MKC-Systemtechnik Anwendungsbeispiele

Fahrwerksoptimierung
Mehr über MKC (Industrie)


Fahrwerksoptimierung

Was ist MKC?

MKC ist ein Folienkondensator, dessen Funktion auf dem schnellen Speichern und Abgeben von Energie beruht.

Durch Aufbringen der Kondensatoren an Schwingungsrelevanten Punkten werden schwingende Bauteile (Federn, Stoßdämpfer, Querlenker, Rahmenteile, Motorradgabel u.a.) in ihrem Schwingungsverhalten positiv beeinflusst. Es sind dann höhere Kräfte nötig, um das Fahrzeug aus der Ruhe zu bringen.

Anwendungsbeispiel für die Anbringung von MKC an einer Vorderachse.

Zur Fahrwerksoptimierung werden werden MKC's z. B. an Vorder- Hinterachse, Längs- und Querträgern, den Federbeinen und Stoßdämpfer, den Federn, den Achsschenkeln und den Lenkungsteilen angebracht.


Beschleunigungsamplituden an der Lenksäulenhalterung eines Motorradrahmens

Das leistet MKC!

- Mehr Fahrkomfort
- Bessere Bodenhaftung
- Verbesserter Geradeauslauf
- größere Fahrstabilität
- Verbessertes Kurvenverhalten
- Reduzierte Hochgeschwindigtkeitsunruhe
- Reduzierung der Windempfindlichkeit
- Reduzierung von Schall- und Schwingungsverhalten
- Vermindertes Fahrwerkspoltern / klappern
- Sie fahren spürbar ruhig, sicher und entpannt!

Anwendungsbeispiel für die Anbringung von MKC an einer Felge.
Um die optischen Eindruck einer Felge nicht zu stören, empfiehlt es sich, MKC auf der innen Seite anzubringen.

MKC Digi 9 ist ein Aluminiumplättchen, auf dem eine programmierte Schicht zur Materialbeeinflussung aufgebracht ist.

Der Digi 9 wird mit seiner selbstklebenden Seite auf den zu bearbeitenden, sauberen und fettfreien Untergrund aufgeklebt. Er kann dann zusätzlich mit Unterbodenschutz abgedeckt, oder auch überlackiert werden.

Beispiel für die Optimierung - Motorradfahrwerk

Vibrationen von dynamisch und statisch belasteter Bauteile von Motoren, Maschinenanlagen und Fahrzeugen werden durch die MKC-Technick gedämpft. Dadurch werden:
- Schwingungen und Körperschall reduziert
- der Verschleiß von dynamisch belasteten Bauteilen vermindert
- die Straßenlage und Kurvenstabilität von Fahrzeugen verbessert
- das Aufschwingen von Fahrzeugen nach dem Überfahren von Bodenwellen stark reduziert

Mit der MKC-Technik sind Lösungen von Schwingungs- und Schallproblemen möglich, die sonst durch den damit verbundenen Aufwand undenkbar wären. es sind keine mechanischen Umbauten und Veränderungen notwendig.

MKC sind selbstklebenden Folienkondensatoren, die ihre Energie auf dem Trägeruntergrund, d. h. das Bauteil auf dem Sie aufgeklebt sind, beziehen und den Trägeruntergrund, bzw. unter oder über diesem Untergrund fließenden Gas- Flüssigkeitsströmungen beeinflussen.

Die physikalischen Erklärungen für die Ursache der existierenden und messbaren positiven Änderungen die durch den MKC an Motoren, Maschinenanlagen, Wasser, Land und Luftfahrzeugen erreicht werden, führen in die Quantenphysik.
Unter anderem wird durch den MKC, aufgrund der Kontaktpotenzialdifferenz zwischen dem Trägeruntergrund und dem MKC, das Elastizitätsmodul von Stahl erhöht.
Die einzelnen Einflüsse des MKC wurden in den letzten Jahren durch Laborversuche nachgewiesen und durch Messergebnisse und Erfahrungen aus der Praxis bestätigt.

