KKK – wie Klang, Komfort und Können

EXKLUSIV IN KEM Der Beitrag stammt von der LMS Deutschland GmbH, München

Freudenberg Vibracoustic entwickelt und produziert verschiedene Module und Komponenten zur vibroakustischen Optimierung von Chassis und Aufhängung, Motoraufhängungen, Dämpfern, Torsionsschwingungsdämpfern, Antriebsstrangkomponenten und Luftfederungsmodulen. Vibracoustic verfügt über die Fähigkeit, beliebige Probleme im NVH-Bereich analysieren und optimale vibroakustische Lösungen für das Gesamtfahrzeug entwickeln zu können – ein entscheidender Wettbewerbsvorteil gegenüber der Konkurrenz. Luftfedersysteme werden beispielsweise so ausgelegt, dass Schwingungen reduziert werden und in allen Belastungszuständen maximaler Komfort gewährleistet ist. Im Labor der Tochtergesellschaft in Weinheim werden geräusch- und schwingungstechnische Bewertungen von Produktvarianten unter Einbeziehung des Gesamtfahrzeugs umfassend getestet.

Zur Überprüfung des NVH-Verhaltens einzelner schwingungstechnischer Komponenten und zur Optimierung ihrer Funktion in jeder Fahrzeugvariante sind zahlreiche verschiedene Tools und Verfahren erforderlich. Die breit angelegte Funktionalität von „LMS Test.Lab“ für rotierende Maschinen sowie für Strukturdynamik in einer Software-Suite ermöglicht den Testingenieuren von Vibracoustic detaillierte NVH-Analysen sowie die Bestimmung der Problemursachen.

Herr Wojts-Saary, Ingenieur im Bereich System Development & Technologies Business in Weinheim, fasst zusammen: „Für unser Troubleshooting und unsere Validierung können wir durch die intuitiv bedienbare Benut- zeroberfläche und dem Test- und Analyseansatz auf der Basis von Templates mit LMS Test.Lab eine enorme Produktivitätssteigerung erzielen. Mit den Systemen von Test.Lab lassen sich vielseitig und exakt Messungen und Analysen durchführen, sodass wir unsere Produkte umfassend testen und optimieren und im Handumdrehen auf Anforderungen von OEMs reagieren können.“

Vibracoustic setzt LMS Test.Lab für eine breite Palette Prototypentests ein: von der einfachen Impulsanregung zur Modalanalyse von Motoren über Spektralanalysen an Konsolen bis hin zu vollständigen individuellen, fahrzeugspezifischen Tests auf dem Rollenprüfstand. „Durch diese Vielfalt an verschiedenen Herangehensweisen innerhalb der Test Lab-Umgebung entfällt der Einlernprozess in viele verschiedene Systeme und Softwaretools. Darüber hinaus profitieren wir nun von der Flexibilität, verschiedene Testverfahren zur Lösung komplexerer NVH-Probleme anwenden zu können,“ so Wojts-Saary. „Durch das Workbook-Konzept von LMS Test.Lab wird der Benutzer durch eine Reihe sorgfältig definierter Prozessschritte geführt, beispielsweise Dokumentation, Einrichten der Kanäle, Kalibrierung, Datenerfassung. So wird die Bedienung vereinfacht, eine breite Analyse ermöglicht und Schulungsaufwand reduziert.“

Im Versuchslabor von Vibracoustic in Weinheim kommen zur Analyse von NVH-Problemen und zur Optimierung von Konstruktionslösungen Rollenprüfstände, Mehrachsen-Versuchsaufbauten, Impulsanregung und Straßentests zum Einsatz. Für die Testingenieure von Freudenberg besteht die Herausforderung darin, die Auswirkungen jeder Änderung der schwingungstechnischen Komponente oder der Fahrzeugkonstruktion auf das NVH-Verhalten hin zu analysieren.

