Was ist ein Öldämpfer?
Ein Öldämpfer (englisch: oil damper) ist ein Gerät, das die Viskosität von Öl nutzt, um Vibrationen und Stöße zu dämpfen. Ein Öldämpfer besteht aus Öl und einem Kolben. Der Kolben hat ein kleines Ventil, und wenn sich der Kolben aufgrund von Vibrationen bewegt, bewegt sich das Öl durch dieses Ventil.
Der viskose Widerstand durch das Ventil wandelt die Schwingungsenergie in Wärmeenergie um und reduziert so die Vibrationen. Öldämpfer werden zur Schwingungsisolierung und Schwingungsdämpfung in Gebäuden sowie zur Schwingungs- und Stoßdämpfung in Fahrzeugen eingesetzt.
Anwendungen von Öldämpfern
Zu den Anwendungen von Öldämpfer gehören der Erdbebenschutz in Gebäuden und die allgemeine Schwingungs- und Stoßdämpfung. Die häufigste Anwendung im Bauwesen ist der Erdbebenschutz von Hochhäusern und allgemeinen Gebäuden. Sie werden in seismischen Isolationsstrukturen verwendet, die das Gebäude vom Boden trennen, so dass Erdbebenerschütterungen nicht auf das Gebäude übertragen werden, und in schwingungsdämpfenden Strukturen, die die Erschütterungen bei einem Erdbeben absorbieren.
In Hochhäusern kann das Schwanken der oberen Stockwerke, insbesondere bei langperiodischen Schwingungen, den menschlichen Körper beeinträchtigen und dazu führen, dass Gegenstände im Inneren des Gebäudes herunterfallen oder zerbrechen. Aus diesem Grund werden seismische Isolierungen und schwingungsdämpfende Strukturen verwendet. Kleine Schwingungsdämpfer werden auch in Gebäuden wie Häusern und Büros an den Verbindungen zwischen Bauteilen eingesetzt.
Öldämpfer werden auch für den Erdbebenschutz von Rohrleitungen und Kesseln in Kraftwerken und Anlagen eingesetzt. Insbesondere Kernkraftwerke erfordern ein hohes Maß an Sicherheit und setzen modernste Dämpfergeräte ein.
Öldämpfer werden in Federungsvorrichtungen in Autos und anderen Fahrzeugen eingebaut. Sie werden auch als Stoßdämpfer bezeichnet. Sie sind wichtige Komponenten, die die Fahrstabilität und den Fahrkomfort bestimmen. Die meisten sind in der Mitte der Schraubenfeder eingebaut und der Dämpfer dämpft und bündelt die Schwingungen der Feder.
Funktionsweise der Öldämpfer
Ein Öldämpfer besteht aus einem Zylinder mit einem Kolben, einer Stange und Öl. Der Kolben hat ein Ventil mit kleinem Durchmesser, und die Vibrationen bewirken, dass sich das Öl auf beiden Seiten des Kolbens wiederholt durch das Ventil bewegt.
Während sich das zähflüssige Öl durch die Ventile hin- und herbewegt, wird die kinetische Energie der Schwingungen in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch die Schwingungen reduziert werden. Es gibt viele Arten von Öldämpfern, darunter Bi-Flow- und Uni-Flow-Ventile für das Baugewerbe und die Industrie sowie für Anwendungen in der Automobilindustrie.
1. Bi-Flow-Typ
Bei diesem System ändert sich die Richtung des Ölflusses im Zylinder, wenn der Öldämpfer aus- oder eingefahren wird. Die Kolbenventile verwenden zwei Rückschlagventile und die Kolbenstangen sind auf beiden Seiten des Kolbens angebracht, um sicherzustellen, dass das Volumen auf beiden Seiten des Kolbens gleich ist. Dieser Typ hat keine Einschränkungen hinsichtlich des Einbauwinkels und wird für Schwingungsdämpfer verwendet.
2. Uniflow-Typ
Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem sich die Richtung des Ölflusses im Zylinder nicht ändert, wenn der Öldämpfer aus- oder eingefahren wird, was die Konfiguration etwas komplexer macht. Der Zylinder wird verdoppelt und mit beiden Seiten des Kolbens kombiniert, um drei Kammern zu bilden.
Jede Kammer ist durch ein Einwegventil verbunden und das Öl fließt nur in eine Richtung. Die Kolbenstange muss nur in eine Richtung zeigen, wodurch sich die Gesamtgröße verringert. Da sich in der äußeren Kammer eine Luftschicht befindet, muss sie horizontal eingesetzt werden und wird in seismischen Isolationsstrukturen von Gebäuden verwendet.
3. Kraftfahrzeuge
Öldämpfer für Kraftfahrzeuge sind ebenfalls in Einrohr- und Zweirohrausführung erhältlich und können in vertikaler Richtung eingesetzt werden. Wenn die Rückseite des Kolbens unter Unterdruck steht, schäumt das Öl auf, so dass Stickstoffgas eingefüllt wird, um den Druck zu erhöhen. Der Einrohrtyp hat den Vorteil, dass der Kolbendurchmesser vergrößert werden kann, hat aber den Nachteil, dass der Gasraum koaxial angeordnet ist, was die Gesamtlänge erhöht. Zweirohrsysteme sind der Mainstream für allgemeine Fahrzeugaufhängungen.
Weitere Informationen zu Öldämpfern
1. Öldämpfer für seismische Isolierung
Strukturen zur seismischen Isolierung trennen das Gebäude vom Boden, so dass seismische Erschütterungen nicht auf das Gebäude übertragen werden. Öldämpfer des Typs uniflow werden horizontal zwischen dem Boden und dem Gebäude installiert. Zusätzlich zu den Öldämpfern wird das Gebäude durch Isolatoren wie z. B. hochdämpfendes laminiertes Gummi gestützt.
Im Falle eines Erdbebens wird die auf das Gebäude einwirkende seismische Energie von den Öldämpfern absorbiert, wodurch die Erschütterungen des Gebäudes reduziert werden. Im Vergleich zu schwingungsdämpfenden Konstruktionen wird die Intensität der Erschütterungen stark reduziert, wodurch nicht nur Schäden am Gebäude vermieden werden, sondern das Gebäude auch seine Funktionsfähigkeit nach einem Erdbeben beibehalten kann.
2. Öldämpfer zur Schwingungsdämpfung
Schwingungsdämpfende Bauwerke sind Vorrichtungen, die die durch ein Erdbeben verursachten Erschütterungen dämpfen sollen. Bi-flow Öldämpfer zur Schwingungsdämpfung werden direkt an den Wänden und Stützen angebracht, um die Energie der Erdbebenerschütterungen zu absorbieren. In Hochhäusern und Eigentumswohnungen werden sie in jedem Stockwerk installiert, um das Schwanken der höher gelegenen Stockwerke, die stärker zum Schwanken neigen, zu verringern. Sie werden oft wie Verstrebungen diagonal angebracht und sind so konzipiert, dass sie sowohl vertikale als auch horizontale Erschütterungen abfangen können.
Aufgrund der geringen Größe der Vorrichtung gibt es nur wenige fehlende Dämmstellen, und die Methode hat nur geringe Auswirkungen auf die Dämmleistung. Aus diesem Grund wird auch der Einbau in gewöhnlichen Häusern, z. B. in Holzhäusern, gefördert.