Funktion und Wartung der Fahrzeugaufhängung

Das Federungssystem verbindet die Karosserie mit den Reifen. Es besteht aus Federn, Stoßdämpfern und weiteren mechanischen Bauteilen, die den Fahrzeugaufbau tragen, Schwingungen dämpfen und den Fahrkomfort verbessern.

Unterschiedliche Federungsabstimmungen vermitteln unterschiedliche Fahrerlebnisse. Hinter dem scheinbar einfachen System steht das Zusammenspiel vieler Kräfte. Es beeinflusst unmittelbar Stabilität, Komfort und Sicherheit und gehört deshalb zu den wichtigsten Baugruppen moderner Autos.

Funktionsprinzip

Das Federungssystem trägt die Karosserie und hält die Reifen in Kontakt mit der Fahrbahn#

Das Federungssystem erfüllt zwei Aufgaben: Es gleicht Fahrbahnunebenheiten für mehr Komfort aus und hält die Reifen beim Überfahren unebener Flächen in Kontakt mit der Straße. Wer Wert auf Fahrverhalten legt, verfolgt mit Verbesserungen an der Federung ein klares Ziel: bessere Fahrzeugkontrolle.

Am häufigsten werden Schraubenfedern verwendet, weil sie einfach herzustellen, leistungsfähig und kostengünstig sind. Physikalisch speichert eine Feder Energie. Wirkt eine bestimmte Kraft auf sie, verformt sie sich. Fällt die Kraft weg, strebt die Feder in ihren Ausgangszustand zurück.

Beim Zurückfedern kann die Schwingung jedoch über die ursprüngliche Federlänge hinausgehen. Reibungswiderstand und Stoßdämpfer bremsen diese freie Schwingung. Deshalb sind Stoßdämpfer unverzichtbar: Sie kontrollieren die Federbewegung nach einem Stoß.

Eine typische Feder hat eine lineare Kennlinie. Ihre Stauchung und Verformung unter Krafteinwirkung folgen dem Hookeschen Gesetz: F=KX, wobei F die einwirkende Kraft, K die Federkonstante und X die Verformung bezeichnet. Wird eine lineare Feder beispielsweise mit 40Kg belastet und dabei um 1 cm zusammengedrückt, vergrößern zusätzliche 40Kg die Stauchung jeweils um weitere 1 cm.

Im Fahrzeug wirken auf die Federn mehr als nur senkrechte Lasten. Auch bei vollständigem Ausfedern bleibt eine Vorspannung bestehen, damit die Feder an ihrem Platz bleibt. Bei einer herkömmlichen Feder-Dämpfer-Konstruktion trägt die Feder die Karosserie und nimmt sowohl Fahrbahnstöße als auch Kräfte beim Beschleunigen, Verzögern, Bremsen und Kurvenfahren auf.

Entscheidend ist, den Reifen dauerhaft in Kontakt mit der Fahrbahn zu halten und zugleich Schwingungen zu kontrollieren. Ein besserer Kontakt zwischen Reifen und Straße ist ein wesentlicher Ansatzpunkt für ein verbessertes Fahrverhalten.

Die Aufgaben der Federn

Die Federrate beeinflusst Komfort, Traktion, Fahrzeughöhe und Fahrverhalten#

Federn sollen vor allem den Fahrkomfort erhalten und die Reifen in vollem Kontakt mit dem Boden halten. Ungeeignete Federn können sowohl Fahrkomfort als auch Handling verschlechtern.

Bei vollkommen starren Federn arbeitet die Federung nicht richtig. Eine zu harte Abstimmung kann Komfort und Fahrverhalten zugleich beeinträchtigen. Springt das Auto über eine Unebenheit, können die Reifen den Bodenkontakt verlieren. Geschieht das beim Beschleunigen, Bremsen oder in einer Kurve, geht Traktion verloren.

Zu weiche Federn können dazu führen, dass die Federung durchschlägt, also ihren gesamten Federweg aufbraucht. Geschieht dies in einer Kurve, wird die wirksame Federrate praktisch unendlich, weil keine weitere Stauchung möglich ist. Eine schlagartige Lastverlagerung kann dann zu Traktionsverlust führen.

