Schwingende Hohlprofile

Dieses Thema im Forum "Konstruktion" wurde erstellt von DonDomi, 15 Jan. 2013.

  1. Hi

    Ich arbeite im Moment gerade an einem Projekt, wo wir einen eigenen Hohlprofilträger herstellen lassen. Ein paar erste Muster stehen schon rum und gehen bis auf ein zwei kleine Fehler TipTop. In der Längsrichtung läuft ein Förderband darüber und wie ihr denken könnt, ist bei dem dünnwandigen Profil (Wir wollten Geld und Material sparen) de Gau eingetroffen, dass wir bei einem 4m langen Profil extreme Eigenschwingungen haben, so dass das ganze unerträglich Laut wird. Wir können zwar das Band nachspannen, dann bessert es, aber das Band kriecht schön vor sich hin, dass es dann immer wieder laut wird. Ich werde nun ein paar Eigenfrequenzberechnungen anstellen und dann Massnahmen ergreifen müssen. Welches sind da die einfachsten und besten Massnahmen. Nachbearbeiten am Profil kommt nicht in Frage, das kostet zu viel. Ich weiss, man könnte das viel dickwandiger machen, aber das möchte ich eigentlich nicht, das Kilogramm Alu kostet ja doch fast 4€ und bei 4m Trägerlänge schlägt das ganz schön zu buche. Gibt es eigentlich Richtlinien welche Eigenfrequenzbereiche geeignet sind?. Bei uns in der Firma hat niemand Erfahrung damit und ich müsste das Problem möglichst rasch in den Griff kriegen, da ich eigentlich nicht mehr 100% im Projekt bin, da anderes eine höhere Priorität geniesst.
    Bringen Längsrippen etwas?
    Die Lösung muss vor allem einfach und kostengünstig sein.

    Gruss
    DonDomi
     
  2. AW: Schwingende Hohlprofile

    http://www.monacor.de/index.php?id=128&L=0&artikelid=5012

    drauffpappen.

    Winkelleistchen schräg kreuzundquer draufnieten verringert auch den Schepperfaktor enorm
     
  3. AW: Schwingende Hohlprofile

    Hallo,
    mache es wie ich bei Wendelförderern zum Transport von Teilen:
    Fülle das Rohr komplett mit trockenem Sand (einrütteln).
    Das dämpft ungemein und ist kostengünstig.
    Die Enden müssen natürlich geschlossen sein.;)

    Gruß:
    Manni
     
  4. AW: Schwingende Hohlprofile

    Naja der Sand ist mir zu schwer, das gibt ja ein Serienprodukt und der Kunde muss es noch heben können, bei 4m wird das ganz schön schwer. Wir habe schon an ausschäumen mit Bauschaum gedacht, ich finde die Lösung aber nicht so toll.
    Das mit den Gummimatten wäre toll, aber eben nieten benötigt Löcher und jedes Loch kostet, zudem müssten wir das ganze Profil nacbearbeiten. Im moment haben wir alles mit Nutensteinprofilen und selbstschneidenden Schrauben gelöst. Löcher benötigen wir im Moment maximal 2 meist keines.
    Wir kämpfen eben mit jedem cent. reicht es wenn man nur an den Enden etwas einklebt, der Körper ist eben zu eng als dass man in die ganze Länge vernüngig rein kommt. Die Masse im Querschnitt sind etwa 100mmx80mm mit einem Mittelsteg und Wandstärken von 2.8mm

    Gruss
    DonDomi
     
  5. AW: Schwingende Hohlprofile

    Hallo,
    ein 4m langes Teil werden sowieso 2 Personen handeln müssen.
    Ca. 40 kg Sand sind zu "schwer"? (ca. 3 Eimer Sand).
    Bauschaum bringt gar nichts bei einer Geräuschdämmung. Da hilft nur Masse.

    Ansonsten wirst du/der Kunde mit den Geräuschen leben müssen (wenn's nichts kosten soll).
    Nichts ist umsonst.

    Gruß:
    Manni
     
  6. AW: Schwingende Hohlprofile

    Warum sollte Bauschaum nichts bringen. Der Ton wird ja durch den Hohlkörper erzeugt, nebst dem hat Schaum ja eine Dämpfende Eigenschaft. Es ist eben auch das Handling, Sand ist da ziemlich unpraktisch, aus technischer Sicht, für eine Serienproduktion von mehreren Tausend Stück pro Jahr nicht geeignet. Es darf schon etwas kosten, aber eben halt nicht zu viel, deswegen ist Einnieten von Gummiprofilen keine Variante, nebst dem, dass die Zugänglichkeit schlecht ist und ich an vielen Flächen nichts anbringen kann, da sie bereits andere Funktionen erfüllen.
    Aber ich rechne jetzt erstmals noch etwas intensiver und versuche dann so zu optimieren. Es darf schon eine Lärmemission geben, aber halt nicht so laut wie Schlagborer
     
  7. AW: Schwingende Hohlprofile


    Hallo,
    Versuch macht "kluch".
    Versuch's doch einmal mit Sand und einmal mit Schaum.
    Die ganze Frequenzrechnung kannst du dir dann sparen.;)

    Gruß:
    Manni
     
  8. AW: Schwingende Hohlprofile

    Ich werde erst als letzte Massnahmen Ausschäumen in Betracht ziehen, da es Produktionstechnisch vom Handling her Mühsam ist, die würde mich killen.
    Ich versuche nun erstmal mit Materialauftrag, das ganze in den Griff zu kriegen.

