Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schneller quietschfrei bremsen - Forscher der TU Darmstadt ermöglichen Computersimulation von Bremsen

22.06.2010
Quietschende Bremsen sind für die Autoindustrie ein technisch schwieriges und kostspieliges Problem. Doch die Entwicklung geräuschloser Bremsen könnte nun wesentlich vereinfacht werden: Die Arbeitsgruppe Dynamik und Schwingungen um Professor Peter Hagedorn an der TU Darmstadt hat ein mathematisches Modell gefunden, um moderne Bremsen am Computer zu simulieren.

„Dank der virtuellen Entwicklung sparen die Autohersteller enorm viel Zeit und damit Kosten“, sagt Hagedorn. Bislang musste ein Ingenieur etwa ein Jahr lang arbeiten, bis eine Bremse quietschfrei war. Mit der Computersimulation kann dieser Zeitraum erheblich verkürzt werden.

Seit rund 50 Jahren werden Personenkraftwagen mit Scheibenbremsen ausgerüstet, und seither ist das Quietschen ein Alptraum für Entwicklungsingenieure. Die Ursache des Übels liegt in unerwünschten Schwingungen der Bremsscheibe, die durch den Reibkontakt zwischen Scheibe und Bremsbelägen angeregt werden. Das Quietschen hängt extrem von Umgebungseinflüssen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit ab, was eine experimentelle Untersuchung zusätzlich erschwert. „Bislang haben Motorrad- und Autohersteller hauptsächlich an den Symptomen gearbeitet und beispielsweise Dämpfungsbleche an die Beläge montiert“, berichtet der wissenschaftliche Mitarbeiter Dr. Gottfried Spelsberg-Korspeter.

Mit Mathematik zu quietschfreien Bremsen

Mit den mathematischen Modellen der Darmstädter Maschinenbauer könnte sich das bald ändern und auch für Bremsen möglich werden, was in anderen Bereichen schon gang und gäbe ist: die virtuelle Entwicklung am Rechner, ohne kostspielige und zeitaufwendige Experimente. Die Darmstädter führen ihre Simulation anhand der Schwimmsattelscheibenbremse durch, einer Standardbremse in Pkw und Motorrädern. Erste Versuche waren erfolgversprechend. Nun stehen die Maschinenbauer in Verhandlung mit Automobilherstellern, um die Simulation in größerem Umfang zu testen und für die Massenproduktion nutzbar zu machen. Wenn die Verknüpfung mit den Standardwerkzeugen der Industrie gelingt, könnte das den Entwicklungsprozess von Bremsen schon in zwei bis drei Jahren deutlich verkürzen – und zwar für alle Bremsen. „Die Modellierung des Quietschens ist auch auf andere Bremstypen übertragbar“, blickt Spelsberg-Korspeter in die Zukunft. Das heißt, dass dank der Darmstädter Simulation auch Trommelbremsen und Blockbremsen, wie sie häufig in Güterzügen genutzt werden, optimiert werden könnten. Damit könnte auch das extrem laute Quietschen an Bahnhöfen bald der Vergangenheit angehören.

Intelligente Bremsen sind noch sehr teuer

Die Arbeitsgruppe um Professor Peter Hagedorn tüftelt seit gut zehn Jahren am Quietsch-Problem und wurde hierfür unter anderem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Die Darmstädter haben bereits die „Smart Pads“ erfunden, die Bremsenquietschen erfolgreich verhindern. Smart pads sind aktive Bremsbeläge, die als Sensoren Schwingungen der Bremsscheibe aufzeichnen und auch unterdrücken können. Möglich wird das durch Piezokeramiken, also Werkstoffe, die sich bei Anlegung von elektrischer Spannung verformen oder umgekehrt bei Druck oder anderen von außen wirkenden mechanischen Kräften Spannung aufbauen. „Bei großen deutschen Automobilzulieferern sind die Smart Pads bereits im Einsatz“, erzählt Spelsberg-Korspeter. „Die Produktion ist für eine breite Anwendung allerdings zu teuer.“ Noch. Sollte die Entwicklung weiter in Richtung Elektromobile gehen, könnten elektrisch betriebene Bremsen eines Tages Realität werden. Dann wäre auch die intelligente Bremse aus Darmstadt keine Frage des Geldes mehr.

Pressekontakt:
Dr. Gottfried Spelsberg-Korspeter
Tel. 06151 / 705-8282
Mail: speko@dyn.tu-darmstadt.de

Jörg Feuck | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-darmstadt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie