E-Mobility liegt im Trend, aber mit der Elektrifizierung entstehen auch neue Herausforderungen: So werden durch verschiedene Aggregate wie Klimakompressor oder Bremskraftverstärker Schwingungen erzeugt, die zu unangenehmen Geräuschen führen. Bisherige Lösungen bestehen ausschließlich in der Reduzierung der Laufgeräusche der Kugellager durch hohe Genauigkeit und Spezial-Schmierstoffe. Allerdings hilft dies nicht gegen Körperschall und Vibrationen, die in das Gehäuse weitergeleitet werden und dann erst zu Luftschall werden. ROLLAX bietet hierfür Speziallager mit passiver Körperschallentkopplung an, die die Geräuschemissionen um bis zu 10 dB(A) reduzieren.

 

Um Geräusche zu reduzieren, muss man zuerst verstehen, wie diese in einem Fahrzeug entstehen. Entscheidend ist hierbei der Unterschied zwischen Körper- und Luftschall. Beim Körperschall wird ein Festkörper in Schwingung versetzt, z.B. die Welle in einem Elektromotor oder einer Getriebestufe. Diese Schwingungen regen einen Resonanzkörper an – wie zum Beispiel Türverkleidungen, Gehäuse oder Spritzwand – und wandeln sich dort in hörbaren Luftschall. Störend wird dies im Fahrzeug, sobald der Resonanzkörper nah der Fahrgastzelle liegt, oder mit dieser steif verbunden ist. Ein Vergleich aus der Musik wäre ein Geigenkasten, der durch schwingende Saiten angeregt wird.

Ein erfolgversprechender und effektiverer Ansatz von ROLLAX ist die Entkopplung von Schwingungserzeuger und Resonanzkörper. So kann die Entstehung von Luftschall bereits in ihrer Ursache bekämpft werden. Wären die Saiten einer Geige in Gummi gelagert, verlöre sich die Schwingung in dem Elastomer und es erklänge kein Ton!

 

Anwendungsbeispiel: Speziallager für Bremskraftverstärker

 

Eine beispielhafte Anwendung stellt die Dämpfung der Geräuschemissionen in Bremskraftverstärkern dar. Diese werden oftmals am Bremspedal angebaut. Von dort übertragen sich die entstehenden Vibrationen durch Gehäuse und Spritzwand in den Innenraum und es entstehen störende Geräusche. Bisher wurde daran gearbeitet, Bremskraftverstärker mit möglichst geringen Vibrationen zu konstruieren. Doch das starre Blechgehäuse in Verbindung mit der Spritzwand ist ein idealer Resonanzkörper und leitet die Schwingungen weiter ins Fahrzeuginnere. ROLLAX empfiehlt deshalb eine Entkopplung des Erregers zum Gehäuse bereits im Inneren durch ein akustisch abgestimmtes Speziallager.

Bei dieser Lösung werden die Schwingungen durch den inneren Aufbau des Kugellagers mit Hilfe von temperaturresistenten Elastomeren abgefangen, bevor sie in das Gehäuse gelangen. Um solche Speziallager optimal für den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen, analysiert Rollax den Frequenzeingang und ermittelt die erforderlichen Dämpfungsparameter. Diese Technik ist überaus flexibel und kann auf viele Frequenzen und Umgebungsbauteile eingestellt werden. Auch das Verhältnis aus Dämpfung und Steifigkeit lässt sich optimal an die jeweilige Applikation anpassen. Das NVH-Lager entspricht den üblichen Normen, ist bauraumneutral und kann in jede Produktionskette problemlos eingefügt werden, da es sich in Größe und Funktion nicht von herkömmlichen Lagern unterscheidet – quasi ein „Plug’n’Play“!

 

Fazit: Höherer Komfort für die Fahrgastzelle der Zukunft

 

Elektrische Antriebe – aber auch das autonome Fahren – haben einen entscheidenden Einfluss auf die zukünftigen Transportgewohnheiten. Umso wichtiger wird NVH für unsere moderne Mobilität werden. Der Komfort in der Fahrgastzelle soll durch eine möglichst geringe Lärmbelästigung stets gewährleistet sein. Die akustische Optimierung des Fahrzeugs wird als Markenidentität der OEMs und auch als Alleinstellungsmerkmal an Bedeutung gewinnen. Diesen Herausforderungen muss sich die Automotive-Branche frühzeitig stellen. Lösungen fangen im Kleinen an – beispielsweise mit akustisch abgestimmten Speziallagern.