„Stoßdämpfer (Fahrwerk)“ – Versionsunterschied
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{{Dieser Artikel|behandelt den Stoßdämpfer bei Fahrwerken. Zu anderen Verwendungen siehe [[Stoßdämpfer]].}}
[[Datei:Stoßdämpfer Konventionell.jpg|mini|hochkant=0.5|[[MacPherson-Federbein]]: hydraulischer Stoßdämpfer und Federteller]]
== Begriff ==
Korrekt
== Wirkung ==
[[Datei:Hydraulischer Stoßdämpfer (2008-06-28).jpg|mini|Hydraulischer Stoßdämpfer an der [[Kurbellenkerachse]] eines [[VW Käfer]], hier in einem [[Formel V|Formel-V-Rennwagen]]]]
Ab 1905 wurden gedämpfte [[Federgabel (Motorrad)|Federgabeln an Motorrädern]] üblich. Fahrräder wurden erst rund 100 Jahre später in größerem Umfang mit [[Federgabel (Fahrrad)|Federgabeln]] ausgerüstet.
== Erkennen
Nachlassende Dämpfung wird oft unbewusst durch ein geändertes Fahrverhalten des Fahrers ausgeglichen. Es gibt einige Anzeichen von nachlassenden Stoßdämpfern, wobei die auftretenden Effekte nicht schlagartig auftreten, sondern mit wachsendem Verschleiß des Dämpfers einhergehen:
* Mehrfaches [[Nachschwingen]], wenn man das Fahrzeug in Radnähe mit der Hand in Schwingungen versetzt (einfacher Funktionstest, das Verhalten zeigt sich vor allem bei Dämpfern, die völlig funktionslos geworden sind)
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Gänzlich defekte Dämpfer erkennt man auch durch erhebliche Mengen austretenden Öls an den Kolbenstangen der Dämpfer. Umgekehrt kann aber aus einem vollkommen dichten Stoßdämpfer nicht die einwandfreie Funktion abgeleitet werden.
== Physikalische Prinzipien
=== {{Anker|Öl|Öldruckstoßdämpfer}} Hydraulische Dämpfer ===▼
Hydraulische Dämpfer haben gegenüber dem Reibungsdämpfer ein deutlich besseres Ansprechverhalten durch geringere Haftreibung. Konventionelle Stoßdämpfer in Pkw werden daher heutzutage hauptsächlich als hydraulische Teleskopstoßdämpfer in [[#Einrohrdämpfer|Ein-]] und [[#Zweirohrdämpfer|Zweirohrbauweise]] gefertigt. Ihr Prinzip beruht darauf, dass die Widerstandskraft gegen das Fließen verdrängter Flüssigkeit ('''Stoßdämpferöl''') von der Fließgeschwindigkeit abhängt. Die Dämpfungskraft, die der Dämpfergeschwindigkeit
▲=== {{Anker|Öl}} Hydraulische Dämpfer ===
▲Hydraulische Dämpfer haben gegenüber dem Reibungsdämpfer ein deutlich besseres Ansprechverhalten durch geringere Haftreibung. Konventionelle Stoßdämpfer in Pkw werden daher heutzutage hauptsächlich als hydraulische Teleskopstoßdämpfer in Ein- und Zweirohrbauweise gefertigt. Ihr Prinzip beruht darauf, dass die Widerstandskraft gegen das Fließen verdrängter Flüssigkeit ('''Stoßdämpferöl''') von der Fließgeschwindigkeit abhängt. Die Dämpfungskraft die der Dämpfergeschwindigkeit entgegen wirkt, steigt mit zunehmender Ein- bzw. Ausfedergeschwindigkeit des Kolbens progressiv an. Zu große Dämpferkräfte verschechtern den Fahrkomfort. Deshalb öffnen sich ab einem bestimmten Druck Ventile. Die Dämpferkennlinie kann so den Anforderungen von Fahrdynamik nund Fahrkomfort angepasst werden.
