Funktionsprinzip Aktivschwingungsisolation

Wie der Name schon vermuten lässt, wird bei der Aktivschwingungsisolation aktiv eine Gegenkraft zu der eingehenden Schwingung erzeugt. Schwingungen setzen sich meist aus mehreren Bewegungen entlang der 6 Freiheitsgrade zusammen; Um jedoch das Funktionsprinzip besser darstellen zu können, konzentrieren wir uns auf die Schwingung entlang einer einzelnen Achse.

Bei dem Graph A handelt es sich um eine eingehende Schwingung, welche in Rot dargestellt ist, wobei die x-Achse die Zeit und die y-Achse die Stärke der Amplitude beschreibt. Diese Schwingung ist tatsächlich eine unerwünschte mechanische Kraft und um diese zu neutralisieren, misst der aktive Schwingungsisolator diese eingehende Kraft, um eine entsprechende Gegenkraft zu erzeugen, welche beim Graph B in Grün dargestellt ist. Diese beiden Schwingungen werden nun gleichzeitig ausgegeben (siehe Graph C). Da es sich hier um eine mechanische Kraft und Gegenkraft handelt, heben sich diese gegenseitig auf und als absolute Ausgabe bleibt nur eine nahezu oder komplett zu Null reduzierte Schwingung über (siehe Graph D).

Um den vorhergehend beschriebenen Prozess zu bewerkstelligen bedarf der aktive Schwingungsisolator 3 Bauteile: Sensor, Regler und Aktor (welche in dieser Reihenfolge auf der 2. Grafik mit 1, 2 und 3 durchnummeriert sind). Der Sensor misst eine eingehende mechanische Kraft und wandelt diese in eine elektrische um. Da die resultierende elektrische Kraft nicht sehr stark ist, muss diese in dem Regler verstärkt werden, bevor sie an den Aktor weitergeleitet wird. Der Aktor erzeugt nun eine mechanische Gegenkraft zu der gemessenen, um so die Schwingung zu neutralisieren. Dieser gesamte Prozess geschieht nahezu simultan.

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