Federn und Stoßdämpfer- Teil 3 – Stoßdämpfertypen

Das Thema Federn haben wir in den ersten Teilen dieser Serie schon behandelt. Jetzt geht es um den engen Partner der Federn, den Stoßdämpfer. Das Zusammenspiel beider entscheidet über Komfort, Fähigkeiten und Sicherheit beim Fahren on- und offroad.

Es wird oft gesagt, der Stoßdämpfer sei ein Schwingungsdämpfer und die Stöße fängt die Feder ab. Tatsächlich ist es aber so, dass der Stoßdämpfer beides ist, was sich leicht überprüfen lässt, wenn man sich die üblichen Federraten anschaut. Bei einer Federrate von 100 kg pro Zentimeter reicht ein Stoß von 1 Tonne bereits die Feder 10 Zentimeter zusammenzudrücken, was sie schon auf Block bringen kann, d.h. sie wird vollständig zusammengepresst und hat keine Wirkung mehr. Wo geht also der Rest der Energie bei Stößen hin, die größer 1 Tonne sind? Die wandelt der Dämpfer in Wärme um. Er ist also wesentlich am Abfangen von Stößen beteiligt. Er erledigt aber auch den Job der Schwingungsdämpfung. Wenn die Feder die in ihr gespeicherte Energie wieder abgeben will, dämpft der Stoßdämpfer die Abgabe der Energie, sodass der Aufbau nicht zu schwingen anfängt.

Würde die Feder ungedämpft die gespeicherte Energie abgeben können, hättet ihr sofort ein schwingungsfähiges System. Das Fahrzeug würde sich nicht mehr beruhigen, hin und her schwingen, aufschaukeln und es wäre nicht mehr kontrollierbar. Ihr würdet nicht nur ständig im Fahrzeug umherwippen, sondern die Räder würden ihre sichere Bodenhaftung verlieren. Damit ist klar, Stoßdämpfer gehören zu den kritischen und sicherheitsrelevanten Bauteilen des Fahrzeugs.

Kurz gesagt, während die Feder die Last des Aufbaus und allem in ihm trägt, kontrolliert der Stoßdämpfer die Bewegungen der Feder. Der Stoßdämpfer entzieht der Feder in ihr gespeicherte Energie, damit sich der Aufbau beruhigt, die Räder ihre Bodenhaftung nicht verlieren und das Fahrzeug kontrollierbar bleibt.

Im Fahrzeugbau hat sich überwiegend eine hydraulisch-mechanische Dämpfung in Form von Teleskopstoßdämpfern durchgesetzt. Ein Kolben samt Kolbenstange bewegt sich dabei durch Öl, um die dämpfende Wirkung zu erzeugen. Dabei ist eine Seite des Dämpfers mit dem Fahrzeugaufbau, die andere mit der Achse oder der Radaufhängung verbunden.

Dieses Dämpferprinzip hat sich als überlegen erwiesen, da sie die Vorteile geringer Abmessungen, präziser Dämpfung, wenig Reibung und einfacher Bauweise vereint. Normale Stoßdämpfer sind wartungs-, aber nicht verschleißfrei. Treten Undichtigkeiten auf oder lässt die Wirkung nach, werden sie getauscht. Höherwertige Stoßdämpfer können gewartet, überholt und umkonfiguriert werden.

Bauformen

Als generelle Bauformen lassen sich Einrohr-und Zweirohrdämpfer unterscheiden, Dämpfer, bei denen Öl und Gas getrennt sind oder nicht und beim Funktionsprinzip, ob die Dämpfungswirkung von der Kolbengeschwindigkeit oder seiner Position abhängt. Daneben gibt es noch Sonderformen wie das McPherson-Federbein, der Dreirohr- und der Upside-Down-Dämpfer.

