Simulation eines Luft-Feder-Dämpfers (LFD)

Der sogenannte Luft-Feder-Dämpfer (LFD), bei dem Luft als konservatives und dissipatives Medium eingesetzt wird, ist seit etwa 30 Jahren [1] in der Automobilindustrie bekannt und wird von Zeit zu Zeit mehr oder weniger stark diskutiert. Dennoch wird im Federbein heute immer noch ausschließlich mit Öl gedämpft.

Jedoch sind in den vergangen Jahren die Anforderungen an das Federbein bezüglich seines Dämpfungs- und Steifigkeitsverhaltens ständig gestiegen. So wünscht man sich z.B. bei hohen Frequenzen ein weiches Federbein, um den Aufbau von der Straße dynamisch und akustisch zu entkoppeln. Daneben tritt die Forderung nach einer einfachen Niveauregulierung, sowie einem beladungsinvarianten Fahrverhalten. Da diese Zusatzaufgaben von einem klassischen Federbein bestehend aus Stahlfeder und hydraulischem Dämpfer nicht oder wenn nur mit großem (Kosten-)Aufwand erfüllt werden können, wird der LFD wieder zunehmend interessant.

Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass bei einem LFD analog zu einem Elastomerlager die Steifigkeit eng mit den Dämpfungseigenschaften des Bauteils verknüpft ist und nicht unabhängig voneinander eingestellt werden können. Daraus folgt, dass gerade bei einem luftgedämpften System bereits vor dem" ersten Musterbau das Übertragungsverhalten im Prüfstand und im System bekannt sein sollte, da später wenige Möglichkeiten bestehen, die Dämpfarbeit bzw. Steifigkeit zu ändern.

Hierzu ist eine physikalisch fundierte Beschreibung des Systemverhaltens notwendig, die ohne empirische Gleichungen auskommt. Wie der Vergleich mit Meßdaten zeigt, erfüllt das in Zusammenarbeit zwischen der Freudenberg Forschungsdienste KG und Vibracoustic GmbH & Co KG entwickelte LFD-Berechnungsmodell ADASS diese Forderung.

ADASS ist bei Vibracoustic unter anderem in MATLAB und im Mehrkörpersimulationsprogramm ADAMS in Form eines Makros als Kraftelement programmiert und kann somit zur Berechnung von allgemeinen Mehrkörpersystemen genutzt werden.