Die Anforderungen an Bremssystemen für Straßen- und Schienenfahrzeuge steigen. Gemeinsam sind die Forderungen nach hoher Bremsleistung, einem niedrigen Energiebedarf, einer guten Regelbarkeit und einer Rückmeldefähigkeit. Hinzu kommen spezielle Anforderungen wie ein flexibles Bremsenmanagement oder ein verteiltes Bremssystem mit einfachen Schnittstellen bei Zuwendungen. Diesen Anforderungen können pneumatische Bremssysteme oder Bremssysteme mit Underdruckbremskraftverstärker nicht oder nur mit hohem Aufwand gerecht werden. Daher wird die Entwicklung mechatronischer Bremssysteme vorangetrieben. Am Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen der RWTH Aachen wird die Selbstverstärkende Elektro-Hydraulische Bremse (SEHB) entwickelt. Die Idee ist im Rahmen des Forschungsprojektes 'Intelligentes, integriertes Einzelrad-Antriebs-Brems-Modul' (EABM) entstanden und wurde 2007 mit dem Wissenschaftspreis des Landes NRW ausgezeichnet. Der vorliegende Beitrag stellt Grundlagen der Auslegung der SEHB vor und beschreibt, zwischen welchen zum Teil widersprüchlichen Optimierungsvorstellungen ein Kompromis gefunden werden muss. Die zentrale Idee einer selbstverstärkenden Bremse ist die Nutzung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zum Zuspannen der Bremse. Der Bremssattel ist hierfür in Richtung der Reibkraft am Fahrzeug verschiebbar gelagert. Die Abstützung der Reibkraft erfolgt über Hydraulikzylinder, die den Sattel gegenüber dem Fahrwerk in beide Richtungen abstützen. Von allen bisherigen Bremssystemen hebt sie sich dadurch ab, dass sie für beliebige Reibwerte im überkritischen Selbstverstärkungsbereich geregelt arbeitet. In Abhängigkeit der Fahrrichtung wird einer der beiden Abstützzylinder eingedrückt. Die hydraulische Selbstverstärkung erfolgt durch das Verbinden des Abstützzylinders mit dem Bremsaktor. Von zentraler Bedeutung für die Auslegung ist die Wahl der Durchmesser von Bremsaktor und Abstützzylinder. Durch die Wahl der Flächen wird sichergestellt, dass bei allen im Betrieb auftretenden Reibwerten der Druck im Abstützzylinder höher als im Bremsaktor ist und damit die Bremse sich entsprechend weiter verstärken kann. Mit dem vorgestellten Prototyp wurde die Funktionsfähigkeit der SEHB belegt. In weiteren Entwicklungsschritten können an dem aufgebauten Funktionsmuster die Eigenschaften der Selbstverstärkung untersucht und ein Simulationsmodell mit Messungen bei unterschiedlichen Arbeitspunkten abgeglichen werden. Das verifizierte Simulationsmodell erlaubt realitätsnahe Aussagen zu dynamischen Eigenschften wie die Regelbarkeit, die im Rahmen einer statischen Auslegung nur qualitativ möglich sind. Die SEHB kann in unterschiedlichen Systemkonfigurationen aufgebaut werden und eignet sich damit für den Einsatz in Umgebungen mit sehr unterschiedlichen Anforderungen und Sicherheitskonzepten.


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    Title :

    Energieeffizient bremsen. Auslegung der Selbstverstärkenden Elektro-Hydraulischen Bremse


    Additional title:

    Energy-efficient braking. Dimensioning of the self-energising electro-hydraulic brake


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2009


    Size :

    7 Seiten, 11 Bilder, 1 Tabelle, 11 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German