Die Aufhängung und Federung Bibel (Teil 1)

Teil 1 – Einführung und Vorderradaufhängung

Um was geht es und was soll das?

Abgesehen von den Reifen und Sitzen in deinem Auto ist die Aufhängung eines der wenigen mechanischen Teile, das deinen Arsch vom Asphalt trennt. Sie verhindert auch, dass sich dein Auto von selbst in Einzelteile rüttelt und schüttelt. Egal was du glaubst, wie glatt und eben der Weg vor dir ist, es ist ein ganz schlechter Platz, um mehr als eine Tonne Metall mit hoher Geschwindigkeit darüber zu treiben. So vertrauen wir auf die Federung. Menschen, die mit sehr alten Zügen oder U-Bahnen unterwegs sind, würden auch gern in den Genuss einer Federung kommen, aber das ist nicht der Fall und deshalb ist die Fahrt damit auch so unkomfortabel. Tatsächlich fühlt sich Fahrt so hart an, weil U-Bahnen keine seitliche Federung haben. Weil die Schienenführung zur Seite geringfügig abweicht und dies der gesamte Zug mitmacht, wackeln und zucken letztlich auch die Fahrgäste. In einem Auto hilft das Gummi der Reifen bei diesem kleinen Problem.

Federn

Man unterscheidet drei Federungs-Typen: Schraubenfedern, Drehstabfedern und Blattfedern. Schraubenfedern sind die Dinger, mit denen die meisten Menschen vertraut sind, und eigentlich sind es aufgerollte Drehstabfedern. Blattfedern wurden in den meisten amerikanischen Autos bis in die Mitte der 80er Jahre und darüber hinaus bis heute in fast allen schweren Nutzfahrzeugen verbaut. Sie sehen aus wie mehrere längliche Metallschichten die mit der Achse verbunden sind. Die einzelnen Schichten sind die sogenannten Blätter, nach denen die Blattfeder benannt wurde. Die Drehstabfeder oder Torsionsstab oder auch nur Drehstab ist ein bizarres kleines Gerät, mit fester Einspannung an beiden Enden, wobei die befestigten Bauteile gegeneinander eine Schwenkbewegung um die Drehachse ausführen können. Sie wurde beim VW Käfer und Karmann Ghia, Porsche (356 und 911 bis 1989) verwendet, und unter anderem für die hintere Aufhängung des Peugeot 205S. Anstelle einer Spiralfeder, ist die Achse an einem Ende einer Stahlwelle befestigt. Das andere Ende wird in eine Röhre gesteckt und dort durch Kerbverzahnung gehalten. Um unerwünschte Biegungen der Feder zu vermeiden, wird auf der Drehseite ein Stützlager montiert. Der maximale Drehwinkel ist von der Länge und Durchmesser des Drehstabs und der Festigkeit des Federstahls abhängig. Längere Drehstäbe erlauben wegen der größeren Drehwinkel längere Federwege am Hebel der Drehseite. Bei Belastung verdreht sich der Stab um seine Längsachse. Die besonders aus dem Fahrzeugbau bekannten Torsionsfedern bestehen meist aus massiven Rundstäben oder Paketen von flachen Bändern aus Federstahl, die bei gleicher Länge weiter nachgeben als massive Stäbe. (Quelle: teilweise aus wikipedia.de). Das ist jetzt schwierig zu visualisieren, aber später werden die verschiedenen Federungen noch genauer erklärt.

