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Haptikprüfung an Drehknöpfen

Von Schaltern, Hebeln und Multifunktions-Drehknöpfen im Auto wird erwartet, dass sie präzise funktionieren. Und auch für ihre Haptik und Akustik gibt es genau definierte Forderungen. Wie eine kostengünstige Lösung für die Messung dieser Werte aussehen kann, zeigt die gemeinsame Entwicklung der Unternehmen Zwick und Konrad Technologies.

Der Prüfspezialist Zwick Roell in Ulm hat zusammen mit dem Testsystem-Anbieter Konrad Technologies in Radolfzell eine Lösung für die Messung der Akustik und Haptik im Interieurbereich entwickelt. Diese biete eine kostengünstige Möglichkeit, Produkte wie Schalter, Hebel und Multifunktions-Drehknöpfe im Sinne der Ergonomie zu optimieren. Erste Kunden konnten schon gewonnen werden.

Für eine Prüfaufgabe waren die Anforderungen des Kunden klar definiert: Ein Drehmoment bis zwei Newtonmeter, axiale Kräfte bis 20 Newton, eine Erfassung der Haptikdaten mit zehn Kilohertz Abtastfrequenz sowie eine möglichst weitgehende Reduzierung des Massenträgheitsmoments in den Werkzeugen. Auch die Werte für die Messung der Akustik waren mit einem Frequenzspektrum von 20 Hertz bis 20 Kilohertz vorgegeben. Eine Prüfmaschine der Zwicki-Line-Serie (maximal 2,5 Kilonewton Prüfkraft) mit integriertem Torsionsantrieb (maximal zwei Newtonmeter) wurde für diese Anforderung zusätzlich mit einem Sonder-Probenhalter für eine Messung der Haptik ausgestattet. Darüber hinaus stand eine Vorrichtung zum Einspannen verschiedener Bedienelemente zur Verfügung, die verschiedene Winkeleinstellungen und eine Ausrichtung in Bezug auf die Prüfachse gestattet.

Während der gesamten Prüfung erfolgte eine zeitsynchronisierte Aufnahme von Audiosignalen mit Kraft-, Weg-, Drehmoment- und Winkelsignalen. Zusätzlich wurde der gesamte Prüfprozess zeitsynchron mit einer Kamera erfasst (bis 1500 Bilder pro Sekunde). Eine komfortabel zu bedienende Software bot zahlreiche Analysefunktionen wie beispielsweise Oktav- und Terzanalyse sowie Psychoakustik. Hinzu kamen Tests der Grenzwerte von Kraft, Drehmoment und Audiosignalen. Optional war es auch möglich, Schaltpositionen mit einer zeitsynchronen Erfassung von digitalen Signalen über CAN- und LIN-Bus exakt zu vermessen. Der Export der Daten erfolgt beispielsweise in Excel von Microsoft oder Diadem von National Instruments. Der große Nutzen für den Anwender läge in der Lieferung eines schlüsselfertigen Systems zur Produktqualifizierung im Labor oder zum End-of-Line-Test in der Fertigung.
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