Beschreibung von pneumatischen Dämpfungssystemen mit dimensionsanalytischen Methoden

Luftfeder und Luftdämpfungssysteme sind Kraftelemente, die aufgrund Ihrer Funktionalitäten zunehmend klassische Feder- und Dämpfungselemente in schwingungsfähigen Systemen ersetzen. Im vorliegenden Beitrag wird einleitend dargelegt, dass sich je nach Entwicklungsziel, Kom- fort oder Adaption an Beladungsänderung, unterschiedliche konstruktive Lösungen anbieten. Im Hauptteil wird das Übertragungsverhalten von Luftfeder und Luftfederdämpfersystemen physikalisch geklärt und im Detail beschrieben. Dabei wird die typische Frequenz fγ für den Übergang von isothermer zu adiabater Zustandsänderung sowie die Abstimmfrequenz f₀ des Luftfederdämpfers, welche die Frequenzlage des Dämpfungsmaximums beschreibt, mit den Methoden der Dimensionsanalyse [1] hergeleitet. Darüber hinaus wird das nichtlineare Übertragungsverhalten von Luftfeder- und Luftfeder- dämpferelementen modelliert, indem die Erhaltungsgleichungen für Masse und Energie als Ausgangspunkt für ein rein physikalisches Bauteilmodell genutzt werden. Durch Betrachtung kleiner Amplituden wird eine Linearisierung vorgenommen