Stoßdämpfer können alleine neben den Federn stehen oder in der Schraubenfeder stecken. Ist der Federteller, auf dem die Feder aufliegt, am Dämpfer befestigt, dann ist es ein Coil-Over. Kann dabei die Fahrzeughöhe über die Vorspannung der Feder mittels des drehbaren Federtellers eingestellt werden, nennt sich das Ganze Gewindefahrwerk oder auch Schraubenfahrwerk. Das geschieht durch den im Bild gut sichtbaren Ring, der auf dem äußeren Gewinde des Dämpfers rauf oder runter gedreht werden kann.

Diese platzsparende Bauweise, dass die Feder über den Dämpfer gestülpt ist, findet ihr sowohl bei klassischen Fahrzeugen mit Starrachsen, dann an der Vorderachse und nahezu immer bei moderneren Offroadern, wenn sie Einzelradaufhängung haben. Ähnlich ist auch das McPherson Federbein aufgebaut, nur dieses noch weitere Merkmale besitzt und ein Teil der Radführung ist.

Haben wir es nicht mit einem Emulsionsdämpfer zu tun, ist allen gemeinsam, dass sie eine Stickstoff-Gasfüllung besitzen. Der Stickstoff dient verschiedenen Zwecken und ist ideal geeignet, da er in seinen Eigenschaften sehr stabil ist. Zum einen kann das Gas komprimiert werden und so den Volumenausgleich ermöglichen, der durch das Einfahren der Kolbenstange in den Arbeitszylinder nötig wird. Das durch die Kolbenstange verdrängte Ölvolumen muss schließlich irgendwo hin. Zum anderen wird der Stickstoff unter Druck eingefüllt, bis zu 30 bar und mehr sind möglich. Das dient dem Verhindern des Aufschäumens und der Kavitation, was ansonsten sehr schnell passieren würde. Das kann bis zum Verlust der Dämpferwirkung gehen. Mit heutigen Hochleistungsölen und Ventiltechniken können auch niedrigere Drücke gefahrlos gefahren werden, was einem mehr Bandbreite bei der Einstellung ermöglicht. Dazu in den nächsten Abschnitten mehr. Über den Druck kann auch Einfluss auf die resultierende Federrate am betreffenden Rad genommen werden, da sich das Gas der Kompression widersetzt.

Da der Dämpfer in den meisten Fällen auch die vertikale Bewegungsfreiheit des Rades bestimmt, sind am oberen und unteren Ende oft noch Dämpfungselemente eingebracht. Im Falle des Durchschlagens (volle Ein- oder Ausfederung) federn diese das Anschlagen des Kolbens ab. Ist das nicht der Fall, gibt es beispielsweise Achsfangbänder am Fahrzeug, die verhindern sollen, dass der Dämpferkolben in den Boden des Dämpferrohrs einschlägt.

Einrohr-Öldämpfer / Emulsionsdämpfer

Dieser Typ Dämpfer findet sich heute nur noch selten in KFZ. Üblich sind Zweirohrdämpfer. Allerdings ist er günstig, einfach aufgebaut und hat seine speziellen Einsatzgebiete.

Im Arbeitsraum des Dämpfers, dem Dämpferrohr, befinden sich Öl und Luft. In Ruhelage befindet sich das Luftpolster über dem Öl. Fängt der Kolben an sich im Rohr zu bewegen, bildet sich sehr schnell eine Emulsion, d.h. Luft und Öl werden durchgemischt. Das sorgt für ein konsistenteres Verhalten über den ganzen Arbeitsweg, da es kein getrenntes Öl- und Luftpolster mehr gibt. Allerdings ist das Verhalten nicht so konsistent, wie es für viele Einsatzgebiete wünschenswert wäre, da es sich abhängig von der Impulsfrequenz, der Temperatur und der Durchmischung immer wieder verändert.

Fährt die Kolbenstange in den Arbeitsraum, wird die Luft in der Emulsion komprimiert. Beim Ausfedern dehnt sie sich wieder aus. Das bedeutet, dass sich der gesamte Druck, den der einfahrende Kolben mit samt seiner Kolbenstange ausübt, auf diesem im Öl verteilten Luftpolster abstützt. Je mehr die Luftblasen bereits vorher unter Druck standen, desto härter ist der Dämpfer. Das kommt einer Erhöhung der Federrate gleich.

