The use of vacuum or vacuum pumps can be found in almost every branch of manufacturing. This is also true for the automobile industry, where the employment of vacuum as a positive solution for the problems associated with the correct and precise filling of the various fluid systems, without having any adverse effect on the environment or operating personnel. In addition to this, the use of vacuum as a technical process in the fluid filling procedure has had a marked improvement in the vehicles safety. Es gibt kaum einen Industriezweig, in dem heute nicht Vakuumpumpen arbeiten oder unter Vakuum hergestellte Produkte verwendet werden. Auch im Automobilbau ist dies nicht anders. Der Einsatz von Vakuumpumpen löst dort Probleme wie einwandfreies Einfüllen der vielen Flüssigkeiten ohne Beeinträchtigung von Mensch und Umwelt. Zusätzlich sorgen verfahrenstechnische Prozesse, die unter Vakuum ablaufen, für Sicherheit.
Inhaltsverzeichnis
1 INHALTSVERZEICHNIS
3 VORWORT
4 KURZFASSUNG
4.1 SUMMARY
4.2 ZUSAMMENFASSUNG
5 EINLEITUNG
5.1 DIE ENTWICKLUNG DER VAKUUMTECHNIK
6 VAKUUMBEFÜLLVERFAHREN BEIM AUTOMOBIL
6.1 EINLEITUNG
6.2 WARUM VAKUUMTECHNIK?
6.3 SPEZIFISCHE ANFORDERUNGEN DER AUTOMOBILFIRMEN
6.4 BESCHREIBUNG EINES FÜLLVORGANGES
6.4.1 Verfahrensschritte
6.5 BREMSBEFÜLLANLAGE
6.6 BREMSENPRÜFUNG
6.6.1 Elektronisches Bremsdruckprüfgerät mit Pedalprüfzylinder
7 FAHRZEUGBREMSSYSTEM
7.1 BREMSANLAGEN
7.2 HYDRAULISCHE BREMSE
7.2.1 Aufbau
7.2.2 Wirkungsweise
7.3 ELEKTRONISCHE FAHRWERK-REGELSYSTEME
7.3.1 Wirkungsweise
7.3.2 Funktionsbeschreibung
8 EINFLUSSGRÖßEN AUF DIE EVAKUIERBARKEIT
8.1 STEUERGRÖßEN
8.2 STÖRGRÖßEN
8.2.1 Autoelektrik
8.2.2 Software
8.2.3 H2O-Gehalt
8.2.4 Montage
8.2.5 Hardware
9 THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN
9.1 AUFGABENSTELLUNG
9.2 LÖSUNG
9.3 ERGEBNISSE
9.4 AUSWERTUNG
9.5 FAZIT
10 PRÜFSTAND
10.1 ANFORDERUNGSPROFIL
10.1.1 Funktionalität
10.1.2 Sicherheit
10.1.3 Wirtschaftlichkeit
10.1.4 Werkstoffauswahl
10.1.5 Montage
10.1.6 Transport
10.1.7 Bedienung
10.1.8 Energieversorgung
10.1.9 Wartung
10.1.10 Umweltgerecht
10.1.11 Befüllung und Entleerung
10.1.12 Messaufnehmer
10.1.13 Messwertverarbeitung und Prüfstandsteuerung
10.1.14 Ergonomie
10.2 FUNKTIONSEINHEITEN
10.2.1 Gestell
10.2.2 Fahrzeughydraulik und Fahrzeugelektrik
10.2.3 Messeinrichtung
11 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN
11.1 EINLEITUNG
11.2 VERSUCHSVORBEREITUNG
11.2.1 Kalibrierung der Messaufnehmer
11.2.2 Vakuumversorgungseinrichtung
11.2.3 Versuchsaufbau
11.3 VERSUCHSREIHE I: EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DES AUSPUMPVERHALTENS UNTER NORMALEN BEDINGUNGEN
11.3.1 Ziel
11.3.2 Versuchsablauf
11.3.3 Ergebnisse
11.3.4 Auswertung
11.4 VERSUCHSREIHE II: EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES VON UNDICHTIGKEITEN IM BREMSSYSTEM AUF DIE EVAKUIERBARKEIT
11.4.1 Ziel
11.4.2 Versuchsablauf
11.4.3 Ergebnisse
11.4.4 Auswertung
11.5 VERSUCHSREIHE III: EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES VON FEUCHTIGKEIT IM BREMSSYSTEM AUF DIE EVAKUIERBARKEIT
11.5.1 Ziel
11.5.2 Versuchsablauf
11.5.3 Ergebnisse
11.5.4 Auswertung
12 ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN DIPLOMARBEIT
Zielsetzung und Themenbereiche
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die theoretische und experimentelle Untersuchung der Evakuierbarkeit von Fahrzeugbremssystemen der Baureihe W203, um eine optimierte Auslegung neuer Bremsbefüllanlagen zu ermöglichen und die Qualität des Befüllprozesses sicherzustellen.
- Grundlagen der Vakuumtechnik und deren Anwendung in der Automobilindustrie.
- Konstruktion eines mobilen Prüfstands zur Simulation der Fahrzeugbremshydraulik.
- Mathematische Modellierung und theoretische Analyse des Evakuierungsvorgangs.
- Experimentelle Untersuchung von Einflussparametern wie Leitungslängen und Nennweiten.
- Analyse von Störgrößen wie Leckagen und Feuchtigkeitseintrag im Bremssystem.