=== Reibungsdämpfer ===
Vor der Entwicklung hydraulischer Stoßdämpfer wurden die Fahrzeuge mit mechanisch wirkenden
Ein Reibungsdämpfer
== Bauformen
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen einem ''Achsdämpfer'', das heißt einem allein eingebauten Schwingungsdämpfer, einer ''[[Feder-Dämpfer-Einheit]]'' („Federbein“), bei der Feder und Dämpfer zu einer Baugruppe vereint sind und dem ''[[MacPherson-Federbein]]'', das zusätzlich zu beidem das Rad in Längs- und Querrichtung führt.
==== Hebelstoßdämpfer ====
Als Hebelstoßdämpfer werden die üblichen, in sich drehenden Reibungsstoßdämpfer bezeichnet. Eine i. d. R. zu dämpfende Linearbewegung erfordert die Zwischenschaltung eines um die Dämpfermitte drehenden Hebels.
Der '''Houdaille-Stoßdämpfer''' ist ein hydraulisch wirkender Stoßdämpfer mit Schwenkkolben in einem unterteilten zylindrischen Gehäuse, der ebenfalls über einen Hebel verdreht wird.
Als Hebelstoßdämpfer werden aber auch Konstruktionen genannt, in denen ein linear bewegter Dämpfer an einem an anderer Stelle des Fahrgestells drehenden Hebel wirkt. Solch ein Hebel ist in der Regel ein Lenker in der [[Radaufhängung]]. Dazu zählt auch der ältere ''Kniehebelstoßdämpfer'', in dem ein Hubkolben im Zylinder über einen Kniehebel von außen betätigt wird.
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Hydraulic_lever-arm_shock_absorber_(Autocar_Handbook,_13th_ed,_1935).jpg|Houdaille-Hebelstoßdämpfer
</gallery>
[[Datei:Ein-&Zweirohrstoßdämpfer.jpg|mini|440x440px|Skizze des Aufbaus von Einrohr- und Zweirohrstoßdämpfern]]
==== {{Anker|Teleskopstoßdämpfer}}Stoßdämpfer mit linearer Bewegung (Teleskopstoßdämpfer) ====
===== {{Anker|Einrohrdämpfer}}Einrohrdämpfer (Gasdruckdämpfer) =====
Der Einrohrstoßdämpfer ist in die Arbeitskammer (Ölraum) und den Gegendruckraum (Gaskammer) untergliedert. Im Ölraum wird die eigentliche Dämpferarbeit vollbracht, das heißt die am Kolben sitzenden Dämpfungsventile setzen dem durch den Kolben hindurchfließenden Öl einen Widerstand entgegen. Dadurch wird eine Druckdifferenz erzeugt, die der sich relativ zum Behälter bewegenden Kolbenstange eine dämpfende Kraft entgegensetzt. Die Gaskammer gleicht Volumenänderungen beim Ein- und Ausfahren der Kolbenstangen und durch Temperaturschwankungen aus. Üblicherweise hat ein Einrohrdämpfer einen Basisinnendruck von ca. 20–30 bar. Diese Vorspannung wird benötigt, damit beim Einfedern nicht die Ölsäule in der oberen Arbeitskammer (Kammer über dem Kolben) abreißt und im Öl Gasblasen entstehen (Gefahr der [[Kavitation]]). Dies würde sich nachteilig auf die Kraftcharakteristik des Dämpfers auswirken. Durch den Gasdruck ist der Stoßdämpfer zusätzlich eine schwache [[Gasdruckfeder]].
