Stoßdämpfer

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Die Stoßdämpfer sind dazu da die Schwingungen der Karosserie und der Räder schneller abklingen zu lassen, dadurch erhöhen sie die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort.
Beim T3 kommen hydraulische Stoßdämpfer zum Einsatz. Bei diesen bewegt sich ein Kolben im Zylinder und verdrängt dabei Öl durch kleine Bohrungen oder Ventile, die man Drosselstellen nennt. Die Drosselstellen bilden dabei zwei verschiedene Wirkungsbereiche. Der Eine ist die Zugstufe, bei der sich das Rad nach unten (Ausfedern) bewegt und den Dämpfer dabei auseinander zieht. Der Andere ist die Druckstufe bei der sich das Rad nach oben (Einfedern) bewegt und den Dämpfer wieder zusammen schiebt. Durch Verändern des Durchströmungswiederstandes für das Öl beim Hin- und Herbewegen des Kolbens ist eine Anpassung der Fahrzeugeigenschaften möglich. Durch den Stoßdämpfer wird die Bewegungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt.

Für den T3 syncro gibt es sowohl von VW als auch von diversen Zulieferern einige verschiedene Stoßdämpfer mit denen man die Fahrzeugeigenschaften entweder nach seinen Wünschen anpassen kann oder wegen einer dauerhaften Gewichtsänderung und/oder anderen Federn wieder die Serieneigenschaften herstellen will.

Inhaltsverzeichnis 1 Vorderachsdämpfer (Federbein) 1.1 Beschreibung der Federbeine 2 Hinterachsdämpfer 2.1 Beschreibung der Stoßdämpfer 3 Funktionsweise eines Schwingungsdämpfers 4 Dämpferbauarten 4.1 Zweirohrdämpfer 4.2 Einrohrdämpfer 5 Einzelnachweise 6 Links

Vorderachsdämpfer (Federbein)

An der Vorderachse wird beim T3, wie bei Einzelradaufhängung üblich, ein Federbein verbaut. Das heißt der Stoßdämpfer dämpft nicht nur die Schwingungen, sondern er muss zugleich auch die Feder aufnehmen und deren Kräfte übertragen. Die Auswahl der zur Verfügung stehenden Federbeine ist recht übersichtlich und die meisten Produkte der Zulieferer orientieren sich an den Seriendämpfern. Es gibt jedoch ein paar Federbeine, die von der Serie abweichen und sich daher gut eigenen um mehr Federweg zu erreichen und auch das Fahrverhalten durch eine individuelle Abstimmung den persönlichen Wünschen anzupassen.

In der folgenden Tabelle werden alle für den T3 syncro bekannten Federbeine aufgelistet.
Die Längen der Federbeine werden sowohl im ausgefahrenen als auch im eingefahrenen Zustand von der Mitte des unteren Auges, bzw. Gummilagers, bis zum Absatz an der Kolbenstange gemessen.

	Länge ausgefahren	Länge eingeschoben	Federweg	Rohrdurchmesser	Stiftlänge	Gewindelänge am Stift	Gewinde am Stift	Absatz-Gewindebeginn	Länge Schlüsselflächen	Preis/Stk	Kommentar
Koni rot (Serie)?
Koni grün (Serie)?
Serie 14" schwarz	476	343	133		55			27	5 (SW7)
OME (= Monroe)	506	372	134		58			26	6 (SW7)
Bilstein/"syncro-experts"	531	325	206								Bilstein Hinterachs-Rallydämpfer vom Ford Escord, Zug- und Druckstufe wurden auf -3200/1100 N geändert.
Monroe "Sensitrac" 001V2505
Boge 251 413 031 C (14")	483	338	145	54	55	24	M10x1,0	31 (?)	5 (SW6)		Seriendämpfer für 14" Fahrwerk
Boge 251 413 031 M (14")	483	338	145	54	55	24	M10x1,0	31 (?)	5 (SW6)		Schlechtwegeausstattung für 14" Fahrwerk
Boge 251 413 031 N (16")	483	338	145	54	55	24	M10x1,0	31 (?)	5 (SW6)		Seriendämpfer für 16" Fahrwerk
Maas Trailmaster	488	332	156							170,-	Gasdruckdämpfer dessen Federteller durch Einstellscheiben in der Höhe verstellbar ist.
Gewinde Gasdruckdämpfer von Harix84	515	346	169	52	77	46	M12x1,0		nicht vorhanden	350,-	In Zug- und Druckstufe verstellbarer Gasdruckdämpfer, Einzelanfertigung nach Wunsch aus dem Motorsport.
GoWesty FOX Shock Kit [4WD]	501	338	163	51	55		[3/8-24]			$1400 für 4	4500/1350N bei v=0,5m/s, Druckstufe verstellbar

