Verstellbare Stoßdämpfer 05.12.2013, 07:00 Uhr

Auf Knopfdruck wird das Auto sportlicher

Mit einem Öl, dessen Viskosität sich in einem Magnetfeld ändert, lassen sich verstellbare Stoßdämpfer bauen. Der Strombedarf der Regelung ist minimal.

Magnetorheologische Flüssigkeiten verfestigen sich im Magnetfeld.

Magnetorheologische Flüssigkeiten verfestigen sich im Magnetfeld.

Foto: K. Dobberke für Fraunhofer ISC

Autos, die als sportlich gelten, haben harte Stoßdämpfer, komfortable Limousinen eher weiche. Zwischen Straßenlage und Komfort müssen die Autobauer einen Kompromiss finden – es sei denn, sie bauen regelbare Stoßdämpfer ein. Doch die sind weitaus teurer als normale, weil sie äußerst komplex aufgebaut sind. Sie entfalten ihre Wirkung, indem ein Kolben Öl durch ein Loch presst. Je kleiner es ist, desto härter reagiert der Dämpfer. Regelbar wird er, wenn sich der Durchmesser des Lochs verändern lässt. Dazu ist eine aufwändige Steuerung nötig.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung in Würzburg haben eine andere Lösung gefunden. Sie verändern nicht den Durchmesser des Ventils, sondern ersetzen das Öl durch eine so genannte magnetorheologische Flüssigkeit, die ungewöhnliche Eigenschaften hat. In einem Magnetfeld verändert sich ihre Viskosität: Sie wird zäher, sodass der Kolben sie nicht mehr so leicht durch das Loch drücken kann. Der Effekt ist umso stärker, je größer das Feld ist.

Die Würzburger Wissenschaftler bauten in den Kolben eine Spule ein, die ein magnetisches Feld erzeugt, wenn Strom hindurchfließt. Von dessen Stärke sind die Dämpfungseigenschaften abhängig. Fließt mehr Strom, reagiert der Dämpfer härter.

Ausfallsicherermagnetorheologischer Stoßdämpfer.

Ausfallsicherermagnetorheologischer Stoßdämpfer.

Quelle: K. Dobberke/Fraunhofer ISC

Bei mittlerer Dämpfung verbraucht ein solcher Stoßdämpfer immerhin 20 Watt, die letztlich der Motor aufbringen muss. Die Folge: Der Treibstoffverbrauch steigt, was den Einsparforderungen der Europäischen Union zuwider läuft.

Deshalb haben die Forscher ihre Neuentwicklung gleich verbessert. Mit einem Permanentmagneten, der keinen Strom verbraucht, stellen sie eine mittlere Dämpfung ein, die in den meisten Fällen ausreicht. Wenn das Fahrzeug allerdings schwer beladen wird oder sportlich gefahren werden soll, empfiehlt es sich, eine härtere Dämpfung zu wählen.

Das lässt sich mit einem zweiten – stromdurchflossenen – Magneten erreichen. Es ist sogar möglich, durch Überlagerung das Feld des Permanentmagneten zu schwächen, sodass diejenigen, die mehr Wert auf Komfort legen, ebenfalls auf ihre Kosten kommen.

Ein Impuls verändert das Magnetfeld

Da auch dabei relativ viel Strom fließt testen die Würzburger ein Material, das eine beinahe wundersame Eigenschaft hat. Sein Magnetfeld lässt sich durch einen elektromagnetischen Impuls stärken oder schwächen. Anschließend verhält es sich wie ein Permanentmagnet. Bei dieser Lösung wird kaum Strom verbraucht und damit auch kein zusätzlicher Sprit. 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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