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MKC reduziert Schwingungen und erreicht geringeren Verschleiß und Verbrauch an:


  • Autos und Lastkraftwagen
  • Schiffen
  • Flugzeugen
  • Gebäuden
  • Industrie- und Fertigungsanlagen
  • Motoren
  • und an Ihrem Schall- & Schwingungsproblem

 

 

Fahrzeug - u. Maschinenanlagen - Optimierung

Tel.: 45 49 47 04  Fax.: 45 49 4705

Vertragshändler MKC - IOZ Berlin Brandenburg

 

 

Seit Ihrer Gründung im Juli 1997 führt, die Oellrich Engineering GmbH mittels der MKC Technik die nachträgliche Verbesserung von Maschinenanlagen und Fahrzeugen, hinsichtlich Körperschall und Wirkungsgrad ohne mechanischen Umbau durch.

Wir haben Referenzen in den Bereichen

-Berufs- und Sportschiffahrt

-Industrie

-PKW und Nutzfahrzeuge

Durch die MKC Technik wird die Übertragung von Schwingungen reduziert, die Strömungsverluste von Flüssigkeiten und Gasen werden reduziert.

Wir führen Motor- und Fahrwerksabstimmungen für Kraftfahrzeuge aller Art durch.  

Durch Schwingungs- und Schallmessungen mit Frequenzanalyse können die Ursachen von Lärm und Schwingungen lokalisiert werden.

Die laseroptische Ausrichtung von Maschinenanlagen bietet gegenüber herkömmlichen Ausrichtungsverfahren den Vorteil größerer Genauigkeit bei extrem kurzem Zeitaufwand.

  • MKC Technik

  •      Schwingungs- und Körperschallreduzierung

  •      Wirkungsgradverbesserung

  •      Motor- und Fahrwerksabstimmung

  • Schwingungs- und Schallmessungen mit FFT Analyse

  • Referenzen in den Bereichen

  •     Schiffahrt

  •     Industrie

  •     PKW und Motorrad

  •     Nutzfahrzeuge

Mit der MKC Technik die im weiteren Verlauf dieses Vortrags näher erläutert werden wird, erreichen wir unter anderem eine Schwingungsreduzierung - oder um es genauer zu sagen eine Verkürzung des Ausschwingvorgangs einer erzungenen Schwingung, eine Reduzierung der Übertragung von Schwingungen und damit eine Reduzierung im Körperschall.

Eine Reduzierung von Schwingungen bedeutet weniger Verschleiß und eine höhere Verfügbarkeit von Anlagen.

Zur Zeit wissen wir, daß durch den Einsatz der MKC Technik an Diesel und Ottomotoren-anlagen ein besserer Drehmomentenverlauf erreicht wird. Die Kraftstoffersparnis beträgt 2,5 - 4,0 %. Das konnte bisher für Motoren bis 600 KW nachgewiesen werden.

Aus Laborversuchen läßt sich herleiten, daß eine Veränderung im Wärmeübergang bei Konvektionswärmetauschern erreicht werden kann. Praxisuntersuchungen hierzu stehen derzeit noch aus.

Technik des MKC

Grundlagen:
Materialien, wie Metall, Kunststoffe, Holz, Keramiken und sonstige Verbundwerkstoffe bestehen aus Atomen und Molekülen, die durch elektrische Kräfte zusammengehalten werden. Diese elektrischen Kräfte werden durch Bausteine der Atome und Moleküle erzeugt. Dies sind die elektrisch negativ geladenen Teilchen, Elektronen genannt, und die elektrisch positv geladenen Teilchen, Protonen genannt. Die Wirkung dieser elektrischen Kräfte wird in der Werkstoffkunde und Materialprüfung durch Zugversuche ermittelt. Die durch diese Versuche ermittelte Größe wird Elastizitätsmodul genannt. Sie ist eine Materialkonstante, die von der jeweiligen Zusammensetzung des Materials und seiner Oberflächenbeschaffenheit abhängig ist. Das Elastizitätsmodul (in der Formelsprache mit E bezeichnet), die Dichte (p) und die Einbau- bzw. Materiallänge (L) bestimmen die Eigenfrequenz (f) des jeweiligen Materials.
Eine weitere wichtige Materialkonstante ist die Elektronenaustrittsarbeit. Diese Größe gibt an, welche Energie notwendig ist, um ein Elektron aus dem Material heraus zulösen. Die Einheit hierfür ist das Elektronenvolt, abgekürzt eV. Bringt man Materialien mit unterschiedlichen Elektronenaustrittarbeiten in Kontakt, so bildet sich eine Kontaktpotentialdifferenz aus. Diese Kontaktpotentialdifferenz stellt eine Spannung dar, die die Elektronen mit niedrigerer Elektronenaustrittsarbeit dazu veranlaßt, in das Material überzugehen, welches eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist. Man kann sich diesen Vorgang vorstellen, wie bei einem Wasserkraftwerk, bei dem die Wassermassen eines Stausees (die Elektronen) in ein tiefer liegendes Tal oder tiefer liegenden See hinabstürzen.

