DE102019216784B3 - Test device and method for assessing the noise behavior of an assembly - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung (11), umfassend eine Tragstruktur (13) und von der Tragstruktur (13) getragene Verbindungsstrukturen (14, 15) zur Bildung einer lösbaren, mechanischen Verbindung mit einer Baugruppe (12), dadurch gekennzeichnet, dass jede der Verbindungsstrukturen (14, 15) eine definierte Steifigkeit aufweist und derart ausgeführt ist, eine kraftschlüssige Verbindung mit der Baugruppe (12) zu bilden, wobei an jeder der Verbindungsstrukturen (14, 15) ein Sensor (18, 19) zur Erfassung von Beschleunigungen und/oder Kräften angeordnet ist.The present invention relates to a test device (11), comprising a support structure (13) and connecting structures (14, 15) carried by the support structure (13) for forming a detachable mechanical connection to an assembly (12), characterized in that each of the Connecting structures (14, 15) has a defined rigidity and is designed to form a force-locking connection with the assembly (12), a sensor (18, 19) on each of the connecting structures (14, 15) for detecting accelerations and / or forces is arranged.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung, umfassend eine Tragstruktur und von der Tragstruktur getragene Verbindungsstrukturen zur Bildung einer lösbaren, mechanischen Verbindung mit einer Baugruppe. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beurteilung eines durch, insbesondere mechanische oder elektrische, Schwingungen hervorgerufenen Geräuschverhaltens einer Baugruppe die eine Vielzahl einzelner Elemente aufweist.The present invention relates to a test device comprising a support structure and connection structures carried by the support structure for forming a detachable mechanical connection with an assembly. The present invention also relates to a method for assessing the noise behavior of an assembly, which is caused by, in particular mechanical or electrical, vibrations, which has a plurality of individual elements.
Baugruppen umfassen zumindest zwei einzelne Elemente. Typischerweise umfassen Baugruppen eine Vielzahl, das heißt zwei oder mehr, von einzelnen Elementen, das heißt, Bauteilen, Bauelementen, Baumodulen und/oder kleineren Baugruppen.Assemblies comprise at least two individual elements. Typically, assemblies comprise a multiplicity, that is to say two or more, of individual elements, that is to say components, components, building modules and / or smaller assemblies.
Die von der Tragstruktur getragenen Verbindungsstrukturen sind an der Tragstruktur angeordnet. Mit anderen Worten: „Getragen“ ist als „angeordnet“ zu verstehen.The connection structures carried by the support structure are arranged on the support structure. In other words: “Carried” is to be understood as “arranged”.
In dem laufenden Betrieb eines motorisch angetriebenen Systems mit Baugruppen kann es aufgrund von innerhalb der Baugruppe, das heißt, zwischen den einzelnen Elementen wirkenden, internen Kräften zu Relativbewegungen, Schwingungen und Vibrationen kommen. Solche Kräfte werden auch als Schnittstellenkräfte bezeichnet. Beispiele für Baugruppen sind Lenksysteme von Kraftfahrzeugen, Lenksäulen von Kraftfahrzeugen oder Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen. Die Relativbewegungen, Schwingungen und Vibrationen können sich in Form von Körperschall durch die Struktur der Baugruppe hindurch bewegen bzw. fortpflanzen. Der Körperschall wird schließlich von der Struktur der Baugruppe an einer oder mehreren Stellen in Form von Luftschall abgestrahlt und führt somit zu einer Geräuschemission bzw. zu Lärm, die bzw. der von Menschen regelmäßig als störend empfunden wird. Aber auch der Körperschall selbst - sofern dieser den menschlichen Benutzer erreicht - wird von Menschen regelmäßig als störend empfunden. Daher sind Relativbewegungen, Schwingungen und Vibrationen innerhalb einer Baugruppe möglichst weitgehend zu reduzieren bzw. zu vermeiden. Dabei sollte bereits in der Entwicklungsphase von Baugruppen auf die Reduzierung bzw. Vermeidung von störenden Effekten in Form von Körper- und Luftschall geachtet werden.In the ongoing operation of a motor-driven system with assemblies, relative movements, oscillations and vibrations can occur due to internal forces acting within the assembly, that is, between the individual elements. Such forces are also referred to as interface forces. Examples of assemblies are steering systems of motor vehicles, steering columns of motor vehicles or steering gears of motor vehicles. The relative movements, oscillations and vibrations can move or propagate through the structure of the assembly in the form of structure-borne noise. The structure-borne sound is finally emitted from the structure of the assembly at one or more points in the form of air-borne sound and thus leads to noise emission or to noise that is regularly perceived as annoying by people. But also the structure-borne noise itself - if it reaches the human user - is regularly perceived as annoying by people. Therefore, relative movements, oscillations and vibrations within an assembly should be reduced or avoided as far as possible. Already in the development phase of assemblies, attention should be paid to reducing or avoiding disruptive effects in the form of structure-borne and air-borne noise.
