Vey, Christian (2021)
Entwicklung eines Verfahrens zur integrierten Bremsmomentmessung für Simplex-Trommelbremsen.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00018627
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Elektromechanische Bremsen, die im Wesentlichen aus Forschungsprojekten und Patentschriften bekannt sind, weisen Vorteile gegenüber konventionellen Bremsen auf, stellen jedoch mit radindividuellen Aktoren eine kostenintensive Technologie dar. Dieser Nachteil kann teilweise durch den Einsatz von Trommelbremsen, die zu den selbstverstärkenden Bremsen zählen, kompensiert werden. Durch die hohe Reibwertsensitivität von Trommelbremsen beeinflussen betriebsbedingte Reibwertschwankungen die resultierenden Bremsmomente, sodass ein Schiefziehen des Fahrzeugs auftreten kann. Eine Abhilfemaßnahme stellt die Regelung des Bremsmoments dar, die eine entsprechende Rückführungsgröße notwendig macht. Das Ziel dieser Arbeit ist daher, ein Verfahren zur integrierten Bremsmomentmessung bei Trommelbremsen zu entwickeln, um die Grundlage für eine Bremsmomentregelung zu schaffen. Im ersten Teil der Arbeit wird der Stand der Technik zur elektromechanischen Bremse dargestellt und im Bereich der angewendeten Regelkonzepte und Messverfahren die Defizite aufgezeigt, die eine integrierte Bremsmomentmessung begründen. Aus Regularien zur Entwicklung und Überprüfung von Bremsanlagen folgen Anforderungen an die Messgenauigkeit, die als Bewertungsgrößen für eine Bremsmomentsensorik dienen. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der Identifikation eines integrierten Messverfahrens. Die Systemanalyse zeigt potentielle Messstellen an den Systemgrenzen und -komponenten der Bremse auf. Unter der Berücksichtigung der Anforderung eines hohen Integrationsmaßes resultieren die Kräfte des Abstützlagers als geeignete Messgrößen, um das Bremsmoment zu ermitteln. Das auf Basis der Abstützkräfte entwickelte Messverfahren zeigt eine weitere Anwendbarkeit in der Ermittlung des Bremsbelagreibwerts und der Spreizkraft. Im dritten Teil erfolgt die experimentelle Untersuchung mittels einer prototypischen Bremse. Die zentrale Hypothese zur Bremsmomentermittlung bewährt sich innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs für die Funktionen der Betriebs- und Parkbremse. Die Ergebnisse der Bremsbelagreibwert- und Spreizkraftermittlung befinden sich ebenfalls innerhalb der definierten Grenzwerte und zeigen somit ihre Anwendbarkeit für die Betriebsbremsfunktion auf. Die Übertragbarkeit auf weitere Ausführungsformen der Trommelbremse zeigt die Allgemeingültigkeit des Verfahrens. Mit dem entwickelten Messverfahren ist eine integrierte Bremsmomentermittlung für Trommelbremsen aufgezeigt, womit die Grundlage für einen reibwertunabhängigen Einsatz von Trommelbremsen geschaffen ist.

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