Hallo allerseits, mir wurde die Aufgabe gestellt (auf der Arbeit) mir Gedanken dazu zu machen, wie man am kostenkünstigsten eine Vibrationsprüfung (sinusförmig, wenn möglich auch Rauschen) eines Bauteils durchführen kann. Zunächst ein paar Infos zu dem Bauteil: Gewicht: ca. 650 g Grundfläche: ca. 10x10 cm Jetzt Informationen zur Schwingungsprüfung: Frequenz: Sweep von 10 bis 150 Hz oder 10 bis 50 Hz Amplitude: 0,15 mm mehrere Zyklen Nach einer Recherche zu elektrischen und Druckluft-betriebenen Kugelvibratoren, musste ich feststellen, dass einerseits die gewünschten Frequenzen oft nicht passen und vor allem das Sweepen der Frequenzen oft schwierig ist. Nun hatte ich eine Idee, von der ich gerne zugebe, dass sie evtl. abwegig klingt (und vielleicht auch ist), und zwar die Verwendung eines Lautsprechers. Ich sehe die Vorteile vor allem darin, dass man beliebige Frequenzabfolgen usw. (z.B. auch Rauschen) am PC erstellen und diese anschließend einfach über den Lautsprecher ausgeben kann. Die Amplitude sollte ja über die Stärke der Wechselspannung einstellbar sein. Das müsste man natürlich vermessen (z.B. mit einem Laser, einem Spiegel und etwas Trigonometrie). Nun zu meinen Fragen/Problemen: 1. Ist die Idee komplett absurd? 2. Stimmt meine Vermutung bezüglich der Amplitude? 3. Ich habe Lautsprecher gefunden, die sich in der Nähe des benötigten Frequenzbereiches bewegen (z.B. http://www.pollin.de/shop/dt/MTY2OTUzOTk-/HiFi_Car_HiFi_Video_TV/Car_HiFi/Lautsprecher/Bass_Shaker.html). Ist es wohl möglich diese außerhalb der Spezifikation zu betreiben, oder himmelt man sie damit nur? 4. Ist eine normale Soundkarte überhaupt in der Lage eine Frequenz von 10 Hz auszugeben? 5. Hat jemand eine bessere Lösung parat? Ich habe das Gefühl erneut darauf hinweisen zu müssen, dass mir durchaus bewusst ist, das es sich bei meinem Ansatz durchaus um eine ausgemachte Schnapsidee handeln könnte, aber genau aus diesem Grund möchte ich sie ja gerne hier diskutieren. Ich freue mich schon auf die mannigfaltigen Antworten. Vielen Dank für jede Hilfe und viele Grüße. Max
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Max F. schrieb: > Nun hatte ich eine Idee, von der ich gerne zugebe, dass sie evtl. > abwegig klingt (und vielleicht auch ist), und zwar die Verwendung eines > Lautsprechers. > 1. Ist die Idee komplett absurd? Nein, die Idee ist nicht absurd. Ein professioneller Rütteltisch ist im Prinzip genauso aufgebaut wie ein elektrodynamischer Lautsprecher. Halt ohne Membrane, aber dafür mit einer massiven Rüttelplatte.
0,15 mm Amplitude und 50 Hz sind schon eine Menge für 650 g Masse. Im Prinzip könnte der Lautsprecher gehen, aber mit der Amplitude (Masse) wird es halt schwer, bis unmöglich mit einem normalen Lautsprecher (d.h. ohne Wasserkühlung). Die nötige Kraft ergibt sich als Masse Auslenkung Frequenz² * (2Pi)² Da landet man selbst bei nur 10 Hz schnell im Bereich von 100 N, je nachdem ob man die 0.15 mm als Spitze-Spitze oder Auslenkung von der Mittellage sieht. Realistisch bleibt da eher eine Unwucht und Antrieb über einen Motor (die Drehzahl ist noch im Rahmen) mit stabilen Lagern. Die Anforderung so etwas wie "Rauschen" zu erlauben ist so aber schwer und man schon die 1 Achsige Schwingung braucht mehr Aufwand. Alternative wäre ggf. auch noch was hydraulisches möglich - das ist dann aber alles andere als billig. Möglich wäre eventuell auch Piezo System - wobei da die 0.15 mm ggf. eher viel sind. Ein Vorbild könnte so etwas wie ein Schwingschleifer bzw. eine Rüttelplatte zum Bodenverdichten sein.
Wenn man will, gibt es Lautsprecher mit genügend Leistung. https://www.youtube.com/watch?v=Vm7QadmJ7hw die Frage ist ob das noch Preisgünstig ist.