Es ist bekannt, Schnittstellenkräfte von Baugruppen zu messen. Dazu wird eine zu untersuchende Baugruppe in eine Prüfvorrichtung bzw. einen Prüfstand gespannt, nämlich durch eine lösbare, mechanische Verbindung, und Beschleunigungs- oder Kraftsensoren an der Schnittstelle unmittelbar auf der Körperoberfläche der Baugruppe selbst appliziert bzw. platziert. Nachteilig daran ist jedoch, dass stets darauf zu achten ist, dass bestimmte Einspannbedingungen erfüllt sind und dass die Sensoren in ihrer Positionierung an bzw. auf der Baugruppe präzise eingestellt bzw. kalibriert sind, um die relevanten bzw. interessierenden Schnittstellenkräfte präzise bestimmen zu können. Dies ist für jede einzelne zu untersuchende Baugruppe erneut sicherzustellen. Für jede einzelne Baugruppe müssen sowohl die Sensoren erneut an der Baugruppe platziert werden bzw. darauf positioniert werden als auch die Einspannbedingungen der Baugruppe in dem Prüfstand erneut angepasst werden. Dies erweist sich als zeitintensiv und ist somit unerwünscht.It is known to measure interface forces of assemblies. For this purpose, an assembly to be examined is clamped in a test device or a test stand, namely by a detachable mechanical connection, and acceleration or force sensors are applied or placed directly on the body surface of the assembly itself at the interface. The disadvantage of this, however, is that it must always be ensured that certain clamping conditions are met and that the sensors are precisely set or calibrated in their positioning on or on the assembly in order to be able to precisely determine the relevant or interesting interface forces. This must be ensured again for each individual assembly to be examined. For each individual assembly, both the sensors must be placed again on the assembly or positioned on it, and the clamping conditions of the assembly in the test stand must be adapted again. This proves to be time consuming and is therefore undesirable.
In Bezug auf die Produktentwicklung von Baugruppen im Kraftfahrzeugbau, insbesondere die Entwicklung von Lenksystemen, Lenksäulen und Lenkgetrieben ist es üblich, deren Geräuschverhalten erst in einer vergleichsweise späten Entwicklungsphase zu untersuchen bzw. zu überprüfen bzw. zu validieren. So werden Fahrzeugprototypen, die in ihrem Entwicklungsstadium bereits so reif sind, dass sie fahrfähig bzw. fahrfertig sind, einer Validierung ihres Geräuschverhaltens unterzogen. Bei fahrfähigen bzw. fahrfertigen Fahrzeugprototypen sind hingegen bereits viele sich gegenseitig bedingende Konstruktionsparameter festgelegt. Dies führt zu folgendem Problem: Falls die Validierung des Geräuschverhaltens eines fahrfähigen bzw. fahrfertigen Fahrzeugprototypen zu dem Ergebnis führt, dass ein oder sogar mehrere Konstruktionsparameter zu ändern sind, um das Geräuschverhalten positiv zu beeinflussen, erfordert dies zwangsläufig eine relativ komplexe Änderung der Konstruktion. Dies ist vergleichsweise aufwändig und daher kostenintensiv.With regard to the product development of assemblies in motor vehicle construction, in particular the development of steering systems, steering columns and steering gears, it is customary to examine or check or validate their noise behavior only in a comparatively late development phase. Vehicle prototypes that are so mature in their development stage that they are drivable or ready to drive are subjected to a validation of their noise behavior. In the case of drivable or ready-to-drive vehicle prototypes, however, many mutually dependent design parameters are already defined. This leads to the following problem: If the validation of the noise behavior of a drivable or ready-to-drive vehicle prototype leads to the result that one or even several design parameters have to be changed in order to positively influence the noise behavior, this inevitably requires a relatively complex change in the design. This is comparatively complex and therefore cost-intensive.
