Ich diskutiere hier nicht mehr mit und dabei bleibt es auch. Ich habe aber, um es denen zu verdeutlichen, die es wirklich wissen wollen, in der Zwischenzeit mit meinen 5.- Klässler-Mathekenntnissen auf meinem Prüfstand einen Federzylinder unter ansatzweise realistischen Belastungen mit Druck beaufschlagt und ein paar Ergebnisse am Manometer abgelesen. Eines noch vorweg:
Wer nicht zu akzeptieren bereit ist, dass der Gasdruck im Speicher gleich dem Ölruck im System ist (sobald der Öldruck den Fülldruck des Speichers erreicht hat) braucht jetzt nicht weiter zu lesen. Da sind dann Hopfen und Malz verloren.
Der verwendete Federzylinder arbeitet ohne Schraubenfeder. Die Federkugel hat ein ähnliches, geringfügig kleineres Volumen, als die eines Citroen. So kommen im Resultat vielleicht nicht 1 zu 1 übertragbare Ergebnisse auf, sagen wir mal, die Hinterachse eines Xantia zustande aber Werte, die tendenziell vergleichbar sind.
Die Kraft, die auf den Federzylinder wirkt, wird über einen Hebel übertragen (0,96m lang), an dessen Ende ich Gewichte befestigt habe. Der Federzylinder ändert seine Geometrie beim Einfedern nahezu nicht - Achsgeometrie als Ursache für Druck oder Kraftänderungen kommen somit nicht in Betracht. Es geht allein um das Verhältnis zwischen Druck und Volumenveränderung im Federzylinder / Federspeicher.
Bei der Umrechnung von Gewicht (Masse in Kg ) auf Kraft (in N) habe ich mit 10 multipliziert (nicht 9,8usw.) Auch ansonsten habe ich gerundet, um das ganze etwas übersichtlicher zu halten.
Die Kraft, die auf den Federzylinder wirkt, beträgt in dem Versuch berechnet ca. 2900N (290 Kg). Das ist eine realistische Radlast / Radkraft.
Der Fülldruck im Federspeicher beträgt 55 bar.
Ich habe im Versuch die Radlast noch um 9,5 Kg erhöht, was einer Radkrafterhöhung von ca. 90 Kg / 900N entspricht.
Um die Ausgangsradlast (290 Kg) stemmen zu können, musste ein Öldruck von ca. 85 bar aufgebaut werden. Bei diesem Druck wurde die Last gerade eben getragen. Das ganze war sehr labil und der Federzylinder ließ sich mit minimaler Kraft wieder komplett eindrücken. Erst als der Öldrudruck auf ca. 90 bar erhöht war, war das ganze stabil.
Ich habe dann 9,5 Kg (90Kg Radlast / 900 N Radkraft) zusätzlich belastet. Das System ist sofort eingebrochen. Beim Einfedern des Zylinders ist der Systemdruck um ca. 10 bar angestiegen. Erst als der Öldruck bei 115 bar angekommen war, wurde die Last wieder angehoben. Aber auch das war wieder sehr labil und erst ein Druck von 120 bar brachte eine stabile Lage. Federt man den Zylinder mit diesem Öldruck komplett ein, steigt der Druck nicht mehr um 10 bar an, sondern um ca. 15 bar. D.h. durch das verkleinerte Volumen des Stickstoffpolsters, ist dieses um etwas 5 bar härter geworden.
Da mir die Sache mit den Gewichten jetzt zu wackelig wurde, habe ich diese abgebaut und stattdessen eine Federwaage (leider nur bis 25 Kg) angehängt und dann bei verschiedenen Öldrücken gemessen, mit welchem Gewicht ich den Hebel an seinem Ende Belasten muss, um den Dämpfer einfedern zu können. Die Ableserei ist nicht ganz so einfach aber trotzdem lassen sich ansatzweise brauchbare Werte ermitteln.
Bei 55 bar Druck (also dem Fülldruck des Speichers) brauchte ich ca. 21 Kg (ca 200Kg) um den Zylinder bewegen zu können.
Bei 65 bar waren es 25kg und bei 70 bar war leider das mechanische Ende der Federwaage erreicht. Und ich brauchte auch schon deutlich Muskelkraft, um noch etwas bewegen zu können. Vielleicht versuche ich das noch mal mit einer anderen Waage.
Man kann aber daraus den Schluss ziehen, dass das Stickstoffpolster mit sich verkleinerndem Volumen (also steigendem Öldruck) härter wird, wodurch der Druck im System ansteigt. Es wird natürlich dann auch immer schwerer, die Feder zusammenzudrücken / respektive das Fahrwerk einzurücken. Auf meinem Prüfstand hat Achsgeometrie keinen Einfluss auf Änderungen des Drucks. Es mag sein, dass das im Fahrzeug eine zusätzliche Rolle spielt - dennoch, allein die Verkleinerung des Volumens (bei gleicher Masse) führt dazu, dass mehr Kraft nötig ist, das Fahrwerk in höherer Stellung nieder zu drücken.
Das kann man auch ganz einfach mit einer Fahrradpumpe ausprobieren. Hält man die Auslassöffnung zu und drückt den Pumpenkolben, merkt man, dass der Widerstand immer größer wird, je weiter der Kolben eingedrückt wird. Also je mehr das Gas zusammengedrückt wird, um so härter wird es.