Lautlos fahren

Mit immer leiser werdendem Fahrzeuginnengeräusch erhalten Quietsch & Rattergeräusche von Fahrzeugkomponenten eine neue Dimension. Was gestern noch unter dem Grenzwert lag, wird heute als störend empfunden. Was heute noch nicht stört, wird morgen plötzlich hörbar. Die Prüfung von Quietsch & Rattergeräuschen in der Endkontrolle vor der Auslieferung wird daher immer wichtiger.

Dr. Hans-J. Daams (ZINS) und Dick McCormick (MB-Dynamics)

Armaturenbretter in Kraftfahrzeugen gehören nicht gerade zu den leichtesten Komponenten. Daher waren bisher – wenn überhaupt – große Shakeranlagen erforderlich. Das Eigengeräusch des Shakers übertönte jedoch oft vorhandene Quietsch & Rattergeräusche. Bei den zudem äußerst hohen Kapitalkosten eines solchen Erregersystems konnten es sich auch nicht viele Hersteller leisten.

Mit ganz neuen Denkansätzen und Technologien ist es nun gelungen, einen Quietsch & Ratter-Detektor herzustellen, der die hundertprozentige Kontrolle incl. Montage/Demontage und Prüfzeit innerhalb von etwa vier bis fünf Minuten bewerkstelligt. Qualifiziertes Personal kann die Teile akustisch prüfen. Alternativ hierzu gibt es auch ein automatisches Prüfsystem. Zusätzlich können durch die neuen Verfahren auch schon die Quietsch & Rattergeräusche von morgen detektiert und wichtige Hinweise an die Entwicklung gegeben werden.

Achtzig Prozent der störenden Geräusche kommen ursächlich vom Handschuhfach, losen Schrauben und Komponenten, Klimaanlagenöffnungen, Anzeigeinstrumenten oder Aschenbechern. Abhängig vom Hersteller können auch andere Ursachen von Bedeutung sein, die dann auch in die achtzig Prozent-Grenze übernommen werden.

Beschränkt auf das Wesentliche

Um eine Gut/Schlecht-Entscheidung treffen zu können, müssen bei der hundertprozentigen Kontrolle die unerwünschten Geräusche (siehe Tabelle) über Schwingerregung erzeugt und klassifiziert werden. Klassische Denkansätze verlangen nun die Einleitung genau der Beschleunigungen und Kräfte, die im Fahrzeug beim Fahrbetrieb vorliegen. Der hier vorliegende Denkansatz fragt danach, welche Kräfte wo eingeleitet werden müssen, damit die Geräusche entstehen. Dabei haben sich Feldmessungen als praktisch erwiesen, die über ein Field2Lab-System auf das Labor übertragen werden. Die dominante Testphilosophie besteht aber darin, aus all diesen Messungen genau das Profil zu extrahieren, welches alle im achtzigprozentigen Limit liegenden Fehlergeräusche und darüber hinaus noch viel mehr zu erzeugen imstande ist. Zur Ermittlung dieses Profils wurden zahlreiche Messungen im Fahrzeug auf der Straße durchgeführt. Man montierte Beschleunigungsaufnehmer neben einigen anderen Orten überall dort, wo Quietsch & Rattergeräusche auftraten. Aus all diesen Messungen konnte dann ein Anregungsprofil für den Shaker erarbeitet werden, mit dem je nach Anregungsort und Anregungsrichtung unterschiedlich gute Ergebnisse erzeugt werden konnten. Abbildung 3 zeigt ein solches typisches Anregungsprofil, welches aus Geheimhaltungsgründen verfälscht wurde.

Ergebnisse der Untersuchungen

Zur Erzeugung von Quietsch & Rattergeräuschen sind keine hohen Beschleunigungen oder Kräfte des Shakers erforderlich. Es ist unnötig, das Armaturenbrett komplett zu schütteln. Statt dessen reicht es, das Prüfteil mit speziellen Mitteln in einer hierfür hergestellten Halterung zu fixieren. Die Krafteinleitung findet dann über einen Anregungsbolzen statt – ähnlich wie beim modalen Erreger.

Die Untersuchungen wurden zunächst mit Standard-MB-Shakern durchgeführt. Dabei zeigte sich, daß bei einer Neukonstruktion des Shakers noch bessere Ergebnisse zu erwarten waren. Daher entwickelte der Hersteller zwei neue Shaker: den Energizer blue und den Energizer black mit folgenden Eigenschaften:

l geräuschberuhigt, damit die unerwün- schten Störgeräusche gehört werden können;

l steife Radialaufhängung, damit hohe Querkräfte verkraftet werden können;

l hinreichend große Kraftkapazitäten, da- mit auch voll bestückte Armaturenbrett- er, Türmodule, ganze Fahrzeuge damit angeregt werden können;

l große und vielfältige Montagemöglich- keiten, damit der Shaker auch für Kom- ponentenprüfung (wie im Bild gezeigt), eingesetzt werden kann;

l mobil, damit leicht verschiedene Anre- gungsorte geprüft werden können und damit auch leicht an Klimakammern adaptiert werden kann.

Spezielles Design

Diese neuen Shakern verfügen über ein spezielles Design für die schnelle Montage/Demontage, spezielle Adaptionswerkzeuge zwischen Shaker und Armaturenbrett sowie einen aus zahlreichen Tests auf Straße und am Prüfobjekt erarbeiteten Profil für den Shaker-Controller. Dies ermöglicht es, innerhalb von vier bis fünf Minuten einen kompletten Quietsch & Ratter-Test durchzuführen. Die Prüfprozedur läuft dabei wie folgt ab:

1. Einscannen des BarCodes,
2. Montieren des Armaturenbrettes,
3. Befestigen des Energizers,
4. Start an der Kontrollkonsole drücken,
5. 30 Sekunden warten, bis der Energizer voll zur Wirkung kommt,
6. Geräuschquellen ermitteln und lokalisie- ren,
7. Vergleich mit vorgegebenen Geräuschen Klassifizierung und Gut/Schlecht-Ent- scheidung,
8. Stop an der Kontrollkonsole drücken,
9. Armaturenbrett abmontieren,
10. Drucken von BarCode und Label für die Disposition, Rückgabe der schlechten Prüfobjekte mit Ausdruck des Prüfkom- mentars.

Diese Tests benötigen nur wenig Kraft, denn der Shaker muß nicht das ganze Armaturenbrett schütteln. Kleine Shaker reichen daher völlig aus. Mittlerweile gibt es auch Verfahren, die die bisher subjektiv ermittelten Geräusche objektiv erfassen. Somit lassen sich Geräuschquelle und -lautstärke hundertprozentig klassifizieren, wodurch wiederum die Testergebnisse in Statistikmodule des Herstellers übergeben werden können.

Störende Geräusche

Kategorie / Häufigkeit pro 1 000 Einheiten / Ursache für Qietschen und Rattern in Prozent

Handschuhfach incl. Verschluß und Tür / 71 / 19

Lose Schrauben (frei beweglich) / 69 / 19

Verschiedene lose Komponenten / 52 / 14

Lüftungsanlagenöffnungen / 40 / 11

Anzeigeinstrumente / 32 / 9

Aschenbecher, Tassenhalter / 24 / 6

Lose Stifte / 15 / 4

Andere Armaturen / 15 / 4

Airbag-Module / 13 / 3

Lose Stützen bei der zentralen Auflage / 10 / 3