Beschreibung der Federbeine

Hinterachsdämpfer

An der Hinterachse kommt ein herkömlicher Stoßdämpfer zum Einsatz, der nur die Dämpfung der Schwingungen übernimmt. Da solche Stoßdämpfer in vielen Fahrzeugen zum Einsatz kommen, gibt es für den T3 syncro eine recht gute Auswahl und auch eine Einzelanfertigung ist wesentlich einfacher und kostengünstiger als bei einem Federbein.

In der folgenden Tabelle werden alle für den T3 syncro bekannten Stoßdämpfer aufgelistet.
Die Längen der Stoßdämpder werden sowohl im ausgefahrenen als auch im eingefahrenen Zustand von der Mitte des oberen Gummilagers bis zu Mitte des unteren Gummilagers gemessen.

	Länge ausgefahren	Länge eingeschoben	Federweg	Preis/Stk	Kommentar
Koni rot (Serie 14" 2WD)	560	366	194
Serie Syncro 14"	590	364	226		Max. Dämpfungskräfte Zug-/Druckstufe -2500/1500 N
Koni grün (Serie…)
Serie 16"	600
OME	600	368	232
Trailmaster "SyncroService", HD	638	398	240		Max. Dämpfungskräfte Zug-/Druckstufe -2500/1290 N
Trailmaster "SyncroService", "tough"	613	385	228		Max. Dämpfungskräfte Zug-/Druckstufe -3000/1500 N
Trailmaster Stage II Art.???	646
Trailmaster Stage II Art. 58810	593	375	218	99,-	lt. Fa. Trailmaster für Serienhöhe, bis max 20 mm höhergelegt.
Trailmaster Stage II Art. 57980	639	398	241		lt. Fa. Trailmaster: für 20 mm bis max. 40 mm höhergelegte Fahrzeuge.
Bilstein 5100 BE5-A463-H5	618,5	383	235,5	100,-
Bilstein BE5-6248-H5	656,5	403	253,5
Monroe "Sensitrac" 001V2401
Rancho AIR (TN 3005)	665	390	275
Rancho Air RS 3116
GoWesty FOX Shock Kit [4WD]	635	391	244	$1400 für 4	3500/1350N bei v=0,5m/s, Druckstufe verstellbar

Beschreibung der Stoßdämpfer

Funktionsweise eines Schwingungsdämpfers

Durch den Verlauf der mehr oder weniger unebenen Fahrbahn wird ein Fahrzeug beim Fahren über die Räder zu Schwingungen angeregt. Damit diese rasch abklingen und die Räder nicht durch Springen den Bodenkontakt verlieren, werden Dämpfer benötigt. Diese Schwingungsdämpfer werden im Fahrzeugbau auch Stoßdämpfer genannt. Beim Pkw ergibt sich dabei zwangsläufig ein Zielkonflikt. Die Fahrsicherheit verlangt größtmöglichen Fahrbahnkontakt der Reifen, also einen straffen Dämpfer, während gleichzeitig der Komfort durch geringe Aufbaubeschleunigungen, also kleine Dämpferkräfte und große Federwege, aufrecht bleibt. An Rennfahrzeugen können die Dämpfer dagegen gezielt auf die geringste Radlastschwankung ausgelegt werden.
Die Dämpferkräfte und die dadurch hervorgerufenen Beschleunigungen beeinflussen das Fahrverhalten erheblich:

