Luftfederung

Zunehmend rüsten Automobilhersteller im teureren Segment Pkw nicht mehr mit Stahlfedern in Kombination mit herkömmlichen Stoßdämpfern aus, sondern entscheiden sich stattdessen für eine komplett (Vollluftfederung) oder partielle (Hinterachsniveauregulierung) elektronisch verstellbare Luftfederung Federungssystem. Davon profitieren nicht nur die Fahreigenschaften, sondern auch die Sicherheit. Das System wurde erstmals 1909 in Lastwagen eingesetzt, hat sich aber in den letzten Jahrzehnten aufgrund der Einführung sehr luxuriöser Autos und SUVs stark verbreitet.

Wie funktioniert die Luftfederung?

Was ist Resilienz?

Luft besteht aus Luftpartikeln, die komprimiert werden können, wenn Luft komprimiert wird, entsteht Druck. Wenn der Druck abfällt, nehmen diese Luftpartikel wieder ihre ursprüngliche Form an. Das Prinzip der Luftfeder besteht aus dem Komprimieren und Expandieren von Luft. Eine Luftfeder kann also eine Schraubenfeder ersetzen.

Die Luftfeder besteht im Wesentlichen aus nichts anderem als einem Kolben und einem Zylinder. Die luftfedern oder Kolben komprimiert die im Zylinder vorhandene Luft. Die Federkraft (= Tragfähigkeit) einer Luftfeder wird durch den Durchmesser des Kolbenkreises und den in der Luftfeder vorhandenen Überdruck bestimmt.

Je größer der Kreis, desto größer die Tragfähigkeit der Luftfeder. Bereits kleine Änderungen in der Kreisfläche können einen großen Unterschied in der Tragfähigkeit der Luftfeder machen. Durch Einstellen des Drucks in der Luftfeder kann die Tragfähigkeit und Steifigkeit der Feder eingestellt werden. Je weniger Luft, desto steifer die Federung; Je mehr Luft, desto geschmeidiger die Federung.

Komprimieren und erweitern

Bei ausgefahrener Luftfeder ist der Durchmesser des Federbalgs am kleinsten. Beim Komprimieren rollt der Federbalg auf dem Rollenkolben ab. Der Durchmesser des Federbalgs ist dann am größten.

Je größer der Durchmesser der Federbälge, desto größer die Tragfähigkeit der Luftfeder. Beim Komprimieren wird die Luft im Federbalg komprimiert. Bei wenig Luft in der Feder entsteht eine harte (sportliche) Federung. Ist viel Luft im Federbalg, entsteht eine weiche (komfortable) Federung.

Bau von Luftfedern

Von Luftfedern spricht man, wenn als Federelement ausschließlich Luft verwendet wird (und keine Flüssigkeiten oder andere Gase).
Luftfedern bestehen aus:
einem Gehäuseoberteil mit Außenmantel;
> der Federbalg der Luftfeder;
optional : ein Zusatzspeicher
ein in die Feder integrierter Schwingungsdämpfer (Stoßdämpfer).

In einem “voll belastbaren“ luftfederung system sind an allen Rädern ausschließlich Luftfedern als tragende Federelemente verbaut. In „Teillager” luftfederung system, eine Kombination aus Stahlfedern und Gasdruckfedern (mit hydraulischer oder pneumatischer Steuerung) sorgt für die Federung. (Hilfsfederung)

Luftgefederte Personenkraftwagen

Luft wird im Ausgleichsbehälter mit Hilfe eines Kompressors gespeichert.
Unterschreitet der Luftdruck einen bestimmten Wert (elektronisch eingestellt), schaltet sich der Kompressor automatisch ein und füllt den Ausgleichsbehälter wieder auf den gewünschten Druck auf.

Sobald der Fahrer die Federungseinstellung im Fahrzeug ändert, leitet ein Magnetventil Luft in die Luftfeder oder aus ihr heraus. Dies regelt die Nachgiebigkeit der Aufhängung (wenig).