Automatisierung eines Prüfstandes für tribologische Hochlastkontakte

Ziel dieser Arbeit ist es, ein existierendes Stift-Scheibe-Tribometer für die Untersuchung von Hochlastkontakten, wie man sie zum Beispiel in der Fahrzeugbremse findet, zu automatisieren und die Möglichkeit zu implementieren, Experimente mit neuartigen komplexen Regelungen durchzuführen. Dazu wird eine Hardware verwendet, die Mess- und Steuerkomponenten in einem Gerät vereint. Sie besteht aus einem Echtzeit-Controller und einer programmierbaren logischen Schaltung, die direkt auf die Schnittstellen zum Tribometer zugreift. Die Aufgabe dieser Schaltung ist die Regelung der Antriebe und das Erfassen der Messgrößen. Der Echtzeit-Controller ist verantwortlich für die automatisierte Durchführung der Messaufgaben und der Messdatenaufzeichnung. Darüber hinaus bietet er eine Plattform für komplexe Regelungen, Hardware-in-the-Loop Simulationen oder eine automatisierte Validierung von tribologischen Gesetzen in einem Bremssystem. Die entwickelte Software ist in der Lage, Messdaten synchron und mit Frequenzen bis zu 50 kHz aufzuzeichnen. Gleichzeitig können Reibapplikationen präzise und flexibel durchgeführt werden. Unterschiedliche Funktionen der Drehzahl und Normalkraft, wie zum Beispiel Rampen, sind dabei frei miteinander kombinierbar. Ergänzend verfügt das Tribometer über eine Regelung der Reibleistung und die Möglichkeit, Bremsungen mit simulierter Schwungmasse durchzuführen. Die experimentelle Erprobung der Automatisierung zeigt relativ geringe Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Größen ausgewählter Funktionen. Beispielmessungen zeigen - unter anderem durch die Simulation unterschiedlicher Fahrertypen in einer Bremssituation - das Potential dieser neuartigen Features bei Reibwertmessungen.