Schwingungsdämpfer Schwingungsdämpfer aus Festsilicon für hohen Fahrkomfort

Redakteur: Jan Vollmuth

Um Vibrationen im Autoinnenraum zu verhindern, setzt die Automobilindustrie immer häufiger Schwingungstilger ein. Stark dämpfende Festsiliconkautschuke von Wacker helfen, die schwingungstechnischen Eigenschaften dieser Bauteile korrekt einzustellen.

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Ein Innenrohrtilger aus Elastosil R 752 (gelb) verbessert den Fahrkomfort eines PKW deutlich, da er Biegeschwingungen im Antriebsstrang wirksam reduziert.
Ein Innenrohrtilger aus Elastosil R 752 (gelb) verbessert den Fahrkomfort eines PKW deutlich, da er Biegeschwingungen im Antriebsstrang wirksam reduziert.
(Bild: Wacker Chemie)

Autofahrer haben hohe Erwartungen an den Fahrkomfort. Im Innenraum darf nichts vibrieren, klappern oder dröhnen. Vibrationen sind lästig, hinterlassen einen schlechten Qualitätseindruck und können sogar Materialermüdungen verursachen. Gute Gründe, Vibrationen den Kampf anzusagen.

Das ist allerdings leichter gesagt als getan, denn solche Schwingungen können ganz unterschiedliche Ursachen haben. Im Auto entstehen Vibrationen meist in der Antriebseinheit und im Fahrgestell, letzteres durch den Kontakt der Reifen zur Fahrbahn.

Unerwünschte Brumm- und Dröhngeräusche

Schwingungen können sich aber auch übertragen, beispielsweise auf schwingungsfähige Teile wie Schaltknüppel, Armaturenbrett oder Lenkrad. Sind die vibrierenden Teile groß genug, strahlen sie Schallwellen ab. Dadurch entstehen zusätzliche Brumm- und Dröhngeräusche, die ebenfalls unerwünscht sind.

Um Vibrationen und schwingungsbedingten Geräuschen entgegenzuwirken, stehen den Automobilherstellern prinzipiell zwei Wege offen, wenn die Grundkonstruktion des Fahrzeugs nicht geändert werden soll: entweder verhindert man, dass sich Vibrationen von einem stark schwingenden Bereich auf einen anderen übertragen; oder man versucht, die vibrierenden Bauteile als solche zu beruhigen. Im ersten Fall kommen schwingungsentkoppelnde Dämpfungselemente zum Einsatz, im zweiten Fall Schwingungstilger. Beide Verfahren erhöhen den Fahrkomfort, steigern den Qualitätseindruck und helfen, vibrationsbedingte Schäden zu vermeiden.

Schwingungstilger werden immer wichtiger

Das Problem der störenden Vibrationen hat sich für die Automobilindustrie in den letzten Jahren verschärft. Dafür gibt es mehrere Gründe. Leistungsstarke, hubraumreduzierte Motoren vibrieren beispielsweise kräftiger als klassische 4- oder 6-Zylinder-Motoren mit großem Hubraum.

Auch die Leichtbauweise moderner Autos fördert die Vibrationsneigung. Leichte, massearme Bauteile und Baugruppen bringen zwar eine erhebliche Gewichtsersparnis, vibrieren aber deutlich leichter als schwere Teile. Vor diesem Hintergrund stößt besonders der Einsatz von Schwingungstilgern auf zunehmendes Interesse.

Für die Herstellung von Schwingungstilgern hat der Münchner Chemiekonzern Wacker eine große Auswahl an Festsiliconkautschuken im Programm. Die verschiedenen Produktreihen unterscheiden sich vor allem in ihren schwingungstechnischen Eigenschaften. Jüngstes Produkt ist Elastosil R 752. Diese Produktreihe wirkt stark schwingungsdämpfend und eröffnet Siliconverarbeitern größere Spielräume, wenn es darum geht, Schwingungstilger auf unterschiedliche Kundenanforderungen einzustellen.

Tilger und Bauteil müssen genau aufeinander abgestimmt sein

Schwingungen lassen sich auf unterschiedliche Art und Weise unterdrücken. Vibriert etwa die Baugruppe immer wieder bei einer bestimmten Frequenz, kann der Einsatz eines Schwingungstilgers sinnvoll sein. Er wirkt direkt an der schwingenden Baugruppe und wird genau an der Stelle montiert, wo die Schwingungsamplitude am größten ist. Dadurch lässt sich die Schwingung deutlich reduzieren.

Voraussetzung ist allerdings, dass die Eigenfrequenz des Tilgers und die Frequenz der anregenden Schwingung nahezu identisch sind. Schwingungstilger und Bauteil müssen deshalb gut aufeinander abgestimmt sein. Neben dem Gewicht des Metallkerns spielen hier vor allem die visco-elastischen Eigenschaften des Elastomers eine entscheidende Rolle.

Generell muss das in Schwingungstilgern eingesetzte Elastomer elastisch genug sein, um als Federmaterial mitschwingen zu können. Es muss aber auch schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzen. Nur dann ist es in der Lage, einen Teil der Schwingungsenergie in Wärme umzuwandeln. Experten sprechen hier vom Verlustfaktor. Er beschreibt das Verhältnis von der in Wärme umgewandelten Energie zu der Energie, die im Elastomer elastisch gespeichert ist.

Vulkanisate sämtlicher Härtegrade der Reihe Elastosil R 752 besitzen einen Verlustfaktor zwischen 0,23 und 0,28. Das ist dämpfungstechnisch gesehen ein sehr guter Wert. Schwingungstilger aus Elastosil R 752 wandeln somit mehr als 20 % der Schwingungsenergie in Wärme um. Zum Vergleich: Standard-Siliconelastomere im mittleren Härtebereich besitzen einen Verlustfaktor von etwa 0,15; hochelastische Typen bringen es lediglich auf Werte von 0,07. Hohe Verlustfaktoren und damit das Vermögen, Schwingungen stark zu dämpfen, sind eine Besonderheit von Elastosil R 752.

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