Dämpfkrafteinstellung:	niedrige Dämpfkraft	→	hoher Fahrkornfort, geringe Aufbaubeschleunigung
	hohe Dämpfkraft	→	geringer Fahrkomfort, aber geringere Radlastschwankungen - höhere Sicherheit bei sportlicher Fahrweise

Bei Serienfahrzeugen ergibt sich dadurch ein Zielkonflikt. Einerseits soll der Fahrkomfort hoch sein und andererseits darf die Fahrsicherheit jedoch nicht zu sehr darunter leiden. Eine Lösung dieses Zielkonflikts ermöglichen variable Dämpfer, Bild 3.^[1]

Bild 3 Einfluss von Federhärte und Dämpferrate auf das Fahrverhalten. Eine steife Aufbaufeder und ein harter Dämpfer erhöhen die Fahrsicherheit enorm, reduzieren jedoch durch die hervorgerufenen hohen Aufbaubeschleunigungen den Fahrkomfort. Für Rennfahrzeuge ist die Wahl von Feder- und Dämpferrate in dieser Hinsicht leichter. Bei ihnen zählt nur die Fahrsicherheit.

Dämpferbauarten

Von den unterschiedlichen grundsätzlichen Bauarten hat sich der Teleskop-Dämpfer durchgesetzt. Bei diesem wiederum gibt es zwei unterschiedliche Ausführungen. Der ältere Zweirohrdämpfer und der daraus entwickelte Einrohr- oder Gasdruckdämpfer.^[2]

Zweirohrdämpfer

Bild 4 zeigt die prinzipielle Wirkungsweise eines Zweirohrdämpfers. Beim Einfahren der Kolbenstange (1) strömt das Öl durch das Ventil A des Dämpferkolbens. Dieses Ventil weist allerdings keine große Drosselung auf, weil das Öl im Arbeitsraum (5) praktisch nur unter Atmosphärendruck steht und Dampfblasenbildung (Kavitation) bei großen Druckabfällen die Folge sein könnten. Im Bodenventil (10) erfolgt die Hauptdrosselung in der Druckstufe, wie das Einfahren der Kolbenstange genannt wird. Das heißt die Drossel D des Bodenventils muss für den Ölstrom einen größeren Widerstand erzeugen als die Bohrung A. Das Öl strömt dabei in den Ausgleichsraum (8). Der Ausgleichsraum muss etwa zur Hälfte gefüllt sein. Dadurch wird vermieden, dass bei extremen Fahrzuständen Luft durch das Bodenventil in den Arbeitsraum gesaugt wird. Der Ölspiegel im Ausgleichsraum sinkt bei einer Schräglage des Dämpfers an der Oberseite relativ zum Bodenventil noch weiter ab. Deshalb sind einem schrägen Einbau Grenzen gesetzt.
Bei der umgekehrten Bewegung, die Zugstufe, muss das Öl durch die Drosselbohrung B. Oberhalb des Kolbens ist das Öl-Volumen kleiner als unterhalb, weil die Kolbenstange ja einen Raum einnimmt. Das dadurch fehlende Öl unterhalb des Kolbens wird durch die Bohrung C im Bodenventil aus dem Ausgleichsraum nachgesaugt. Das Öl wird dabei oberhalb des Kolbens komprimiert und zwangsläufig wird eine geringe Ölmenge auch durch den Dichtspalt der Kolbenstangenführung (4) gedrückt. Dieses Öl gelangt über die Rücklaufbohrung (3) in den Ausgleichsraum.
Der Zweirohrdämpfer arbeitet auch bei geringem Ölverlust, hat aber den Nachteil, dass seine Einbaulage um einen 45° Bereich um die Senkrechte im zusammengedrückten Zustand eingeschränkt ist.

Vorteile:

• einfache Bauart,
  
• geringe Reibung durch Kolbenstangendichtung mit relativ geringen Anpresskräften,
  
• kleine Baulänge.
  

Nachteile:

• wirksame Ölkühlung nur im ringförmigen Ausgleichsraum,
  
• Einbaulage stark eingeschränkt,
  
• Absinken der Ölsäule im Arbeitstraum bei längerer Stillstandszeit des Fahrzeugs.

