Stoßdämpferkolben

Ein Stoßdämpferkolben ist ein Bauteil im Dämpfer, das sich durch Hydraulikflüssigkeit bewegt und so die Dämpfkraft erzeugt. Dieser Kolben steuert den Flüssigkeitsfluss durch präzise gefertigte Öffnungen oder Löcher, die einen kontrollierten Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit ermöglichen. Der Kolben selbst bewegt sich durch die Hydraulikflüssigkeit im Stoßdämpfer, um den Widerstand beim Ein- und Ausfedern der Federung zu regulieren.

Stoßdämpferkolben werden in der Regel aus Aluminiumlegierungen oder Sintereisen hergestellt. Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch geringes Gewicht und gute Wärmeableitung aus, während Sintereisen eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit für den Schwerlasteinsatz bietet.

Wie funktioniert der Stoßdämpferkolben?

Die Aufgabe des Stoßdämpferkolbens besteht darin, durch Dämpfungswiderstand zu steuern, wie die Federung eines Fahrzeugs auf Unebenheiten und Fahrbahnunebenheiten reagiert. Der Kolben bewegt sich zusammen mit dem Stoßdämpferzylinder auf und ab, wenn das Fahrzeug auf eine Unebenheit oder Senke trifft.

Dadurch wird die Hydraulikflüssigkeit durch kleine Öffnungen im Kolben gepresst, sodass jeweils nur eine kontrollierte Menge durchgelassen wird. Dadurch verlangsamt sich die Kolbenbewegung und reguliert, wie schnell die Federung ein- und ausfedert. Die dabei entstehende Energie wird als Wärme abgeleitet, wodurch übermäßiges Hüpfen verhindert und der Reifen fest auf der Straße bleibt.

Arten von Stoßdämpferkolben

Hydraulische Stoßdämpferkolben

Hydraulische Stoßdämpferkolben sind die Hauptkomponente eines hydraulischen Stoßdämpfers. Der Zylinder ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Die Kolben bewegen sich durch diese Flüssigkeit und erzeugen dabei einen Widerstand, der die Bewegung dämpft. Ein solcher Kolben enthält eine Reihe von Ventilen, oft Ausgleichsscheiben oder Öffnungen, die den Ölfluss begrenzen.

Darüber hinaus sind diese Ventile entscheidend für die Dämpfungseigenschaften beim Ein- und Ausfedern. Größe und Anzahl der Öffnungen beeinflussen die Dämpfungsrate direkt. Die Kolben hydraulischer Stoßdämpfer sind mit Dichtungen ausgestattet, um einen Ölumlauf an ihrem Außendurchmesser zu verhindern und sicherzustellen, dass die gesamte verdrängte Flüssigkeit durch die Ventile fließt. Diese Kolben sind in Standard-Pkw vorhanden.

Gasgefüllte Stoßdämpferkolben / Gasdruckkonstruktionen

Diese Kolben sind in gasgefüllten Stoßdämpfern vorhanden, die eine Niederdruck-Stickstoffgasfüllung in das Hydrauliksystem integrieren. Bei Einrohrkonstruktionen trennt ein schwimmender Kolben das Öl vom Gas und verhindert so die Belüftung. Dieser schwimmende Kolben bewegt sich frei im Stoßdämpferkörper und komprimiert das Gas, während der Hauptkolben das Öl verdrängt. Diese Konstruktion verhindert die Vermischung des Öls mit Luft/Gas, wodurch Kavitation vermieden und eine gleichmäßige Dämpfung gewährleistet wird.

Einstellbare/elektronisch gesteuerte Kolben

Elektronisch gesteuerte Stoßdämpfer nutzen Sensoren und elektronische Ventile, um die Dämpfungseigenschaften in Echtzeit anzupassen. Die elektronisch gesteuerte Kolbenbaugruppe enthält elektronisch betätigte Ventile, wie Magnetspulen oder Schrittmotoren, die die Größe der Ölkanäle oder die Steifigkeit der Ventile schnell verändern können. Diese Ventile werden von einer zentralen ECU anhand von Sensordaten wie Raddrehzahl, Lenkwinkel oder Fahrzeuglast gesteuert und ermöglichen so eine adaptive Dämpfungsanpassung in Echtzeit.

