Marktspezifische Anforderungen an die Festigkeit von Fahrwerken (Schriftenreihe des Instituts für Fahrzeugtechnik TU Braunschweig)

Vor dem Hintergrund zunehmender Globalisierung und des wirtschaftlichen Aufstiegs der Schwellen- und Entwicklungsländer eröffnen sich für Fahrzeughersteller neue, bislang wenig beachtete Absatzmärkte. Dies führt auf der einen Seite zu einer gesteigerten Nachfrage nach hochpreisigen Fahrzeugen, auf der anderen Seite können die Infrastruktur-Investitionen in neue Straßen dem wachsenden Verkehrsaufkommen in diesen Märkten noch nicht gerecht werden. Diese Entwicklung stellt die Hersteller vor das Problem, dass die Fahrzeugerprobung und -bemessung basierend auf den Erfahrungen der etablierten Triaden Märkte erfolgt und nur wenige Langzeit-Erfahrungen bzgl. der schlechten Fahrbahnqualitäten in Schwellen- und Entwicklungsländern vorliegen. Da bislang keine systematische Methode zum objektiven Vergleich verschiedener Absatzmärkte bezüglich der im Kundenbetrieb zu erwartenden Fahrwerkbelastung vorliegt, bleibt eine Unsicherheit in der Bemessung von Komponenten, welche üblicherweise mit höheren Lastannahmen ausgeglichen wird.

Die eingereichte Arbeit befasst sich deshalb mit der Untersuchung von marktspezifischen Festigkeitsanforderungen an Fahrwerke. Es wird eine Methode vorgestellt, die es erlaubt, den Kunden und die Fahrbahnunebenheiten in unterschiedlichen Absatzmärkten mit hoher Objektivität zu beschreiben und zu vergleichen. Diese Aufgabenstellung wird bearbeitet, indem sowohl für das Fahrerverhalten als auch für die Fahrbahnunebenheiten einheitliche Auswahl- und Auswerteverfahren angesetzt werden. Beide Einflussbereiche werden mit Hilfe statistischer Verfahren und der Simulation ausgewertet, wodurch im Ergebnis ein objektiver Vergleich der Märkte ermöglicht wird.

Zur Erfassung der Fahrbahnunebenheiten im Kundenbetrieb wurde ein schnellfahrendes Unebenheits-Messsystem entwickelt, welches zur Beobachtung des Kundenbetriebs geeignet ist. In Verbindung mit 3F-Kundenmessungen wurden mit diesem System Fahrbahnen in Deutschland, Osteuropa und China erfasst. Es wurde nachgewiesen, dass beispielsweise die Fahrbahnen osteuropäischer Städte im Vergleich zu Deutschland und China die schlechtesten Qualitäten aufweisen.

Zur Darstellung der Auftretenshäufigkeit einzelner Fahrbahnqualitäten wurde eine zweidimensionale Häufigkeitsverteilung der Kennparameter Unebenheitsmaß und Welligkeit gewählt. Diese Darstellungsform hat sich durch eine hohe Informationsverdichtung als geeignetes Mittel für objektive Marktvergleiche bezüglich stochastischer Unebenheiten erwiesen. Durch umfangreiche 3F-Simulationen wurden Belastungs-Matrizen erstellt, die eine Zuordnung von Unebenheitsmaß und Welligkeit zur Fahrwerkschädigung erlauben.

Neben den Betriebslasten sind Fahrwerkskomponenten in ihren Konstruktionsmerkmalen durch die gesetzten Sicherheitsanforderungen auch gegen Sonderereignisse auszulegen. Hierzu sind nicht die stochastischen, sondern die transienten Fahrbahnunebenheiten zu betrachten, da diese die Fahrwerk-Höchstlasten hervorrufen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden objektive Kennparameter von Sonderereignissen identifiziert und bewertet, um die Absatzmärkte objektiv bezüglich transienter Fahrbahnanteile zu vergleichen.