Problematische Effekte

Kommt es zur Kavitation oder Aufschäumung, verliert der Dämpfer schnell seine Wirkung. Um diesen Punkt möglichst weit hinaus zu schieben, stehen die Luft und somit auch das Öl im Dämpfer unter Druck. Der Druck sorgt für kleinere Luftblasen im Öl, sodass der Kolben bzw. seine Bohrungen, durch die das Öl fließt, immer auf Öl und nicht nur auf Luftblasen treffen. Zudem erhöht sich auch der Druck hinter dem sich bewegenden Kolben, was der Kavitation entgegen wirkt. Das funktioniert aber nur bis zu einem gewissen Grad.

Wenn die Kolbenstange in das Dämpferrohr eingefahren ist, will sich die Luft wieder ausdehnen. Das bewirkt den Effekt, dass der Dämpfer im ausgebauten Zustand von selbst wieder ausfährt. Das ist übrigens kein sicheres Zeichen dafür, dass er noch intakt ist. Es ist lediglich ein Zeichen dafür, dass der Dämpfer nach außen dicht ist. Dennoch kann der Kolben im Dämpfer undicht und die Wirkung des Dämpfers so beeinträchtigt sein.

Vorteile

Die Vorteile des Emulsionsdämpfers sind der sehr simple Aufbau, geringe Kosten und der große Arbeitsweg, denn der gesamte Arbeitsraum kann vom Kolben genutzt werden. Er ist ein guter Dämpfer für die normale Straße und er eignet sich im Gelände immer dort, wo weite Arbeitswege gefordert und langsames Fahren geboten sind, beispielsweise in Trials. Generell kann man sagen, je heftiger, schneller und länger der Dämpfer arbeiten muss, desto weicher wird er. Das macht ihn unbrauchbar für Anwendungen, bei denen eine möglichst gleichbleibende Dämpferwirkung erforderlich ist.

Nachteile

Nachteilig ist, dass er bei Erhitzung wesentlich schneller als die anderen Typen seine Wirkung verliert. Daher eignet er sich weniger für Anwendungen, bei denen schneller über unebenes Terrain gefahren wird. Ein weiterer Nachteil aller Einrohrdämpfer ist, dass eine Beule im Rohr den Dämpfer unbrauchbar macht, da sich der Kolben nicht mehr frei bewegen kann.

Oft wird als Nachteil aufgeführt, dass seine Einbaulage nicht egal ist und das Dämpferrohr über der Kolbenstange steht, damit das Luftpolster ganz oben ist, denn in das Luftpolster sollte der Kolben nicht einfahren. Das ist aber so nicht richtig, wie beispielsweise die Hinterachsdämpfer des Land Rover Defender oder der Koni „Rot“ zeigen. Bei diesen Emulsionsdämpfern ist die Kolbenstange oberhalb des Dämpferrohrs. Das funktioniert so, weil das Gewicht des Aufbaus den Kolben bereits so weit herunterdrückt, dass er im Öl steht. Nach ein paar Metern fahrt ist dann auch schon die Emulsion hergestellt, sodass der Dämpfer über den gesamten Arbeitsweg funktioniert. Richtig ist, dass es vom Dämpfermodell abhängt, aber grundsätzlich gibt es beide Einbaulagen. So wie sie denn seitens des Herstellers vorgegeben ist, muss er dann eingebaut werden.

Gasdruckdämpfer

Eine verbesserte Variante des Emulsionsdämpfers ist der Gasdruckdämpfer. Bei ihm kommt anstatt Luft Stickstoff als Gas zum Einsatz. Zudem ist der Stickstoff unter Druck gesetzt, um so dem Aufschäumen und der Kavitation entgegenzuwirken.

