Kleine Fahrwerkskunde

Diese Daten wurden mir dankenderweise von Tom325iC zur Verfügung gestellt. Der Originaltext stammt größtenteils von der Internetseite der Fa. Koni.

Von der Postkutschen Dämpfung zum Formel 1

Komfortables, sicheres, ja schnelles Fahren ist heute zu einer Selbstverständlichkeit geworden. Ob mit dem Automobil, dem Zug, dem Motorrad oder dem Nutzfahrzeug. Techniker der verschiedensten Fachrichtungen haben Fahrzeuge leistungsfähiger und sicherer gemacht. Spezialisten für Schwingungsdämpfung haben sie fahrbar gemacht.

Denn ohne Schwingungsdämpfung ist komfortables, sicheres, ja schnelles Fahren unmöglich. Ein ungedämpftes Fahrzeug überträgt die Unebenheiten des Weges direkt in harten Stößen auf die Insassen. Mit dem Einsatz der Blattfeder wurde das Fahren komfortabler. Einzeln aufeinanderliegende Federblätter reiben aneinander und dämpfen dadurch den Stoß, den eine Unebenheit dem Fahrzeugaufbau versetzt. Schwingungen werden durch Eigenreibung zwischen den Federblättern abgebaut.

Die Blattfedersysteme wurden für den Einbau im Automobil verfeinert. Höhere Geschwindigkeiten und der Wunsch nach mehr Fahrkomfort erforderten jedoch ein separates Dämpfungselement. Dieses separate Dämpfungselement war der Hebeldämpfer.

Anfangs rieb auch hier noch Metall auf Metall, bis es zu einer Hebeldämpferkonstruktion kam, die durch Reibung eines Flügelkolbens in einen mit Öl gefüllten Zylinder unerwünschte Schwingungen dämpfte. Bohrungen und Ventile erlaubten schon eine Einstellung, mit der das Fahrverhalten positiv beeinflußt werden konnte. Diese Art des Hebeldämpfers wurde bis Ende der 50er Jahre noch im Formel-1-Rennsport verwendet. Bis 1959 stand die Formel 1 ausnahmslos auf Hebeldämpfern. Ferrari stieg als erster um auf Teleskop Stoßdämpfer Marke KONI.

Warum Stoßdämpfer?

Die ungefederte Masse gerät beim Fahren durch Unebenheiten der Straße, durch Lenkbewegungen, beim Bremsen und Beschleunigen in Schwingung. Das ist gefährlich, weil der Bodenkontakt des Fahrzeuges verloren geht. Die Schwingungen der ungefederten Masse werden naturgemäß auf die gefederte Masse übertragen. Sie beginnt in alle Richtungen zu schaukeln. Das ist unangenehm für die Insassen. Einwandfreie Stoßdämpfer verhindern das. Dämpfung heute:

Der Teleskopstoßdämpfer bildet die direkte Verbindung zwischen dem Achselement und dem Fahrzeugaufbau.

Übersteuern

Das Fahrzeug bricht beim Einlenken mit dem Heck in Richtung äußerer Kurvenrand.

Ursachen:

1. Hinterachs Stoßdämpfer in der Zugstufe zu hart

2. Hinterachs Stoßdämpfer im Maximum zu kurz

3. Reifentemperatur zu niedrig

4. Reifenluftdruck zu gering

5. Reifenmischung falsch

6. Hinterachsfeder zu hart

7. Hinterachsstabi zu hart

8. Hinterachs-Einfederweg zu gering, Fahrzeug liegt auf dem Anschlaggummi auf

9. Fahrzeugeinstellung Spur, Sturz- Schräglaufwinkel)

Untersteuern

Das Fahrzeug schiebt beim Einlenken über die Vorderachse in Richtung äußerer Kurvenrand.

Ursachen:

1. Vorderachse kein, oder vorne zuwenig Einfederweg

2. Vorderachsfeder zu hart oder viel zu weich, Fahrzeug liegt auf dem Anschlaggummi auf

3. Reifentemparatur zu niedrig

4. Luftdruck zu gering

5. Reifenmischung falsch

6. Zugstufe im Vorderachsdämpfer zu hart oder Vorderachs Stabi zu hart

7. Fahrzeugeinstellung Spur, Sturz- Schräglaufwinkel

Zugstufe

Die Zugstufe im Stoßdämpfer hat die Aufgabe die Fahrzeugfeder in ihrem Entspannungsvorgang (Schwingung) zu dämpfen. Die große Kunst der Fahrwerksabstimmung ist es, hier das genau richtige Verhältnis zwischen Federkraft (wegabhängig) und der Zugstufenkennung (geschwindigkeitsabhängig) für das jeweilige Fahrzeug und den Sporteinsatz zu finden.