Auch ist es bekannt, beispielsweise aus
Es ist daher wünschenswert, bereits relativ früh innerhalb der Entwicklung von Baugruppen deren Geräuschverhalten beurteilen zu können, um konstruktive Maßnahmen zur Reduzierung bzw. Vermeidung von Ursachen für die Entstehung der störenden Geräusche ergreifen zu können.It is therefore desirable to be able to assess their noise behavior at a relatively early stage in the development of assemblies in order to be able to take design measures to reduce or avoid the causes of the occurrence of disturbing noises.
Im Lichte der voranstehend erläuterten Probleme und Nachteile der bekannten Maßnahmen zur Reduzierung bzw. Verhinderung von störenden Geräuschen in Baugruppen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vergleichsweise einfache Möglichkeit zu schaffen, das Geräuschverhalten einer Baugruppe zu beurteilen, und zwar möglichst früh innerhalb der Entwicklung Baugruppen.In the light of the problems and disadvantages of the known measures for reducing or preventing disruptive noises in assemblies explained above, the present invention is based on the object of creating a comparatively simple way of assessing the noise behavior of an assembly, as early as possible during development Assemblies.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.The object on which the present invention is based is achieved by the device with the features of
Es wird eine Prüfvorrichtung vorgeschlagen, umfassend eine Tragstruktur und, vorzugsweise zwei, von der Tragstruktur getragene Verbindungsstrukturen zur Bildung einer lösbaren, mechanischen Verbindung mit einer Baugruppe. In erfindungsgemäßer Weise weist jede der Verbindungsstrukturen eine definierte Steifigkeit auf und ist derart ausgeführt, eine kraftschlüssige Verbindung mit der Baugruppe zu bilden, wobei an jeder der Verbindungsstrukturen ein Sensor zur Erfassung von Beschleunigungen und/oder Kräften angeordnet ist.A test device is proposed, comprising a support structure and, preferably two, connection structures carried by the support structure for forming a releasable mechanical connection with an assembly. According to the invention, each of the connection structures has a defined rigidity and is designed to form a force-fit connection with the assembly, with a sensor for detecting accelerations and / or forces being arranged on each of the connection structures.
Die Prüfvorrichtung kann eine Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zur Beurteilung eines durch, insbesondere mechanische oder elektrische, Schwingungen hervorgerufenen Geräuschverhaltens einer Baugruppe sein.The test device can be a device for executing a method for assessing the noise behavior of an assembly caused by, in particular mechanical or electrical, vibrations.
Vorzugsweise weist jede der Verbindungsstrukturen jeweils einen Sensor auf. Denkbar und möglich ist es, mehrere Sensoren an jeder der Verbindungsstruktur anzuordnen, um mehrere Signale messen zu können. Denkbar und möglich ist es ebenfalls, mehr als zwei Verbindungstrukturen vorzusehen, wie beispielsweise drei, vier oder fünf.Each of the connection structures preferably has a sensor. It is conceivable and possible to arrange several sensors on each of the connection structure in order to be able to measure several signals. It is also conceivable and possible to provide more than two connection structures, for example three, four or five.
Durch die definierte Steifigkeit der Verbindungsstrukturen und die kraftschlüssige Verbindung zwischen der zu untersuchenden Baugruppe und den Verbindungsstrukturen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die interessierenden und relevanten Schnittstellenkräfte zu bestimmen, ohne den oder die Beschleunigungs- und/oder Kraftsensor bzw. -sensoren auf dem Bauteil selbst zu platzieren. Stattdessen ist es dadurch möglich, die interessierenden Schnittstellenkräfte zu bestimmen während der oder die Beschleunigungs- und/oder Kraftsensor bzw. -sensoren auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung platziert ist bzw. sind. Der Sensor kann bzw. die Sensoren können somit unverändert an der Prüfvorrichtung bzw. dem Prüfstand angeordnet sein. Eine erneute Platzierung des Sensors bzw. der Sensoren für jede einzelne zu prüfende Baugruppe erübrigt sich dadurch, sodass sich auch eine erneute aufwändige Einstellung bzw. Kalibrierung erübrigt. Dies verkürzt die für die Beurteilung des interessierenden Geräuschverhaltens erforderliche Zeit und spart somit Kosten.Due to the defined rigidity of the connection structures and the force-fit connection between the assembly to be examined and the connection structures of the device according to the invention, it is possible to determine the interesting and relevant interface forces without the acceleration and / or force sensor or sensors on the component to place yourself. Instead, it is thereby possible to determine the interface forces of interest while the acceleration and / or force sensor or sensors is or are placed on the device according to the invention. The sensor or sensors can thus be arranged unchanged on the test device or the test stand. Repositioning of the sensor or sensors for each individual assembly to be tested is not necessary, so that a new, time-consuming setting or calibration is not necessary. This shortens the time required for assessing the noise behavior of interest and thus saves costs.
