Bestimmung des dynamischen Übertragungsverhaltens von Elastomerlagern im Frequenzbereich von 2 kHz bis 10 kHz

Die voranschreitende Ablösung klassischer Verbrennungsmotoren durch alternative Antriebskonzepte im Automobilbau wie z. B. Elektroantrieb oder Hybridantrieb hat eine andere akustische Wahrnehmung zur Folge. Elektrische Fahrantriebe zeigen oft sehr hochfrequente Geräuschanteile im Vergleich zum Verbrennungsmotor, die meist einen sehr tonalen Charakter haben und deshalb selbst bei geringen Schalldruckpegeln sehr gut wahrnehmbar sind. Für die akustische Optimierung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren hat sich die Transferpfadanalyse (TPA) in der Automobilindustrie etabliert. In einem durch die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) finanzierten Forschungsprojekt soll die Eignung der TPA für Fahrzeuge mit Elektromotoren untersucht werden. Damit verbunden sind insbesondere Herausforderungen hinsichtlich des relevanten Frequenzbereichs bei Elektromotoren von f > 5 kHz. Für die Beschreibung von Transferpfaden von elektrischen Antrieben im Fahrzeug ist die Kenntnis des dynamischen Übertragungsverhaltens der verwendeten Elastomerlager von großem Interesse. Aktuelle Lagerprüfstände können bauartbedingt nur einen Frequenzbereich bis maximal 3 kHz abdecken. Dieser Beitrag beschäftigt sich daher mit der Entwicklung eines Prüfverfahrens zur Bestimmung der dynamischen Steifigkeit von Elastomerlagern unter statischer Vorlast im Frequenzbereich von ca. 2-10 kHz. Aufgrund des hohen Frequenzbereichs ergeben sich besondere Anforderungen an die Konstruktion, die überkritische Entkopplung des Prüfaufbaus sowie den dynamischen Anregungsmechanismus. Mit Hilfe des Prüfaufbaus ist es möglich, die vollständige Steifigkeitsmatrix eines Elastomerlagers in Achsenrichtung zu bestimmen.