Bekannte Dämpfertypen

FOX und radflo Air Shock
Die FOX Airshock-Reihe, als auch die radflo Air Shocks sind Vertreter der Gasdruck-Emulsionsdämpfer, gefüllt mit Stickstoff. Durch die Befüllung mit Stickstoff in unterschiedlichen Drücken kann die Federrate und die Fahrzeughöhe angepasst werden. Der Kolben kann zudem über Shims in Zug- und Druckstufe eingestellt werden (Shims werden in Teil 4 erklärt). Das Besondere hier ist, dass sie ohne Federn eingesetzt werden können, da sie deren Aufgabe mit übernehmen. Um das zu erreichen, ist die Kolbenstange sehr viel dicker als bei den normalen Emulsionsdämpfern von Fox.

Sie können wir Coil-Over-Dämpfer eingesetzt werden, sind aber nur für leichtere Fahrzeuge geeignet.

Einrohr-Gasdruckdämpfer mit IFP

Der Einrohr-Gasdruckdämpfer ähnelt dem Emulsionsdämpfer in sofern, als dass es nur einen Arbeitsraum gibt. Dieser ist jedoch durch den IFP (Internal Floating Piston) einen frei beweglichen zweiten Kolben in den Bereich mit Öl und Gas aufgeteilt. Es kommt nicht zum Kontakt zwischen beiden und damit auch nicht zur Emulsionsbildung. Die Gefahr der Kavitation bleibt dennoch bestehen, da im Öl immer Gase gelöst sind, gute 10%. Deshalb wird auch hier die Stickstofffüllung unter Druck gesetzt. Dieser Druck überträgt sich über den IFP auf das Öl und verschiebt den Kavitationspunkt.

Einrohr-Gasdruckdämpfer sind aufwendiger vom Aufbau als ein Emulsionsdämpfer, dafür aber auch leistungsfähiger und stabiler in der Dämpfungswirkung. Sie sind teurer und bieten bei gleicher Länge weniger Arbeitsweg, da der IFP mit dem Gasvolumen oberhalb des Kolbens Platz einnimmt. Die Einbaulage ist frei wählbar. Es gibt Gasdruckdämpfer, die anstatt eines IFP eine Membran besitzen. Bei gleichem Einbauraum kann der Kolben einen größeren Durchmesser als bei Zweirohrdämpfern haben.

Bekannte Dämpfertypen

FOX Performance Series
Die FOX Performance Series Dämpfer besitzen einen IFP. Sie sind für eine Vielzahl von Fahrzeugen erhältlich. Da durch den IFP Arbeitsweg verloren geht, die Federwege für die Verschränkung aber beibehalten werden sollen, ist für diese Dämpfer oft die Anpassung der Dämpferaufnahmen nötig.

Einrohr-Gasdruckdämpfer mit Reservoir

Dieser Dämpfer ist eine abgewandelte Form des Einrohrdämpfers. Bei ihm ist das Gas mit dem IFP in eine externe Kammer, dem Reservoir, ausgelagert. Dämpfer und Reservoir können über einen Schlauch oder ein festes Gehäuse (Piggyback) verbunden sein. Bei diesem Typ können an verschiedenen Stellen Einstellungen von außen angepasst werden, wenn der Hersteller das so vorgesehen hat. So könnt ihr durch verstellbare Ventile die Durchflussgeschwindigkeit des Öls vom Arbeitsraum in das Reservoir (Druckstufe) oder zurück (Zugstufe) einstellen (oder beides).

Dieser Aufbau hat verschiedene Vorteile. Es steht wieder der gesamte Arbeitsraum des Dämpfers zur Verfügung, die Ölmenge ist höher und das Reservoir kann abgesetzt an eine günstige Stelle platziert werden, was für eine bessere Kühlung sorgt. Allerdings sollte der Abstand nicht zu groß sein, da ansonsten wieder negative Effekte durch die lange Schlauchverbindung und Dehnungen im Schlauch entstehen können. Das Verhalten kann in einem gewissen Rahmen ohne Ausbau durch Ventileinstellungen von außen verändert werden. Die Einbaulage ist frei wählbar.

