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Fraunhofer Geschäftsbereich Adaptronik

Hybrider magnetorheologischer Dämpfer

Am Fraunhofer LBF wurde ein energie-effizienter magnetorheologischer Dämpfer entwickelt. Ein über einen beweglichen Permanentmagneten einstellbares Magnetfeld wird mit einem von einer Magnetspule erzeugten Feld superpositioniert.
Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) sind Suspensionen aus einer Trägerflüssigkeit und ferromagnetischen Partikeln. Unter Einfluss eines Magnetfeldes bilden sich Festkörperbrücken, die zu einer Erhöhung der übertragbaren Schubspannung führen.

Abb. 1: hybrider magnetorheologischer Dämpfer.

Der hybride magnetorheologische Dämpfer nutzt diesen Effekt um die Dämpferhärte in einem Fahrzeug anzupassen: je stärker das Magnetfeld desto höher die Dämpfungskraft. Ein potentielles Einsatzgebiet sind Fahrzeuge mit Radnabenmotoren. Der durch die erhöhten reifengefederten Massen verschärfte Zielkonflikt zwischen Fahrsicherheit und Fahrkomfort lässt sich so durch adaptive Anpassung der Dämpferkraft minimieren.

Abb. 2: CAD-Modell des integrierten Dämpfers.

Eine Besonderheit des am Fraunhofer LBF entwickelten Dämpfers ist dessen Magnetfeldführung. Ein von einer Magnetspule erzeugtes Magnetfeld wird mit dem eines verschiebbaren Permanentmagneten überlagert. Beide Felder können sich verstärken oder abschwächen. Das von dem Permanentmagneten erzeugte Feld lässt sich über dessen Position variieren. Hierbei ist der große Vorteil, dass nur für das Verschieben Energie benötigt wird und nicht für die Erzeugung des Magnetfeldes.

In der Anwendung im Fahrzeug können so notwendige langsame Anpassungen der Dämpferhärte (z.B. aufgrund von Beladung) durch Verstellung des Permanentmagneten mit schnellen Anpassungen (z.B. bei einem Ausweichmanöver) durch Änderung des Spulenstroms überlagert werden.