    Gruss
    DonDomi
     
  9. AW: Schwingende Hohlprofile

    Die Matten sind doch selbstklebend und müssen daher nicht genietet werden.

    Das mit dem Winkelleisten draufnieten war nur eine Alternativoption.

    Die Matten gibt es über den Kfz-Teilezulieferer vermutlich noch günstiger, als beim Akustikspezialisten ... weil wegen viel teuer und so ...

    Und man darf die auch passend schneiden - das Objekt musss nicht zur Liefergrösse der Matte passen ...
     
  10. AW: Schwingende Hohlprofile

    Hi DonDomi,
    dass ein dünnwandiges 4 m langes 100x80-Alu-Formrohr schwingt wie die Sau,
    ist mir völlig klar und sollte auch dem Begriffstutzigsten klar werden,
    sobald er das Rohmaterial das erste Mal einseitig hochhebt.
    Eine derartig einfallslose Kunstruktion müsste massiv überdimensioniert werden.

    Mit ein wenig Hirnschmalz kann man das Schwingen jedoch durch Auslegung als Träger gleicher Festigkeit
    oder auch mit einem Spannwerk wirkungsvoll reduzieren,
    was dann auch noch entlastend wirkt und eventuell höhere Lasten
    oder sogar weitere Querschnittsverminderungen erlaubt.
     
  11. AW: Schwingende Hohlprofile

    Ja, unser Teil klingt wie eine Schlagbohrmaschina, da wir ziemlich genau de Eigenfrequenz erwischt haben. Aber es ist eben so, dass nur Materialaufdickung nicht die Lösung ist. Gerade bei Serieprodukten schaut man halt auf jeden Euro und das kg ALu kostet immerhin 4 Euro. Ich muss mich da aber wohl oder übel noch etwas tiefer einlesen. Man hört solche Dinge ja im Studium immer, aber so eine Patentlösung gibt es dann doch nicht, zumal meist vieles durch Äussere Randbedingungen schon vorgegeben ist. Bis jetzt hatten wir ja immer Formprofile eingekauft, aber um Kosten zu sparen und Funktion zu verbessern, machen wir nun erstmals ein eigenes Profil und da muss man halt das KnowHow auch zuerst aufbauen. So einfallslos ist ein solches Profil nicht, da steckt schon einiges an Hirnschmalz drin In der Theorie kann man ja alles wunderbar rechnen, aber die Praxis sieht da häufig doch etwas anders aus. Zumal man bei kleinen Stückzahlen auch ganz anders konstruieren kann als bei grossen Mengen, wo der Preis halt schon ein entscheidendes Kriterium ist, ebenso wie die Montagefreundlichkeit, Wartung etc. Da ist das Feld dann halt schon sehr gross.

    Gruss
    DonDomi
     
  12. AW: Schwingende Hohlprofile

    Sei mir nicht böse:
    Ein langer Träger, der überall den gleichen Querschnitt hat,
    • ist HÖCHSTWAHRSCHEINLICH schwingungsmäßig ungünstig
    • und wird NIE die leichteste Lösung sein.
    • VIELLEICHT ist der billig,
    • SICHER jedoch eine primitive Konstruktion.

    Mit einer ein wenig komplexeren Konstruktion in Richtung "Träger gleicher Festigkeit" bzw. mit einem Spannwerk
    wird sich eine DEUTLICH steifere und dabei trotzdem leichtere Konstruktion ergeben!
     
  13. AW: Schwingende Hohlprofile

    Strangpressprofile haben das so an sich, dass sie den selben Querschnitt haben. Das Profil ist auch nicht ganz rechteckig, das ist schon wesentlich komplexer. Ein Spannwerk, wie Du es übrigens vorschlägst, ist nicht nur sehr teuer und nicht Serientauglich sondern geht alleine schon von den äusseren Randedingungen nicht. Das Hohlprofil ist eben schon ein Träger halt nur einer der Hohl ist, stranggepresst halt. Und ich interessiere mich nun mal dafür wie man bei dem effizient die Eigenresonanzen verschieben ode eliminieren kann. Wenn ich keine Lösung mit dem Strangpressprofil finde, werden wir auf das alte Prinzip zurück gehen, das ist bei weitem noch günstiger als Dein Vorgeschlagenes Spannwerk. Dann arbeiten wir halt wieder mit Fertigprofilen und Blechen. Die machen zwar auch etwas Lärm, aber es ist genügend gut.

