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28.04.2016 - Autor: Ben Mikka Buchner  - Technik



Die aktive Federung - Von der Blattfeder bis zur Active Body Control


Bildunterschrift: Hier eine Blattfederkonstruktion

Schon weit vor der Entwicklung des ersten Autos wurde nach Möglichkeiten gesucht, eine Kutschfahrt auf den holprigen Wegen angenehmer zu gestalten. Die beste Möglichkeit zur Federung einer Kutsche war die Blattfeder. Die Blattfeder hat konstruktionsbedingt zwar ein federndes Element, wodurch harte Stöße abgefedert werden, allerdings kein dämpfendes Element, was die Kutsche stets schwanken ließ. Nicht selten wurde den Passagieren auf Kutschfahrten auf Grund des „Seegangs“ schlecht. Auch frühe Automobile waren noch mit Blattfedern ausgestattet.

Die Weiterentwicklung der Blattfeder zur Spiralfeder in Kombination mit einem Stoßdämpfer wird bis heute weiter verfeinert. Die neueste Ausbaustufe der Fahrzeugfederung ist die aktive Radaufhängung. Die Philosophie hinter dem Konzept ist es, statt nur passiv auf Unebenheiten zu reagieren, aktiv in die Federung des Fahrzeugs einzugreifen.
Die ersten Konzepte zur aktiven Federung von  Fahrzeugen waren im Vergleich zu heute noch recht primitiver Art. Die Zielsetzung bestand zunächst darin, die Wank-Stabilität des Fahrzeugs zu erhöhen. Schwere, komfortabel gefederte Fahrzeuge der Zeit neigten dazu, sehr schwammig auf der Straße zu liegen und häufig in ausgeprägte Wankbewegungen zu verfallen.
Am Beispiel der AFS von Citroen lässt sich das Prinzip erklären: man führte eine mechanische Regulierung der Querstabilisatoren ein, welche die Dämpfungshärte des Fahrwerks für die Kurvenaußenseite erhöhten.
Die Weiterentwicklung des Systems stellt das 1999 von Mercedes eingeführte adaptive Dämpfungssystem dar. Wank, Hub und Nick- Sensoren werden im Fahrzeug verbaut und analysieren die Bewegungen des Fahrzeugs. Droht die Rollrate des Fahrzeugs zu stark zu werden, kann die Radaufhängung des Rades mit Hydraulikdruck unterstützt werden. Dadurch bleibt der Federweg fast uneingeschränkt erhalten, das Roll- und Nickverhalten des Fahrzeugs wurde allerdings massiv verbessert.
Die Endstufe des Systems wurde jetzt durch das sogenannte „Active Body Control“ erreicht.

Das System scannt mittels einer Stereokamera die Fahrbahnoberfläche und erkennt in Sekundenbruchteilen ihre Beschaffenheit auf ein bis zwei Millimeter genau. Unter Einbezug der Fahrzeuggeschwindigkeit wird dann errechnet, wann das jeweilige Rad die Unebenheit erreicht.

Mittels eines Hydraulikzylinders, der in jedem Federbein verbaut ist, kann die Vorstellung jeder Feder kontinuierlich angepasst werden. Dadurch schwebt das Fahrzeug über Unebenheiten. Das Rad wird gewissermaßen in eine Bodenwelle hineingedrückt, anstelle dass das Fahrzeug „hineinfällt“. So kann das Chassis ohne größere Beschleunigungskräfte auf einer gleichbleibenden Höhe gehalten werden.
Das System funktioniert allerdings nur bei trockener Straße. Nässe und Schnee erzeugen eine „neue Oberfläche“, die aber vom Fahrzeug verdrängt wird, sodass die vom System errechnete Oberfläche der Straße nicht mehr mit der tatsächlichen Oberfläche übereinstimmt.
Des Weiteren funktioniert das System bis jetzt nur bei Geschwindigkeiten bis 130 km/h.




Ben Mikka Buchner 
Der Schüler ist seit seinem dritten Lebensjahr als Beifahrer auf den Fahrzeugen der familieneigenen Spedition unterwegs. Entsprechend früh fand er sein Interesse an der Bedienung der Sattelzüge. Besonders interessiert den Technik-Fan die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine.

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