Dämpfungsermittlung | vDamp

Prüfstand zur automatisierten Bestimmung von Materialdämpfung

Überblick

Bei der Entwicklung und Produktion von Bremssystemen werden zur Unterdrückung des Bremsenquietschens Dämpfungs-schichten, sogenannte Shims, auf die Bremsbelag-Trägerplatten appliziert. Zum Vergleich der Wirkung verschiedener Shims werden Proben nach firmeninternen Spezifikationen gemessen. Die Vorgaben beruhen dabei zumeist auf einer Bestimmung der modalen Dämpfung in Abhängigkeit von Eigenfrequenz und Temperatur. MAUL-THEET bietet hier ein System an, bei dem die zeitaufwendigen Messungen automatisiert erfolgen und somit effizient reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Verfahren

Um Shim-Materialen und Herstellungsverfahren seitens des Dämpfungsverhaltens vergleichen und beurteilen zu können, werden die zu untersuchenden Shims auf standardisierte Stahlbleche appliziert. Auf einer elastischen Unterlage wird die Shim-Probe über eine Stoßanregung zu Schwingungen angeregt. Aus den Messungen der  Stoßimpulse und Schwingungsantworten lassen sich für jeden Shim die Eigenfrequenzen sowie die modalen Dämpfungswerte bestimmen. Da die Messungen im Temperaturbereich von –30° bis +140° Celsius durchgeführt werden, kann so das gesamte Kennfeld der Dämpfung und Eigenfrequenzen in Abhängigkeit von der Temperatur ermittelt werden.

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Messsystem und Auswertung

Die zu untersuchenden Shims werden in geeigneten Klimageräten (Ofen, Kühlanlage) auf 140°C erwärmt bzw. auf  –30°C abgekühlt. Die temperierten Shims werden anschließend auf einer geeigneten elastischen Unterlage auf Raumtemperatur abgekühlt bzw. erwärmt. Während des Abkühl- bzw. Erwärmungsvorgangs wird  über einen berührungslosen Sensor kontinuierlich die Shim-Temperatur erfasst. Hat die Probe bestimmte Vorgabetemperaturen erreicht (z.B. -30°C bis +140°C in 2°C Schritten) erfolgt eine automatische Stoßimpulsanregung des Shims mittels mechanisierten Impulshammer. Die Erfassung der Schwingungsantwort erfolgt durch ein Laser-Doppler-Vibrometer. Durch die berührungslos arbeitende Messtechnik wird sichergestellt, dass die Messergebnisse nicht verfälscht werden. Aus beiden Signalen wird durch die Analysesoftware die Übertragungsfunktion (FRF) bestimmt aus der die modalen Dämpfungswerte berechnet werden. Hier arbeitet das Messsystem über einen Frequenzbereich bis 20 kHz mit einer max. Frequenzauflösung von 3 Hz. Nach einer automatischen Spitzenwertsuche in Bändern, welche mit der Temperatur mitgeführt werden, können die jeweiligen Dämpfungswerte in Prozent ermittelt und für die aktuelle Temperatur in der Datenbank gespeichert werden.

Shim-Datenbank

Zur Herstellung von Shims wird eine Vielzahl von Materialien und Prozessparameter verwendet, weshalb auch zahlreiche Untersuchungen zur Erfassung des dynamischen Verhaltens der Shims durchgeführt werden müssen. Da die Auswahl geeigneter Materialien und Prozessparameter vom Bremsanlagenhersteller aufgrund der ermittelten Dämpfungswerte erfolgt, kann im Prüfsystem die Shim-Auswahl über Suchkriterien in einer Datenbank erfolgen. Die Shim-Datenbank enthält neben den Metadaten der Shims (Hersteller, Material, Charge, Temperatur, Presskraft ,etc.) auch das komplette Kennfeld der Dämpfung in Abhängigkeit von Temperatur und Frequenz.

Was wir für Sie tun können

Neben der Herstellung und Lieferung von Standardmesssystemen zur temperatur– und frequenzabhängigen Dämpfungsbestimmung an Shimproben, konzipieren, planen und entwickeln wir für Sie kundenspezifische Messsysteme gemäß Ihren Anforderungen. Gerne führen wir auch die Messreihen für Sie als Dienstleistung durch. Dies ist aufgrund unserer Erfahrung und der Automatisierung des Verfahrens i.d.R. effizienter als eigene Messreihen. Sprechen Sie uns an, wir machen Ihnen gerne ein Angebot.