Nachteilig ist der größere Platzbedarf, da nun auch das Reservoir Platz braucht. Das kann eine Herausforderung sein, den Platz dafür zu finden. Hoch belastete Dämpfer haben zudem den Nachteil der temperaturbedingten Verformung. Es lassen sich deshalb nur schlecht äußere Halter z.B. für das Reservoir an ihm befestigen.

Bekannte Dämpfertypen

FOX Performance Series
Die Dämpfer der Performance-Series werden dem Truck/Pick-up Bereich zugeordnet. Es gibt sie als Coil-Over, Einzeldämpfer und Einzeldämpfer mit Reservoir, dann heißen sie Performance Elite Series.

Zweirohrdämpfer mit und ohne Reservoir / Twin-Tube

Der Zweirohrdämpfer ist der mit Abstand am häufigsten in Serienfahrzeugen eingesetzte Typ. Gut 93% aller KFZ nutzen dieses Prinzip. Bei diesem Dämpfer liegt der Ausgleichsraum für das verdrängte Ölvolumen zwischen dem inneren und dem äußeren Dämpferrohr. Fährt die Kolbenstange ein, wird durch ein Bodenventil im Arbeitsraum das Öl in den Zwischenraum oder zusätzlich auch in ein Reservoir geleitet.

Im Zwischenraum befindet sich das Ausgleichsgas und es hat Kontakt zum Öl. An der Grenze zwischen Öl und Gas kann es zu leichter Emulsionsbildung kommen, allerdings nicht so schnell wie beim Einrohrdämpfer. Der Kolben kommt nicht in Kontakt mir der Emulsion. Dieser Aufbau bedeutet, dass die Einbaulage nicht frei wählbar ist. Oft erlauben die Hersteller in gewissen Grenzen auch eine Schräglage, die in der Regel bei maximal 45° liegt. Danach kann es passieren, dass das Gas in den Arbeitsraum eindringt.

Der Vorteil dieses Systems ist, dass bei vollem Arbeitsweg der Dämpfer auch in der Schraubenfeder (Coil-Over) Platz findet. Der Nachteil ist die reduzierte Kühlung des Öls durch den doppelwandigen Aufbau. Dieser Nachteil kann durch das externe Reservoir kompensiert werden.

Bekannte Dämpfertypen

ARB Old Man Emu Nitrocharger Sport
Der OME Nitrocharger Sport ist ein typischer Dämpfer dieses Typs ohne Reservoir. Er kommt vom Werk aus abgestimmt auf die OME-Federn aus gleichem Hause, das jeweilige Fahrzeug und verschiedenen Beladungssituationen.

Koni Heavytrack
Das ist ein Zweirohrdämpfer mit einstellbarer Zugstufe und 70 mm Durchmesser. Er ist einbaufertig für viele bekannte Geländewagentypen erhältlich.

Bypass-Stoßdämpfer

Der Bypass-Dämpfer unterscheidet sich von den bisher genannten Systemen in einer wesentlichen Sache. Sein Verhalten ist auch abhängig von der Position des Kolbens und nicht nur von seiner Geschwindigkeit. In der sogenannten Fahrzone spielt die Kolbengeschwindigkeit und dessen Shimmung (siehe Teil 4) kaum bis keine Rolle. Zu seinen Enden hin ändert sich das. Dort sind die Geschwindigkeit des Kolbens und sein Shim-Setup die bestimmende Faktoren. Damit ist es möglich, ein progressives Verhalten abhängig vom Grad der Einfederung zu erreichen. Ein Bypass-Dämpfer kann als Doppelrohr-Dämpfer ausgelegt sein oder als Einrohrdämpfer externe oder interne Bypässe besitzen.