Der Kraftsensor oder die -sensoren kann bzw. können in vorteilhafter Weise in dem Kraftfluss bzw. innerhalb des Kraftflusses der Tragstruktur platziert bzw. angeordnet sein.The force sensor or sensors can advantageously be placed or arranged in the force flow or within the force flow of the support structure.
Der Beschleunigungssensor kann als Stoß-Beschleunigungssensor ausgestaltet sein, um die Schwingungen bei Stößen harter Materialien aufeinander messen zu können. Weiterhin kann der Beschleunigungssensor als uniaxialer, biaxialer oder besonders bevorzugt als triaxialer Beschleunigungssensor ausgebildet sein, um die Schwingungsmessung in allen dreien Raumachsen gleichzeitig durchführen zu können.The acceleration sensor can be designed as a shock acceleration sensor in order to be able to measure the vibrations when hard materials collide with one another. Furthermore, the acceleration sensor can be designed as a uniaxial, biaxial or particularly preferably as a triaxial acceleration sensor in order to be able to carry out the vibration measurement in all three spatial axes simultaneously.
Eine definierte Steifigkeit der Verbindungsstrukturen ist erforderlich, um eine definierte Verbindung zwischen der Tragstruktur und der Baugruppe zu realisieren. Bevorzugt ist die definierte Steifigkeit eine hohe Steifigkeit, um eine starre Verbindung zwischen der Tragstruktur und der Baugruppe zu realisieren, das heißt um starre Verbindungsstrukturen zu realisieren. Starre Verbindungsstrukturen sind wiederum erforderlich, um eine feste kraftschlüssige Verbindung zu gewährleisten und Störeinflüsse durch Relativbewegungen auszuschließen. Eine hohe Steifigkeit der Verbindungsstrukturen und eine feste kraftschlüssige Verbindung gewährleisten präzise Messungen und somit eine qualitativ hochwertige Beurteilung des durch mechanische oder elektrische Schwingungen hervorgerufenen Geräuschverhaltens der zu untersuchenden Baugruppe.A defined rigidity of the connection structures is necessary in order to realize a defined connection between the support structure and the assembly. The defined rigidity is preferably a high rigidity in order to realize a rigid connection between the support structure and the assembly, that is to say in order to realize rigid connection structures. Rigid connection structures are, in turn, required in order to ensure a firm, non-positive connection and to exclude interference from relative movements. A high rigidity of the connection structures and a firm, non-positive connection ensure precise measurements and thus a high quality assessment of the noise behavior of the assembly to be examined caused by mechanical or electrical vibrations.
Die definierte Steifigkeit überträgt vorzugsweise Frequenzen in einem definierten Bereich und/oder Amplituden an den jeweiligen Sensor. Vorzugsweise werden durch die starre Verbindung Frequenzen bis 2,5 kHz, weiter bevorzugt bis 3,5 kHz, weiter bevorzugt bis 5 kHz, weiter bevorzugt bis 10 kHz und weiter bevorzugt Frequenzen bis 20 kHz übertragen, um das Geräuschverhalten der Baugruppe besser beurteilen zu können. Die starre Verbindung überträgt dabei vorzugsweise 90 % der Bewegungen an den Sensor, weiter bevorzugt 95 % und weiter bevorzugt 99 % der Bewegungen.The defined stiffness preferably transmits frequencies in a defined range and / or amplitudes to the respective sensor. The rigid connection preferably transmits frequencies up to 2.5 kHz, more preferably up to 3.5 kHz, more preferably up to 5 kHz, more preferably up to 10 kHz and more preferably frequencies up to 20 kHz in order to be able to better assess the noise behavior of the assembly . The rigid connection preferably transmits 90% of the movements to the sensor, more preferably 95% and more preferably 99% of the movements.
Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ermöglicht es, bereits frühzeitig, das heißt, in einer frühen Entwicklungsphase konstruktive Maßnahmen zur Verbesserung des Geräuschverhaltens zu ergreifen. Denn die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung kann dazu eingesetzt werden, die Ursachen für die Entstehung von störenden Geräuschen ausfindig zu machen. So können störende Geräusche nicht nur mittelbar, sondern unmittelbar reduziert bzw. vermieden werden. Aufwändige Maßnahmen zur Kompensation von störenden Geräuschen erübrigen sich daher.The test device according to the invention makes it possible to take constructive measures to improve the noise behavior at an early stage, that is to say in an early development phase. This is because the test device according to the invention can be used to find the causes of the generation of disruptive noises. In this way, annoying noises can be reduced or avoided not only indirectly, but directly. Complex measures to compensate for disruptive noises are therefore unnecessary.
Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung kann ein Prüfstand sein. Die Tragstruktur kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Eine mehrteilige Tragstruktur umfasst zwei oder mehr Bestandteile. Bei einer einteiligen Tragstruktur sind sämtliche Verbindungsstrukturen von der Tragstruktur getragen. Bei einer mehrteiligen Tragstruktur sind die Verbindungsstrukturen jeweils von einem der Bestandteile der Tragstruktur getragen.The test device according to the invention can be a test stand. The support structure can be made in one piece or in several pieces. A multi-part support structure comprises two or more components. In the case of a one-piece support structure, all the connection structures are supported by the support structure. In the case of a multi-part support structure, the connection structures are each carried by one of the components of the support structure.
In einer bevorzugten Ausführung ist die eine Tragstruktur ein Einspannjoch.In a preferred embodiment, the one supporting structure is a clamping yoke.
In einer weiter bevorzugten Ausführung sind die zwei Verbindungsstrukturen jeweils Einspannbacken.In a further preferred embodiment, the two connection structures are each clamping jaws.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Baugruppe eine Lenksäule oder ein Lenkgetriebe einer elektromechanischen Servolenkung für ein Kraftfahrzeug.In a particularly preferred embodiment of the invention, the assembly is a steering column or a steering gear of an electromechanical power steering for a motor vehicle.
Des Weiteren wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Beurteilung eines durch, insbesondere mechanische oder elektrische, Schwingungen hervorgerufenen Geräuschverhaltens einer Baugruppe, die eine Vielzahl einzelner Elemente aufweist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen einer Prüfvorrichtung, insbesondere der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung; Verbinden der Baugruppe mit der Prüfvorrichtung über die Verbindungsstrukturen der Vorrichtung durch Kraftschluss; Mechanische Anregung der Baugruppe durch Aufprägen eines internen und/oder externen Impulses; Bestimmen einer das Geräuschverhalten definierenden Kenngröße, insbesondere durch Messen der Beschleunigungen und/oder Kräfte mittels eines Sensors.Furthermore, a method is proposed for assessing the noise behavior of an assembly, which is caused by, in particular mechanical or electrical, vibrations, which has a large number of individual elements. The method comprises the following steps: providing a test device, in particular the test device according to the invention; Connecting the assembly to the test device via the connection structures of the device by a force fit; Mechanical excitation of the assembly by impressing an internal and / or external impulse; Determining a parameter defining the noise behavior, in particular by measuring the accelerations and / or forces by means of a sensor.
Die Vielzahl einzelner Elemente umfasst zumindest zwei einzelne Elemente.The plurality of individual elements comprises at least two individual elements.
Das Aufprägen eines Impulses bezeichnet das Beaufschlagen, Einbringen bzw. Eintragen eines Impulses. Bei einem internen Impuls handelt es sich um einen Impuls, welcher aus einem der Bauteile der Baugruppe ausgesendet wird, beispielsweise dem Elektromotor.The application of an impulse refers to the application, introduction or entry of an impulse. An internal pulse is a pulse that is sent out from one of the components of the assembly, for example the electric motor.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Bestimmen folgende Schritte: Ermitteln einer, das dynamische Verhalten der Baugruppe, insbesondere zwischen einer Krafteinleitungsstelle und einer Kraftausleitungsstelle, beschreibenden Übertragungsfunktion, insbesondere durch experimentelle Modellbildung, vorzugsweise durch Messen der Beschleunigungen und/oder Kräfte mittels eines Sensors; Berechnen von zwischen den einzelnen Elementen der Baugruppe wirkenden Schnittstellenkräften auf Grundlage der ermittelten Übertragungsfunktion; Analysieren der Schnittstellenkräfte.In a preferred embodiment of the invention, the determination comprises the following steps: determining a transfer function describing the dynamic behavior of the assembly, in particular between a force introduction point and a force discharge point, in particular through experimental modeling, preferably by measuring the accelerations and / or forces by means of a sensor; Calculation of interface forces acting between the individual elements of the assembly based on the determined transfer function; Analyze the interface forces.
