Aktoren; Geht es auch günstig? #Post_6

Recherche und Tauglichkeitsprüfung handelsüblicher Aktoren zur Realisierung adaptronischer Aufgaben

Entwicklung einer Halterung für die Aktoren

Aus der großen Auswahl an Aktoren haben wir uns einige ausgesucht, die wir uns genauer anschauen möchten (Siehe hierzu die vorangegangenen Posts). Weil unsere Aktoren verschiedene Maße und Positionen der Befestigungen aufweisen, benötigen wir eine einheitliche Halterung, mit der die verschiedenen Aktoren unter gleichen Bedingungen auf einem Kraftsensor angebracht werden.

Als Lösung fertigen wir eine runde Platte mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Dicke von 15 mm. In der Mitte der Platte befindet sich eine Bohrung für die Befestigungsschraube. Damit der Schraubenkopf nicht im Weg ist, versenken wir ihn in der Platte. Für die Befestigung der Aktoren bohren wir noch 4,5 mm Löcher an den entsprechenden Stellen. Mittels M4 Schrauben und Muttern, können so die jeweiligen Aktoren mittig auf der Platte angebracht werden. Um das Gewicht der Platte zu reduzieren, verwenden wir einmal Aluminium und fügen zusätzlich noch Langlöcher in die Platte ein. Zur Konstruktion haben wir FreeCAD verwendet.  Das Ergebnis ist in folgender Abbildung zu sehen:

3D-Modell der Halterung mit dem kostenlosen Tool „FreeCAD“ erstellt

Eine Schwierigkeit  

bildet noch unser günstiger Bass Shaker von Blanko ohne Einhausung. Da er über einen vorstehenden Schraubenkopf verfügt und er nach oben und unten Platz zum Schwingen benötigt, kann er nicht einfach mit den Halterungen am Rand an die Platte befestigt werden. Die Membranfeder und die Schrauben würden sonst mit der Halteplatte kollidieren.

Vorstehender Schraubenkopf beim Blanko Bass Shaker

Für die Befestigung des Blancos benötigen wir deshalb einen zusätzlichen Aufsatz. Als Lösung entscheiden wir uns für einen Ring mit einem Außendurchmesser von 112 mm und einem Innendurchmesser von 96 mm. Der Ring verfügt zudem über 4 Löcher und wird ebenfalls aus Aluminium gefertigt. Durch 4 Schrauben wird der Rind und der Aktor mit der runden Platte verbunden. Der Ring ist in folgender Abbildung zu sehen:

Ring mit 4 Bohrungen für die Montage des Blanco mit FreeCAD erstellt

Um sicher zu stellen, dass die Resonanzfrequenzen unserer Halterung die Messung nicht zu sehr beeinflussen, simulieren wir das Bauteil mit dem leider nicht kostenlosen Tool Ansys.

Die ersten drei gefunden Resonanzfrequenzen (bei 713, 836 und 850 Hz) stellen dabei Rotationen dar. Weil unsere Aktoren die Platte nur nach oben und unten anregt, sind diese drei Resonanzfrequenzen erstmal uninteressant. Wichtiger ist die 4. Resonanzfrequenz. Dort wird die Platte nach oben und unten angeregt, wie es durch die Aktoren stattfindet:

Simulation der Halterung mit dem Tool Ansys

Sie liegt in unserem Fall bei etwa 2152,3 Hz. Da wir später nur den Frequenzbereich bis maximal 1000 Hz anregen wollen, sind wir von dieser Eigenfrequenz weit entfernt.

Und hier unser Ergebnis. Die Vermessung der Aktoren kann losgehen.

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