Herstellungsprozess des Stoßdämpferkolbens

CNC Dienstleister

Hersteller nutzen CNC-Bearbeitung, um Stoßdämpferkolben aus massivem Metall herzustellen und erreichen so eine hervorragende Maßgenauigkeit und Oberflächenintegrität. Aufgrund des hohen Materialabtrags und der langen Zykluszeiten ist dieses Verfahren für die Massenproduktion jedoch ineffizient.

Pulvermetallurgie

Stoßdämpferkolben hergestellt von PulvermetallurgieverfahrenZunächst wird Metallpulver in eine Form gepresst, um die gewünschte Form zu erhalten. Anschließend wird dieser Grünling unter seinen Schmelzpunkt erhitzt, um die Partikel metallurgisch zu verbinden und so Festigkeit und Dimensionsstabilität zu erreichen.

Eine Studie hat gezeigt, dass die Herstellung von Stoßdämpferkolben durch Pulvermetallurgie unter Verwendung von Fe-Cu-Legierungsstählen außergewöhnliche Eigenschaften aufweist, darunter:

• PM ermöglicht es Herstellern, Kolben mit der gewünschten Festigkeit herzustellen, indem sie deren Porosität steuern. Stoßdämpfer mit geringerer Porosität, etwa solche mit 10 % Porosität, weisen beispielsweise eine höhere Dichte auf (~7.0 g/cm 3).
• Bei etwa 90 % der theoretischen Dichte (~7.0 g/cm³) weisen Fe-Cu-Pulvermetallurgielegierungen im gesinterten Zustand typischerweise Zugfestigkeiten im Bereich von 300–430 MPa auf.
• Diese Kolben wiesen eine verbesserte Härte und Schlagfestigkeit auf und gewährleisteten so Haltbarkeit und stabile Leistung unter zyklischen Belastungen.
• Mit der Pulvermetallurgie können Hersteller enge Toleranzen (±0.01 mm) und feine Oberflächengüten erreichen.

Metallspritzguss

Metallspritzguss (MIM) kombiniert die Vielseitigkeit des Kunststoffspritzgusses mit der Festigkeit von Sintermetall. Bei diesem Verfahren verwendet der Hersteller ultrafeine Metallpulver, die mit einem Polymerbinder vermischt werden. Dieses Material wird anschließend in Formen gespritzt, um mit minimaler Nachbearbeitung nahezu konturnahe Bauteile zu erhalten. Nach dem Formen wird der Grünling gesintert, wobei der Binder entfernt wird. Das Endprodukt weist eine hohe Dichte und Festigkeit auf. MIM bietet Stoßdämpfern außergewöhnliche Eigenschaften. Die wichtigsten Merkmale sind nachfolgend zusammengefasst:

Dämpfungskurvenbasierte Kolbenkonstruktionen

Linearkolben

Diese Kolben bieten eine nahezu lineare Dämpfungsreaktion über einen begrenzten Geschwindigkeitsbereich. Dadurch bieten sie eine konsistente und vorhersehbare Reaktion über einen großen Bereich von Federungsgeschwindigkeiten.

Aufbau und Eigenschaften des Linearkolbens

• Flache Flächen: Linearkolben haben normalerweise vollkommen flache Flächen, auf denen die Ventilscheiben (Shim-Stacks) sitzen.
• Pyramidenstapel: Um eine lineare Leistung zu erzielen, verwenden diese Kolben üblicherweise pyramidenförmige Ventilscheibenstapel, wobei der Durchmesser der Scheiben abnimmt. Diese Konfiguration ermöglicht eine gleichmäßige Erhöhung der Dämpfungskraft bei zunehmendem Ölfluss.
• Ausreichende Entlüftungslöcher: Der Kolben verfügt über ausreichend große Entlüftungslöcher, um den Ölfluss zu ermöglichen und so zur linearen Reaktion beizutragen. Die Dämpfungskraft wird hauptsächlich durch den Widerstand des durch diese festen Öffnungen fließenden Öls und die Auslenkung des Shim-Stacks erzeugt.

