Experimentelle Verifizierung eines Regelungskonzeptes für einen adaptiven Gasfederdämpfer

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Experimentelle Verifizierung eines Regelungskonzeptes für einen adaptiven Gasfederdämpfer

Bärecke, Frank / Kasper, Roland

Seit den neunziger Jahren werden in Oberklassefahrzeugen vermehrt Gasfedern als Tragfedern eingesetzt. Durch eine Anpassung der Füllmenge an den Beladungszustand kann die Aufbauhöhe und durch einen proportionalen Anstieg von Tragzahl und Federrate auch die Aufbaueigenfrequenz konstant gehalten werden. Stand der Technik ist die Kombination einer Gasfeder mit einem verstellbaren hydraulischen Dämpfer. Dies ist aufgrund der Kosten in Fahrzeugen der Mittelklasse nicht darstellbar. Einen Ausweg liefert hier die Möglichkeit Federung und Dämpfung in einem Bauteil zu kombinieren. Es wird ein Gasfederdämpfer entwickelt, welcher Federung und Dämpfung in einem Bauteil durch das Medium Luft realisiert. Der Gasfederdämpfer besteht aus verschiedenen Druckkammern die durch eine Drossel getrennt sind. Zur Adaption der Dämpfung an verschiedene Umgebungssituationen wird eine piezoelektrisch verstellbare Drossel verwendet, welche den Luftmassenstrom zwischen den Kammern regelt. Durch die Regelung des Luftmassenstromes kann die Kraft mit welcher der Gasfederdämpfer auf das Fahrzeug einwirkt geeignet beeinflusst werden. Dies wurde im Modell nachgewiesen. Der Beitrag befasst sich mit der Erprobung einer für den Gasfederdämpfer entwickelten Kraftreglung. Mit Hilfe der Kraftregelung soll in einem überlagerten Regelkreis das Fahrzeug in den verschiedenen Betriebszuständen optimal gedämpft werden. Am Prüfstand werden hierfür die Gasfederkräfte und die Drücke der einzelnen Druckkammern aufgenommen. Je nach den äußeren Umgebungsbedingungen wird dann die auf einer piezokeramischen Funktionsstruktur basierende Drossel verstellt.