Schallmessraum
Der reflexionsarme Messraum dient der akustischen Vermessung und Optimierung von hydraulischen und pneumatischen Komponenten und Systemen, wie beispielsweise Verdrängereinheiten oder Aggregaten. Zeitgleich kann eine Wirkungsgradmessung zur Charakterisierung der jeweiligen Systeme erfolgen.
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Schallmessraum
Der Schallmessraum des ifas ist ein durch das Fraunhofer IBP zertifizierter Halbfeldfreiraum nach ISO 3745, Güteklasse 1, der über ein freies Raumvolumen des Halbfeldes von ca. 135 m³ verfügt. Die akustischen Eigenschaften werden durch einen entkoppelten zweischaligen Aufbau und die Auskleidung mit hochwirksamen Flachabsorbern erzielt.
Zum Aufspannen der Messobjekte ist eine 3,0 x 2,1 m² große Aufspannplatte auf einem vom restlichen Raum schwingungstechnisch entkoppelten Maschinenfundament mit einer Masse von 40 t vorhanden, sodass Körperschalleinflüsse durch die Aufspannung vermieden werden. Ebenfalls kann diese Aufspannplatte als reflektierende Ebene des Halbraums dienen, insofern das Messobjekt eine projizierte Bodenfläche von weniger als 1,5 x 0,6 m² aufweist und eine Auswertung im Frequenzbereich von 125 Hz – 12,5 kHz ausreichend ist. Für größere Testobjekte und Auswertungen bei niedrigeren Frequenzen (bis zu 50 Hz möglich) muss zur Erfüllung der normativen Anforderungen eine zusätzliche schallharte horizontale Ebene eingesetzt werden, die eine größere Fläche aufweist.
Die Einbringung der Prüflinge erfolgt über eine Flügeltüre mit einem lichten Maß von (BxH) 2,50 x 2,65 m² und einen Portalkran mit einer Belastbarkeit von 1,6 t.
Antriebsinfrastruktur
Zur Vermessung von elektrischen Verbrauchern kann ein direkter Anschluss an die Hochstromschienen des Instituts mit bis zu 1 MW erfolgen. Ein Abführen von Verlustwärme ist mittels der zentralen Maschinenkälteversorgung ebenfalls in gleicher Größenordnung möglich. Weiterhin steht zur Vermessung pneumatischer Systeme das hochschulweite 6 bar Druckluftnetz (NW 100) und das ifas-interne 14 bar Netz zur Verfügung.
Die Vermessung von Pumpen und Hydromotoren erfolgt beispielsweise nach DIN 45635 im Viertelraum, sodass alle weiteren Schallquellen, wie z.B. die elektrischen Antriebsmaschinen, Pumpen, etc. durch die vertikale Trennebene vom Prüfling isoliert werden. Zur Realisierung sind im Messraum des ifas zwei Wellendurchgänge in den benachbarten akustisch isolierten Antriebsraum und diverse Leitungsdurchführungen vorhanden. Der Antriebsstrang befindet sich momentan in Überarbeitung und wird nach Fertigstellung eine elektrische Antriebsleistung von 450 kW aufweisen, die bei einer variablen Drehzahl von bis zu 3000 min-1 auf einer Welle abrufbar ist. Ebenfalls ist eine hydraulische Rekuperation zur Reduktion des Energiebedarfs und die Installation eines reflexionsarmen Leitungsabschlusses (RALA) für Betriebsdrücke bis 450 bar vorgesehen.
Messtechnische Ausrüstung
Die geplanten Messeinrichtungen des hydraulisch-mechanischen Antriebsstrangs umfassen neben einer Drehmomentmesswelle, Sensoren zur Erfassung der Drehzahl sowie des Volumenstroms und des Druckes. Eine parallele Untersuchung von Wirkungsgrad, Pulsation und Akustik sowie deren Zusammenhang sind infolgedessen möglich.
Zur Luftschalluntersuchung stehen sechs Mikrofone in Kombination mit einem Siemens SCADAS-Messsystem mit acht Eingängen zur Verfügung. Dieses dient der Messdatenerfassung sowie Verarbeitung. Messgrößen sind beispielsweise der Schalldruckpegel, die Lautheit und Schärfe. Weiter besteht die Möglichkeit Beschleunigungssensoren in das Messsystem, beispielsweise zur Durchführung von Modalanalysen, zu integrieren.