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Schwingungsdämpfer als Add-on-Lösung

Am KIT entwickelter Dämpfer kann unerwünschte Schwingungen in Maschinen und Anlagen effizient reduzieren.

Mittels eines Demonstrators und dem Einsatz von Zucker wird die Schwingungsform der Platte visualisiert.
Ein häufiges Problem, das bei technischen Systemen auftritt, sind unkontrollierte Schwingungen. Ob bei Maschinen, Autokarosserien oder bei großen Baukonstruktionen – Vibrationen verursachen neben störenden Geräuschen vor allem Ermüdung und Verschleiß von Material. Um diese Schwingungen zu vermindern, wird oft das Prinzip der Schwingungsdämpfung genutzt, etwa bei Stoßdämpfern im Auto oder in der Waschmaschine.

Hierbei wird eine Dämpfungsvorrichtung zwischen zwei Punkten des schwingenden Systems oder zwischen einem Punkt des Systems und einem festen Punkt in der Umgebung angebracht. Zwischen diesen Aufhängungen befindet sich ein Zylinder mit einer hydraulischen Flüssigkeit. Eine am System befindliche Aufhängung ist mit einem Kolben verbunden, der sich in dem Zylinder bewegen kann. Durch das Hin- und Herschieben der Flüssigkeit werden Vibrationen gedämpft. Oft ist es konstruktionstechnisch jedoch nicht möglich, solch einen Dämpfer zwischen geeigneten Punkten im System anzubringen. Bei vielen Maschinen oder Bauwerken funktioniert das Prinzip nicht, denn es gibt keinen fixen Punkt, gegen den gedämpft werden kann.

Forscher vom KIT-Institut für Technische Mechanik (ITM) haben nun einen Schwingungsdämpfer entwickelt, der unabhängig von anderen Systemkomponenten an einem zu dämpfenden System angebracht werden kann. Der Dämpfer besteht aus einem Aufsatz mit Hohlraum, in dem sich ein Massekörper befindet, den eine hydraulische Flüssigkeit umgibt. Der Körper ist zentriert befestigt, an zwei gegeneinander geschalteten Tellerfedern. Durch die entsprechende Gestaltung der Kennlinien wird ein dynamisch unbeweglicher Punkt geschaffen, gegen den gedämpft werden kann. Durch die Verdrängung der Flüssigkeit im Hohlraum werden Schwingungen bekämpft.

Der Vorteil ist, dass der Aufsatz als Add-on-Lösung nachträglich in Konstruktionen integriert werden kann. Vor allem Vibrationen in einem breiten Frequenzbereich können gedämpft werden. Eine Anwendung wäre vielseitig möglich: bei Brücken, Windkraftanlagen oder Autokarosserien. Durch einfache Geometrieänderungen kann der Dämpfer optimal an die Anforderungen angepasst werden.

Das KIT sucht Partner zum Einsatz der Technologie in der Praxis.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr.-Ing. Philipp Scherer, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager Mobilität, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-28460

E-Mail: philipp.scherer@kit.edu

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