Entwicklung von aufwandsoptimierten Prüfmethoden zur Charakterisierung und Harshnessbeurteilung von Luftfedern

Matthias Puff; Peter Pelz; Andreas Wirnitzer

doi:10.3139/120.110170

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Entwicklung von aufwandsoptimierten Prüfmethoden zur Charakterisierung und Harshnessbeurteilung von Luftfedern

Matthias Puff , Peter Pelz and Andreas Wirnitzer

Published/Copyright: May 28, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 52 Issue 9

Kurzfassung

Luftfederung ist eine durch deutsche Fahrzeughersteller und Zulieferer vorangetriebene, vergleichsweise junge Technologie. Die zuverlässige Fertigung dünner Elastomer-Rollbälge mit einer Wandstärke kleiner als 2 mm hat sich erst in den vergangenen zehn Jahren seit der Serieneinführung der Mercedes-Benz-Baureihe W220 (S-Klasse) im Jahr 1998 entwickelt. Bedingt durch die kurze Historie der modernen PKW-Luftfederung wurden Prüfmethoden zur Charakterisierung und Bewertung des zu erwartenden Abrollkomforts in einem frühen Entwicklungsstadium des Fahrzeuges noch nicht in ausreichendem Maße entwickelt und kommuniziert. Dies veranlasste die Technische Universität Darmstadt, Institut Fluidsystemtechnik, eine aufwandsoptimierte Prüfspezifikation zu entwickeln. Neben der Charakterisierung stand dabei der Entwurf von Prüfmethoden zur Beurteilung des Harshnessverhaltens von Luftfedern im Vordergrund. Durch die Zusammenarbeit mit dem VDA-FAT-Arbeitskreis für Fahrdynamik wurde neben der Aufwandsoptimierung eine Vereinheitlichung der Prüfspezifikationen der Fahrzeughersteller und Zulieferer erreicht. Insbesondere wird eine Sprunganregung eingeführt und diskutiert.

Abstract

In this article a measurement method for characterizing air springs is presented. The motivation is the unification and reduction of existing measurement methods of vehicle manufacturers and suppliers. The detailed characterization of air springs of several vehicle platforms shows two effects. A thermodynamic effect causes a rising stiffness by increasing the excitation frequency. A second effect shows the dominance of coulomb friction for small displacements. For identifying the frequency response of stiffness a new measurement method with step excitation is investigated. The step excitation leads to an increasing stiffness in comparison to the harmonic excitation. By introducing a non-dimensional stiffness ratio a new criterion for evaluate the harshness behaviour of air springs is available. Further investigations for assess the harshness behaviour of air springs with a high-speed camera could show that the air spring diameter is not constant at high dynamic excitations.

Dipl.-Ing. Matthias Puff studierte Allgemeinen Maschinenbau an der TU Darmstadt und ist seit 2007 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut Fluidsystemtechnik der TU Darmstadt.

Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz schloss 1993 sein Diplom an der TU Darmstadt ab. Von 1993 bis 1998 war er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut Technische Strömungslehre sowie am Institut Strömungslehre und Aerodynamik der TU Darmstadt und schloss 2000 seine Promotion an der TU Darmstadt ab. Von 1998 bis 2003 war er Gruppensprecher Strömungsmechanik bei den Forschungsdiensten der Freudenberg Gruppe in Weinheim. Von 2003 bis 2006 leitete er die Vorentwicklung Federbein und Fahrwerk der Vibracoustic GmbH & Co. KG in Hamburg. Seit 2006 ist er Leiter des Instituts Fluidsystemtechnik als Professor an der TU Darmstadt.

Andreas Wirnitzer schloss 2008 seine Bachelorarbeit mit dem Thema „Entwicklung einer Prüfspezifikation zur Charakterisierung von Luftfedern“ am Institut Fluidsystemtechnik der TU Darmstadt ab.

Literatur

1 T.Ehrt: Simulation des dynamischen Verhaltens von Luft-Feder-Dämpfern. Diplomarbeit, TU Darmstadt, 2001Search in Google Scholar

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3 P.Pelz: Dimensionieren und prinzipielles Verhalten von Luftfeder/Dämpfermodulen, Proc. of HdT Tagung Fahrwerk-Vertikaldynamik, Essen (2007)Search in Google Scholar

4 P.Pelz, R.Sonnenburg: Bestimmung komfortoptimaler Designparameter eines Luft-Feder-Dämpfers im Fahrzeugmodell, VDI Bericht1736 (2004)Search in Google Scholar

5 M.Puff: Entwicklung einer Prüfspezifikation zur Charakterisierung von Luftfedern, Abschlussbericht, Institut Fluidsystemtechnik, TU Darmstadt, 2009Search in Google Scholar

6 A.Wirnitzer: Entwicklung einer Prüfspezifikation zur Charakterisierung von Luftfedern. Bachelorarbeit, Institut Fluidsystemtechnik, TU Darmstadt, 2008Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-28

Erschienen im Druck: 2010-09-01

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https://doi.org/10.3139/120.110170