Wirkungsweise:
Ausgehend von diesen Grundlagen und der Erkenntnis, daß die Eigenfrequenz eines Materials gemäß der Gleichung



sowohl von dem Elastizitätsmodul E als auch von der Materialdichte p und der Länge L des Materials abhängig ist, wurde entgegen der normalen Vorgehensweise die Dichte bzw. das Gewicht zu erhöhen, nach einer Möglichkeit gesucht das Elastizitätsmodul durch einen äußeren Eingriff zu erhöhen. Hierbei bieten sich elektrische und magnetische Felder an, die das Material versteifen. (Elektrostriktion und/oder Magnetostriktion). Mittels des von MKC-International für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche entwickelten und vertriebenen Materialbeeinflussenden Kondensator Chips (abgekürzt MKC) ist es möglich eine solche Veränderung des Elastizitätsmoduls E zu erreichen. Dies geschieht über die bei Kontakt von unterschiedlichen Materialien entstehenden elektrischen Felder, die durch die zwischen dem Chip und dem Material entstehende Kontaktpotentialdifferenz erzeugt werden. Werden diese elektrischen Felder nun durch eine mechanische Bewegung des Materials beschleunigt, so entstehen zusätzlich magnetische Felder, die das bewegte Material ähnlich einer Wirbelstrombremse in seiner Schwingungsamplitude reduzieren.

MKC steht für Materie, bzw. material-beeinflussender Kondensator Chip. MKC´s Sind selbstklebende Folienkondensatoren, die Ihre Energie aus dem Trägeruntergrund, d.h. dem Material auf dem sie aufgeklebt werden beziehen und dieses Material, bzw. das Strömungsverhalten von flüssigen und gasförmigen Medien in der Grenzschicht verändern. Ursache für die (örtliche) Veränderung von Materialien ist die Potentialdifferenz zwischen dem MKC und dem Werkstoff auf dem er aufgebracht wird.

Der MKC Folienkondensator wurde von Herrn Bernhard Hue Anfang der 80íger Jahre entwickelt und ist seit 1994 deutsches Patent und eingetragenenes Warenzeichen.

Das MKC Folienmaterial besteht aus einer 55 my starken selbstklebenden Folie auf die eine Kondensator-Schaltung aufgedruckt ist.

Die Größe des/der eingesetzten MKC ist abhängig von der Masse des Werkstücks auf dem er aufgeklebt wird und dem Frequenzbereich in welchem dieses Werkstück angeregt wird.

Ursprünglich ausschließlich für die Verbesserung des Energieeintrags in die Zündung von Otto-Motoren entwickelt, wurde Ende der 80iger Jahre per Zufall entdeckt, daß durch den MKC Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften von Materialien hervorgerufen werden.

Durch mehrere Studien an Hochschulen wurden diese Veränderungen untersucht und belegt.

Hierzu gehören insbesondere:

- Versuch am Prandl´schen Staurohr

- Zugversuch an St37

- Versuch zum Geschwindigkeitsprofil von Flüssigkeiten

MKC Technik

  • Erstmalig 1985 in Kraftfahrzeugen eingesetzt

  • Seit ca. 1990 in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt

  • Seit Oktober 1994 patentiert

 

Die Abbildungen rechts zeigen den Unterschied des Zündfunkens in einer herkömmlichen Zündanlage für Otto-Motoren im Gegensatz zu einer mit MKC Folienkondensatoren modifizierten Zündanlage.