Abschweifende Kolben

Degressive Kolben bieten bei niedrigen Wellengeschwindigkeiten eine straffe Dämpfung, bleiben bei höheren Geschwindigkeiten jedoch weicher. Das degressive Verhalten resultiert aus vorgespannten Shim-Stacks oder Abblasventilen, die bei einem festgelegten Druck öffnen und so die Dämpfungsneigung bei höheren Kolbengeschwindigkeiten reduzieren. Diese Konfiguration verbessert die Kontrolle bei langsamen Karosseriebewegungen wie Bremsen, Kurvenfahrten oder Beschleunigen.

Progressive Kolben

Progressive Kolben liefern eine Dämpfungskraft, die mit zunehmender Kolbengeschwindigkeit oder Druckdifferenz schneller zunimmt. Sie sorgen für eine ruhige Fahrt bei niedriger Geschwindigkeit und bieten gleichzeitig festen Widerstand bei hoher Geschwindigkeit oder starken Federungsbewegungen. Dadurch wird ein Durchschlagen effektiv verhindert und die Fahrzeugkontrolle unter anspruchsvollen Bedingungen verbessert. Das progressive Verhalten ist hauptsächlich auf steife Ventilblöcke und eine restriktive Düsengeometrie zurückzuführen; der Entlüftungsweg beeinflusst nur die Dämpfung bei niedriger Geschwindigkeit und ist nicht die Ursache für die Progressivität.

Anwendungen von Stoßdämpferkolben

Personenkraftwagen

Stoßdämpfer in Personenkraftwagen verwenden häufig lineare, degressive oder progressive Kolben, je nachdem, wie aggressiv das Fahrzeug abgestimmt ist. Beispielsweise verwenden Luxusfahrzeuge häufig degressive oder adaptive Dämpfungsventile, um eine weiche Anfangsreaktion und stabile Kontrolle bei höheren Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Sportlichere Modelle verwenden jedoch in der Regel degressive Kolben für eine verbesserte Karosseriekontrolle bei aggressiven Fahrmanövern.

Motorräder

Motorradfederungssysteme bestehen typischerweise aus einem Kolben, wie er beispielsweise in Gabeln oder hinteren Stoßdämpfern verwendet wird, und einer Kombination aus Federn. Der Kolben moduliert Schwingungen durch Straßenunebenheiten, isoliert den Fahrer und verbessert das Handling.

Geländewägen

Offroad-Stoßdämpfer verfügen häufig über robuste Kolben mit progressiver oder hybrider Ventilsteuerung. Diese Konstruktionen sind darauf ausgelegt, auch unter extremen Bedingungen wie starken Stößen, Hochgeschwindigkeits-Waschbrettabschnitten und längerem unwegsamem Gelände störungsfrei zu bestehen.

Hersteller von Stoßdämpferteilen

BLUE ist ein spezialisierter Hersteller von pulvermetallurgischen Produkten und liefert Präzisions-Stoßdämpferkomponenten für Automobile, Motorräder und Geländefahrzeuge. Unser Produktsortiment umfasst Kolben, Ventile und Führungen.

Wir liefern eine breite Palette an Standard Stoßdämpferteile bekannt für gleichbleibende Qualität, Verschleißfestigkeit und Maßgenauigkeit. Alle Standardteile sind kostengünstig und erfordern keine Formgebühren. Für spezielle Anforderungen bieten wir auch kundenspezifische Entwicklungen mit kostenlosem Formenbauservice an.

Sie können downloaden unsere Produktliste um genau die Stoßdämpferteile zu finden, die Sie benötigen.

Qualitätskontrolle zur Erfüllung der Standards ISO 9001:2015 und IATF 16949:2016.