Durchmesser, Anzahl und Position der Bypässe entscheiden dabei, wie und wo der Widerstand für den Kolben zu- oder abnimmt. Zumeist wird der Dämpfer dazu in drei Zonen eingeteilt. Der unteren Zone, wenn der Dämpfer fast komplett ausgefahren ist, der mittleren in der er sich die meiste Zeit bewegt (Fahrzone) und der oberen, wenn der Dämpfer fast ganz eingefahren ist. Erreicht der Kolben die untere oder obere Zone, sind dort keine Bypässe mehr vorhanden und die Dämpfung nimmt stark zu. Jetzt kann das Öl nur noch den Kolben durchströmen und seine Shimmung spielt die dominante Rolle. So wird vor dem kompletten Ein- oder Ausfedern die Dämpfung deutlich härter, um ein Durchschlagen zu einer der beiden Seiten abzufangen. Die meiste Zeit jedoch ist der Kolben in der mittleren Zone, wo die Bypässe liegen, um eine weichere, komfortablere Fahrt zu ermöglichen. Die Bypässe können so angelegt sein, dass die Shimmung nicht einmal aktiviert wird.

Zumeist werden mehrere Bypässe gelegt, die es dem Öl ermöglichen, bei der ein- oder ausfahrenden Kolbenstange am Kolben vorbei zu fließen. Diese Bypässe werden auf verschiedene Arten realisiert. Das können bei Einrohrdämpfern Nuten sein, die auf der Innenseite des Arbeitsrohrs gefräst sind. Solange der Kolben über die Nuten fährt, kann dort Öl ausweichen und die Dämpferwirkung ist reduziert. Diese Nuten müssen sich gegen Ende langsam verkleinern, damit der Übergang weich und nicht zu abrupt ist. Ist der Kolben über die Nuten hinweg, kann das Öl nur noch durch den Kolben fließen, der Widerstand nimmt zu, der Dämpfer wird härter.

Liegen die Bypässe in Form von Rohren außen, sieht das sehr futuristisch aus. An jedem der Bypässe können zusätzlich Ventile angebracht sein, damit ihr den Stoßdämpfer einstellen könnt. Da sie außen am Dämpfer liegen, sind sie sehr gut erreichbar. Als Coil-Over sind diese Dämpfer nicht geeignet.

Ist der Bypass-Dämpfer als Zweirohr-Stoßdämpfer ausgeführt, werden die Bypässe über Löcher im Arbeitsrohr gebildet. Sie lassen das Öl in den Raum zwischen äußerem und innerem Rohr strömen und von dort wieder in den Arbeitsraum hinter den Kolben. Ist der Kolben über alle Öffnungen hinweg, wird er wieder härter in der Wirkung.

Die Progression per Position einzustellen ist der große Vorteil dieser Dämpfer. Deshalb finden sie sich oft im Wettbewerbsbereich. Bei den Zweirohrdämpfern kommt ein leichter Nachteil zum Tragen. Das äußere Rohr, auch wenn es eine gute Leitfähigkeit hat, isoliert die größte Menge des Öls, welches sich im inneren Rohr befindet. Nur das Öl, welches im Zwischenraum ist und das ins Reservoir strömt, wird durch den Fahrtwind gekühlt. Dieser Nachteil stellt sich in der Praxis bei den üblicherweise großzügig dimensionierten Dämpfern erst bei langen und höchst anspruchsvollen Pisten mit hohen Stoßfrequenzen (sehr schnelles Fahren) ein.

Bekannte Dämpfertypen

ARB Old Man Emu BP-51
Der OME BP-51 ist ein Zweirohr-Bypass-Dämpfer mit Reservoir, den es als alleinstehenden Dämpfer oder als Coil-Over gibt. Er ist in Zug- und Druckstufe einstellbar.

FOX Factory Race, interner oder externer Bypass
Fox bietet eine ganze Reihe Bypass-Dämpfer sowohl mit internen oder externen Bypässen an. Sie kommen in der Regel mit Reservoir und verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten, sowohl für Zug- als auch Druckstufe und für hohe und niedrige Kolbengeschwindigkeiten (dazu mehr im vierten Teil).

