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4 Drehkanalantrieb 24 der Nähe der schwingenden Trumlänge befand. Die schwingungsfähige Trumlänge lT betrug etwa 0,57 m. Aus Tabelle 4.4 ist der Unterschied zwischen beiden Messmethoden zu erkennen. Vorspannung [mm] [Hz] [Hz] [N] [N] [N] ε fMikrofon fVibrometer FV,Dehnung FV, Mikrofon minimal 0,25 45 45,8 446 363 376 maximal 1,75 78 78 3125 1091 1091 FV, Vibrometer Tabelle 4.4: Ergebnisvergleich unterschiedlicher Verfahren zur Prüfung der Riemenvorspannung. Das Signal des Laser-Vibrometers wurde mit dem HP-Analysator bei einer Frequenzspanne von 100 Hz und einer Auflösung von 0,25 Hz analysiert. Das Mikrofonsignal wurde über die Soundkarte eines Laptops eingelesen und unter DASYLab ausgewertet. Hier betrug die Frequenzauflösung 1,35 Hz bei einer Abtastung von 44100 Hz. Eine Kalibrierung der beiden Systeme erfolgte nicht, da nur die Frequenzinformation benötigt wurde. Tabelle 4.5 gibt die Eigenfrequenzen des Vorgespannten Riemens wieder. In diesem Zustand sind beide Trumstränge gleich gespannt. Im Betrieb steigt die Zugkraft im Lasttrum an, wäh- rend sie im Leertrum abnimmt. Vorspannung [Hz] [Hz] [N] [N] minimal fMikrofon fVibrometer FV, Mikrofon Lastrum 52 51 485 466 Leertrum 39 39 273 273 FV, Vibrometer Tabelle 4.5: Vergleich zwischen der Messung mit einem Mikrofon und einem Vibrometer. Die Ergebnisse (Tabelle 4.4 und Tabelle 4.5) zeigen eine gute Übereinstimmung der Messun- gen mit der Soundkarte und dem Vibrometer. Das bedeutet, dass die Vorspannungseinstellung mit Hilfe einer akustischen Messung überprüft werden kann. Die Methode der Dehnungsmessung erwies sich als problematisch, weil die gemessenen Dehnungen klein waren und nur geringfügig über der Messgenauigkeit lagen. Für die Längenmessungen wurde ein Lineal mit einer 0,5 mm-Teilung verwendet. Fachhochschule Düsseldorf Diplomarbeit 2002/03, Terence Klitz
5 Berechnung des Gestells 25 5 Berechnung des Gestells Das Testgestell und die darauf aufbauende, endgültige Gestellkonstruktion (Abbildung 5.1) hielten der Belastung durch den Drehkanal und seines Antriebs stand. Die Last des Drehkanals wird über die Längsträger (1) in die senkrechten Stützen (2) geleitet. Beide Gestellelemente sind über Verbindungswinkel (3) miteinander verbunden. Folglich müssen diese Winkel für die auftretende Belastung, die sich aus Kräften und Biegemomenten zusammensetzt, ausgelegt sein. 3 2 4 1 Abbildung 5.1: Endgültige Gestellkonstruktion samt Drehkanal. Die in den nachfolgenden Abschnitten dokumentierten Berechnungen sollten prüfen, ob die Winkel (3) und ausgewählte Profilelemente des Gestells überlastet werden. Im Zuge dieser Nachberechnung wurden zunächst manuelle Berechnungen an dem Rahmen (1) durchgeführt, auf dem der Drehkanal ruht. Anschließend wurde in einem weiteren Schritt das gesamte Gestell mit Hilfe der Finiten Elemente Methode (FEM) berechnet. Allen Berechnungen standen als Belastung die Auflagerkräfte des Drehkanals zugrunde, die aus drei Be- Fachhochschule Düsseldorf Diplomarbeit 2002/03, Terence Klitz 3 2 2
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4 Drehkanalantrieb 24<br />
der Nähe der schwingenden Trumlänge befand. Die schwingungsfähige Trumlänge lT betrug<br />
etwa 0,57 m.<br />
Aus Tabelle 4.4 ist der Unterschied zwischen beiden Messmethoden zu erkennen.<br />
Vorspannung [mm] [Hz] [Hz] [N] [N] [N]<br />
ε fMikrofon fVibrometer FV,Dehnung FV, Mikrofon<br />
minimal 0,25 45 45,8 446 363 376<br />
maximal 1,75 78 78 3125 1091 1091<br />
FV, Vibrometer<br />
Tabelle 4.4: Ergebnisvergleich unterschiedlicher Verfahren zur Prüfung der Riemenvorspannung.<br />
Das Signal des Laser-Vibrometers wurde mit dem HP-Analysator bei einer Frequenzspanne<br />
von 100 Hz und einer Auflösung von 0,25 Hz analysiert. Das Mikrofonsignal wurde über die<br />
Soundkarte eines Laptops eingelesen und unter DASYLab ausgewertet. Hier betrug die Frequenzauflösung<br />
1,35 Hz bei einer Abtastung von 44100 Hz. Eine Kalibrierung der beiden<br />
Systeme erfolgte nicht, da nur die Frequenzinformation benötigt wurde.<br />
Tabelle 4.5 gibt die Eigenfrequenzen des Vorgespannten Riemens wieder. In diesem Zustand<br />
sind beide Trumstränge gleich gespannt. Im Betrieb steigt die Zugkraft im Lasttrum an, wäh-<br />
rend sie im Leertrum abnimmt.<br />
Vorspannung [Hz] [Hz] [N] [N]<br />
minimal fMikrofon fVibrometer FV, Mikrofon<br />
Lastrum 52 51 485 466<br />
Leertrum 39 39 273 273<br />
FV, Vibrometer<br />
Tabelle 4.5: Vergleich zwischen der Messung mit einem Mikrofon und einem Vibrometer.<br />
Die Ergebnisse (Tabelle 4.4 und Tabelle 4.5) zeigen eine gute Übereinstimmung der Messun-<br />
gen mit der Soundkarte und dem Vibrometer. Das bedeutet, dass die Vorspannungseinstellung<br />
mit Hilfe einer akustischen Messung überprüft werden kann.<br />
Die Methode der Dehnungsmessung erwies sich als problematisch, weil die gemessenen Dehnungen<br />
klein waren und nur geringfügig über der Messgenauigkeit lagen. Für die Längenmessungen<br />
wurde ein Lineal mit einer 0,5 mm-Teilung verwendet.<br />
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