Vergleich von Simulationsansätzen in der FEM von Luftfedern mit Axialbalghinsichtlich Fadenhaftung und Submodelltechnik

Abstract

Die Vibracoustic GmbH & Co. KG ist ein global aufgestellter Automobilzulieferer und auf Gummibauteile in der Schwingungstechnik spezialisiert. Zum Produktportfolio gehören Antriebsdämpfer, Motorlager, Tilger, Auspuffaufhängungen, Fahrwerkslager und Luftfedern im Bereich der PKW und Nutzfahrzeuge. Eine der Kernkompetenzen des Geschäftsbereichs Luftfedern in Hamburg liegt in der Entwicklung und Herstellung von Luftfederbälgen. Ausschlaggebend für die Qualität einer Luftfeder ist die Betriebsfestigkeit der Bälge, die auf ca. 300000 Kundenkilometer des PKWs ausgelegt werden. Vor den ersten Betriebsfestigkeitsprüfungen mit einem neuen Luftfederbalg wird die Konstruktion mittels FEM-Simulation überprüft. Somit ist die FEM ein wichtiges Werkzeug in der Entwicklungsphase und hilft Schwachstellen frühzeitig zu erkennen. Neben den Beanspruchungen im Balg lassen sich durch die Simulation weitere Daten ermitteln, wie zum Beispiel die axiale Kennlinie der gesamten Luftfeder oder der benötigte Bauraum in der Fahrzeugachse. Auf Grund der immer höheren Anforderungen an die Luftfeder, der kürzeren Entwicklungszeiten und des steigenden Kostendrucks ist eine genaue Aussage mittels FEM-Simulation mittlerweile unerlässlich und hat einen großen Stellenwert in der Entwicklung bekommen. Aus diesem Anlass werden in dieser Arbeit die derzeitigen Modellierungstechniken angewendet, erweitert und auf ihre Leistungsfähigkeit untersucht.