Das Ermitteln einer Übertragungsfunktion, insbesondere die experimentelle Modellbildung, umfasst die Verfahrensschritte: Mechanische Anregung der Baugruppe; Erfassen der durch die mechanische Anregung der Baugruppe bewirkten Beschleunigungen und/oder Kräfte an der Tragstruktur.Determining a transfer function, in particular the experimental modeling, comprises the following method steps: mechanical excitation of the assembly; Detection of the accelerations and / or forces on the supporting structure caused by the mechanical excitation of the assembly.
Die Übertragungsfunktion, die das dynamische Verhalten der Baugruppe beschreibt, kann als Quotient aus einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal berechnet werden. Sowohl das Eingangssignal als auch das Ausgangssignal sind dazu als bekannt vorauszusetzen, sensorisch zu erfassen oder dergleichen zu bestimmen.The transfer function, which describes the dynamic behavior of the module, can be calculated as the quotient of an input signal and an output signal. Both the input signal and the output signal are to be assumed to be known for this purpose, to be detected by sensors or to determine the like.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Übertragungsfunktion durch Hammerschlagversuche oder durch Hammerschlagerregung mit einem Impulshammer ermittelt. Der Impulshammer umfasst auf der anschlagenden Seite, das heißt, auf der der Baugruppe zugewandten Seite, des Hammerkopfes einen Kraftsensor. Der Kraftsensor erfasst die Anschlag- bzw. Aufprallkraft beim Hammerschlag. Der Hammerschlag ist eine impulsartige mechanische Anregung der Baugruppe. Die Übertragungsfunktion kann als Quotient aus der durch den Kraftsensor des Impulshammers erfassten Anschlag- bzw. Aufprallkraft und der durch den zumindest einen Sensor der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassten Beschleunigung berechnet werden.In a preferred embodiment, the transfer function is determined by hammer blow tests or by hammer blow excitation with an impact hammer. The impact hammer comprises a force sensor on the striking side of the hammer head, that is to say on the side of the hammer head facing the assembly. The force sensor detects the impact or impact force when the hammer hits. The hammer blow is a pulse-like mechanical stimulation of the assembly. The transfer function can be calculated as the quotient of the stroke or impact force detected by the force sensor of the impact hammer and the acceleration detected by the at least one sensor of the device according to the invention.
Bei den einzelnen Anregungen ist auf einen weitestgehend reproduzierbaren Impulsvektor, das heißt, eine möglichst konstante Schlag- bzw. Stoßstärke und eine möglichst konstante Schlag- bzw. Stoßrichtung, zu achten. Hammerschlagversuche sind mit vergleichsweise wenig zeitlichem und instrumentalem Aufwand durchführbar. Außerdem decken sie einen relativ breiten Frequenzbereich ab.In the case of the individual stimuli, a largely reproducible impulse vector must be ensured, that is, an impact or impact strength that is as constant as possible and an impact or impact direction that is as constant as possible. Hammer impact tests can be carried out with comparatively little effort in terms of time and instruments. They also cover a relatively wide frequency range.
In einer weiter bevorzugten Ausführung umfasst das Analysieren folgende Schritte: Zerlegen der Schnittstellenkräfte durch Frequenzanalyse in Frequenzen; Ermitteln eines das Schwingungsverhalten der Baugruppe repräsentierenden Zahlenwertes durch Mittelung oder Summation der Frequenzen. Dies ist relativ recheneffizient und leicht zu implementieren.In a further preferred embodiment, the analyzing comprises the following steps: breaking down the interface forces into frequencies by means of frequency analysis; Determination of a numerical value representing the vibration behavior of the assembly by averaging or summing the frequencies. This is relatively computationally efficient and easy to implement.