Hallo, ich meine Lautsprecher sind für den Zweck nicht gut geeigent. Aber für direkte Erzeugung von Körperschall gibt es doch speziell "Bass-Skaker" oder "Body-Shaker" oder eben "Körperschallwandler". Google mal danach. Gruß Öletronika
Vielen Dank für die schnellen Antworten. Ex-Prüffeldler schrieb: > Nein, die Idee ist nicht absurd. Das beruhigt mich. :-) U. M. schrieb: > für direkte Erzeugung von Körperschall gibt es doch speziell > "Bass-Skaker" oder "Body-Shaker" oder eben "Körperschallwandler". Der Lautsprecher, den ich verlinkt habe ist ja genau so ein Bass-Shaker, er hat allerdings recht wenig Lesitung, es gibt auch welche mit mehr Watt, aber da passt die Frequenz nicht so gut. Lurchi schrieb: > Möglich wäre eventuell auch Piezo System - wobei da die 0.15 mm ggf. > eher viel sind. Ich hatte auch schon an Piezos gedacht, aber mit so viel Auslenkung sind die bestimmt nicht billig. Viele Grüße Max
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Max F. schrieb: >> Nein, die Idee ist nicht absurd. > > Das beruhigt mich. :-) Grundsätzlich zwar nicht, aber m.E. für Deine grosse Last und Deine niedrige Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz von typischen Lautsprechern vielleicht doch.
Also das müsste doch mit einer Kurbelwellen artigen Mechanik am besten gehen. Dann bleibt der Hub vom Gewicht und Frequenz unabhängig. Oder ein biegsam aufgehängtes Blech mit einem starken E-Magnet darunter...
Du wirst Dein Prüfgut auch fixieren müssen, sonst tanzt es auf dem Prüftisch, Lautsprecher, oder womit immer das Prüfgut bewegt wird. Auch wirst Du eine Aufnahme brauchen, damit Dein Prüfgut fixiert werden kann und auf dem Shaker montiert werden kann. (=zusätzliches Gewicht) Professionelle Shaker verwenden mindestens einen Sensor der die aktuelle Beschleunigung misst und den Aktuator entsprechend ansteuert. Da Deine Prüfzeiten offensichtlich nicht sehr lange sind, wird die Halterung für Dein Prüfgut teurer werden, als die paar Stunden am Shaker. Frag ein paar Testhäuser was sowas kostet. Die können meist auf den Ersten Blick sagen, ob es den Test überleben wird.
Petra schrieb: > Du wirst Dein Prüfgut auch fixieren müssen, sonst tanzt es auf dem > Prüftisch, Lautsprecher, oder womit immer das Prüfgut bewegt wird. Praktischerweise verfügt das Prüfgut über eine Grundplatte mit 6 Löchern, so dass dieses recht einfach an eine Platte befestigt werden könnte, an der wiederum der Shaker befestigt ist. Petra schrieb: > Da Deine Prüfzeiten offensichtlich nicht sehr lange sind, wird die > Halterung für Dein Prüfgut teurer werden, als die paar Stunden am > Shaker. Frag ein paar Testhäuser was sowas kostet. Die können meist auf > den Ersten Blick sagen, ob es den Test überleben wird. Die Prüfzeit liegt bei 2,5 Stunden, eine Anfrage bei einem Prüfinstitut ergab Kosten von um die 250-500 Euro. Das Problem ist allerdings, dass sich das zu testende Produkt noch in der Entwicklung befindet. Es kann also gut sein, dass die Konstruktion den Ergebnissen der Untersuchung entsprechend noch verändert werden muss. Das bedeutet, dass es mit einer Untersuchung nicht getan wäre, sondern es eine Schleife aus Untersuchungen und Veränderungen geben muss. Das wiederum würde hohe Kosten und vor allem einen großen Zeitaufwand bedeuten. Da wäre es schon praktisch, wenn man erste Untersuchungen intern durchführen könnte. Lurchi schrieb: > Die nötige Kraft ergibt sich als Masse Auslenkung Frequenz² * (2Pi)² Wäre es nicht sinnvoller, die benötigte Leistung zu betrachten? Diese müsste sich doch wie folgt ergeben:
Oder täusche ich mich? Bei 1kg (Prüfgut+Halterung etc.), 0,3mm und 150 Hz bekomme ich dabei eine Leistung von ca. 0,5 Watt raus. Das kommt mir zwar etwas wenig vor, allerdings wäre z.B. bei dem von mir verlinkten Shaker (80 W) noch ein Faktor von über 100 als Puffer. Ich wäre sehr dankbar, wenn ihr auch noch Antworten auf die Fragen 2. bis 4. aus dem ersten Post hättet, da mir das helfen würde die Machbarkeit abzuschätzen. Viele Grüße Max
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ein Vibrationsalarm bekommt auch ein Handy/Smartphone geschüttelt, wahrscheinlich auch mit >0.15mm Auslenkung bei mehr Masse mehrere davon nehmen, alte Handys sollten bestimmt vorhanden sein das ist diese o.g. Unwucht-Idee, aber halt schon fertig gebaut max.-Frequenz 150Hz sollte drin sein, weniger müsste man auch regeln können oder wie o.g. E-Magnet (aufgesägter Trafo?) unter Blech, und dann über eine Endstufe entsprechende Sweeps draufgeben, untere Grenzfrequenz der Endstufe beachten
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