Der Aufgabestellung folgend wurde eine Methodik zur Auslegung, Abstimmung und Funktionsabsicherung des Luftfederdämpfers (LFD) durch Simulation und Versuch. Neben dieser Methodik lag der Fokus dieser Arbeit auch wegen in der Vergangenheit durchgeführte Untersuchungen, darauf LFD-Komponenten zu entwickeln, die eine mikrostuckenfreien Ride comfort (auszureichende Raddämpfung) und ein besseres Handling (ausreichende Aufbaudämpfung) und Wärmeabfuhr als der Luftfederdämpfer der ersten Generation (LFD1Gen).
Zur Erhöhung des gesamten Dämpfvermögens wurde der Außendurchmesser als geeigneter Stehlhebel identifiziert. Innovativen Lösungen für die Verbesserung der Wärmeabfuhr wurde herausgearbeitet und patentiert und zum ersten Mal in der Literatur wurde Lösungen für eine aufgelöste Ausführung gezeigt.
Aktualisiert: 2020-06-30
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Die Vereinfachung von Lebensdauerersatzprüfungen für Luftfedern erfordert Erkenntnisse über die Betriebsfestigkeitseinflüsse einer Luftfeder und Werkzeuge zur Produktabsicherung hinsichtlich der Betriebsfestigkeitsvorhersage.
Die Eingangsgröße für die Betrachtungen bildet das Betriebslastenkollektiv der Luftfeder, das aufgrund des Einsatzes in Fahrzeugachsen und deren Elastokinematik einer sechsdimensionalen kinematischen Belastung entspricht. Für die messtechnische Ermittlung wird ein entsprechendes Messsystem vorgestellt.
Für die Vereinfachung von Ersatzprüfungen werden die Prüfform und das Prüfsignal als wirksame Mittel identifiziert und eingehend betrachtet. Für eine Vereinfachung des Prüfsignals werden zunächst Versuchsergebnisse zur Amplitudenabhängigkeit der Lebensdauer vorgestellt. Daraus wird ein Vorschlag zur Vereinfachung des Prüfsignals erarbeitet und bewertet.
Weiterführend wird eine Möglichkeit zur Betriebsfestigkeitsvorhersage von Luftfedern nach dem örtlichen Konzept mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode vorgestellt. Zur Ermittlung einer für die Durchführung der rechnerischen Lebensdauervorhersage erforderlichen Bewertungsgrundlage werden die Ergebnisse verschiedener Versuchsreihen im Haigh-Diagramm dargestellt und mit dem Beanspruchungskollektiv verglichen.
Neben der Zusammenfassung der Ergebnisse wird die Arbeit mit einem Ausblick auf die zukünftigen Anwendungsmöglichkeiten und Ansatzmöglichkeiten für weiterführende Forschungsarbeiten abgeschlossen.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Ziel dieser Arbeit ist es, die Grundlagen der Entwicklung sowie der theoretischen und messtechnischen Untersuchung einer aktiven Luftfeder nach dem Prinzip der veränderlichen tragenden Flächen zu legen und dem späteren Anwender in Form von Auslegungsmethoden und -programmen leicht zugänglich zu machen.
Anhand einer vereinfachten Auslegungsmethodik wird ein erster Prototyp der aktiven Luftfeder entwickelt.
Neben dem Beweis der Tauglichkeit der umgesetzten Lösung und dem Aufzeigen des Potentials des genannten Prinzips dient der entwickelte Prototyp zur Validierung der physikalischen Modellierung der aktiven Luftfeder.
Ziel der Modellierung ist ein Simulationsmodell, dass die wesentlichen physikalischen Eigenschaften der aktiven Luftfeder widerspiegelt und als Grundlage für zukünftige Untersuchungen unterschiedlichster Art dienen kann. Für diesen Zweck ist das Modell modular und erweiterbar gestaltet. Eine notwendige Anpassung an Messungen soll mit möglichst wenigen Parametern geschehen, diese sollen zudem vom Benutzer der Modelle einfach anhand von Messungen zu bestimmen sein.
Ausgehend von den nichtlinearen Gleichungen des physikalischen Modells wird ein lineares Modell der aktiven Luftfeder entwickelt. Exemplarisch wird die Komponente aktive Luftfeder als Abschluss dieser Arbeit im System Fahrzeug untersucht.
Aktualisiert: 2020-12-08
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