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Dämpfer Kunstvolle Ventile

| Redakteur: Thomas Weber

Die Elektronik erobert das Auto – davon ist das Fahrwerk nicht ausgenommen. Elektronische Dämpfersysteme wie CDC (ZF Sachs), Damptronic (Thyssen Krupp Bilstein) oder CES (Tenneco)

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Die Elektronik erobert das Auto – davon ist das Fahrwerk nicht ausgenommen. Elektronische Dämpfersysteme wie CDC (ZF Sachs), Damptronic (Thyssen Krupp Bilstein) oder CES (Tenneco) beweisen es. Und fast alle Autos der Luxusklasse, aber auch schon manche Mittelklassewagen nutzen diese Technik. Allerdings hat die Sache einen Nachteil: Die elektronischen Bauelemente, etwa Sensoren und Steuergeräte, kosten viel Geld.

Dämpfer, die ihre Kennlinie rein mechanisch oder hydraulisch verändern, sind schon lange am Markt. Trotzdem geht ihre Entwicklung immer weiter. Wichtigstes Beispiel: das Fahrwerk der A- und B-Klasse von Mercedes-Benz. Die beiden Fronttriebler verwenden eine so genannte amplitudenselektive Dämpfung, welche die Dämpfkraft bei kleinen Anregungen reduziert und bei intensiven Aufbaubewegungen erhöht. Das verbessert den Abrollkomfort, ohne die Fahrsicherheit zu beeinträchtigen.

Lieferant der „Dampmatic“ ist Thyssen Krupp Bilstein. Um die gewünschte Wirkung zu erreichen, leiten die Techniker des Ennepetaler Unternehmens einen Teil des Öl-stromes durch ein zusätzliches Ventilgehäuse über den eigentlichen Dämpferkolben. In ihm arbeitet der so genannte Steuerkolben. Bei normaler Fahrweise verharrt er in mittlerer Position und hält einen Bypass offen. Dadurch fließt ein Teil des Öls am Dämpferventil vorbei, so-dass der hydraulische Widerstand des Dämpfers sinkt.

Bei stärkerer Anregung drückt das Öl den Steuerkolben nach unten, der dann den Bypass verschließt. Die Dämpfung steigt und stabilisiert das Fahrzeug.

Die Fahrwerkspezialisten bei ZF Sachs gingen für ihren Vario-Dämpfer einen einfacheren Weg: Im Zylinderrohr sind Steuernuten eingearbeitet. Wenn der Kolben diese Nuten überfährt, wirken sie als hydraulischer Bypass zum Kolbenventil und senken so die Dämpfkraft. Die unkomplizierte, aber wirkungsvolle Konstruktion eignet sich vor allem für Fahrzeuge, bei denen mit unterschiedlich schwerer Beladung zu rechnen ist. Das können beispielsweise Vans sein, aber auch Kleinwagen. Ein Anwendungsfall ist der VW Polo.

Deutlich anspruchsvoller in der Konstruktion ist das neue ZF-Sachs-Produkt Sensitive Damping Control (SDC). Dr. Mathias Eickhoff, zuständig für Entwicklung im Geschäftsbereich Fahrwerk, beschreibt den Leistungsumfang des Konzepts: „Mit SDC geben wir dem konventionellen Dämpfer zusätzliche, für den Fahrer wahrnehmbare Eigenschaften zu geringen Mehrkosten. An die adaptive Funktion elektronischer Dämpfer kommt SDC jedoch nicht heran.“

SDC verteilt die Dämpfung auf zwei in Reihe geschaltete Kolben. Einer ist fest mit der Kolbenstange verbunden und dämpft kontinuierlich. Der zweite Kolben ist an Fe-dern aufgehängt und besitzt so einen gewissen Freiweg. Erst wenn der aufgebraucht ist, also bei langhubigen Anregungen, leistet der Kolben Dämpfarbeit. SDC soll 2007 serienreif sein und sich für alle Fahrzeuge von der Kleinwagen- bis zur Oberen Mittelklasse eignen. Dr. Eickhoff: „Mit dem SDC-Konzept tragen wir dazu bei, den Zielkonflikt zwischen Achs- und Aufbaudämpfung zu lösen. Für den Fahrer kann das heißen: Ein sportliches Auto bleibt weiterhin sportlich, bietet aber mehr Komfort als mit konventionellen Dämpfern.“

Konkurrent Tenneco bietet e-benfalls eine Reihe neuer Ventil-technologien an. Das positionsabhängige PST-System etwa liefert das Unternehmen für den Volkswagen Caddy. Es steigert seine Dämpfkraft mit höherer Nutzlast.

PST ist ein mehrstufiger Dämpfer. Zwei Kolben sind mit einer Stange verbunden und beeinflussen die Dämpfung abhängig von ihrer Lage im Zylinderrohr. Zusätzliche Kerben in der Rohrwand bilden einen Bypass. Der schmalere Zusatzkolben ist so bemessen, dass das Öl durch die Kerben an ihm vorbeifließen kann. Das reduziert bei geringer Belastung die Dämpfung. Federt das Fahrzeug jedoch stärker ein, verlässt das Kolbenpaket den Bereich mit den Kerben, sodass der Zusatzkolben die Gesamtdämpfung erhöht.

Neben dem positionsabhängigen Dämpfer hat Tenneco noch ein Produkt entwickelt, das seine Leistung an die Rad- bzw. Aufbaubeschleunigung anpasst. Dazu ist das Dämpferventil mit einem Beschleunigungssensor gekoppelt. Er sorgt bei geringen Aufbaubeschleunigungen, wie sie etwa beim Bremsen, bei Kurvenfahrt (Seitenneigung) und beim „Kavalierstart“ auftreten, für ein straffes Fahrwerk. Fährt der Fahrer jedoch über Unebenheiten, ergibt das eine sehr viel größere Beschleunigung des Rades. In dieser Situation öffnet sich das Ventil und reduziert die Dämpfung. So wirken geringere Kräfte auf die Karosserie, die Fahrt wird komfortabler.

Für den sportlichen Ford Focus ST liefert Tenneco einen Einrohrdämpfer mit Abblasventil (MTBO: Mono-tube Blow-Off). Ziel auch hier: Der Dämpfer soll auf ruckartige Beanspruchung, wie sie auf unebenen Straßen auftritt, weicher reagieren. Dazu begrenzt das System den Gasdruck im Dämpfer auf einen vorher eingestellten Wert, wenn die Kraft sehr schnell ansteigt. Tenneco-Technikvorstand Timothy Jackson nennt noch einen weiteren Vorteil: „Mit MTBO lassen sich auf einfachem Wege die Zug- und Druckstufe getrennt einstellen – etwas, das Einrohrdämpfer sonst nicht können.“

So sehr sich die Technologien der einzelnen Anbieter im Detail unterscheiden, sie haben das gleiche Ziel: Die Dämpferabstimmung, bisher ein Kompromiss zwischen vielen Faktoren, soll sich besser an die Fahrsituation anpassen. In den letzten Jahren hatten die Autohersteller viel Wert auf Fahrsicherheit und ein dynamisches, exaktes Fahrverhalten gelegt. Das führte zu straff abgestimmten, oftmals unkomfortablen Autos. Viele Kunden wün-schen dagegen mehr Fahrkomfort.

Diesen Zielkonflikt können konventionelle Dämpfer mit linearer Kennlinie nicht auflösen. Die beschriebenen Produkte eignen sich dafür sehr viel besser – und das ohne die Mehrkosten elektronischer Systeme.

Jan Rosenow

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