Vibrationsprüfung bei TechnoLab

Vibrationstests dienen dazu, die Stabilität und Verankerung einer Vielzahl von Produkten aus unterschiedlichsten Branchen und Einsatzbereichen zu prüfen. Sie dienen sowohl der Erhöhung des Produktkomforts – indem sie beispielsweise unangenehme Störgeräusche wie Quietschen beseitigen helfen - als auch der Verlängerung der Produktlebensdauer wie der fundamentalen Produktsicherheit und damit der Sicherheit des Nutzers. Sie simulieren realitätsnah möglichst alle Bedingungen, unter denen die jeweiligen Produkte eingesetzt werden. Damit lassen sich die Stabilität von Konstruktionen und die Verlässlichkeit von Verbindungen zwischen Bauteilen überprüfen.
Mithilfe eines „Shakers“ bzw. Rüttlers werden die Prüfobjekte in Schwingungen versetzt. Der Rüttler besteht in der Regel aus einer Plattform, auf der das Objekt befestigt wird.
Die Vibrationen können auf zweierlei Art auf das Objekt übertragen werden, entweder als „zufällige“, bei denen gleichzeitig unterschiedliche Frequenzen beteiligt sind, oder als „Sinusschwingungen“, die einen kontinuierlichen, frequenzweisen Verlauf (an/absteigende Kurve) zeigen. Demgemäß unterscheidet man zwischen „zufälligen Vibrationstests“ und „Sinusvibrationstests.“
„Zufällige Vibrationstests“ bilden in der Regel die konkreten Einsatzbedingen der Produkte etwas realistischer ab. Ein Produkt hat oft mehr als eine Resonanzfrequenz. Zufällige Tests mit mehreren gleichzeitigen Frequenzen können schnell Analysen liefern, die Aussagen über Lebensdauer und Reparaturanfälligkeit ermöglichen.
Beim „Sinusvibrationstest“ wird ein Frequenzspektrum durchlaufen. Mit den sog. Sinus-Sweeps können die Frequenzen bestimmt werden, bei denen das Produkt das stärkste Antwortverhalten zeigt.
Beide Testverfahren können auch kombiniert werden zu „Mixed-Modus-Vibrationstests“. Hier werden die Zufallsschwingungen zusammengeführt mit Resonanzverweilzeiten eines Sinustests.

Beispielhafte Einsatzbereiche für Vibrationstests

Automobilbau

Die vom befahrenen Untergrund verursachten Vibrationen sind für das Automobil (und die Insassen) erheblich. Sie werden bei den Tests in der Regel durch zufällige Vibrationsprofile nachgebildet, die glatte Straßenbeläge ebenso enthalten wie Schlaglöcher, Schwellen oder auch das Verhalten beim Bremsen. Auch das Öffen und Schließen von Türen und Hauben sollte enthalten sein.

Luft- und Raumfahrt

Flugzeuge müssen besonders heftigen Anforderungen genügen, da sie besonders heftigen Bedingungen ausgesetzt sein können und von ihrer Zuverlässigkeit die Sicherheit und u.U. das Leben ihrer Insassen abhängt. Vibrationen treten vor allem bei Start und Landung sowie bei wetterbedingten Turbulenzen auf.
Noch stärkeren Vibrations-Belastungen sind in der Raumfahrt anzutreffen. Gerade in der Startphase einer Rakete kann die Belastung von Systemen und Komponenten über etwa zwei Minuten bis zu 20 G betragen. Aber auch bei Wiedereintritt und evtl. Landung der Objekte sind die Vibrationsbelastungen enorm hoch.
In beiden Fällen bieten sich Mixed-Modus-Testverfahren an.

Vibrationsprüfung von Konsumgütern

Auch Konsumgüter sind im Alltag häufig Vibrationsbelastungen ausgesetzt, die durch Tests simuliert werden können um damit die Widerstandsfähigkeit und Lebensdauer der Produkte zu erhöhen. Küchengeräte und Möbel sind nur ein Beispiel. Dazu kommt, dass viele Produkte zur Erlangung von Zertifizierungen (z.B. CE) Vibrationstests durchlaufen müssen. Und nicht zuletzt finden sich auf den Transportwegen – vom Hersteller zum Händler und endlich zum Verbraucher – vielerlei Quellen für Vibrationsbelastung. Um hier Sicherheit zu schaffen, sind Verpackungsprüfungen notwendig.

Militärische Vibrationstests

Speziell für militärische Gerätschaften, die oft hohem Vibrationstress ausgesetzt sind, müssen anspruchsvolle Tests durchgeführt werden, für die unser Labor spezifisch ausgestattet ist. Hier geht es nach militärischen Normen (s.u.) fast immer um Mixed-Modus-Testdurchführungen.

Standards und Normen

Luft- und Raumfahrt

RTCA-DO-160 ist hier einer der am meisten angewendeten Teststandards.

Militärbereich

Hier ist der am häufigsten gefragte der MIL-STD-810 sowie daneben der MIL-STD 202. Teil 1 der Norm-810 fordert Tests bei einer Schwingungsfrequenz von 25 Hz und mehr. Dieser Standard deckt auch die Auswirkungen mehrerer Ereignisse ab, die gleichzeitig auftreten können. Dazu gehören Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Höhe in Kombination mit Vibrationen.