Um die Auswirkungen von mechanischen Schwingungen auf die Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Funktionalität von Bauteilen unterschiedlichster Bauart zu testen, können Schwingungsprüfungen wertvolle Erkenntnisse liefern. Durch die vielfältigen Testmöglichkeiten können verschiedene Einsatzbedingungen und beispielsweise jahrelange Belastungen simuliert werden. Für die Produktsicherheit ist eine entsprechende Qualitätskontrolle unerlässlich. Entsprechende Testverfahren dienen dazu, den Versagenspunkt genau zu bestimmen, Sicherheitsreserven festzulegen und somit den Einsatzbereich von Geräten und Bauteilen exakt einzugrenzen. Um die Sicherheitsreserve zu bestimmen, kann der Schwingungspegel immer weiter erhöht werden.

Üblicherweise erfolgt die Schwingprüfung, das heißt die Beeinflussung des Prüfobjekts immer in einer bestimmten Richtung. Moderne Anlagen müssen Prüfobjekte jedoch in mehrere Richtungen gleichzeitig anregen. Anlagen, die etwa alle drei Dimensionen (3-D) beherrschen, werden auch als Mehrachs-Schwingprüfsysteme bezeichnet.

Wo liegen die Vorteile von Mehrachs-Schwingprüfsystemen gegenüber Einachs-Schwingprüfsystemen?

Mehr Genauigkeit

Mehrachs-Prüfsysteme sind dann notwendig, wenn Einachsprüfungen nicht ausreichen, um bestimmte Ausfallereignisse zu simulieren.

Wie im Bild zu erkennen ist, reicht eine getrennte Anregung oft nicht, um jede mögliche Fehlerquelle aufzudecken. In der Praxis entstehen im dreidimensionalen Raum vielfältige Versagensquellen. Mehrachsige-Schwingprüfsysteme sind somit in der Lage, Produkte und Geräte mit deutlich höherer Sicherheit zu testen und Simulationen mit besserer Praxisnähe durchzuführen.

Minimierung der Prüfzeit

Gerade im Vergleich mit herkömmlichen Prüfsystemen können Mehrachs-Schwingprüfsysteme die benötigten Prüfzeiten deutlich verkürzen. Wenn bei einem Einachs-Schwingprüfsystem zunächst 60 Minuten für die Anregung auf der X- und Y-Achse und dann 60 Minuten auf der Z-Achse verwendet werden, ermöglicht das Mehrachs-System eine Reduzierung der Prüfzeit auf Ein Drittel, durch simultane Anregung mehrerer Achsen. Auch der Zeitaufwand für Entnahme und erneutes Aufspannen des Testobjektes oder Vorbereitungen für Klimakammern entfallen.

Insbesondere wenn die Sicherheitsreserve bestimmt werden soll und der Ausfallpunkt schrittweise für mehrere Achsen erreicht werden soll, können Prüfzeiten immer weiter steigen. Erneutes Aufbauen und Abbauen erfordert immer mehr Zeit. Mit mehrachsigen Systemen kann nicht nur die gleichzeitige Anregung mehrerer Achsen getestet, sondern auch der Schwingungspegel für einzelne Achsen stufenweise erhöht werden. So spart man Zeit für die Änderung der Versuchsanordnung.

Mehr Genauigkeit für Schwingprüfungen: Mehrpunktanregung

Ein Sonderfall der Schwingprüfungsanlagen bildet die Mehrpunktanregung, für Objekte, die zu groß bzw. zu lang sind. Um derartige Objekte effektiv zu testen, reicht es nicht, nur einen Schwingerreger zu nutzen. Mit mehreren Schwingerregern, die das Testobjekt simultan in derselben Richtung anregen, können auch für solche Tests aussagekräftige Ergebnisse erzielt werden. Problematisch ist bei großen Testobjekten vor allem, dass die Aufspannvorrichtung mitunter sehr groß sein müsste. Weiterhin kann die Aufspannvorrichtung die eigentlichen Schwingungen durch eigene Schwingeigenschaften überlagern und somit die Testergebnisse verfälschen.

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