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T5 | Federbein mit integriertem hydraulischem Tilger

Während der zweiten Förderperiode ist im Rahmen des Teilprojekts C4 der sogenannte Hydrotilger entwickelt worden, dessen träge Masse infolge hydraulischer Übersetzung größer als die Masse selbst ist. Im Transfersprojekt wird das Ziel verfolgt, den Hydrotilger im SFB-Demonstrator zu validieren (Systemfunktion, Abstimmalgorithmus und axiomatisches Teilsystemmodell) und zusammen mit dem Anwendungspartner prototypisch im Federdämpfersystem eines Fahrzeugs zu integrieren. Ferner wird die Methodik der Selbstadaption zur Erreichung von Resilienz untersucht. Hierzu ist der Hydrotilger gemeinsam mit dem Anwendungspartner mit Verstellventilen zu versehen.

Bild 1: Prinzipskizze des Hydrotilgers
Bild 1: Prinzipskizze des Hydrotilgers

Durch den Einsatz des Hydrotilgers lassen sich Schwingungen in einem definierten Frequenzband eines Grundsystems reduzieren, indem Energie in die Strukturerweiterung umgeleitet wird. Der Hydrotilger (Bild 1) besteht aus einer Feder 1, die die zu beruhigende Struktur 2 mit einem Kolben 3 verbindet. Beim Eintauchen des Kolbens wird Flüssigkeit über eine Kanalfläche 5 in eine zweite Zylinderkammer 4 verdrängt. Die hydraulische Übersetzung zwischen Kolben- und Kanalfläche ist α:=A/a>1. Das Leichtbauprinzip des Hydrotilgers ist anhand des Verhältnisses von schwerer Masse zur wirkenden trägen Masse verdeutlicht, welches bei geringer Kolbenmasse m_k in der Größenordnung von α^(-2) liegt.

Bild 2: Funktionsprototyp in der servohydraulischen Prüfmaschine
Bild 2: Funktionsprototyp in der servohydraulischen Prüfmaschine

Simulationsergebnisse eines Viertelfahrzeugmodells zeigen, dass die Fahrsicherheit eines Fahrwerks als Maß der Radlastschwankung durch Integration eines Hydrotilgers um 11% gesteigert werden kann. Um dieses Ergebnis zu bestätigen, wird das axiomatische Modell mit dem Funktionsprototyp (Bild 2) an der servohydraulischen Prüfmaschine validiert.

Name Tel. E-Mail
Sprecher
Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz-27100
 
Wissenschaftliche Mitarbeiter/innen
Nicolas Brötz, M.Sc.-27126