Alternativ kann das Analysieren folgende Schritte umfassen: Zerlegen der Schnittstellenkräfte durch Ordnungsanalyse in Ordnungsanteile; Ermitteln eines das Schwingungsverhalten der Baugruppe repräsentierenden Zahlenwertes durch Mittelung oder Summation der Ordnungsanteile. Auch dies ist relativ recheneffizient und leicht zu implementieren.Alternatively, the analysis can comprise the following steps: breaking down the interface forces into order components by order analysis; Determination of a numerical value representing the vibration behavior of the assembly by averaging or summing the ordinal components. This is also relatively computationally efficient and easy to implement.
In einer weiter bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Analysieren folgende Schritte umfassen: Zerlegen der Schnittstellenkräfte durch eine Filterbank in Frequenzen; Ermitteln eines das Schwingungsverhalten der Baugruppe repräsentierenden Zahlenwertes durch Mittelung oder Summation der Frequenzen. Auf diese Weise lässt sich sowohl die Schwingung als auch die frequenzabhängige Verteilung der Schwingung bestimmen. Bevorzugt werden mehrere Filterbänke verwendet. Filterbänke sind Anordnungen aus Tief-, Band- und Hochpassfiltern, mit denen Signale spektral zerlegt oder aus ihren Spektralanteilen zusammengesetzt werden können. Besonders bevorzugt erfolgt die Analyse mit einer Filterbank mit 1/n-Oktavfiltern. Bei der 1/n-Oktavanalyse wird die zu analysierende Schwingung durch eine digitale Filterbank in Teilsignale aufgeteilt, bevor der Pegel bestimmt wird. Die Filterbank weist mehrere parallel geschaltete 1/n-oktavbreite Filter auf. Bei einem Oktavfilter ist die obere Grenzfrequenz jeweils das Doppelte der unteren Grenzfrequenz. Besonders bevorzugt wird ein 1/3-Oktavfilter, auch Terzfilter genannt, verwendet. Dieser unterteilt die Oktavbänder nochmals in drei Teile.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the analysis can comprise the following steps: breaking down the interface forces into frequencies by a filter bank; Determination of a numerical value representing the vibration behavior of the assembly by averaging or summing the frequencies. In this way, both the vibration and the frequency-dependent distribution of the vibration can be determined. Several filter banks are preferably used. Filter banks are arrangements of low, band and high pass filters with which signals can be split up spectrally or assembled from their spectral components. The analysis is particularly preferably carried out using a filter bank with 1 / n octave filters. In the 1 / n octave analysis, the vibration to be analyzed is divided into partial signals by a digital filter bank before the level is determined. The filter bank has several 1 / n-octave wide filters connected in parallel. With an octave filter, the upper limit frequency is always twice the lower limit frequency. A 1/3 octave filter, also called a third octave filter, is particularly preferably used. This divides the octave bands into three parts.
In vorteilhafter Weise wird ein skalarer Zahlenwert ermittelt. Skalare Zahlenwerte sind recheneffizient handhabbar.A scalar numerical value is advantageously determined. Scalar numerical values are computationally efficient.
Weiterhin kann das Analysieren den zusätzlichen Schritt umfassen: Vergleichen des ermittelten Zahlenwertes mit einem festlegbaren Schwellwert. Aus dem Vergleich kann eine das Geräuschverhalten der Baugruppe beurteilende Schlussfolgerung bzw. eine Beurteilung abgeleitet werden.Furthermore, the analysis can include the additional step: comparing the determined numerical value with a definable threshold value. A conclusion or assessment that assesses the noise behavior of the assembly can be derived from the comparison.
FigurenlisteFigure list
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen im Einzelnen
-
1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zur Beurteilung des Geräuschverhaltens einer Baugruppe in einer schematischen Darstellung, -
2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung, -
3 dieVorrichtung aus 2 in einer schematischen Darstellung mit schematisch angedeuteten Hammerschlagversuchen.
-
1 a device known from the prior art for assessing the noise behavior of an assembly in a schematic representation, -
2 an embodiment of the device according to the invention in a schematic representation, -
3 the device off2 in a schematic representation with schematically indicated hammer impact tests.
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und sind daher in der Regel jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually only named or mentioned once.