Auszug aus dem Buch
Die Entwicklung der Vakuumtechnik
Seit dem griechischen Philosophen Aristoteles wurde im Altertum um im Mittelalter, ja, noch bis in die Neuzeit hinein allgemein geglaubt, die Natur habe einen Abscheu vor dem absolut leeren Raum, dem Vakuum, oder – wie man es lateinisch nannte – einen "Horror vacui“. Man konnte sich entsprechend der damaligen spekulativen Naturbeobachtung nicht vorstellen, dass es ein Vakuum geben könne – und folgerte daraus, dass es auch keins geben dürfe.
Der erste, der den „horror vacui“ überwand, war Torricelli (1608-1647), ein Schüler Galileis. Er füllte ein langes Glasrohr mit Quecksilber, verschloss das untere Ende mit dem Daumen, tauchte dieses Ende in ein mit Quecksilber gefülltes Becken und ließ die Öffnung frei. Das Quecksilber sank bis zur Höhe von etwa 76 cm, darüber hatte sich das erste experimentell hergestellte Vakuum gebildet, mit dem später auch Torricellis Schüler experimentierten.
Unabhängig von Torricelli wirkte in Deutschland Otto von Guericke (1602-1686), den man wohl mit Recht als einen der epochemachenden Vakuumphysiker bezeichnen darf. Angeregt durch die Erkenntnisse Keplers, stellte er sich Frage, ob sich die Planeten im leeren Raum bewegen. Guericke bejahte diese Frage, da sie sich durch den Widerstand der umgebenden Luft sonst allmählich zum Stillstand kommen müssten. Um das Vorhandensein eines Vakuums zu beweisen, benützte er zunächst eine Wasserpumpe, die seit altersher bekannt ist und deren Erfindung man Ktsebios (2.Jh v. Chr.) zuschreibt.
Zusammenfassung der Kapitel
5 EINLEITUNG: Dieser Abschnitt bietet einen historischen Überblick über die Entwicklung der Vakuumtechnik, von den antiken Vorstellungen des "horror vacui" bis hin zu den entscheidenden Experimenten von Torricelli und von Guericke.
6 VAKUUMBEFÜLLVERFAHREN BEIM AUTOMOBIL: Es werden die technischen Notwendigkeiten und Verfahrensabläufe der Vakuumbefüllung von Bremsanlagen im modernen Automobilbau erläutert.
7 FAHRZEUGBREMSSYSTEM: Dieses Kapitel beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise moderner hydraulischer Bremssysteme sowie elektronischer Fahrwerk-Regelsysteme wie ESP.
8 EINFLUSSGRÖßEN AUF DIE EVAKUIERBARKEIT: Hier werden die steuerbaren Parameter (z.B. Pumpensaugvermögen) und Störgrößen (z.B. Leckagen, Feuchtigkeit) identifiziert, die den Evakuierungsprozess maßgeblich beeinflussen.
9 THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN: Es wird ein mathematisches Modell zur Beschreibung des Druckverlaufs während der Evakuierung aufgestellt und mittels Simulationen analysiert.
10 PRÜFSTAND: Der Abschnitt dokumentiert die Anforderungsanalyse, Konstruktion und den Aufbau des mobilen Testsystems zur experimentellen Validierung der theoretischen Ansätze.
11 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN: In diesem Hauptteil werden drei Versuchsreihen zu normalen Betriebsbedingungen, zum Einfluss von Undichtigkeiten und zum Einfluss von Feuchtigkeit durchgeführt und ausgewertet.
Schlüsselwörter
Vakuumtechnik, Evakuierung, Bremsflüssigkeit, Bremssystem, Automobilbau, Leckage, Feuchtigkeit, Druckanstiegsmessung, Saugvermögen, Prüfstand, Simulationsmodell, ESP, Hydraulik, Prozesssicherheit, Füllvorgang.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit untersucht die Evakuierbarkeit von Fahrzeugbremssystemen der Baureihe W203 unter theoretischen und experimentellen Gesichtspunkten.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die Schwerpunkte liegen auf der Vakuumverfahrenstechnik, der Funktionsweise moderner Bremssysteme und der Optimierung des Befüllprozesses im Automobilwerk.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist es, die Auspumpvorgänge im Bremssystem quantitativ zu erfassen und Einflussparameter wie Leitungslänge, Nennweite, Leckagen und Feuchtigkeit zu analysieren, um die Befüllqualität zu optimieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit kombiniert eine mathematische Modellierung mittels Differentialgleichungen (unterstützt durch das Softwarepaket Maple V) mit einer experimentellen Validierung an einem selbst konzipierten mobilen Prüfstand.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in theoretische Berechnungen zum Druckverlauf, die Konstruktion eines Prüfstands sowie die Durchführung und Auswertung von drei systematischen Versuchsreihen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Vakuumtechnik, Evakuierung, Bremsflüssigkeit, Leckagemessung, Saugvermögen und Prozessoptimierung.
Wie beeinflusst Feuchtigkeit im System den Evakuierungsprozess?
Das Vorhandensein von Feuchtigkeit führt zu längeren Evakuierungszeiten, da das Wasser erst verdampfen muss, was durch die begrenzte Wärmezufuhr und die Materialeigenschaften verzögert wird.
Warum ist der Evakuierungsprozess für die Bremsenprüfung so kritisch?
Eine unzureichende Evakuierung kann zu Lufteinschlüssen führen, die die Funktion der Bremse beeinträchtigen (weiche Bremse) und die Ergebnisse von Dichtheitsprüfungen verfälschen.
- Quote paper
- Alexander Perminow (Author), 2000, Untersuchung der Evakuierbarkeit von Fahrzeugbremssystemen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/36631