Die Einbeziehung des Gesamtfahrzeugs zur Optimierung des NVH-Verhaltens bei Vibracoustic zeigt sich in einem typischen Beispiel: Der OEM hat das Differenzial des Getriebes geändert. Das Fahrzeug wird auf dem Rollenprüfstand, dem Vier-Säulen-Prüfstand, auf der Straße oder einer Teststrecke getestet. Auf dem Rollenprüfstand werden 70 Kanäle simultan aufgezeichnet. Die betrachteten Signale stammen dabei von Beschleunigungsaufnehmern am Fahrzeug, Mikrofonen im Fahrzeuginneren und -äußeren und der Motordrehzahl. Die hohe Anzahl an Kanälen ermöglicht eine rasche und detaillierte Bewertung des geänderten NVH-Verhaltens, insbesondere des Chassis, der Achse, des Motors und in der Fahrgastzelle im Hinblick auf Innengeräusche.

Üblicherweise werden Messungen beim Hochlauf, beim Anlassen/Abschalten, im Leerlauf und beim Schalten durchgeführt. Während der Testläufe bietet LMS Test.Lab über mehrere grafische Anzeigen eine Online-Visualisierung der erfassten Daten, die beim Versuchsaufbau definiert und während der Messung angepasst werden können. „Anhand der Echtzeit-Anzeige der Signale im Zeit- oder Frequenzbereich lässt sich die Messung unmittelbar validieren. Die durch den Benutzer konfigurierbaren Anzeigen bieten sofortiges Feedback zum Testfortschritt und zur Qualität der erfassten Daten für Schwingungs- oder Geräuschkanäle. So können die Versuchsteams sofort eine erste Analyse vornehmen und bei Bedarf weitere Tests durchführen“, so Wojts-Saary. „Bei Messungen auf der Teststrecke können unsere Ingenieure durch die Kombination aus Online-Processing und Referenzmessungen sofort prüfen, wie sich die dynamischen Eigenschaften der aktuellen Änderung von einem Referenztest oder einem früheren Test unterscheiden. Gleichzeitig lassen sich die Rohdaten zur späteren Detailanalyse in einer Transferdatei aufzeichnen.“

Außerdem werden bei Freudenberg „Operational Deflection Shapes“ zur Validierung von Tests umfassend eingesetzt. Unmittelbar im Anschluss an den Test können die Schwingformen einer Struktur bei Betriebsbedingungen ausgehend vom Zeit- oder Frequenzbereich analysiert werden. Durch diese Funktion wird vollständige Flexibilität bei der Wahl der entsprechenden Offline-Analyse zur weiteren Untersuchung eines bestimmten Problems gewährleistet. Wojts-Saary ergänzt: „Das Online-Processing und die Visualisierung bieten uns eine umfassende Übersicht, sodass wir äußerst effizient Praxistests durchführen können und nur kurze Zeit später sowohl über umfangreiche Informationen als auch über eine gute Vorstellung über den Charakter des Problems verfügen. Beim Postprocessing konzentrieren wir uns dann im Detail auf das Problem, indem wir die vorliegende Messung mit früheren Daten vergleichen. ”

Beim Postprocessing werden unter Umständen weitere Ordnungen oder der Beitrag der maximalen Ordnung analysiert. Außerdem ermöglicht diese Phase die nähere Untersuchung der vorliegenden NVH-Probleme. Hier lassen sich mit LMS Test.Lab anhand webbasierter Naviga- tionstools frühere Projekte aufrufen, sodass der Prozess detaillierter analysiert werden kann.

Das Versuchsteam von Vibracoustic ist kontinuierlich gefordert, Prototypen immer schneller zu testen und eine Vielzahl an Konstruktionsänderungen zu analysieren, um das NVH-Verhalten seiner schwingungstechnischen Komponenten in Bezug auf das Gesamtfahrzeug zu optimieren. Wojts-Saary hierzu: „Zusätzlich zu dem breiten Angebot an Anwendungen und Funktionalitäten der Produkte von LMS können wir auf den äußerst reaktionsschnellen technischen Support von LMS zurückgreifen, durch den wir unsere Messungen noch effektiver nutzen können. Die jeweiligen Ansprechpartner kennen die Software in- und auswendig. Die Reaktionszeit ist ausgesprochen kurz und wir erhalten stets hilfreiche Antworten auf alle unsere Fragen.“

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