VibroScan QTec Scanning Vibrometer: Modernste Messtechnik für die Automobilentwicklung

Die Automobilentwicklung steht heute vor vielfältigen Herausforderungen: immer leisere Fahrzeuge, komfortable und realistische Bedienkonzepte, effiziente Nebenaggregate und nicht zuletzt eine kompromisslose Sicherheit. Um diese Ziele zu erreichen, sind präzise Kenntnisse über das Schwingungs- und Akustikverhalten von Bauteilen und Systemen erforderlich. Gerade hier setzt das VibroScan QTec Scanning Vibrometer von Polytec an. Mit seiner Fähigkeit, komplexe Strukturschwingungen berührungslos, präzise und vollflächig zu erfassen, hat es sich als unverzichtbares Werkzeug im Entwicklungsprozess moderner Fahrzeuge etabliert.

QTec-Technologie: Präzision durch Mehrkanal-Interferometrie

Das Herzstück der Messmethodik bildet die patentierte QTec-Technologie. Diese Mehrkanal-Interferometrie eliminiert störende Speckle-Effekte, die bei optischen Messungen an technischen Oberflächen zwangsläufig auftreten. QTec kombiniert die Signale aus verschiedenen Detektionskanälen in Echtzeit und erzeugt so ein konstant stabiles, hochpräzises Messsignal – unabhängig von Rauheit, Farbe der Oberfläche oder Einfallswinkel des Lasers. Das Ergebnis sind reproduzierbare, hochaufgelöste Schwingungsdaten für zuverlässige Modellvalidierung und NVH-Optimierung.

Experimentelle Modalanalyse und FE-Modellabgleich

Ein klassisches Einsatzfeld der Polytec VibroScan-Systeme ist die experimentelle Modalanalyse. Vor allem mit der 3D-Version des Scanning Vibrometers können Eigenfrequenzen, Schwingungsformen und Dämpfungsfaktoren von Karosserie- oder Fahrwerksstrukturen präzise erfasst werden. Diese Daten dienen dem Abgleich von Finite-Elemente-Modellen und ermöglichen es, Simulationen eng an die Realität anzupassen. Das Risiko fehlerhafter Annahmen wird drastisch reduziert, Entwicklungszeiten sinken und die Robustheit der Konstruktionen steigt.

NVH-Troubleshooting in der Prototypenphase

Geräusch- und Schwingungsprobleme treten häufig erst im Prototypenstadium zutage. Unerwünschte Resonanzen, vibroakustische Kopplungen oder lokale Schwingungsmaxima können Fahrkomfort und Wahrnehmung massiv beeinträchtigen. Mit dem VibroScan eröffnen sich Entwicklungsingenieuren schnelle und präzise Diagnosemöglichkeiten. Dank der berührungslosen Messung können selbst empfindliche Oberflächen untersucht werden, ohne die Strukturdynamik zu beeinflussen. In Kombination mit QTec sind auch schwierige Messpunkte an rauen oder dunklen Materialien sicher zugänglich.

Reifen und Reifenakustik

Das Abrollgeräusch von Reifen ist in Zeiten verschärfter gesetzlicher Lärmschutzanforderungen ein zentrales Thema. Mit den Polytec Scanning Vibrometern lassen sich Reifenschwingungen vollflächig am rotierenden Reifen, also unter Betriebsbedingungen, analysieren und mit den abgestrahlten Schallemissionen korrelieren. So können Entwickler gezielt Maßnahmen zur Reduktion von Laufgeräuschen treffen. Neben der Lärmminderung dienen diese Messungen übrigens auch der Fahrzeugsicherheit, da sich Anhaltspunkte zur Optimierung von Reifenkonstruktionen ergeben.

Bremsenakustik: geräuschlose Bremsen als Entwicklungsziel

Bremsenquietschen gilt seit Jahrzehnten als akustisches Problem, das Hersteller wie Kunden gleichermaßen beschäftigt. Mit der Elektrifizierung und des Partikelgrenzwerten der neuen EURO 7 Norm kommen jetzt neue Herausforderungen auf Bremsenhersteller und OEM zu. Mit VibroScan-Messungen werden Bremsscheiben, -beläge und Aufhängung detailliert hinsichtlich ihrer Schwingungscharakteristik untersucht. Da die berührungslose Messung die reale Betriebsdynamik unverfälscht darstellt, können die Ursachen des Quietschens präzise ermittelt und durch optimierte Konstruktionen eliminiert werden. QTec sorgt hier für rauscharme Daten, selbst an rotierenden, heißen und komplexen Geometrien.

Haptik-Displays und Bedienelemente

Neue Bedienkonzepte im Fahrzeug setzen auf haptisches Feedback. Vibrationsbasierte Anzeigesysteme verlangen eine verlässliche Charakterisierung kleinster Schwingungen bei hohen Frequenzen. Die Kombination aus flächenhafter Messung und hoher Amplitudenauflösung eröffnet in diesem Bereich zwei Anwendungsbereiche: die Validierung von Simulationsmodellen und die Qualitätssicherung in der Produktionslinie.

Geräuscharme Nebenaggregate

Klimakompressoren, Lüfter oder Pumpen verursachen trotz kleiner Baugrößen erhebliche Schwingungs- und Geräuschquellen. In Entwicklungsprozessen für diese Nebenaggregate ist es entscheidend, Schwingungspfade frühzeitig sichtbar zu machen. Der VibroScan ermittelt umfassende Daten, die gewährleisten, dass Nebenaggregate ihren Beitrag zum Gesamtkomfort leisten, ohne störend aufzufallen.

Qualitätssicherung moderner Werkstoffe

Auch im Bereich der Materialcharakterisierung spielen optische Schwingungsmessungen eine wichtige Rolle. Composite-Werkstoffe, die zunehmend im Leichtbau zum Einsatz kommen, zeigen komplexe dynamische Eigenschaften. Durch vollflächige Modalanalysen mit dem VibroScan lässt sich die Qualität von Faserverbundstrukturen zuverlässig überwachen. Damit wird nicht nur die Sicherheit gesteigert, sondern auch die Prozessstabilität in der Produktion gesichert.

Fazit

Das Polytec VibroScan Scanning Vibrometer mit QTec-Technologie setzt neue Maßstäbe in der Fahrzeugentwicklung. Ob bei der Analyse großflächiger Karosseriestrukturen, der Optimierung von NVH-Eigenschaften in Prototypen, der Entwicklung leiser Reifen und Bremsen oder der Untersuchung neuartiger Displays – die Systeme liefern belastbare, reproduzierbare Daten, die Entwicklungssicherheit und Marktreife entscheidend beschleunigen. Mit QTec gelingt es, die Grenzen optischer Messtechnik zu überwinden und Schwingungsanalysen in der Automobilindustrie auf ein neues Niveau zu heben.