Ein langer Dämpferweg kann Durchschlagen vermeiden helfen, geht jedoch mit einem höheren Fahrzeugaufbau einher. Dieser erhöht den Schwerpunkt, der das Fahrverhalten maßgeblich beeinflusst. Zu weiche Stoßdämpfer können deshalb die Fahrzeugkontrolle erschweren.

Auf einer vollkommen ebenen Fahrbahn wären Federn und Federung nicht nötig. Je unebener die Straße ist, desto weicher müssen die Federn sein, damit die Reifen Bodenkontakt halten können; zugleich ist mehr Federweg erforderlich. Die Fahrbahnunebenheit bestimmt die nötige Federrate mit. Wie weich die Feder sein sollte, ist eine wichtige Frage, bei der häufig die Erfahrung von Fahrzeugherstellern und Rennteams gefragt ist.

Weichere Federn bieten im Allgemeinen mehr Komfort und auf unebenen Straßen bessere Traktion. Auf normalen Straßen können sie jedoch stärkere Auf- und Abbewegungen der Federung zulassen und dadurch das Fahrverhalten beeinflussen. Bei Fahrzeugen mit ausgeprägten aerodynamischen Anbauteilen können weiche Federn bei hohem Tempo außerdem die Fahrzeughöhe verändern. Das kann zu unterschiedlichem Fahrverhalten bei niedrigen und hohen Geschwindigkeiten führen.

Federn erfüllen zwei Hauptaufgaben: Sie federn Federung beziehungsweise Fahrgestell gegenüber dem Boden ab und sichern so den Komfort. Außerdem helfen sie, die Reifen auf unebenen Fahrbahnen am Boden zu halten. Diese Ziele können sich widersprechen und unterschiedliche Federraten erfordern.

Eine Möglichkeit zum Ausgleich sind Federn mit veränderlicher Federrate, auch progressive Federn genannt. Mit zunehmender Stauchung steigt ihre Federkonstante. Konstruktion und Herstellung sind aufwendig, doch sie können ein weiches Ansprechen mit stärkerem Widerstand bei weiterer Einfederung verbinden.

Auf holprigen Straßen verbessert der zunächst weichere Federbereich die Reifenhaftung. Bei stärkerer Stauchung stabilisiert die zunehmende Federrate die Karosserie und verhindert ein Durchschlagen der Federung beziehungsweise der Feder. So kann eine kürzere Feder den Schwerpunkt senken und trotz kurzem Federweg ein Durchschlagen vermeiden.

Für eine progressive Feder muss sich die Federkonstante mit der Stauchung ändern. Viele progressive Federn haben ungleiche Windungsabstände oder unterschiedliche Durchmesser. Wird eine Feder mit ungleicher Steigung zusammengedrückt, berühren sich einige Windungen. Dadurch ändern sich die Zahl der wirksamen Windungen und die Federkonstante K. Auch unterschiedliche Durchmesser der oberen und unteren Windungen verändern die Federkonstante direkt.

Änderungen an den Federn

Andere Federn können das Handling verbessern, verändern aber auch viele Fahrzeugeigenschaften#

Änderungen an den Federn sollen hauptsächlich das Fahrverhalten verbessern, meist durch härtere oder kürzere Federn. Da Federn viele für das Handling wichtige Faktoren beeinflussen, können solche Änderungen komplexe Auswirkungen auf das Fahrzeugverhalten haben.

Eine höhere Federrate kann den Widerstand der Federung gegen Wankbewegungen erhöhen und die Seitenneigung in Kurven verringern. Eine geringere Fahrzeughöhe senkt den Schwerpunkt, reduziert die Lastverlagerung in Kurven und kann die Stabilität verbessern. Eine Tieferlegung kann auch aus optischen Gründen gewünscht sein.

Federänderungen sollten zugleich nicht als rein optische Maßnahme betrachtet werden. Weil Federn Komfort, Traktion, Federweg, Durchschlagen und Reifenkontakt beeinflussen, müssen Straßenverhältnisse und tatsächlicher Einsatzzweck bei jeder Änderung berücksichtigt werden.

Fehlersuche

Auf ungewöhnliche Geräusche achten und Stoßdämpfer prüfen#

Ein häufiges Fehlerbild sind klackernde oder dumpf schlagende Geräusche aus der Federung, wenn das Auto fährt und auf- und abschwingt. Das deutet meist auf eine Fehlfunktion hin, besonders wenn die Geräusche auf unebener Fahrbahn stärker werden.

