Fraunhofer-Gesellschaft

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Einsatzpotenziale der Adaptronik für Fahrzeug-Kardanwellen

 
: Kunze, H.

IFA-Maschinenbau Verwaltungsgesellschaft mbH, Haldensleben:
Leichtbau und Crashverhalten im Antriebsstrang des Automobilbaus : 21./22.Juni 2007, Haldensleben
Haldensleben, 2007
pp.281-304
Symposium Leichtbau und Crashverhalten im Antriebsstrang des Automobilbaus <2, 2007, Haldensleben>
German
Conference Paper
Fraunhofer IWU ()
Adaptronik; aktive Schwingungsreduktion; aktive Lärmminderung; piezokeramik Antriebswelle

Abstract
Der Wunsch nach steigendem Komfort in Verbindung mit Gewichtseinsparung und Erhöhung der Sicherheit stellt eine große Herausforderung zukünftiger Fahrzeugkonzepte dar. Allein der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen kombiniert mit zusätzlichen Dämm- und Dämpfungsmaterialien kann diese Forderung nicht mehr erfüllen. Eine Alternative stellt der Einsatz aktiver Werkstoffe (smart materials) dar. In diesem Vortrag wird anhand von 2 BeispielenVW ?) der Einsatz piezoelektrischer Folien zur aktiven Schwingungsreduktion des ersten Biegeeigenmodes an Antriebsgelenkwellen (AGW)/Kardanwellen diskutiert und eigene Messergebnisse vorgestellt. Ziel ist eine Erhöhung des Schwingungskomforts und die Verbesserung des Fahrzeuginnenraumgesamtgeräusches. Die Eignung piezokeramischer Folien zur Schwingungsreduktion an rotierenden AGW wurde zunächst an einem Gelenkwellenprüfstand untersucht. Dazu wurden auf einer AGW eines Audi A2 zwei unabhängige piezokeramische Aktor- sowie zwei Sensorpaare senkrecht zueinander in Gelenkwellenmitte appliziert. Die Signal- und Energieübertragung wurde durch eine eigens für den Prüfstand entwickelte Schleifringkonstruktion realisiert. Das Regelkonzept wurde mittels eines Rapid-Control-Prototyping Systems umgesetzt und an das reale System angepasst. Nach Erprobung auf dem Prüfstand erfolgte die Implementierung einschließlich des Einbaus der dafür notwendigen Hardware in ein Fahrzeug Audi A2. In den anschließenden Tests auf dem Rollenprüfstand sowie bei Versuchsfahrten konnte das entwickelte aktive Gesamtsystem zur Schwingungsreduktion an rotierenden AGW seine Eignung unter Beweis stellen.Beschleunigungsaufnehmer am Schwenklager und Federbeindom sowie Schalldruckmessungen mittels Mikrofonen im Fahrzeuginnenraum in Höhe von Fahrer- und Beifahrerohr dienten zur messtechnischen Beurteilung der Wirksamkeit des entwickelten aktiven Schwingungsreduktionssystems an AGW. Die Schalldruckpegel am Fahrer- bzw. Beifahrerohr konnten im relevanten Resonanzpeak von 212Hz um ca. 12dB abgesenkt werden. Die Reduktion dieses ansonsten stark ausgeprägten Resonanzpeaks der Gelenkwelle erhöht den akustischen Komfort für die Fahrzeuginsassen. Das entwickelte System wurde auf eine Kardanwelle eines Oberklasse-Fahrzeugs übertragen und ebenfalls messtechnisch untersucht.
Nach erfolgreichem Nachweis der Wirksamkeit des vorgestellten Konzepts steht nun die Miniaturisierung der Regelungs- und Ansteuerelektronik sowie die berührungslose Leistungsübertragung auf rotierende Strukturen im Fokus weiterführender Forschungsarbeiten.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-73363.html