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Schwingungsdämpfer

Schwingungsdämpfer oder Stoßdämpfer bei Fahrzeugen dienen dazu, einerseits den Fahrkomfort zu verbessern und andererseits die Verkehrssicherheit der Fahrzeuge zu erhöhen. Die Schwingungsdämpfer sind so angeordnet und konstruiert, dass die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Schwingungen stark gedämpft werden.

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Schwingungsdämpfer oder Stoßdämpfer unterschiedlicher Bauart findet man heutzutage nicht nur bei LKW, PKW, Motorrädern und Mopeds, sondern teilweise auch bei Fahrrädern. Sie werden dort als Federgabeln bezeichnet. Schwingungsdämpfer bei Fahrzeugen dienen dazu, einerseits den Fahrkomfort zu verbessern und andererseits die Verkehrssicherheit der Fahrzeuge zu erhöhen.
Die Verbesserung des Fahrkomforts erfolgt dadurch, dass die aufgrund von Fahrbahnunebenheiten entstehenden und auf die Räder übertragenen Schwingungen sich nicht bzw. nur stark abgeschwächt auf die Personen im Fahrzeug auswirken. Die Verbesserung der Verkehrssicherheit erfolgt dadurch, dass durch die Schwingungsdämpfer ein ständiger Kontakt der Räder zur Fahrbahn auch bei Unebenheiten erreicht wird. Damit wird die Gefahr des Rutschens oder Schleuderns, insbesondere in Kurven, wesentlich verringert. Defekte Schwingungsdämpfer verringern die Verkehrssicherheit. Sie sollten deshalb umgehend erneuert werden.

Aufbau und Wirkungsweise

Ein Schwingungsdämpfer ist immer so zwischen Radaufhängung und Karosserie angeordnet, dass er die durch die Unebenheiten der Fahrbahn auf die Räder übertragenen Schwingungen abfedert und somit verhindert wird, dass sich diese Schwingungen ungedämpft auf die Karosserie übertragen.

Aufbau eines Schwingungsdämpfers: Zwischen den beiden Aufhängungen befindet sich ein Zylinder, in dem sich Öl (Hydrauliköl) und zusätzlich mitunter noch ein Bereich mit Gas befinden. Die obere, an der Karosserie befindliche Aufhängung ist mit einem Kolben verbunden, der sich in dem Zylinder bewegen kann.

Wirkungsweise: Wenn das Auto auf einer unebenen Straße fährt, wird die obere Aufhängung an der Karosserie bei einer Erhebung mit dem Kolben ins Innere des Zylinders gedrückt. Das Öl, das den Kolben umgibt, stellt hierbei einen Widerstand dar, durch den Reibung entsteht. Das Öl durchfließt die Ventile, sodass sich der Kolben gegen einen großen Widerstand ins Innere des Zylinders hinein bewegt. Im Zylinder selbst werden das Öl und ein Gas durch eine flexible Trennwand getrennt. Wird der Kolben durch einen Stoß in den Zylinder hineingedrückt, so wird das Gas hinter der Trennwand ebenfalls zusammengedrückt. Lässt der Druck auf das Gas nach, dehnt es sich aus und schiebt die Trennwand und damit auch den Kolben mit der Karosserieaufhängung nach oben. Dabei muss das Öl wieder durch die Ventile. Der Kolben schwingt somit bei Fahrbahnunebenheiten in dem Zylinder mit Öl hin und her, wobei die Schwingung stark gedämpft wird.

Prüfung der Funktionstüchtigkeit von Schwingungsdämpfern

Zur Prüfung der Funktionstüchtigkeit von Schwingungsdämpfern werden spezielle Anordnungen genutzt. Die Räder des Autos werden mit einer "Rüttelmaschine" in Schwingungen versetzt und diese Schwingungen werden mit einem Schwingungsschreiber aufgezeichnet und ausgewertet.

Aus der Form der aufgezeichneten Schwingungen ist für den Fachmann erkennbar, ob die Schwingungsdämpfer noch voll funktionstüchtig sind oder ob sie im Interesse der Verkehrssicherheit ersetzt werden müssen.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Schwingungsdämpfer." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/schwingungsdaempfer (Abgerufen: 09. June 2025, 21:28 UTC)

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Gedämpfte harmonische Schwingungen

Mechanische Schwingungen können ungedämpft oder gedämpft verlaufen. Solche ungedämpften Schwingungen treten immer dann auf, wenn ein Schwinger einmalig angeregt wurde und sich selbst überlassen bleibt, also freie Schwingungen ausführt, wie das z.B. bei einer einmal angeschlagenen Saite einer Gitarre der Fall ist. Aufgrund von Reibungseffekten wird dann ständig mechanische Energie in thermische Energie umgewandelt. Damit verringert sich die Amplitude der Schwingungen.
Bei harmonischen mechanischen Schwingungen kann man die Abnahme der Amplitude auch mathematisch erfassen.

Resonanz

Schwingende Körper (Schwinger, Oszillatoren) können durch Energiezufuhr von außen zu erzwungenen Schwingungen angeregt werden. Ist die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz des Schwingers, so erreicht die Amplitude der Schwingung ein Maximum. Das wird als Resonanz bezeichnet. Die Resonanzbedingung lautet:

f E = f 0 f E Erregerfrequenz f 0 Eigenfrequenz des Schwingers

Schall und seine Eigenschaften

Alles, was akustisch mit den Ohren wahrgenommen werden kann, ist Schall. Schall geht von Schallquellen aus. Seinem Wesen nach ist Schall eine longitudinale mechanische Welle, bei der sich zeitlich periodisch der Druck ändert. Schall breitet sich in einem Stoff mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit, aus. Er kann reflektiert, gebrochen und absorbiert werden. Da Schall eine mechanische Welle ist, treten bei Schallwellen auch Beugung und Interferenz auf.

Schwingungsdämpfer

Schwingungsdämpfer oder Stoßdämpfer bei Fahrzeugen dienen dazu, einerseits den Fahrkomfort zu verbessern und andererseits die Verkehrssicherheit der Fahrzeuge zu erhöhen. Die Schwingungsdämpfer sind so angeordnet und konstruiert, dass die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Schwingungen stark gedämpft werden und damit die Personen im Inneren des Fahrzeugs keinen starken Stößen ausgesetzt sind.

Zeigerdarstellung von Schwingungen

Schwingungen können in unterschiedlicher Weise dargestellt werden. Eine Möglichkeit besteht in der mathematischen Beschreibung mithilfe der Schwingungsgleichung y = y max ⋅ sin   ( ω ⋅ t + φ 0 ) .
Eine zweite Möglichkeit ist die Darstellung in y-t-Diagrammen, die man auch experimentell durch eine der vielfältigen Formen der Schwingungsaufzeichnung gewinnen kann.
Für harmonische Schwingungen gibt es noch eine dritte, recht anschauliche und leicht zu realisierende Möglichkeit, die Zeigerdarstellung. Dabei wird genutzt, dass man eine harmonische Schwingung als Projektion eines gleichförmig rotierenden Zeigers auf eine Achse auffassen kann.

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