Statt einer Einzelzündung erreichen wir 40-50 Zünddurchbrüche pro Zündung und damit eine bessere Verbrennung, einen besseren Wirkungsgrad.

Je nach Ausführung des Motors kann es nach dem Einbau von MKC Technik notwendig werden, die Einstellung, bzw. die Bedüsung des Vergasers zu verändern, da neben einem veränderten Zündung das Gemisch verändert wird.

Bei Motoren mit Lamdaregellung ist das im allgemeinen nicht notwendig.

 

 

 

 

Auch wenn die Wirkung des MKC meßbar ist, fällt es schwer eine Technik zu akzeptieren, deren physikalischer Hintergrund noch nicht vollständig erforscht ist.

Wenn Ihnen vor 30 Jahren ein Notebook nach heutigem Stand vorgestellt worden wäre, welches die Rechenleistung einer Hardware hat, die seinerzeit kaum in einem Kleiderschrank Platz gefunden hätte, wären Sie genauso skeptisch.

Wir haben gelernt, daß sich mechanische Schwingungen durch Zusatzmassen, durch Dämpfer und konstruktive Maßnahmen reduzieren lassen.

Mit der MKC Technik haben wir ein nahezu masseloses Material, mit welchem ohne mechanische Veränderungen an bestehenden Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen Veränderungen hinsichtlich der Übertragung von Körperschall, hinsichtlich Laufruhe und Wirkungsgrad erreicht werden können.

MKC Technik

  • Erhöhung des E-Moduls von Stahl und von anderen Materialien

  • Reduzierung des Reibungswiderstand zwischen strömendem Medium und überströmter Oberfläche

  • Erhöhter Energieeintrag in den Verbrennungsprozeß

Rechts sehen Sie das Ergebnis einer Messung am Prandl´schen Staurohr. Bei dieser Messung wurde das Strömungsgeschwindigkeitsprofil von Luft vor und nach dem Anbringen von MKC Folienkondensatoren an den Rohrleitungen aufgenommen. Auf der Y-Achse ist die Strömungsgeschwindigkeit in m/s aufgetragen. Auf der X-Achse der Abstand der Meßaufnehmer von der Rohrwandung. Aus technischen Gründen konnte nicht näher als 3 mm an der Wandung gemessen werden. Daher bricht die Kurve dort ab. Die blaue Kurve zeigt die Strömungsgeschwindigkeit ohne MKC. Die rote mit MKC. Nahe der Wandung wurde eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit um 12 % erreicht. Ein vergleichbares Versuchsergebnis wurde für flüssige Medien in einer anderen Laboruntersuchung erreicht.

 

MKC Technik - Strömungswiderstand

Aus der Praxis: Am 27.12.99 wurde in Zusammenarbeit mit der Werft De Gerlien-van Tiem eine Bugstrahlruderanlage mit MKC Technik ausgerüstet. Die Pfahlzugmessung ergab eine Differenz von 2200 Kg (nachher) zu 1800 Kg (vorher), so daß unter Berücksichtigung aller möglichen Toleranzen eine Verbesserung um mindestens 12 % erreicht wurde.

Wir werden nicht immer 12 % erreichen, aber stellen Sie sich ein Schiff oder Flugzeug vor, daß 5 % weniger Strömungwiderstand hat. Die gleiche Geschwindigkeit läßt sich mit einem weitaus geringerem Kraftstoffverbrauch erzielen.

In einem Versuch bei der HSVA (Hamburger Schiffbau Versuchsanstalt)  wurde der Trend Reduzierung des Strömungswiderstands durch MKC Folienkondensatoren bestätigt.

MKC – Technik: Elastizitätsmodulveränderung

Physikalische Grundlagen von  Dr. Stephan Zöpfel

1. Elastizitätsmodul

Das Elastizitätsmodul von Materialien ist definiert als mechanische Erhaltungsgröße. D.h. sie gilt als Materialkonstante zwischen der mechanischen Spannung a und der Ausdehnung s die sich aus dem Quotienten der Streckung x des Materials zu seiner Ursprungslänge L ergibt, definiert.

