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 Schutz vor Angriffen dank flexibler Programmierung
22.03.2017 | FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Störungsfreie Kommunikation für die Fabriken von morgen
22.03.2017 | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen