Neue Dämpfer für Kraftfahrzeuge

Welche Möglichkeiten bietet ein elektromechanischer Fahrzeugdämpfer? Welche Vorteile würde diese neue Methode bieten, wo liegen die Grenzen? Diesen Fragen geht das neue Forschungsprojekt „Entwicklung eines elektromechanischen Dämpfersystems für Straßenfahrzeuge“ von Prof. Dr. Ulrich Grau aus der Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg nach. Die STAEDTLER Stiftung unterstützt das Vorhaben, das im Juli 2012 startet und bis Ende Dezember 2013 läuft, mit 40.000 Euro.

„Fahrzeugdämpfer gehören seit Beginn der Automobilentwicklung zu den Standardkomponenten aller gefederten Fahrzeuge“, erläutert der Projektleiter. „Ziel der Dämpfer ist es, die durch Un-ebenheiten in der Fahrbahn angeregten Schwingungen des Fahrzeugaufbaus schnell abklingen zu lassen und einen optimalen Kontakt der Räder zur Fahrbahn zu garantieren. Dabei sind die Dämpfer nicht nur für den Komfort, sondern auch für die Sicherheit extrem wichtig.“

Herkömmliche Fahrzeugdämpfer basieren auf dem hydraulischen Prinzip, das neue Forschungsprojekt untersucht dagegen elektromechanische Fahrzeugdämpfer. ln dem Vorhaben sollen die Potenziale, aber auch die Anwendungsgrenzen der neuen Technik für Personenkraftwagen untersucht werden. „Vorteile sehen wir in der Gewinnung von elektrischer Energie aus der Rad- bzw. Aufbaubewegung sowie in einem Komfortgewinn und einer Erhöhung der Fahrsicherheit durch frei variierbare Kennlinien“, geht Prof. Dr. Ulrich Grau ins Detail.

„Potenziell ist ein solcher Dämpfer in der Lage, die bei Dämpfung der Aufbau- und Radbewegung zu vernichtende Bewegungsenergie in Form von elektrischer Energie dem Fahrzeugbordnetz zuzuführen. Dies kann zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei konventionellen Fahrzeugen, aber auch zur Reichweitenverlängerung bei Elektrofahrzeugen beitragen“. Gleichzeitig hat er auch die Risiken im Blick. So könnte die Leistungsgrenze dieser Dämpfer im Vergleich zu konventionellen Dämpfern schneller erreicht sein, woraus sich auch Auswirkungen auf das elektrische Fahrzeugbordnetz ergeben könnten.

Im Rahmen des Forschungsprojekts soll ein elektromechanischer Dämpfer ausgelegt und konstruiert werden, der anschließend experimentell auf seine Potentiale und seine Leistungsgrenze untersucht wird. Das Vorhaben wird in insgesamt drei Phasen durchgeführt.

Die erste Phase ist die Konzeption und Konstruktion. Hier wird zunächst der geeignete E-Motor in Kombination mit einem Übersetzungsgetriebe ausgewählt, um dann den elektrischen Fahrzeugdämpfer zu konstruieren. Er soll eine vergleichbare Leistungsfähigkeit zu einem Seriendämpfer aufweisen und ist für die experimentellen Untersuchungen am servohydraulischen Prüfstand am hochschuleigenen Institut für Fahrzeugtechnik Nürnberg (IFZN) vorgesehen. Die zweite Phase widmet sich der Fertigung und Beschaffung notwendiger Komponenten sowie dem Aufbau und der Inbetriebnahme des Dämpfers am Prüfstand.

Die dritte Phase beinhaltet die experimentellen Untersuchungen: Hier werden die möglichen Dämpferkennlinie ebenso ermittelt wie die Komforteigenschaften des elektromechanischen Dämpfers.

STAEDTLER Stiftung: Partner der Wissenschaft
Die gemeinnützige STAEDTLER Stiftung unterstützt die Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg – Bayerns forschungsstärkste Hochschule für angewandte Wissenschaften – bereits seit vielen Jahren. Jährlich vergibt sie darüber hinaus hoch dotierte Promotionspreise an Doktoranden für herausragende Leistungen. An der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg förderte die STAEDTLER Stiftung bereits zahlreiche Projekte. In den vergangenen zehn Jahren flossen über eine Million Euro Fördergelder. Diese wurden unter anderem in folgenden Projekten eingesetzt: Das hochschuleigene Institut für Energie und Gebäude konnte mit Hilfe der Fördergelder Latentwärmespeicher-Materialien erforschen, an der Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik kombinierte man Software und Kreativitätstechniken, an der Fakultät Informatik wurde das Projekt „intelligente Baustelle“ vorangebracht und an der Fakultät Angewandte Chemie beschäftigte sich ein Forscherteam mit der Behandlung von Allergien des Typs 1 (Soforttyp).