Bereits seit der Erfindung von PKW-Scheibenwischersystemen existieren verschiedene Sdiwmgungsphänomene, die während des Betriebes auftreten und aus dem dynamischen Reibverhalten im Gummi-Glas-Kontakt resultieren. Solche Schwingungen verschiedenster Art sind unerwünscht, da sie sowohl sicherheitsrelevant sind als auch durch akustische Beeinträchtigungen den Komfort im Fahrzeug erheblich einschränken. Diese subjektiven Eindrücke während des Betriebes werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit mit Hilfe eines modular aufgebauten Modells objektiviert. Dazu werden unterschiedliche Submodelle erzeugt, die jeweils die Abbildung entsprechender Schwingungsphänomene wie den Stick-Slip- sowie den Sprag-Slip-Effekt ermöglichen. Durch eine gezielte Verknüpfung der verschiedenen Effekte wird schließlich das Gesamtschwingverhalten der Scheibenwischerlippe im Betrieb abgebildet und zusätzlich räumlich erweitert. Die Validierung der einzelnen Submodelle geschieht unter Zuhilfenahme geeigneter Prüfstände mit denen das entstehende Quietschen bzw. Rattern nachgebildet werden kann. Dabei werden auch die modellbeschreibenden Parameter identifiziert und den zugehörigen Simulationsmodellen als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt. Die Untersuchungen zeigen, dass das Berechnungsmodell die in der Realität entstehenden Schwingungen mit großer Präzision abbildet. Das entstandene Gesamtmodell dient der Auslegung neuer Scheibenwischer. Durch eine vorherige Abschätzung einflussreicher Parameter lassen sich simulativ bereits Eigenschaften beurteilen, die einen erheblichen Effekt auf das spätere dynamische Verhalten ausüben. So können beispielsweise Parameterbereiche identifiziert werden, die die Ausprägung von selbsterregten Schwingungen besonders begünstigen. Das Aufspüren derartiger Instabilitäten im Voraus verringert die Anzahl der im Rahmen der Neuauslegung und Optimierung notwendigen Prototypen erheblich und trägt somit zur Steigerung der Kosteneffizienz im Entwicklungsprozess bei.
Since the invention of windscreen wipers different vibration phenomena are existing which appear during operation and which result from friction behaviour in the rubberglas-contact. These vibrations are undesired since they are not only relevant for security aspects but also do they decrease the comfort in the motor vehicle due to acustical detraction. These subjective impressions during operation are objectified by a modular model in this thesis. Therefore separate submodels are being developed that allow a representation of the respective vibration phenomena like the stick-slip- and the sprag-slip-effect By a systematic combination of the different effects the overall vibration behaviour can finally be analysed during operation and it can be extended by the addition of the third dimension. The individual submodels' validation is done with the aid of appropriate test rigs which enable the reproduction of occuring squeal or chatter noises. Thereby the model parameters are being identified and afterwards they are being provided as start condition for the corresponding simulation model. Studies show, that the calculation model reproduces the occuring vibrations with great precision. The developed model can be used on the design of windscreen wipers. Due to a prior estimation characteristics can already be evaluated, which have an immense impact on the vibration dynamics. The detection of instabilities in advance decreases the amount of necessary prototypes for the redesigning and improvement of windscreen wipers and therefore contributes to increase the cost-efficiency in the process of development.
Experimentelle Untersuchung und modulare Modellierung der Dynamik von PKW-Scheibenwischersystemen
Berichte aus dem IDS, Universität Hannover ; 1 ; 1-119
2014
119 Seiten, Bilder, 87 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Experimentelle Untersuchung und modulare Modellierung der Dynamik von PKW-Scheibenwischersystemen
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 2014
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