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© ISRINGHAUSEN 2007
LAK-Kongress 2007
Messung und Reduzierung von SchwingungenPraxisbeispiel Fahrersitze
Lutz MeyerISRINGHAUSEN GmbH&CO.KG
Lemgo
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LAK-Kongress 2007
Überblick
• Funktion von Schwingsitzen• Entwicklung von Schwingsitzen• Labor- und Feldmessungen
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LAK-Kongress 2007
Überblick
• Funktion von Schwingsitzen• Entwicklung von Schwingsitzen• Labor- und Feldmessungen
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Schnitt durch einen luftgefederten Sitz
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Übertragungsfunktionen bei harter und weicher Dämpfung
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Übertragungsfunktionen und SEAT-Faktoren generell
Holzklotz V=1 Polster V ca. 1,25-1,4 Schwingsitz V < 1
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Übertragungsfunktionen statisch / gefedertVergleich der Übertragungsfunktionen
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Frequenz [Hz]
Ver
stär
kung
sfak
tor
Sitzpolster mit/ohne Unterfederung
Schwingsitz unterschiedlich hart gedämpft
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Frequenzbewertung z-Achse nach ISO 2631
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Frequenz [Hz]
Fakt
or
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Überblick
• Funktion von Schwingsitzen• Entwicklung von Schwingsitzen• Labor- und Feldmessungen
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Bauelemente eines luftgefederten Schwingsitzes
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Ermittlung physikalischer Eigenschaften
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Aufbau des Simulationsmodels – IST SIM
Starre Masse
Schwing-System
Anregungs-Signal
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Validierung: Messungen auf dem Hydropulser
Hydropulser
AntwortStarre Masse
Schwing-System Anregungs-
Signal
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Validierung: Im Frequenzbereich (Übertragungsverhalten)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 2 4 6 8 10 12Frequency [Hz]
Tran
smis
sibi
lity
Simulation Measurement
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Validierung: Im Zeitbereich (Schwingwege)
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
130 135 140 145 150 155 160Time [s]
Rel
ativ
e st
roke
[mm
]
SimulationMeasurement
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Optimierung mittels dynamischer Simulation
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 2 4 6 8 10 12Frequency [Hz]
Tran
smis
sibi
lity
ConventionalModified
Konventionelles System: SEAT = 0,50
Modifiziertes System: SEAT = 0,36 (-28%)
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Weiterentwicklung von Strukturkomponenten
Profilierte Scheren, Querrohr im Scherendrehpunkt
Erhöhung von Steifigkeit und Festigkeit
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Weiterentwicklung von Strukturkomponenten
Doppelrollen Funktionsprinzip
Reduzierung von Spiel und Verschleiß
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Überblick
• Funktion von Schwingsitzen• Entwicklung von Schwingsitzen• Labor- und Feldmessungen
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Labor- und Feldmessungen (Beispiele aus dem TBG-Projekt)
Labormessungen Feldmessungen
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Labormessungen: SEAT-Faktoren
Delta (max) = bis 5% vom Mittelwert bei gleichem Fahrergewicht
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Feldmessungen: SEAT-Faktoren
Delta (max) = bis 32% vom Mittelwert bei gleichem Fahrzustand
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Feldmessungen: a(ws)-Werte auf dem Sitz
Delta (max) = bis 38% vom Mittelwert bei gleichem Fahrzustand
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Labormessungen
• Definierte Anregungen• Einaxiale Anregung• Keine reale Arbeitssituation• Hohe Reproduzierbarkeit• Vergleichbare Prüfungen durch
enge Kontrolle der Parameter• Ideal für Sitzentwicklung• Nicht unmittelbar auf die reale
Situation im Fahrzeug übertragbar
• Feldmessungen erforderlich!
Feldmessungen
• Reale Umweltbedingungen• Mehraxiale Anregungen• Reale Arbeitssituation• Geringe Reproduzierbarkeit• Unterschiede trotz gleicher
Parameter (TBG/BG-BAU Projekt)• Parameterstudien schwierig• Vorsicht bei der Extrapolation!
• Laborprüfverfahren zur Sitzbeurteilung notwendig
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Zusammenspiel von Simulation, Labor- und Feldmessungen
• Durchführung von Feldmessungen
• Analyse der Messdaten im Zeit- und Frequenzbereich• Erzeugen von Anregungssignalen für Simulation/Versuch• Dynamische Simulation: Komponentenauswahl/Optimierung
• Aufbau von Versuchsmustern• Labormessungen mit Versuchspersonen (objektiv/subjektiv)
• Einbau für erneute Feldmessungen
Angepasste schwingungstechnische Lösungen für unsere KundenDauerhafte Reduktion der Belastung des Maschinenführers
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit
ISRINGHAUSEN GmbH&CO.KG, 32657 Lemgo; www.isri.de
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