Häufige Ursachen für Federungsprobleme

• Beschädigter StoßdämpferDer Stoßdämpfer kann innen ausfallen oder Öl verlieren.
• Defekte StoßdämpferhülseEine beschädigte Hülse kann Geräusche und Spiel verursachen.
• Lockere BefestigungsschraubenLose Befestigungen können ungewöhnliche Bewegungen und Geräusche hervorrufen.

Ein normal arbeitender Stoßdämpfer wird im Betrieb warm. Bleibt er kalt oder tritt Öl aus, kann er beschädigt sein. Prüfen Sie auch die Stoßdämpferhülse. Ist sie defekt, sollte sie rechtzeitig zusammen mit dem Stoßdämpfer ersetzt werden.

Die Federung liegt zwischen Rädern und Karosserie. Sie trägt den Fahrzeugaufbau und dämpft Schwingungen für einen angenehmen Fahrkomfort. Außerdem beeinflusst sie Geländegängigkeit, Stabilität und Haftung. Zum System gehören Stoßdämpfer, Federn, Stabilisatoren, Verbindungsstangen und weitere mechanische Bauteile.

Neigt sich die Karosserie in einer scharfen Kurve übermäßig, können Stoßdämpfer, Stabilisator oder Teile der Radführung beschädigt sein. Solche Symptome sollten geprüft werden, da der Zustand der Federung Laufruhe und Stabilität unmittelbar beeinflusst.

Wartungshinweise aus der ursprünglichen Checkliste

Bei Arbeiten an der Federung auch das Bremsverhalten prüfen#

Die ursprünglichen Wartungshinweise enthalten auch Prüfpunkte der Bremsanlage, die beim Fahrzeugservice beachtet werden sollten. Kontrollieren Sie nach dem Wechsel der Bremsbeläge, ob das Bremspedal wieder normal zurückkehrt. Achten Sie im Alltag darauf, dass die Fußmatte nicht unter das Bremspedal rutscht und dessen Betätigung blockiert.

Achten Sie darauf, ob das Fahrzeug beim Bremsen zur Seite zieht und wie gut Betriebs- sowie Feststellbremse beziehungsweise Handbremse wirken. Prüfen Sie bei der Wartung zuerst den Zustand der Bremsflüssigkeit sowie Bremsleitungen auf Brüche und Flüssigkeitsverlust. Auch das Bremspedal muss kontrolliert werden.

Bremsflüssigkeiten sollten nicht gemischt werden. Lassen Sie beim Wechsel die alte Flüssigkeit ab, vermeiden Sie Vermischungen und achten Sie darauf, dass keine Luft eindringt. Die meisten Autos besitzen zwei Bremssysteme: die mit dem Fuß betätigte Betriebsbremse und die von Hand betätigte Feststellbremse.

Der Bremsbelagverschleiß hängt eng mit den Fahrgewohnheiten zusammen. Bei Automatikfahrzeugen werden die Beläge häufig stärker beansprucht als bei Schaltwagen. Im Allgemeinen sollten die Bremsbeläge nach mehr als 20.000 Kilometern bei jeder Wartung geprüft werden.

Gut gewartete Bremsen und Federungskomponenten helfen, die Federung zu schützen, und unterstützen sicheres Fahrzeugverhalten beim Fahren, Lenken, Bremsen und Überfahren von Unebenheiten.

Wichtige Punkte zur Federung im Überblick#

Eine intakte Federung verbindet Komfort, Reifenkontakt und Kontrolle#

Die Fahrzeugfederung ist mehr als eine Ansammlung von Federn und Stoßdämpfern. Sie trägt die Karosserie, federt Fahrbahnstöße ab, hält die Reifen am Boden und beeinflusst Komfort, Stabilität, Geländegängigkeit, Haftung und Handling.

Wer Federrate, progressive Federkennlinien, Stoßdämpferzustand, ungewöhnliche Geräusche und ergänzende Bremsenkontrollen versteht, kann Probleme früher erkennen und ein sichereres Fahrverhalten im Alltag unterstützen.