Dabei bildet E einen Tensor, d.h. die Größe E ist raumabhängig. Die Raumabhängigkeit kann darauf zurückgefiihrt werden, daß je nach Ausrichtung der Elementarzellen und der Symmetrie des Kristalls unterschiedliche atomare Abstände und Bindekräfte henschen. Wir wollen hier jedoch zur Vereinfachung der Betrachtung, aber jedoch ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur eine Dimension betrachten und können somit auf eine dreidimensionale und tensorielle Betrachtung verzichten.

1. Elastizitätsmodul

Definiert als mechanische Erhaltungsgröße von Materialien

E ist ein Tensor => E ist raumabhängig

Ursachen der Raumabhängigkeit:

  • Ausrichtung der Elementarzellen

  • Symetrie des Kristalls

  • Unterschiedliche Atomare Abstände

  • unterschiedliche Bindekräfte

1.l. Potentialmodell

Die Richtungsabhängigkeit gibt uns jedoch einen ersten Hinweis auf die Bindekräfte. Sie sind elektrischer Natur und basieren auf der Coulombwechselwirkung zwischen den positiv geladenen Atomkernen und den negativ geladenen Elektronen. Dies kann man in dem altbewährten Potentialmodell darstellen (Abb. 1). Auf der x-Achse (Abszisse) ist der Ort in 1/10 nm = 1 Angström angegeben und auf der y-Achse (Ordinate) ist die Bindeenergie in eV = 1,602 * 10-19 VAs angegeben. Das ist die Energie, die notwendig ist ein einfach geladenes Elementarteilchen, sei es Elektron oder Proton oder einfach geladenes Ion aus dem Material verband herauszulösen. Bei den Atomrümpfen ist dies in der Regel mit der Energie zu vergleichen die benötigt wird, um einen Atomrumpf um einen Platz im Gittersystem zu verschieben. Diese Bindeenergie entspricht der relativ leicht meßbaren und zugänglichen Elektronenaustrittsarbeit zum Vakuumniveau, was zu 0 eV definiert ist. Wenn nun von Außen ein elektrisches Feld angelegt wird, werden die Potentiale in folgender Form verbogen (Abb. 2). Es ergibt sich zu einer Seite hin eine lineare Absenkung der Potentiale. Dies bedeutet gleichzeitig, daß mehr Energie aufgewandt werden muß, um auf mechanischem Weg das Material zu dehnen. Dies entspricht einer Steigerung des Elastizitätsmoduls.

Bindekräfte basieren auf der Coulombwechselwirkung

Größere Coulombwechselwirkung => höheres E-Modul

1.2.Kontaktpotential

Denselben Effekt kann man erreichen, wenn man zwei Materialien mit unterschiedlichen Elektronenaustrittsarbeiten, welche den Ferminiveaus der Materialien entsprechen, in Kontakt bringt, denn dann müssen sich wegen der Kontinuumsbedingung die Potentiale ohne Sprung ausgleichen. Sie sind zunächst so wie in Abb. 3 angeordnet. Sie sehen dort auf der Seite des zu behandelnden Materials ein Metall mit seinem mit Elektronen halb besetztem Leitungsband, in dessen Mitte sich damit auch das Ferminiveau befindet. Darunter sehen sie das Valenzband, das an die Atomrümpfe gebundene Elektronen enthält. In der Mitte des Leitungsbandes des metallischen Materials befindet sich das Ferminiveau. Bei dem anderen Material, dem MKC, handelt es sich um ein Material mit erheblich niedrigerem Fenniniveau, sei es nun ein Isolator mit unbesetztem Leitungsband, und damit mit einem zwischen Valenz­ und Leitungsband liegendem Ferminiveau oder ein Metall mit erheblich höherer Austritts­ arbeit. Die Differenz dieser beiden Ferminiveaus wird auch Kontaktpotential genannt.

