Das Kernstück von Federbeinen mit Luftfederung ist der Federbalg, ein dünnwandiger Elastomerschlauch mit eingebetteten Zugträgern, den Armierungsfäden. Bei Luftfederbälgen muss grundsätzlich zwischen Axial- und Kreuzlagenbereich unterschieden werden, denn der Aufbau des Balgs hat einen entscheidenden Einfluss auf die Konstruktion und die Funktionsweise des Federelementes. Da bei Axialbälgen alle Fäden senkrecht zum Umfang des Balges, also in Längsrichtung, angeordnet sind, haben sie keine Möglichkeit, Kräfte in tangentialer Richtung aufzunehmen. Daher benötigt der Axialbalg eine Außenführung zur Aufnahme der Umfangskräfte. Die Axialsteifigkeit eines Federbeins mit Axialbalg kann mit Gleichgewichten erster Ordnung berechnet werden. Berechnungen zeigten die druckabhängige Instabilität des Federbeins. Bei steigendem Druck geht das Energieminimum in einen Sattelpunkt über, weil der prozentuale Anteil des Dämpfers immer geringer wird. Dabei wird auch die Steigerung der Energie in der Nähe des Minimums immer geringer. Dies deutet darauf hin, dass auch die Eigenfrequenz des Federbeins für Schwingungen in Querrichtung deutlich sinkt. Mit den sich ergebenen Auslenkungen kann aus dem Modell für den Dämpfer auch die Kraft am Dichtungspaket und die Belastung der Kolbenstange berechnet werden. Dargestellt wird ferner ein mit einem Balg in Kreuzlagenbauweise ausgeführt Luftfederelement, das sowohl mit der Karosserie als auch mit dem Lenker fest verbunden ist. Zwischen den beiden Befestigungen des Federelementes ist die Lage des Balgs nicht eindeutig durch Führungen oder Gelenke festgelegt; trotzdem sollen Aussagen zur Stabilität sowie zu Richtung und Größe der Reaktionskräfte getroffen werden. Das entsprechende Rechenmodell wird vorgestellt. Es zeigte sich, dass es in allen berechneten Positionen genau einen Punkt gibt, in dem das Balgvolumen sein Maximum erreicht. Das Vorhandensein nur einer einzelnen, energetisch günstigen Position kann als Stabilitätskriterium benutzt werden. Mit der Visualisierung des Balgverhaltens über den Federweg kann die Kontur der Abrollgeometrien optimiert werden. Die Reaktionskräfte helfen, den Einfluss der Federung auf die Fahrdynamik zu beurteilen.
Untersuchungen an PKW - Luftfederelementen hinsichtlich Charakteristik und Stabilität
2000
12 Seiten, 15 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Untersuchungen von Schneeketten hinsichtlich Wirksamkeit und Fahrbahnverschleiss
Kraftfahrwesen | 1985
|Untersuchungen von Schneeketten hinsichtlich Wirksamkeit und Fahrbahnbeanspruchung
Kraftfahrwesen | 1982
|Untersuchungen zur aeromechanischen Stabilität des Hubschraubers
TIBKAT | 1991
|Charakteristik von Lackschichten
Kraftfahrwesen | 1991
|