^[3]

Bild 4 Wirkungsweise eines Zweirohrdämpfers. 1 Kolbenstange 2 Kolbenstangendichtung 3 Rücklaufbohrung 4 Kolbenstangenführung 5 Arbeitsraum 6 Kolben mit Ventilen A und B 7 Zylinderrohr 8 Ausgleichsraum 9 Außenrohr 10 Bodenventil mit den Ventilen C und D

Einrohrdämpfer

Die gängige Ausführung für Serien- und Rennfahrzeuge ist der Gasdruckdampfer. Bild 5. Im Gegensatz zum Zweirohrdämpfer weist bei dieser Bauart der Dämpferkolben (3) zwei Drosselventile A und B auf. Damit in der Druckstufe Dampfblasenbildung unterbunden wird, steht das Öl unter Druck mindestens 25 bar bei Raumtemperatur). Dafür weist der Dämpfer ein Gasvolumen (6) auf, das durch den Trennkolben (5) vom Arbeitsraum (4) getrennt wird. Als Gas wird meist Stickstoff (N2) eingesetzt. Diese Gasfeder gleicht auch das von der Kolbenstange (1) freigegebene Volumen in der Zugstufe aus. Der hohe Gasdruck muss allerdings entsprechend abgedichtet werden. Die Dichtung (2) ist deshalb kräftiger dimensioniert als jene des Zweirohrdämpfers. Als Folge sind die Losbrechkräfte des Einrohrdämpfers höher. Dafür kann er in jeder Lage eingebaut werden und wegen der Vorspannung des Öls spricht dieser Dämpfer rascher an. Die unterschiedlichen Flächenverhältnisse an Kolbenober- und Unterseite wirken sich durch den Gasdruck zwar nicht beim Drosseln aber nach außen hin spürbar aus. Auf den Kolbenstangenquerschnitt wirkt der Differenzdruck des Gases zur Atmosphäre hin. Das resultiert in einer Kraft (z. B. 196 N bei 10 mm Kolbenstangendurchmesser und 25 bar), die das Fahrzeug beim bloßen Wechsel von Zweirohr- auf Einrohrdämpfer anheben kann.
Der Ausgleichsraum mitsamt dem Trennkolben kann auch vom restlichen Dämpfer baulich getrennt werden und wird dann durch eine Druckleitung mit dem Arbeitsraum verbunden.
Dadurch kann dieser Nachteil der längeren Bauweise gegenüber der Zweirohrausführung entkräftet werden.

Die Einrohrausführung hat gegenüber der Zweirohrvariante eine Reihe von Vorteilen:

• gute Kühlung, weil das Zylinderrohr direkt die Wärme an die Umgebung abgeben kann,
  
• bei gleichem Außendurchmesser ist ein größerer Kolbendurchmesser möglich,
  
• Einbaulage beliebig,
  
• kein Verschäumen des Öls (wegen der Druckvorspannung),
  
• mehrteilige Ausführung möglich (Dämpferelement und Ausgleichsraum baulich getrennt),
  
• dadurch wird die Unterbringung erleichtert.
  

Als Nachteile ergeben sich dabei:

• größere Losbrechkräfte (Ansprechen des Dämpfers),
  
• temperaturabhängige Kolbenstangen-Ausfahrkraft,
  
• höhere Kosten.

^[4]

Bild 5 Wirkungsweise eines Einrohrdämpfers (Gasdruckdämpfer). 1 Kolbenstange 2 Kolbenstangendichtung 3 Kolben mit den Ventilen A und B 4 Arbeitsraum 5 Trennkolben 6 Ausgleichsraum

Einzelnachweise

1. ↑ Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage 2010, Seite 314 - 315. ISBN 978-3-8348-0857-8
2. ↑ Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage 2010, Seite 315. ISBN 978-3-8348-0857-8
3. ↑ Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage 2010, Seite 315 - 316. ISBN 978-3-8348-0857-8
4. ↑ Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage 2010, Seite 316 - 317. ISBN 978-3-8348-0857-8

Links

Zum Thema passende Artikel aus dem SyncroWiki

Dämpferkennlinien

Federn

Höherlegung