Die Technik "Stoßdämpfer"

Eigentlich ist es ein "Schwingungsdämpfer" aber in der Umgangssprache hat sich "Stoßdämpfer" durchgesetzt, weshalb hier auch weiter vom Stoßdämpfer oder schlicht "Dämpfer" die Rede sein wird.

Was macht ein Stoßdämpfer?

Der Stoßdämpfer sorgt für Fahrsicherheit und Fahrkomfort, d.h. er sorgt dafür, dass die Räder den Bodenkontakt möglichst nicht verlieren und er verringert die Bewegungen vom Fahrzeugaufbau bzw. dämpft dessen Schwingungen.
Durch den Stoßdämpfer wird maßgeblich beeinflusst, wie sich ein Fahrzeug "anfühlt"; ob es sich sportlich oder komfortabel fährt.

Wie macht er das ?

Üblicherweise wird im Stoßdämpfer der an der Kolbenstange befestigte Arbeitskolben in einem speziellen Stoßdämpferöl bewegt.
Die Bewegungsenergie wird durch den Strömungswiderstand der Ventilscheiben in Wärme umgewandelt und über das Gehäuse an die Umgebungsluft abgegeben.
Durch die Bewegung des Kolbens entstehen Drücke, die auf Kolben- u. Kolbenstangenfläche wirken und so die Dämpfkraft erzeugen.

Die Technik "Abstimmung"

Die Kunst der Fahrwerksabstimmung ist die Gestaltung von Federkraft und von Zug- u. Druckdämpfung um ein gewünschtes Fahrverhalten zu erreichen.

Dazu (etwas vereinfacht) die Vorgänge beim Ein- u. Ausfedern.

Beim Einfedern wirken Federkraft und Druck-Dämpfkraft zusammen der Bewegungsrichtung entgegen. Sie sollen zusammen ein Durchschlagen verhindern, aber auch den gewünschten Fahrkomfort erzeugen.
Je nach dem, wie stark druck-gedämpft wird, kann das Fahrwerk weit oder weniger weit einfedern (gleiche Feder vorrausgesetzt).

Beim Ausfedern wirkt allein die Zug-Dämpfkraft der Bewegungsrichtung entgegen. Die Zugdämpfung bremst die Feder beim Zurückfahren in die Normallage ab, d.h. Feder- und Dämpfkraft wirken in entgegen-gesetzte Richtungen.
Je nach dem, wie stark zug-gedämpft wird, kann das Fahrwerk schnell oder langsam wieder in die Normallage zurückkehren.

Um Fahrsicherheit  und Fahrkomfort zu vereinen werden die Dämpfungskräfte in Zug- und Druckdämpfung unterschiedlich gestaltet.

Recht einfach aber sehr wichtig ist die Unterscheidung, dass eine Feder eine Federkraft "erzeugt"; abhängig von ihrer Federrate und dem Federweg.

Je weiter die Feder zusammengedrückt wird, umso größer wird die Federkraft.

Wie schnell dies geschieht ist gleichgültig.

Ein Stoßdämpfer "erzeugt" seine Dämpfkraft jedoch abhängig von der Geschwindigkeit mit der er zusammengedrückt oder auseinander gezogen wird.

Je schneller der Dämpfer ein- oder ausfährt, umso größer wird die Dämpfkraft.
Dabei ist die Position vom Kolben/ Kolbenstange gleichgültig (Ausnahme: Sonderkonstruktionen, wie z.B. Nutendämpfer)

Im Fahrzeug wirken nun gleichzeitig; Federkraft aus Feder-Weg und Dämpfkraft aus Dämpfer-Geschwindigkeit.
Vom Fahrer wird aber "nur" der Gesamteindruck gespürt und es ist oftmals nicht so einfach diesen Gesamteindruck gedanklich in seine Komponenten zu zerlegen um sinnvolle Änderungen durchführen zu können.
Hier ist viel Erfahrung, das Wissen um die Wirkung der Stoßdämpferventile und eine systematische Vorgehensweise erforderlich.

Damit sich das Fahrzeug wie gewünscht fährt, müssen die Dämpfungskräfte auf die Fahrzeugmasse, die Feder, den zur Verfügung stehenden Federweg, das Untersetzungsverhältnis Dämpfer/Rad, den Einsatzzweck (z.B. StVO-Fahrzeug oder Rennstrecke), Reifen, u. a. Kriterien abgestimmt werden.
Bei der Kennliniengestaltung werden diese Anforderungen berücksichtigt.

Um Stoßdämpferkennlinien aufzunehmen benötigt man einen Stoßdämpferprüfstand. Damit wird der Dämpfer bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zusammengedrückt und auseinandergezogen und die Dämpfkraft gemessen.

Im Kraft-Geschwindigkeitsdiagramm (F-v-Diagramm) werden die Kennlinien der Dämpfkraft (Z=Zug und D=Druck) über der Geschwindigkeit dargestellt.

Fußnote:
Leider werden Stoßdämpfer und Federn für Oldtimer häufig nur nach Länge, Durchmesser und "Handtest" verglichen oder bewertet.
Dazu kann gesagt werden:

1. die Länge und der Durchmesser machen keine Aussage über die Kennlinien.
2. Der "Handtest", also das zusammendrücken und auseinanderziehen vom Dämpfer macht so gut wie keine Aussage über die Dämpfung. Dazu sind die Geschwindigkeiten die man "von Hand" erreicht einfach viel zu gering.
3. Zudem werden beim Gasdruckstoßdämpfer die Dämpfungskräfte noch von der Gaskraft überlagert.
4. Beim "Handtest" am ausgebauten Dämpfer wird die Untersetzung vom Dämpfer zum Rad nicht berücksichtigt. D.h. wo der Stoßdämpfer oder das Federbein auf der Schwinge oder dem Querlenker sitzt wird nicht berücksichtigt, ist aber von entscheidender Bedeutung.

Nur mit Prüfstand und der erforderlichen Erfahrung kann ein Fahrwerk seriös abgestimmt werden.