1.2 Kontaktpotential

Kontaktpotential ist die Differenz zweier Ferminiveaus in Kontakt gebrachter Materialien in eV.

1.3. Kontaktpotentialdifferenz

Wir nehmen hier zunächst einmal ohne Beschränkung der Allgemeinheit einen Isolator an. Bringt man ihn mit dem zu behandelnden metallischen Material in Kontakt so bildet sich eine Kontaktpotentialdifferenz aus. Sie bewirkt, daß die Elektronen von der Seite mit der geringeren Austrittsarbeit, auf die Seite mit der höheren Austrittsarbeit, aber dem erheblich niedriger liegenden Ferminiveau, übergehen, bis sich die beiden Ferminiveaus ausgleichen (Abb.4). Dadurch wird die Seite mit der höheren Austrittsarbeit negativ geladen und die mit der niederen Austrittsarbeit positiv, wodurch sich die Kontaktpotentialdifferenz ausbildet die eine weitere Verbiegung der normalen ungestörten Potentialstruktur erzeugt. Dadurch wird der Potentialverlauf in ähnlicher Weise verändert, wie wenn von Außen ein elektrisches Feld angelegt wird. Denn durch die Dichteverteilung der Elektronen wird ein elektrisches Feld erzeugt, daß wie im Fall des aktiven Anlegens wirkt.

Aus Laborversuchen ist bekannt, daß durch den MKC, bzw. die Ausnutzung der Kontaktpotentialdifferenz zwischen

dem MKC und dem Trägerwerkstoff Stahl zu einer Erhöhung des E-Moduls um 7,5 – 10 % führt.

Damit haben wir die Möglichkeit im Nachhinein ein Material zu verändern und eine Verschiebung der Eigenfrequenz zu erreichen. In der Praxis bedeutet das, daß wir ein mechanisches System verstimmen können und dadurch eine Reduzierung hinsichtlich der Übertragung von Körperschall und Schwingungen erreichen.

Ich hoffe Ihnen mit diesem kurzen Vortrag einen ersten Einblick in die MKC Technik zu geben.

Auch wenn die physikalischen Hintergründe dieser Technik noch nicht vollständig geklärt sind, so haben wir in den letzten Jahren eine Vielzahl zufriedener Kunden gewonnen und damit Referenzen in den Bereichen:

- Sport- und Berufschifffahrt

- Industrie

- Werkzeugmaschinen

- Fertigungsstraßen

- Kraftfahrzeuge aller Art

 

Vielen Dank für Ihr Interesse

Jürgen Tilschner

Diese Erklärung wurde erstellt von Jürgen Tilschner unter Verwendung der Vorlagen von Oellrich Engineering - Gerhard Oellrich und Bernhard Hue.

Referenzen | Presseberichte


Wie wirkt MKC - Einfach erklärt

Die Wirkungsweise des MKC ist mit einem kleinen Besen, der mit seinen Borsten in den Borsten eines großen Besens verhakt ist, vergleich bar. Dabei entsprechen die Borsten den elektrischen und magnetischen Feldern, die sich auf grund der zwischen den Materialien ausbildenden Kontaktpotentialdifferenz aufbauen. Die Ausgangspunkte der Borstenbündel entsprechen jeweils den Atomen im MKC und im Material. Fährt man nun mit dem Finger an dem großen Besen vorbei, so erkennt man, dass die Borstenbündel im Bereich des kleinen Besens nicht mehr so leicht bewegt werden können. Dies entspricht der Steigerung des Elastizitätsmoduls im Material. Das heißt, um die einzelnen Atome (Borsten) genauso weit auszulenken, ist nun eine größere Kraft nötig als zuvor. Außerdem wird durch den kleinen Besen (MKC) nun eine kürzere Länge des großen Besens (Material) für Schwingungen frei beweglich, was neben der Änderung des Elastizitätsmoduls zu einer anderen Eigenfrequenz des Materials führt, d.h. die Auslenkung des Gesamtmaterials wird geringer.

Preise
Preise für Optimierung von Maschinen und Turbinenanlagen Aggregate (Schall- und Schwingungsreduzierung) auf Anfrage.