===== Zweirohrdämpfer =====
Der Zweirohrdämpfer hat zusätzlich zum Zylinderrohr, in dem sich der an der Kolbenstange befestigte und mit weiteren Ventilteilen bestückte Kolben axial bewegt, ein weiteres koaxial angeordnetes Behälterrohr. Der Kolben teilt den inneren Ölraum in einen oberen und unteren Arbeitsraum. In der Druckstufe fährt die Kolbenstange ein und es strömt ein Teil des Öls aus dem unteren Arbeitsraum durch das Kolbenventil in den oberen Arbeitsraum. Das der eintauchenden Kolbenstange entsprechende Ölvolumen wird dabei durch ein am unteren Ende des Zylinderrohres befindliches Bodenventil in den so genannten Ausgleichsraum zwischen Zylinder- und Behälterrohr gedrückt. Dabei wird ebenfalls durch das Bodenventil eine für die Dämpfung relevante Druckdifferenz erzeugt. Beim Ausfahren der Kolbenstange (Zugstufe) übernimmt das Kolbenventil die Dämpfung, während durch das Bodenventil das der ausfahrenden Kolbenstange entsprechende Ölvolumen weitgehend ungehindert zurückfließt.
== Aufbau und Funktion eines hydraulischen Teleskopstoßdämpfers ==▼
Eine besondere im [[Automobilsport|Rennsport]] wie der [[Formel 1]] eingesetzte Bauart ist der außen anliegende ''Drehstoßdämpfer''.
▲=== Stoßdämpfer-Bewegungsmodell ===
Erforscht wird die Entwicklung eines ''
▲== Aufbau und Funktion eines hydraulischen Teleskopstoßdämpfers ==
=== Stoßdämpfer-Bewegungsmodell ===
Im Bewegungsmodell des (Zweirohr-)Stoßdämpfers wird gezeigt, wie sich mit der Ein- und Auswärtsbewegung der Kolbenstange der Ölspiegel im Stoßdämpfer hebt und senkt. Die Bewegung des Ölspiegels ist aber stark übertrieben dargestellt. Der Hub des Ölspiegels ist größer als der Hub der Kolbenstange. Das entspricht weder den Abmessungen des Modells noch den Verhältnissen in einem wirklichen Pkw-Dämpfer.
Für die Bewegung des Ölspiegels gilt, dass das Volumen der einfahrenden Kolbenstange gleich dem Volumen des Ölanstiegs in der Ringfläche zwischen den Rohren ist, also:
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Um das „Anfedern“ beim Auffahren auf rampenförmige Einzelhindernisse zu verbessern, wird die Zugstufe meist härter als die Druckstufe ausgeführt.<ref>Braess/Seiffert: ''Handbuch der Kraftfahrzeugtechnik'', 3. Auflage 2003, ISBN 3-528-23114-9.</ref> Ein weiterer Grund für diese Auslegung ist ein harmonischer Aufbau des Wankwinkels bei schnellen Ausweichmanövern.
▲== Weitere Formen ==
▲Eine besondere im Rennsport wie der [[Formel 1]] eingesetzte Bauart ist der außen anliegende ''Drehstoßdämpfer''. Eine Neuentwicklung sind die ''Luftfederdämpfer'', die sowohl im Nutzfahrzeugbereich wie auch bei Personenwagen eingebaut werden.<ref>{{Literatur |Titel=Fahrdynamik-Regelung |TitelErg=Modellbildung, Fahrerassistenzsysteme, Mechatronik |Herausgeber=[[Rolf Isermann]] |Verlag=Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, GWV Fachverlage GmbH |Ort=Wiesbaden |Auflage=1 |Datum=2006 |ISBN=978-3-8348-0109-8 |Kapitel=12.5 Luftfederdämpfungssystem}}</ref> Sie können neben der Federung und Dämpfung auch die Niveauregulierung übernehmen. Auch Motorräder und Fahrräder werden mit Luftfederdämpfern ausgestattet, in denen das Medium Luft sowohl Feder- als auch Dämpferaufgaben übernimmt.
▲Erforscht wird die Entwicklung eines ''elektromechanischen Dämpfersystems'' für Straßenfahrzeuge. Der Vorteil hier ist, dass statt Wärme primär elektrische Energie erzeugt wird, die im Fahrzeug direkt genutzt werden kann.
== Siehe auch ==
* [[Hydropneumatik]]
* [[Schlingerdämpfer]]
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== Einzelnachweise ==
<references />
{{SORTIERUNG:Stossdampfer}}
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