Stick-Slip-Effekt bei einer PKW

Maschinentechnik
Mécanique
Stick-Slip-Effekt bei einer PKW-Lenkwelle
Werkstofftechnik / Prof. Dr. Reinhold Krause / Presta Krupp Thyssen AG, Liechtenstein
Bei Lenkwellen von PKWs treten sogenannte Stick-Slip-Effekte auf. Bei relativen Längs-Verschiebungen
innerhalb der Lenkwelle muss eine Losbrechkraft FHaft überwunden werden, die dann in eine Verschiebekraft FGleit übergeht.
In dieser Arbeit wird das Slip-Stick-Verhalten verschiedener Lenkwellen untersucht. Hierbei wird der Einfluss von verschiedenen Gleitmaterialien, Fetten und Oberflächenbehandlungen untersucht. Weiter wird
ein mathematisches Modell erstellt, um den Stick-Slip-Effekt zu simulieren.
Lang Severin
1981
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Bei Gleitreibung wird häufig ein Ruckgleiten beobachtet. Dies tritt auf, wenn
die statische Reibungszahl grösser
ist als die dynamische bzw. wenn in
einem schwingungsfähigen System
die Reibungszahl mit zunehmender
Gleitgeschwindigkeit abnimmt. Bei
verschiedenen Reibpaarungen kann
dieses bei langsamen Gleitgeschwindigkeiten auftreten und beim gleichen
System bei deutlich höherer Gleitgeschwindigkeit wieder verschwinden.
Bei trockener Reibung sollte bei relativer Verschiebung der Gleitflächen
eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit nicht unterschritten werden.
Dies ist ersichtlich bei einer ruckartigen Bewegung eines Körpers, wenn
er zunächst langsam verschoben
wird. Man kann dies vermindern indem man die Grenzflächen mit oberflächenaktiven Substanzen, Schmierung einstreicht.
Dieser Stick-Slip-Effekt ist zu beobachten beim Quietschen der:
- Türscharniere
- Bremsen
- Gummisohlen auf Linoleum
- Kreide auf Wandtafel
Auch bei Lenkwellen von PKWs tritt
dieser Stick-Slip-Effekt auf. Bei relativen Längsverschiebungen innerhalb
der Lenkwelle muss eine Losbrechkraft FHaft überwunden werden, die
dann in eine Verschiebekraft FGleit
übergeht.
Dieser Effekt wird an verschiedenen
Lenkwellen mit Hilfe eines Reibprüfstandes von der ThyssenKrupp Presta (TKA Presta) untersucht. Dabei
sind die wesentlichen Einflussgrössen des Stick-Slip-Effekts zu bestimmen. Hierbei wird der Einfluss von
verschiedenen Gleitpartnern, Fetten
und Oberflächenbehandlungen untersucht.
Ähnliche Reibversuche werden mit
einem geeigneten Versuchsaufbau,
der vorgängig während der Semesterarbeit konstruiert und gefertigt
wurde, durchgeführt. Mit diesem Versuchsaufbau werden die Einflussfaktoren wie Standzeit, Feuchtigkeit, Relativgeschwindigkeit, Dauerbelastung
und Flächenpressung ermittelt. Mit
den erhaltenen Versuchsergebnisse
kann die Gewichtung der einzelnen
Einflussfaktoren bestimmt werden.
Ebenso wird ein mathematisches
Modell erstellt, mit dem der Stick-SlipEffekt simuliert werden kann.
Hochschule für Technik und Informatik