Design, Simulation und Erprobung einer aktiven Sitzaufhängung für Nutzfahrzeuge

Nutzfahrzeuge müssen oft durch sehr unebenes Gelände gefahren werden. In diesem Fall wird der Fahrer starken Vibrationen ausgesetzt, die von der Fahrzeugkarosserie durch die Sitzaufhängung auf ihn wirken. Um diese Schwingungen zu verringern, werden die Sitzaufhängungen in der Regel mit Feder-Dämpfer-Systemen ausgerüstet. Jedoch erreichen die passiven Systeme vor allem bei niederfrequenten Schwingungen ihre physikalischen Grenzen. Eine wesentliche Verbesserung des Sitzkomforts kann unter solchen Anregungsbedingungen nur mit einer aktiven Sitzaufhängung erreicht werden. In diesem Beitrag wird ein neuartiges aktives System für die Sitzaufhängung auf Basis von elektrorheologischen Flüssigkeiten vorgestellt. Außerdem werden die theoretischen Grundlagen für die Modellierung der beschriebenen aktiven Sitzaufhängung dargestellt. Anschließend werden die Simulationsergebnisse mit den Messergebnissen unter realen Betriebsbedingungen verglichen. Die Repräsentation der Ergebnisse mit Hilfe der im Bereich der Sitztechnik weit verbreiteten SEAT-Werten (Seat Effective Amplitude Transmissibility) zeigt das Potenzial des entwickelten Systems zur aktiven Reduktion der Schwingungsbelastung des Fahrers und ermöglicht seine objektive Bewertung.

Simulation and analysis of an emergency lowering system for crane applications

An emergency lowering system for use in safety critical crane applications is discussed. The system is used to safely lower the payload of a crane in case of an electric blackout. The system is based on a backup power source, which is used to operate the crane while the regular supply is not available. The system enables both horizontal and vertical movements of the crane. Two different configurations for building the system are described, one with an uninterruptible power source (UPS) or a diesel generator connected in parallel to the crane’s power supply and one with a customized energy storage connected to the intermediate DC-link in the crane. In order to be able to size the backup power source, the power required during emergency lowering needs to be understood. A simulation model is used to study and optimize the power used during emergency lowering. The simulation model and optimizations are verified in a test hoist. Simulation results are presented with non-optimized and optimized controls for two example applications: a paper roll crane and a steel mill ladle crane. The optimizations are found to significantly reduce the required power for the crane movements during emergency lowering.