Raumliche Regression zur Definition einer Luftfeder-Ersatzprufung unter Berucksichtigung der elastokinematischen Achsbewegung

摘要

Die Luftfeder stellt im Automobilbau im Allgemeinen eine hoherwertige Alternative zur Stahlfeder dar, beispielsweise hinsichtlich Komfort und Niveauregulierung. Sie ist technisch anspruchsvoller bezuglich ihres Aufbaus, ihrer Auslegung und ihres Festigkeitsnachweises. Wahrend die Luftfeder im PKW-Bereich stetig an Verbreitung gewinnt, gut sie im Nutzfahrzeugbereich schon lange als Standard. Aus aktuellen Weiterentwicklungen entstehen neue Anforderungen an die Luftfeder und damit auch an die Methoden der Erprobung. Insbesondere im Umgang mit Elasto-kinematiken in der Definition von Ersatzprufungen werden neue Methoden entwickelt, die gleichermassen im NFZ- und PKW-Bereich zum Einsatz kommen konnen. Bei der Definition von Ersatzprufungen ist es moglich, die Kinematik der Luftfeder mit Hilfe von CAD-Modellen, Mehrkorpersimulationen oder Messungen zu bestimmen. Mit CAD-Werkzeugen lassen sich geometrische Zusammenhange definieren und idealisierte Kinematiken abbilden. Die Ableitung einer Ersatzkinematik auf dieser Grundlage berucksichtigt die Einflusse von elastischen Komponenten wie z.B. Fahrwerkslager nicht. Die Ergebnisse von Mehrkorpersimulationen und Messungen beinhalten diese elastokinematischen Einflusse und fuhren in der Regel zu einem raumlich komplexen Bewegungskollektiv der Luftfeder. Ein darauf angewendetes Regressionsmodell kann diese Einflusse bei der Definition einer Ersatzkinematik berucksichtigen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes zwischen der Vibracoustic GmbH & Co. KG und des MRP an der Helmut-Schmidt-Universitat im Bereich vereinfachter Ersatzprufungen wurde dieser Fragestellung nachgegangen. Auf der Basis sechsdimensionaler Bewegungskollektive wurde ein Verfahren zur Ausgleichsrechnung erarbeitet, dass im folgenden Artikel erlautert wird. Inhalt dieses Regressionsverfahren ist es, die Bewegung durch eine ebene, jedoch raumlich orientierte Kreisbahn nach Methode der kleinsten Fehlerquadrate anzunahern. Dabei ist es unerheblich, ob die Daten der Luftfederbewegung aus Simulationen oder Messungen stammen. Eine Moglichkeit der Messung bietet das von Vibracoustic und der HSU entwickelte HexapodMessSystem, dessen Anwendung dargestellt wird. Die auf diese Weise ermittelte Ersatzkinematik bildet die Grundlage fur die konstruktive Umsetzung einer Ersatzprufung als Schwingenaufbau.