Grundwissen

Das Zusammenspiel zwischen Federn und Stoßdämpfern im Fahrwerk ist komplex. Hier erklären wir, wie es funktioniert.

Car with Bilstein sticker

Grundwissen

Fahrwerk: Bodenhaftung – Traktion – Komfort

Das Fahrwerk ist das Bindeglied zwischen Fahrbahn und Karosserie. Es hat die Aufgabe, die durch Fahrbahnunebenheiten oder durch Richtungswechsel auftretenden Schwingungen des Rades und der Karosserie möglichst kontrolliert abzubauen. Die Weitergabe dieser Schwingungen an die Karosserie muss weitestgehend vermieden werden, um Wanken, Gieren und Nicken zu reduzieren, Aufschaukeln zu verhindern und für optimale Bodenhaftung und Traktion bei minimalem Schlupf zu sorgen. Zum Fahrwerk gehört eine Vielzahl verschiedener Komponenten, darunter Federbeinstützlager, Feder, Stoßdämpfer, Verbindungsstange (Koppelstange), Stabilisator, Achsträger/Radträger, Radlager, Lenker (Quer- und Längslenker), Radbremse, Felge, Reifen, Achsantrieb und Lenkung.

Feder: Aufgabe und Funktion

Die Federung fängt die Unebenheiten und Fahrbahnstöße auf. Sie wandelt diese Fahrbahnstöße in Schwingungen um. Die Feder ist ein wichtiges Bindeglied zwischen den einzelnen Fahrwerkkomponenten. Sie verbindet die gefederten und ungefederten Massen im Fahrzeug. Zu den ungefederten Massen zählen die Fahrzeugkomponenten, die zwischen Straße und Feder liegen, also Räder, Bremse und Teile der Radaufhängung sowie der Lenkung. Alle weiteren Fahrzeugkomponenten werden als gefederte Massen bezeichnet, dazu gehören Karosserie, Antrieb und die übrigen Teile der Radaufhängung und Lenkung. Für den Federungskomfort eines Automobils gilt grundsätzlich: Je kleiner das Verhältnis von ungefederter zu gefederter Masse ist, desto höher der Komfort. Die Feder wirkt zusammen mit dem Stabilisator, den Reifen und den Sitzen.

Stoßdämpfer: Aufgabe und Funktion

Ein Stoßdämpfer reduziert und bremst Schwingungen der Feder ab. Fachlich richtig heißt er deshalb Schwingungsdämpfer. Der Schwingungsdämpfer wandelt die Bewegungsenergie durch Flüssigkeitsreibung in Wärmeenergie um. Das geschieht, indem im Inneren des Dämpfers durch die Ventildurchgänge der Durchfluss des Öls gebremst wird. Die Ventildurchgänge im Stoßdämpfer sind so gewählt, dass die auftretenden Schwingungen der Feder direkt im Ansatz reduziert werden. Dabei kann der Dämpfer sich auf bis zu 100–120°C erwärmen.

Zusammenspiel zwischen Feder und Dämpfer

Beim Überfahren von Hindernissen ist zunächst die Feder gefordert. Sie darf dabei nicht von einer hohen Dämpfleistung des Stoßdämpfers behindert werden. Beim Überfahren beispielsweise einer Bodenwelle wird das Rad durch das Hindernis in den Radkasten gedrückt. Hierbei wird die Feder zusammengepresst. Der Stoßdämpfer arbeitet in der Druckstufe. Nachdem die Feder das Hindernis ausgeglichen hat, muss der Stoßdämpfer die sich mit großer Kraft entspannende Feder in der Bewegung abbremsen. Der Stoßdämpfer arbeitet in der Zugstufe. Druckstufe (Zusammendrücken der Feder und des Dämpfers z.B. beim Überfahren einer Bodenwelle) meist ca. 25% der Dämpfkraft. Zugstufe (Auseinanderziehen des Dämpfers durch die Feder) meist ca. 75% der Dämpfkraft.

Fazit: Eine Feder mit einer höheren Federrate (Sport- oder Tieferlegungsfeder) arbeitet nur optimal mit dem entsprechenden Hochleistungs- oder Sportdämpfer.

Ölstoßdämpfer

Im Automobilbau werden nur noch zum geringen Teil Ölstoßdämpfer eingesetzt – technisch gesehen ist ein solcher Dämpfer eine schlechte Lösung. Denn im Öl ist ca. 10% Luft gebunden. Bei Belastung trennen sich Luft- und Ölmoleküle (Verschäumung/Kavitation), wodurch es zu einem spürbaren Nachlassen der Dämpfkraft kommt – bei längeren Fahrstrecken auf Landstraße oder Autobahn sind bis zu 35% Dämpfkraftverlust messbar. Das führt zu einer schlechteren Bodenhaftung der Räder, erst nach einer Ruhepause gewinnt der Dämpfer seine volle Kraft und das Fahrzeug sein ursprüngliches Fahrverhalten zurück.

Gasdruck-Stoßdämpfer

Diesen Dämpfkraftverlust gibt es beim Gasdruckstoßdämpfer nicht. Hier steht das Stoßdämpferöl durch Stickstoff permanent unter Druck, ein Aufschäumen auch unter Belastung wird dadurch verhindert. Deshalb ist das Fahrverhalten eines Automobils mit Gasdruckstoßdämpfern präzise definierbar und in allen Situationen zuverlässig stabil – ein deutliches Plus an Sicherheit. Den Gasdruckstoßdämpfer gibt es in Ein- und Zweirohrtechnik. Die bewährte Zweirohrtechnik bietet eine preisgünstige Alternative auf höchstem Technologie-Niveau. Einrohrtechnologie hingegen ist die Technik der Wahl in Motorsport und bei Seriensportwagen. Die im Vergleich größere Wirkfläche des Arbeitskolbens sorgt für höhere Dämpfkraft und besseres Handling. Eine optimale Ableitung der thermischen Energie nach außen erlaubt eine konstant hohe Leistung, und der stabile Aufbau bietet größte Sicherheitsreserven in flexiblen Einbaulagen, z.B. Upside-Down-Technik.

Generell gilt:

Hat das Fahrzeug als Seriendämpfer einen Ölstoßdämpfer, so werden durch die Umrüstung von Öl- auf Gasdruckstoßdämpfer (BILSTEIN B4) Fahrstabilität, Straßenlage, Komfort und Sicherheit bei jedem Serienfahrzeug optimiert. Fahrzeuge mit Serien-Gasdruckdämpfern behalten ihr Fahrverhalten nur, wenn auch beim Stoßdämpferwechsel wieder Gasdruckstoßdämpfer verbaut werden. Eine Umrüstung auf Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer (z.B. BILSTEIN B6) verbessert das gesamte Fahrverhalten und sorgt mit mehr Dämpfkraft für mehr Sicherheit und Fahrspaß auch unter hoher Belastung, z.B. durch hohe Aufbauten, Gasanlagen oder Anhängerbetrieb.

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