Stoßdämpfer

Diese absorbieren die vertikale Bewegung beim Fahren auf einer holprigen Strecke und deshalb sollten sie mit ihrem technisch „richtigen“ Namen genannt werden – Schwingungsdämpfer. Hätte dein Fahrzeug ausschließlich Federn, würde es wie ein Boot in der Brandung die Straße entlang schaukeln, bis du vollkommen seekrank aussteigen musst. Stoßdämpfer haben zwei Funktionen. Wie bereits erwähnt, schlucken sie die Unebenheiten der Straße, so dass die vertikale Beschleunigung des Rades weniger stark auf die Karosserie übertragen wird. Zum anderen sorgen sie dafür, dass die Räder nach Möglichkeit stets am Boden sind und das Fahrzeug damit lenk- und bremsfähig bleibt.
Du willst noch mehr Fachbegriffe? Technisch sind es anschlagdynamische hydraulische Dämpfer – mit anderen Worten, je schneller sie sich bewegen, desto mehr Widerstand setzen sie dieser Bewegung entgegen. Sie arbeiten zusammen mit den Federn. Die Feder ermöglicht es, die vertikale Bewegung des Rades auf der Straße, in kinetische Energie der ungefederten Masse umzuwandeln, und diese durch den Dämpfer abzuleiten. Der Dämpfer kann dies, indem er Gas oder Öl durch ein enges Ventil (ein kleines Loch) drückt. Bei verstellbaren Stoßdämpfer ist es möglich, die Größe dieser Öffnung zu ändern und damit auch die Stärke der Dämpfung. Je kleiner die Verengung, desto härter die Aufhängung.

Ein moderner Stoßdämpfer

Ein moderner Stoßdämpfer

Dieses Bild zeigt einen typischen modernen Stoßdämpfer. Dieses Komplettsystem besteht aus Feder und Schwingungsdämpfer. Diese Form wird meist im Zubehörhandel vertrieben oder findet auch bei der Erstausstattung von Motorrädern Anwendung.

Außer im Off-Road, im Oldtimerbereich und bei Spezialfahrzeugen gibt es heute keine sinnvolle Begründung mehr, nicht auf die vordere Einzelradaufhängung zu setzen. Und für den täglichen Gebrauch ist alles andere auch gelinde gesagt Scheiße. Nicht weil ich hier zur offensiven Sprachführung neige, sondern weil es einfach so ist. In den meisten Fahrzeugen wird daher heute die Einzelradaufhängung zumindest an der Vorderachse verbaut.

Das McPherson Federbein

MacPherson FederbeinDies ist das derzeit ohne Zweifel am weitesten verbreitete System einer Vorderradaufhängung in allen Autos europäischer Herkunft. Es ist denkbar einfach. Das System besteht im Wesentlichen aus einer Schubstrebe-Feder und Stoßdämpfer Kombination, die auf einem Kugelgelenk am Einzelarm schwenkt. Die Strebe selbst ist das tragende Element in diesem System, mit der Feder und Stoßdämpfer nicht nur ihre Pflicht erfüllen, sondern auch das Auto halten. Auf der Abbildung kann man den Dämpfer selbst nicht sehen, sondern nur die schwarze Schutzkappe in der Feder.
Bei einfachen Ausführungen ist nicht nur der untere Federteller, sondern auch der Achsschenkel mit dem Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers verschweißt. Der mit dem Federbein verschraubte Achsschenkel ermöglicht hingegen das Einstellen des Sturzes. Der obere Federteller ist im sogenannten Federbeindom in der Karosserie gelagert, oft über ein Wälzlager. Der Achsschenkel ist in einem Kugelkopflager im Querlenker gelagert.

Der zweite Teil der Aufhängung und Federung Bibel handelt von der Hinterachsfederung.


Dieser Text ist an Personen gerichtet, die sich selbst um Pflege und Wartung ihres Fahrzeugs kümmern (wollen). Auf dieser Seite wird privates Wissen vermittelt. Der Autor, der Übersetzer und der technische Anbieter dieser Seiten sind nicht verantwortlich für Sach- oder Personenschäden, die direkt oder indirekt durch das praxisnahe Umsetzen dieses Textes entstehen. Wer sich selbst oder sein Auto verletzt, findet bitte einen anderen Schuldigen. Dies ist die einzige rechtlich autorisierte Übersetzung der Car Bible von Chris Longhurst in deutscher Sprache.

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