Intelligent gefedert

Zugegeben, das Kapitel Fahrwerk und Federung ist zu komplex, als dass der Laie die einzelnen Komponenten kennen könnte – geschweige deren Funktionsweise verstehen müsste. Doch was die konventionelle Schraubenfeder tut, leuchtet ein. Auch Aufgabe der Schwingungs-, besser bekannt als Stoßdämpfer, wird rasch klar, wenn man kurz darüber nachdenkt. Wäre kein Dämpferelement vorhanden, dann würde das Fahrzeug nach dem Passieren von Unebenheiten noch eine ganze Zeit lang nachschwingen, also auf- und abwippen, bis eben diese Schwingungen langsam abklingen würden. Ein ziemlich schwammiges Fahrverhalten wäre die Folge. Doch es gibt ja noch den Dämpfer, dessen Kolben in einem Zylinder geführt wird und der Öl verdrängt, indem er selbiges durch kleine Kanäle presst. Dadurch entsteht eine Trägheit: Immer wenn das Auto in vertikaler Richtung federt, werden sowohl die Spiralfedern als auch die Dämpfer bewegt – letztere ersticken die Schwingungen und sorgen dafür, dass der Fahrzeugaufbau nach etwaigen Fahrbahnwellen schnell zur Ruhe kommt.

Konventionelle Dämpfer und Schraubenfedern sind natürlich immer ein Kompromiss. Denn die Entwickler stimmen das Auto je nach Ausrichtung komfortabel oder sportlich ab – mit der Grundnote muss man dann leben. Außerdem ändert sich in Abhängigkeit vom Beladungszustand der Federweg und damit auch das Fahrverhalten. Jetzt kommen variable Dämpfungssysteme zum Einsatz, die erstens Unterschiede bei der Dämpfungscharakteristik zulassen und zweitens die aktive Sicherheit verbessern, weil das Fahrverhalten unabhängig von der Beladung gleich bleibt. Wer beim Fahrwerk also keinerlei Kompromisse zwischen komfortabler Federung und sportlicher Härte eingehen will, kommt an einem aufwendigeren Dämpfungssystem kaum vorbei. Doch der Reihe nach.

Die einfacheren Systeme verfügen über Dämpferelemente, deren Durchlassöffnungen für den Ölfluss per elektromagnetischen Ventilen beeinflusst werden kann. Oder aber sie sind mit Öl gefüllt, das magnetisierte Partikel enthält. So lässt sich in Sekundenbruchteilen eine härtere oder eben weichere Federung herstellen per Beeinflussung des Öldurchlaufs. Freilich agieren die Systeme auch intelligent: Mit Hilfe umfangreicher Sensorik werden Aufbaubewegungen erkannt und entsprechende Justierungen vorgenommen, um ein optimales Fahrverhalten zu gewährleisten, was auch eine Sicherheitsrelevanz hat. Mittels Knopfdruck kann man bei den meisten Systemen eine Grundcharakteristik vorwählen – also komfortabler oder sportlicher unterwegs sein. Je nach Fahrzeugmodell kann der Unterschied durchaus groß ausfallen oder eben nur Nuancen ausmachen, sodass man dann in der Praxis wenig Unterschied bemerkt. Die Kosten bei den einfachen variablen Fahrwerk-Systemen halten sich in Grenzen – meist bekommt man sie für deutlich unter 1.000 Euro netto. Schön ist auch, dass die Wartung überschaubar ist aufgrund des recht einfachen Aufbaus. Wer sein Auto allerdings länger hält, sollte sich über höhere Kosten beim Austausch der Stoßdämpfer im Klaren sein. Schließlich müssen diese irgendwann ersetzt werden im Rahmen gewöhnlichen Verschleißes.

Wer in der gehobenen Mittelklasse oder sogar im automobilen Oberhaus unterwegs ist, kommt in der Regel in den Genuss einer Luftfederung. Hier entfallen die aus Stahl gefertigten Schraubenfedern – stattdessen liegt das Fahrzeug auf präzise angesteuerten Bälgen, deren Federtätigkeit sich aus der Luftfüllung ergibt. Denn Luft ist kompressibel und kann damit die gleiche Aufgabe wie eine Stahlfeder übernehmen. Allerdings lässt sich über die Luftmenge Einfluss auf verschiedene Parameter nehmen. Die Dämpfercharakteristik kann mit einer deutlich höheren Varianz geregelt werden, und die Federwege bleiben bedingt durch den Niveauausgleich konstant, was das Fahrverhalten unabhängig von der Beladung gleich hält – wiederum ein deutliches Plus für die aktive Sicherheit. Moderne Luftfederungssysteme sind absolut wartungsfreundlich. Allerdings zieht der komplexere Aufbau Mehrkosten nach sich, falls das alternde Fahrzeug dann doch einmal in die Werkstatt muss. Die Zusatzpreise beim Neuwagen starten ab etwas über 1.000 Euro netto. Oberklassen fahren heutzutage durchweg frei Haus auf Luftbälgen.

Die hydropneumatische Federung weist eine ähnliche Funktionsweise wie die Luftfederung auf, ist hingegen anders aufgebaut. Hier werden keine Schwingungsdämpfer benötigt, denn ihre Federelemente fungieren gleichzeitig als Stoßdämpfer und Federung. In einer Kugel befinden sich sowohl Gas als auch Hydrauliköl, welche allerdings mittels einer Membran voneinander getrennt werden. Während sich der Flüssigkeitstand variieren lässt, bleibt die Gasmenge stets gleich. Die Kugel ist mit einem Zylinder verbunden, dessen Kolben das Gas über die unkompressible Flüssigkeit als Medium verdichtet; somit ergibt sich eine dämpfende Funktion. Als Befestigungspunkt für die Kolbenstange dient der Quer- oder Längslenker. Selbstverständlich erlaubt auch die hydropneumatische Federung eine elektronisch gesteuerte Anpassung an die Fahrgegebenheiten; daneben verfügen jene Anlagen über einen Niveauausgleich und bieten mithin die Möglichkeit, das Fahrzeug bei höheren Tempi abzusenken und umgekehrt anzuheben, wenn es mal über Stock und Stein gehen sollte.

Apropos hydropneumatische Federung: Wer bei der Mercedes S-Klasse beispielsweise die „Magic Body Control“ wählt, bekommt statt Luft Hydraulik. Das System eliminiert in Sekundenbruchteilen Neigungs- und Wankbewegungen und kann sich dank Sensorik vor der Vorderachse bereits vor dem Überfahren der Unebenheiten auf selbige Einstellen – was zu einer effektiveren Federung führt. Der Reduktion von Wankbewegungen haben sich auch Hersteller wie BMW oder Audi verschrieben – zum Beispiel mit elektrisch verdrehbaren Stabilisatoren. Um besonders leistungsfähig zu sein, hat Audi daher jüngst das 48 Volt-Stromnetz eingeführt. Der Konzern verspricht, Aufbaubewegungen damit in außergewöhnlich dynamischer Weise entgegentreten zu können. Und wie sieht die Zukunft aus? Vielleicht gibt es ja irgendwann einmal elektromagnetische Dämpfersysteme – diese könnten analog zu anderen vollaktiven Anlagen ebenfalls unabhängig von der Beladung gleich wirkungsvoll arbeiten und wären womöglich sogar wartungsfreundlicher. Es bleibt also weiterhin spannend.