Sie befinden sich in: Technik · Dämpfer Grundlagen

Dämpfer Grundlagen

Die Aufgabe des Stoßdämpfers

Ein Stoßdämpfer bringt die Schwingungen von Räder und Achsen sowie der Karosserie zum Abklingen. Er wird deshalb technisch korrekt Schwingungsdämpfer genannt.

Beim Überfahren von Unebenheiten wird der einwirkende Stoß von der Federung aufgenommen. Die Feder möchte die gespeicherte Energie wieder abgeben. In kurzer Abfolge dieser sich wiederholenden Vorgänge entsteht eine Schwingung. Diese Bewegungen werden über die Kolbenstange auf den Stoßdämpfer übertragen. Dabei wird die Bewegungsenergie durch hydraulische Widerstände in den Stoßdämpferventilen in Wärme umgewandelt. Die Schwingungen werden dadurch auf ein nicht mehr wahrnehmbares Minimum reduziert.

Ein intakter Stoßdämpfer bietet Fahrkomfort und Fahrsicherheit und verhindert:

das Aufschaukeln bei aufeinander folgenden Unebenheiten
das Aufbäumen oder starke Eintauchen beim Beschleunigen oder Bremsen
das Springen der Räder
das Ausbrechen beim Bremsen
das Schleudern bei Kurvenfahrten mit mangelnder Spurhaltung

Im PKW werden Schwingungsdämpfer üblicherweise als Zweirohrstoßdämpfer oder als Einrohrstoßdämpfer eingesetzt. Bei beiden Dämpferarten bewegt sich ein Kolben in einem ölgefüllten Zylinder. Der Kolben fördert das Öl durch Ventile, die dabei mit Bohrungen dem Ölstrom Widerstände entgegensetzen.

Funktionsprinzip Zweirohrstoßdämpfer

Beim Zweirohrstoßdämpfer arbeitet der Zugstufenkolben in einem zusätzlichen Innenrohr. Das Druckstufenventil ist als separate Baugruppe unten am Gehäuse angeordnet. Der dadurch entstehende Zwischenraum zwischen Innenrohr und Gehäuse wird als Ausgleichsraum genutzt. Volumenänderungen durch Temperatur und die Position der Kolbenstange verändern den Ölstand zwischen Gehäuse und Innenrohr.

Druckstufe:

Bei Fahrzeugschwingungen nach unten, zur Fahrbahn hin, wird die Kolbenstange mit dem Arbeitskolben nach unten geschoben. Das von der Kolbenstange verdrängte Öl wird durch Bohrungen im Druckstufenventil am unteren Ende des Innenrohrs in den Ausgleichsraum zwischen den Rohren gedrückt. Der Widerstand dort verursacht die eigentlichen Druckstufenkräfte. Die Einfederbewegung wird dadurch gebremst.
Öl von unterhalb des Kolbens fließt dabei durch das Kolbenrückschlagventil mit geringem Widerstand nach oben.

Zugstufe:

Bei Fahrzeugschwingungen nach oben, von der Fahrbahn weg, wird der Stoßdämpfer auseinander gezogen. Die Kolbenstange bewegt sich dabei aus dem Dämpfergehäuse heraus.
Das Zugstufenventil unten am Arbeitskolben setzt dem Öl, das aus dem Raum oberhalb des Kolbens nach unten strömt, durch Bohrungen einen Widerstand entgegen. Dadurch wird die Aufwärtsbewegung gebremst.
Beim Ausziehen der Kolbenstange aus dem Gehäuse wird deren Volumen ausgeglichen durch Öl, das aus dem Ausgleichraum über das Rückschlagventil zurück ins Innenrohr fließt.

Funktionsprinzip Einrohrdämpfer

Beim Einrohrdämpfer läuft der Arbeitskolben direkt im Dämpfergehäuse, sowohl Druck- als auch Zugstufenventil sind am Ende der Kolbenstange in dem Kolben integriert. Abhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher der Stoßdämpfer zusammengedrückt bzw. auseinandergezogen wird, erhöhen sich die Kräfte. Charakteristisches Merkmal ist der Trennkolben, der den unter hohem Druck stehenden Gasraum vom Öl trennt. Der Gasraum gleicht die Ölausdehnung durch Temperaturdifferenzen und die Volumenänderung beim Einfahren der Kolbenstange aus. Der Trennkolben bewegt sich dabei entsprechend auf und ab. Ein Gasdruck von 25-30 bar im Ausgleichraum ist notwendig um die Dämpfkräfte in Druckrichtung abzustützen

Druckstufe:

Bei Fahrzeugschwingungen nach unten, zur Fahrbahn hin, wird die Kolbenstange nach unten gedrückt. Das Druckstufenventil oben am Kolben setzt dem Öl, das aus dem Raum unterhalb des Kolbens nach oben strömt, über Bohrungen einen Widerstand entgegen. Dadurch wird die Abwärtsbewegung gebremst.
Der Trennkolben wird dabei um das Volumen der einfahrenden Kolbenstange nach unten geschoben. Der Gasdruck unterhalb des Trennkolbens verhindert bei diesem Vorgang das Verschäumen des Öls über dem Arbeitskolben.

Zugstufe:

Bei Fahrzeugschwingungen nach oben, von der Fahrbahn weg, wird der Stoßdämpfer auseinander gezogen. Die Kolbenstange bewegt sich dabei aus dem Dämpfergehäuse heraus. Das Zugstufenventil unten am Kolben angeordnet, setzt dem Öl, das aus dem Raum oberhalb des Kolbens nach unten strömt, über Bohrungen einen hydraulischen Widerstand entgegen. Dadurch wird die Aufwärtsbewegung des Fahrzeugs gebremst.
Der Trennkolben wird dabei durch den Gasdruck um das Volumen der ausfahrenden Kolbenstange nach oben geschoben.