Stoßdämpfer
Der Stoßdämpfer ist ein Dämpfer-Element und hat verschiedenste Einsatzbereiche. Bei Kraftfahrzeugen ist es ein sicherheitsrelevantes Bauteil im Fahrwerk. Ein Stoßdämpfer dient dazu, die Schwingungen der Radmassen unterdrücken bzw. schnell abklingen zu lassen. Er dient nicht dazu, durch Unebenheiten der Fahrbahn ins Fahrzeug eingeleitete Stöße abzufangen, diese werden durch Reifen und Federn "geschluckt". Richtiger wäre daher die Bezeichnung Schwingungsdämpfer. Diese Fehlbezeichnung verleitet viele Laien dazu unter einem Stoßdämpfer, das in PKW oft eingesetzte McPherson-Federbein, eine Kombination von Feder und Dämpfer, zu verstehen.
Stoßdämpfer bestehen einfach ausgedrückt aus einem Kolben, der in einem ölbefüllten Zylinder hin- und hergleitet. Bei der Bewegung des Kolbens muß das Öl durch enge Kanäle/Ventile strömen, der Strömungswiderstand steigt mit der Geschwindigkeit der Kolbenbewegung.
Nach Bremsen, Reifen und der Lenkung ist der Stoßdämpfer das wichtigste Bauteil, um ein Fahrzeug sicher beherrschen zu können. Dennoch wird eine aussagekräftige Prüfung dieser Bauteile in Deutschland im Rahmen der Hauptuntersuchung (z.B. bei TÜV) nicht durchgeführt, da hierfür ein so genannter Schocktester gebraucht wird, bei dem die einzelnen Räder des Fahrzeugs im Schwingung versetzt werden und danach die Abklingung der Schwingung aufgezeichnet wird.
Durch die Stoßdämpfer werden die Reifen vor allem beim Durchfahren von Kurven, aber auch bei Vollbremsungen auf der Straße gehalten. Ohne deren Schwingungsdämpfung würden die Räder nach dem Einfedern selbsttätig wieder ausfedern, dadurch das Fahrzeug nach oben beschleunigen, und somit die Normalkraft der Räder auf die Fahrbahn verringern, was dazu führen würde, dass die Reibkraft, die die Reifen auf die Fahrbahn bringen können, sinkt. Das in Fahrzeug rutscht dann (Übergang von Haft- in Gleitreibung: es tritt Schlupf auf, diesen kann man als Quietschen wahrnehmen). Bildlich formuliert "hüpft" das Fahrzeug wie ein Gummiball auf der Fahrbahn. Die Reifen können jedoch nur Antriebs-, Brems- und Querkräfte (Kurvenfahrt) übertragen, wenn sie mit einer bestimmten Kraft auf die Fahrbahn gepreßt werden. Ein Fahrzeug mit Federn ohne Stoßdämpfer ist nicht daher nicht sicher steuerbar.
Als Faustregel kann man sich merken, daß bei Fahrzeugen ohne ABS der Bremsweg von 50 km/h bis zum Stillstand um 4m länger ist, wenn die Stoßdämpfer verschlissen sind. Mit nicht funktionierenden Stoßdämpfern erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit eines Überschlags bei einem Notausweichmanöver (beim Elchtest) um mindestens 100%. Als Richtwert für die Lebensdauer von Stoßdämpfern in PKW können 60.000 km Laufleistung angenommen werden.
Die für verschiedene Fahrzeuge erhältlichen Tieferlegungsfedern, bei denen der Seriendämpfer weiterverwendet wird, sind für die Fahrdynamik des Fahrzeugs ebenso schlecht, wie verschlissene Dämpfer.
Weil die Federraten höher sind, die Dämpfungsraten jedoch nicht, können sich Schwingungen im Fahrwerk länger halten, das Fahrzeug "hüpft" im Discotakt nach Überfahren von Bodenwellen, bei Serienfahrwerken mit kaputten Dämpfern ist die Frequenz etwas niedriger, es wippt langsamer. In beiden Fällen ist die maximal erreichbare Kurvengeschwindigkeit bei einem bestimmten Radius niedriger, als bei intakten bzw. auf die Federn abgestimmten Stoßdämpfern, da die Reifen bei Unebenheiten wegen auftretender Schwingungen schneller den Kontakt zur Fahrbahn verlieren.
Die Federrate multipliziert mit dem Hubweg ergibt die Federkraft. Die Dämpferrate multipliziert mit der Hubgeschwindigkeit ergibt die Dämpfungskraft, die dem Hub entgegen wirkt. In Fahrzeugen werden Dämpfer eingesetzt, die verschiedene Dämpferraten für Zug- und Druckbewegung haben. Die Zugstufe ist die Dämpfungsstufe, die wirkt, wenn das Rad ausfedert. Damit beim Überfahren einer Bodenwelle die Feder ihre Aufgabe erfüllen kann, und den dabei entstehenden Stoß des Rades nach oben (in Richtung Karosserie) auffangen kann, ist die Dämpfungsrate der Druckstufe niedriger als die der Zugstufe. Der Grund dafür ist, daß die entstehende Druckstufendämpfungskraft in der selben Richtung wirkt, wie die Federkraft, die Zugstufendämpfungskraft entgegengesetzter Richtung.Funktionsweise
Bedeutung des Stoßdämpfers in Automobilen
Feder- und Dämpfungsrate, Zug- und Druckstufe