbauschwingtisch 3 ist der in Schwingkraftrichtung vorzugsweise aus Federstahl bestehende starre Stößel 5, so ausgebildet, dass er seitliche Schwingungen flexibel abfedern kann.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 1:
- 1
- Bodenplatte
- 2
- Vibrationserzeuger
- 3
- Kombi-Leichtbauschwingtisch
- 4
- Bauteilaufnahmerahmen
- 5
- Stößel
- 6
- Verstärkungsrahmen
- 7
- Federabstützungen
- 8
- kraftschlüssige Verbindung
- 9
- Seismischen Masse
Fig. 2: - 1
- Bodenplatte
- 2
- Vibrationserzeuger
- 3
- Kombi-Leichtbauschwingtisch
- 4
- Bauteilaufnahmerahmen
- 5
- Stößel
- 6
- Verstärkungsrahmen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006018911 [0002]
- DE 102012022892 [0002]
