Stoßdämpfer: Immer gegen den Strom

Stoßdämpfer: Immer gegen den Strom

Die Wirkungsweise der bis heute aktuellen Flüssigkeitsdämpfer ist unabhängig von ihrer konkreten Gestaltung prinzipiell immer gleich: Die von der Federenergie ausgehenden Schwingungen wirken auf einen Kolben in einem Hydraulikzylinder, der im Verlauf seines Arbeitswegs Hydrauliköl durch enge Bohrungen oder Ventile drückt.

Dabei entsteht ein Strömungswiderstand, der die Federenergie reduziert. Die so erzielte Dämpferwirkung ist nicht gleichbleibend, was im Vergleich zum Reibungsdämpfer ein echter Vorteil ist. Sie ist vielmehr von der Geschwindigkeit abhängig, mit der der Dämpfer betätigt wird, denn je schneller das Öl durch die Öffnungen gepresst werden muss, desto mehr Kraft ist dazu nötig.
Man unterscheidet einseitig und zweiseitig wirkende Schwingungsdämpfung - beide sind mit Flüssigkeitsdämpfern zu realisieren. So lässt sich beispielsweise durch die entsprechende Führung des Ölstroms im Dämpfer erreichen, dass seine Dämpferkraft beim Einfedern weniger stark zum Tragen kommt als beim Ausfedern.

Es war lange eine Streitfrage, welche Art der Dämpferwirkung günstiger ist. Fest steht, dass bei einzelnen Schwingungen, wie sie beim Überfahren einer einzelnen Unebenheit auftreten, die zweiseitige Dämpfung günstig ist. Bei einer ganzen Schwingungsfolge, beispielsweise aufgrund einer durchgängig sehr schlechten Straße, kann sie sich dagegen negativ auswirken, da eine Überdämpfung zur Folge hat, dass das Rad nicht genügend Zeit hat, um vor dem nächsten Stoß in Ruhestellung zurückzukehren.
Drei wesentliche Bauformen sind zu unterscheiden: der Hebeldämpfer, der Zweirohr-Teleskopdämpfer und der Einrohr-Teleskopdämpfer. Beim Hebeldämpfer (oben abgebildet) wirken die Schwingungen über einen Hebel auf den Dämpferkolben. Aus baulichen Gründen ist der Hebelweg und damit der Dämpferweg recht klein, was gerade bei den heute relativ langen Federwegen ein Nachteil ist. Außerdem führen die auftretenden Kräfte zu einer hohen Belastung der Gelenke und entsprechendem Verschleiß. Hebeldämpfer können die Radführung unterstützen, bei einigen englischen Sportwagen ersetzt der Dämpferhebel sogar einen Querlenker.

Zweirohr-Teleskopdämpfer

Zweirohr-Teleskopdämpfer bestehen eigentlich aus drei Rohren. Neben dem äußeren Schutzrohr und dem inneren Rohr (dem Dämpfungszylinder ), das ganz mit Öl gefüllt ist, gibt es hier noch ein Außenrohr rund um diesen Zylinder, der als Vorratsraum agiert und nur zu etwa zwei Drittel mit Öl gefüllt ist. Er steht mit dem Arbeitsraum über ein Bodenventil in Verbindung. Da die Kolbenstange im Arbeitsraum ein gewisses Volumen beansprucht, ist die bei jedem Hub bewegte Flüssigkeitsmenge unterm Kolben größer als darüber. Die zum Ausgleich nötige Ölmenge wird jeweils vom Kolben aus dem Vorratsraum angesaugt (oder dahin zurück gepumpt).

Das Arbeitsprinzip am Beispiel eines zweiseitig wirkenden Dämpfers: In der Abwärtsbewegung des Kolbens, der Druckstufe, hemmt nur das Bodenventil den Ölstrom, die Kolbenventile sind offen. Beim Ausfedern, der Zugstufe, sind dagegen die Ventile im Kolben verengt, das verdrängte Öl, das nach unten ausweichen will, triff so auf einen erheblichen Strömungswiderstand, der die Federenergie abbaut.
Hauptprobleme dieser günstig zu fertigenden und langlebigen Dämpfer: die hohen Temperaturen in ihnen sowie ihre maximale Einbauneigung von 45 Grad.

Einrohrdämpfer

Bleibt ein Blick auf die neueren Einrohrdämpfer, zu denen die Gasdruckdämpfer gehören. Sie besitzen außer dem Schutzrohr nur den Arbeitrsraum. Auch hier muss aber ein Volumenausgleich für die Kolbenstange vorhanden sein - und damit kommt der Gasdruck ins Spiel.

Durch einen frei beweglichen Trennkolben ist bei diesen Dämpfern ein stickstoffgefüllter Gasraum, in dem etwa 25 bar herrschen, vom Arbeitsraum abgetrennt. Wenn der Dämpfer arbeitet, verdrängt er durch seine Kolbenventile Öl von der unteren Hälfte des Arbeitsraumes in die obere (Druckstufe) und umgekehrt (Zugstufe). Der Gasdruck jenseits des Trennkolbens gleicht dabei die Volumenänderung durch die Kolbenstange aus. Mehr noch: Der Vordruck, unter den er das Hydrauliköl setzt, sorgt dafür, dass sich keine Hohlräume bilden können, die Dämpferwirkung somit immer kraftschlüssig ist und sich kein Ölschaum bilden kann.