Die als Prüfstand ausgeführte Vorrichtung
Die als ein Prüfstand ausgebildete Vorrichtung
Die Vorrichtung
Die Verbindungsstrukturen
Die Verbindungsstrukturen
Zur Ermittlung von zumindest einer, das dynamische Verhalten der Baugruppe
Ein erster Hammerschlag wird durch den Impulshammer an einer ersten Hammerschlagposition
Die durch den Hammerschlag an der ersten Hammerschlagposition
In analoger Weise werden jeweils durch den Impulshammer ein zweiter Hammerschlag an einer zweiten Hammerschlagposition
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Vorrichtung bzw. PrüfstandDevice or test stand
- 22
- Baugruppe bzw. PrüflingAssembly or test item
- 33
- Tragstruktur bzw. EinspannjochSupport structure or clamping yoke
- 44th
- Verbindungsstruktur bzw. EinspannbackenConnection structure or clamping jaws
- 55
- Beschleunigungssensor Accelerometer
- 1111
- Vorrichtung bzw. PrüfstandDevice or test stand
- 1212
- Baugruppe bzw. PrüflingAssembly or test item
- 1313
- Tragstruktur bzw. EinspannjochSupport structure or clamping yoke
- 1414th
- Erste Verbindungsstruktur bzw. EinspannbackeFirst connection structure or clamping jaw
- 1515th
- Zweite Verbindungsstruktur bzw. EinspannbackeSecond connection structure or clamping jaw
- 1616
- Erster Verbindungsbereich für KraftschlussFirst connection area for frictional connection
- 1717th
- Zweiter Verbindungsbereich für KraftschlussSecond connection area for frictional connection
- 1818th
- Erster BeschleunigungssensorFirst accelerometer
- 1919th
- Zweiter BeschleunigungssensorSecond accelerometer
- 2020th
- Erste HammerschlagpositionFirst hammer strike position
- 2121st
- Zweite HammerschlagpositionSecond hammer strike position
- 2222nd
- Dritte HammerschlagpositionThird hammer strike position
- 2323
- Vierte HammerschlagpositionFourth hammer strike position
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2022188899A3 (en) * | 2021-11-29 | 2022-11-10 | 安徽科技学院 | Peripheral self-protection impact test apparatus that is easily disassembled and assembled for gear characteristic research |
RU2790353C1 (en) * | 2022-03-05 | 2023-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "ЗОЯ" | Method and devices for testing small arms and/or stand tests of rocket engines |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
CN113983287B (en) * | 2021-10-15 | 2024-03-15 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | Data acquisition device buffering rack applied to high acceleration test |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006016764B4 (en) * | 2006-04-10 | 2009-04-30 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Method for testing a motor vehicle steering system |
DE102009008053A1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-09-17 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Test procedure for determining rack rattle |
DE102015122194A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Robert Bosch Automotive Steering Gmbh | Method for masking and / or reducing disturbing noises or their conspicuousness in the operation of a motor vehicle |
DE102017212800A1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for testing a steering gear |
Family Cites Families (4)
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---|---|---|---|---|
CN103149002B (en) * | 2013-02-05 | 2015-05-13 | 山东大学 | Testing device and method of normal dynamic characteristic parameter of combination face |
US10261052B2 (en) * | 2014-03-28 | 2019-04-16 | Nec Corporation | Anchor bolt diagnosing system, method of the same, and program of the same |
CN105092153B (en) * | 2014-05-13 | 2018-06-26 | 天津航天瑞莱科技有限公司 | A kind of high-precision large-sized structural parts centroid measurement system and method |
KR20180134840A (en) * | 2016-04-21 | 2018-12-19 | 닛본 세이고 가부시끼가이샤 | A method of detecting a joint of a steering system and an evaluation device of a steering system |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006016764B4 (en) * | 2006-04-10 | 2009-04-30 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Method for testing a motor vehicle steering system |
DE102009008053A1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-09-17 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Test procedure for determining rack rattle |
DE102015122194A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Robert Bosch Automotive Steering Gmbh | Method for masking and / or reducing disturbing noises or their conspicuousness in the operation of a motor vehicle |
DE102017212800A1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for testing a steering gear |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022188899A3 (en) * | 2021-11-29 | 2022-11-10 | 安徽科技学院 | Peripheral self-protection impact test apparatus that is easily disassembled and assembled for gear characteristic research |
RU2790353C1 (en) * | 2022-03-05 | 2023-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "ЗОЯ" | Method and devices for testing small arms and/or stand tests of rocket engines |
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