| Titel | Physikalische Simulation eines luftdruck-reibungsbasierten Dämpfungssystems |
| Autor | A. Diem, F. Ausserer, C. H. Surberg |
| Infos zum Autor | Alexander Diem, V-Research GmbH, Stadtstraße 33, 6850 Dornbirn, Österreich, Tel.: +43-5572-394 159-13; mail: alexander.diem@v-research.at Florian Ausserer, V-Research GmbH, Stadtstraße 33, 6850 Dornbirn, Österreich, Tel.: +43-5572-394 159-25; mail: florian.ausserer@v-research.at Cord Henrik Surberg, V-Research GmbH, Stadtstraße 33, 6850 Dornbirn, Österreich, Tel.: +43-5572-394 159-15; mail: henrik.surberg@v-research.at |
| Inhalt | Zusammenfassung Um die detaillierten Wechselwirkungen in luftdruck-reibungsbasierten Dämpfungssystemen charakterisieren zu können, wurde ein kombinierter Ansatz aus Reibkraftmessungen und Aufbau eines physikalischen Simulationsmodells gewählt. Die Dämpfungswirkung dieses Systems wird erzeugt durch den Aufbau einer Druckdifferenz in zwei Druckkammern vergleichbar einer Fahrradluftpumpe. Qualitätsmerkmale für das Dämpfungssystem sind gleichbleibende, in einem weiten Belastungsbereich konstante Dämpfung, ohne Auftreten von zusätzlichen Schwingungen der zu dämpfenden Linearbewegung. Um diese Eigenschaften zu erreichen, besitzen solche Systeme ein leistungsverstärkendes, schwingungsausgleichendes Element - eine Bremsmanschette, welche in Abhängigkeit der Druckdifferenz an eine Zylinderinnenwand gepresst wird. Somit entstehen enge Wechselwirkungen zwischen dem Aufbau der Druckdifferenz, Ausgleich der Luftmassen zwischen den Druckkammern, der Reibkraft und der Verzögerung (Abbremsen der Linearbewegung). Ein physikalisches Makromodell kann diese Wechselwirkungen verdeutlichen und einen detaillierten Einblick in theoretische Auswirkungen der Änderungen von Geometrie und Werkstoff des Dämpfungssystems ermöglichen. Für die Realisierung des Simulationsmodells war es nötig, das tribologische System ″Bremsmanschette-Zylinderinnenwand″ genauer zu analysieren. Dazu wurden geschwindigkeits- und flächenpressungsabhängige Reibkraftmessungen durchgeführt und deren Ergebnisse in die Simulation eingearbeitet. Mit Hilfe der Simulation konnten konstruktive Lösungen identifiziert werden, welche zu einem weiter optimierten Bremsverhalten des Luftdämpfers führen. Abstract A combined approach of friction force measurements and physical simulation model was chosen to characterize the detailed interactions in an air pressure and friction based damping system. The damping effect of this system is generated by building up a pressure difference in two pressure chambers comparable to a bicycle tire inflator. The quality feature of this damping system is a constant damping in a wide load range without appearance of additional vibrations of the linear movement which has to be damped. To reach these characteristics the systems have a power amplifying and a vibration balancing element - a frictional piston element, which is pressured against the cylinder inner wall depending on the pressure difference. This results in close interactions between the build-up of pressure difference, balance of the air between the air chambers, the friction force and the delay (deceleration of the linear movement). A physical macro model can clarify these interactions and delivers detailed insight into theoretical effects of geometrical changes and changes of material of the damping system. To realize the simulation model it was necessary to make a detailed analysis of the tribological system ″frictional piston element - cylinder inner wall″. Therefore speed and surface pressure dependent friction force measurements have been carried out and the results were incorporated in the simulation. With the help of this simulation constructive solutions could be identified which lead to a more optimized braking characteristic of the air dampers. |
| Datum | 2010 |