Funktionsprinzip eines Dämpfers im Detail

Das Prinzip des Stoßdämpfers beruht trotz aller verschiedenen Arten darauf, dass die kinetische Energie, die beim Fahren in den Dämpfer gegeben wird, in Wärme umgewandelt wird. Beim Einfedern bewegt sich die Kolbenstange mit dem Kolben in das Dämpferrohr hinein, beim Ausfedern wieder heraus. Dabei muss sich der Kolben durch Öl bewegen, welches die Bewegung bremst. Die in den Dämpfer gegebene Energie wird so über Reibung in Wärme umwandelt. Bei einem BMW-X3-Prototypen auf der Rallye Dakar 2006 wurden bis zu 350° Celsius gemessen. Ich selbst konnte auf Waschbrettpisten 70° Celsius am Dämpfer messen.

Damit der Dämpfer die Bewegungen mitmachen kann, gibt es Öffnungen, sogenannte Ports, die an verschiedenen Stellen angeordnet sein können. Durch diese fließt das Öl, wenn Kolben und Kolbenstange sich bewegen. Dazu zählen der Kolben, die Wände des Dämpferrohrs oder Ventile, die an verschiedenen Stellen angebracht sein können. Sie entscheiden, wie schnell das Öl durch den Kolben oder an ihm vorbei strömen kann, beim Bypass-Dämpfer auch wann. Je mehr und je ungehinderter das Öl strömen kann, desto schneller bewegen sich Kolbenstange und Kolben und desto weniger Energie wird abgebaut. Der Dämpfer wirkt weich und eher komfortabel. Im umgekehrten Fall, wenn das Öl am schnellen Durchströmen gehindert wird, entsteht ein höherer Widerstand. Der Dämpfer wirkt hart, das Fahrzeug weniger komfortabel, aber besser kontrollierbar.

Im Kolben wird der Durchfluss durch verschiedene Bohrungen, durch federbelastete Scheiben oder durch Shim-Scheiben über den Bohrungen geregelt. Shim-Scheiben sind ein sehr übliches Verfahren. Sie vereinen Feder und Verschluss in einem Bauteil und ermöglichen eine sehr genaue, differenzierte Einstellung.

Der Volumenausgleich erfordert immer ein Gas

Da die Kolbenstange beim Eintauchen in das Dämpferrohr Öl verdrängt, muss es für dieses Volumen einen Ausgleich geben. Der wird in der Praxis durch komprimierbares Gas gewährt. Als Gas kommen Luft oder Stickstoff zum Einsatz. Bessere Dämpfer nutzen Stickstoff, da es sich gegenüber den unterschiedlichen Temperaturen neutral verhält und seine Eigenschaften sehr stabil sind.

Auch der Gasdruck spielt eine Rolle. Neben dem bereits erwähnten Zweck, das Aufschäumen und die Kavitation zu verhindern, kann durch Erhöhung des Gasdrucks die resultierende Federrate parallel zur Fahrwerksfeder eingestellt werden. Wird das Gas beim Einfedern komprimiert, will es sich wieder ausdehnen. Das erzeugt einen Gegendruck gegen das Einfedern. Je höher der Gasdruck ist, je stärker widersetzt sich der Dämpfer dem Einfedern und je mehr unterstützt er das Ausfedern. Daher sind intakte Gasstoßdämpfer im ausgebauten Zustand immer komplett ausgefahren. Das Gas will sich wegen des Drucks ausdehnen und drückt dabei die Kolbenstange aus dem Dämpferrohr.

Die Stoßdämpfer einstellen

In diesem Teil wurden die verschiedenen Stoßdämpfer und das grundlegende Funktionsprinzip erklärt. Was bedeuten aber Zug- und Druckstufe? Was sind Shims und wie wirkt das alles auf das Fahrverhalten? Darauf gehen wir in Teil 4 ein.