Die Zugstufeneinstellung kann bei allen KONI Stoßdämpfern ein bzw. nachgestellt werden, bei vielen KONls sogar von außen in eingebautem Zustand.

Druckstufe

(Einfederweg)

Die Druckstufe hat die Aufgabe, die Einfedergeschwindigkeit zu dämpfen und den Stabilisator zu unterstützen bzw. bei fehlendem Stabilisator diese Funktion zu übernehmen.

Fahrzeugfeder

Es ist zu beachten, daß die Federn bei frei hängender Achse oder Radaufhängung mit Vorspannung eingebaut werden (Axial spielfrei). Bei Verwendung harter Fahrzeugfedern ist es oft notwendig, zusätzlich zur Hauptfeder noch eine sogenannte Hilfsfeder (Helper) oder Zusatzfeder zu verwenden. Die Zusatzfedern halten somit die Hauptfeder unter allen Fahrbedingungen unter ständiger Vorspannung. Hierdurch wird eine progressive Gesamtfederrate erreicht. Je nach Stoßdämpferbauart kann die Zusatzfeder über oder unter der Hauptfeder montiert werden. Hierbei ist es notwendig, den KONI- Zentrierring zwischen Haupt und Zusatzfeder zu verwenden, Bestell Nr. 29635-71. Die Verwendung der Zusatzfeder hat außerdem den Vorteil, daß am Dämpfer der Hub der Kolbenstange wenig oder gar nicht verändert werden muss.

Bei allen Teleskopstossdämpfern wird durch den Widerstand, den ein Arbeitskolben in einem mit Öl gefüllten Rohr überwinden muß, Bewegungssenergie in Wärmeenergie umgewandelt und ein Schwingen des Fahrzeuges verhindert.

Man unterscheidet heute zwei Teleskop Stossdämpfer Konstruktionen:

Einrohr Stossdämpfer (auch Gasdruck Stossdämpfer genannt) und Zweirohr Stossdämpfer. Die Dämpfung erfolgt bei beiden durch das gleiche Prinzip. Der Arbeitskolben mit der Kolbenstange bewegt sich in einem mit Öl gefüllten Rohr. Beim Einfahren der Kolbenstange wird entsprechend dem Volumen des eingefahrenen Teils der Kolbenstange Öl verdrängt. Der Dämpfer braucht daher einen Ausgleichsraum.

Beim Einrohr Dämpfer übernimmt diese Funktion eine mit Gas gefüllte Kammer, beim Zweirohr Dämpfer das zweite Rohr.

Der Einrohr Stoßdämpfer (Gasdruck)

Beim Einfahren der Kolbenstange wird Öl verdrängt. Der bewegliche Trennkolben drückt jetzt das Gaspolster zusammen. Beim Ausfahren der Kolbenstange drückt das Gas den Trennkolben wieder in seine Ausgangslage zurück.

Der Zweirohr Stossdämpfer

Beim Einfahren der Kolbenstange wird das Dämpferöl durch ein Bodenventil in das äußere Rohr gedrückt Beim Ausfahren der Kolbenstange fließt das Öl zurück.

Der Zweirohr Niedergasdruck Dämpfer

Funktionsprinzip des normalen Zweirohrdämpfers. Vom zusätzlichen Niedergasdruck wird die Kolbenstange aus dem Dämpfungsrohr gedrückt.

Druckstufe beim Einfedern

Beim Druckhub bewegt sich der Kolben im Zylinder nach unten. Ein Teil des Öls unterhalb des Kolbens fließt durch die Bohrungen in den größer gewordenen Raum oberhalb des Kolbens. Der Öldruck ist dann unterhalb und oberhalb des Kolbens gleich groß. Die dem eintauchenden Kolbenstangenvolumen entsprechende Menge Öl wird über das Bodenventil dabei in den Ausgleichsraum gedrückt.

Zugstufe beim Ausfedern

Beim Zughub bewegt sich der Kolben im Zylinder nach oben. So wird auf das Öl oberhalb des Kolbens ein Druck ausgeübt, wodurch dieses durch die Bohrungen in den Raum unterhalb des Kolbens strömt und so die Dämpfungsstärke in der Zugstufe erzeugt. Durch das Bodenventil wird gleichzeitig Öl aus dem Ausgleichsraum in den Raum unter dem Kolben angesogen, um das Volumen der ausfahrenden Kolbenstange aufzufüllen.