    Gruss
    DonDomi
     
  14. AW: Schwingende Hohlprofile

    Hallo Peter,
    das Material ist nicht das Teure, sondern der Lohn.
    Und dieser steht bei einem Spannwerk wohl nicht in Relation zur Materialersparnis.
    (Es sei denn, er baut ein Gerät für die Raumfahrt;-))
    Vllt. kann der user das Alu- Profil durch eine Abkantpresse mit Druck von oben etwas verformen, so dass die höheren Seitenflächen nicht mehr ganz eben, sondern etwas gewölbt sind. Dann ändert sich die "Steifigkeit" und das Resonanzverhalten evtl. zum Positiven.

    Gruß:
    Manni
     
  15. AW: Schwingende Hohlprofile

    Lass uns das mal theoretisch angehen:
    Das Kernproblem ist, dass die Resonanzfrequenz des Trägers zu nahe an der (relativ tiefen) Anregungsfequenz liegt
    und der Träger deshalb zu Schwingungen mit (oder nahe) der Eigenfrequenz angeregt wird.

    Nachdem ich mal davon ausgehe, dass man die Anregungsfrequenz NICHT ändern kann,
    eröffnen sich 2 Lösungsansätze:
    1. Man könnte die Eigenresonanzfrequenz des Trägers erhöhen, indem man ihn steifer macht (höheres Profil, Spannwerk, ...)
    2. oder senken, indem man ihn weicher oder an den Stellen der größten Auslenkung schwerer macht (beides nicht so toll).

    Alternativ könnte man die Dämpfung im System erhöhen,
    indem Bewegungsenergie durch Reibung in Wärme umwandelt,
    was am Wirkungsvollsten an den Stellen der größten Auslenkung geschieht.
    Das wird in deinem Fall sehr schwierig werden:
    Das Profil mit PU-Schaum (Reibung) wird wenig bringen,
    das mit Sand zu füllen, wirkt überwiegend durch die Resonanzfrequenzreduktion,
    weil das den Träger viel schwerer macht.
    Ich kann mir jedoch weder vorstellen, dass das ausreichend noch praktisch ist.

    Wenn du (was ich schon verstehen kann) kein Spannwerk willst,
    könntest den Träger gleicher Festigkeit jedoch STUFIG annähern,
    was sowohl frequenzerhöhend durch Erhohung der Steifigkeit wirkt,
    als auch ein schlecht anregbares Genbilde schafft!
     
  16. AW: Schwingende Hohlprofile

    Du hast es erkannt. Bis jetzt macht aber nur ein Träger der Probekonstruktion Krach und wir müssen, da aber noch genauer schauen, ob es wirklich der Träger selbst ist. Ich kann den schon modellieren und dann mittelsnumerischen Verfahren, die Eigenfrequenzen rechnen, da aber am Träger selbst noch vieles Fest- und Angeschraubt wird, versuchen wir nun zuerst durch Änderung der Randbediungen, die Sache in den Griff zu kriegen. Wir haben uns schon überlegt, dem Profil mehr Steifgkeit zu geben, aber wir sind leider auch durch die maximale Matrizengrösse etwas eingeschränkt. Ich bin mir mittlerweile auch nicht mehr sicher, ob es wirlich der Hauptträger ist der Schwingt oder einer der angeschraubten Nebenprofile. Ich habe eben in einem ersten Schritt mit der Motorenfrequenz etwas gespielt, gem. Berechnung, hätten wir dann den Lärm verringen müssen, das Geschah aber nicht, so dass ich da mittlerweile nicht mehr ganz sicher bin. Ich muss da noch etwas ausführlicher Rechnen, ich habe im Moment aber keine Zeit, da ein anderes Projekt höhere Priorität erhalten hat.

    Gruss
    DonDomi
     
  17. AW: Schwingende Hohlprofile

    Hier mal ein kurzer Zwischenstand: Es scheint so, dass ein Kugellager defekt ist, der Träger selbst scheint Gott sei Dank nicht extrem zu schwingen. Ich habe aber mittlerweile einen Mitarbeiter gekriegt, der sich darum kümmert. Soviel mal für alle, welche Strangpressprofile als etwas einfallsloses betrachten. Es ist halt immer noch extrem kostengünstig und die Vereinigung von vielen Funktionen begeistert bis jetzt alles. Auch ein gut ausgestaltetes Hohlprofil kann eben etwas tolles sein, neben dem dass es edel aussieht.

    Gruss
    DonDomi
     
  18. AW: Schwingende Hohlprofile

    So, wir haben den Fehler mittlerweile gefunden: Es hat sich ein Kugellager derart in die Achse eingefressen, dass es sich am Ende fast schon selbst zerstört hat. Der Grund war ungleichmässige Kraft durch Riemenspannung auf die beiden tragenden Lager und eine etwas zu enge Toleranz des eingepressten Aussenringes. Dadurch war die Reibkraft im Lager drin grösser als zwischen Lager und Schiebesitz. Wir haben nun die Passungstoleranz von P7 auf M7 runtergenommen. Mal schauen ob das schon reicht. Rechnen kann man das leider nicht, da wir die Kraft durch die Riemenspannung nicht kennen.

    Gruss
    DonDomi
     

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