Die Federkugeln sind bei hydropneumatisch gefederten Fahrzeugen von
Citroen (DS, ID, CX, GS, XM, BX, Xantia, C5) dasselbe wie bei
konventionellen Fahrzeugen Federn und Schwingungsdämpfer. Die Kugel
hat im Hals eine sinnreiche Anordnung von Bohrungen und Tellerfedern
die die Zug- und Druckstufe des Schwingungsdämpfers darstellen. In
der Kugel selbst befindet sich eine Gummimembran, die von innen unter
Stickstoffdruck steht (50-75 bar an der Vorderachse, 30-40 bar an der
Hinterachse, das ist fahrzeug- und ausführungsabhängig).
Die Kugel ist von oben an das Federbein geschraubt, das nichts anderes als
ein Hydraulikzylinder ist. Der Zylinder stützt sich also unten auf den
Querlenker oben auf das von der Membran eingeschlossenen Stickstoffpolster.
Federt das Fahrzeug ein, drückt der Hydraulikzylinder die Hydraulikflüssigkeit
(LHM) durch den Dämpfer nach oben in die Kugel. Da sich Gase komprimieren
lassen, wird das Stickstoffpolster zusammengedrückt, der Druck in der
Kugel steigt. Beim Ausfedern strömt das LHM wieder aus der Kugel durch den
Dämpfer in den Hydraulikzylinder. Die maximalen Arbeitsdrücke in der Kugel
können beim Einfedern im Fahrbetrieb bis zu 300 bar betragen!
Hebt man das Fahrzeug auf, ist also keine Last auf den Rädern, dann füllt
der Stickstoff die gesamte Kugel aus (mit dem aufgeprägten Nenndruck), die
Membran ist ganz nach unten an die Wand gedrückt. Sobald das Fahrzeug auf
der normalen Fahrhöhe auf dem Boden steht, wirkt auf die Membran der Druck
ein den das Fahrzeuggewicht erzeugt. Die Membran steht jetzt in der Mitte
der Kugel und hat nach beiden Seiten maximale Bewegungsfreiheit.
Mit der Zeit diffundiert der Stickstoff durch die Membran, der Druck sinkt
unter den Nenndruck der neuen Kugel. Dadurch steht die Membran im
Normalzustand nicht mehr in der Mitte, sondern schon weiter nach oben in
die Kugel gedrückt. Beim Einfedern kann sie daher nicht mehr denselben
Federweg einfedern wie eine neue Kugel, das Fahrgefühl wird mit abnehmendem
(sic!) Kugeldruck immer härter! Wenn der Druck stark abgenommen hat, kann
es beim Einfedern passieren, daß die Membran oben an die Kugelwand anschlägt.
Sie wird dann mit 300 bar (das sind 300 kg pro Quadratzentimeter!) oder mehr,
je nach Restdruck in der Kugel, an die Wand gedrückt.!
Da dort scharfe Kanten sind wird die Membran dabei beschädigt, das Material
scheuert durch oder reißt. Würde man bei einer recht leeren Kugel, deren
Membran schon angescheuert ist oder gar kleine Risse hat, den Stickstoff
auffüllen lassen, dann würde das Fahrzeug für kurze Zeit wieder weich federn,
aber der Stickstoff würde viel schneller durch die beschädigte Membran
entweichen als das bei der neuen Kugel der Fall war und nach kurzer Zeit
ist die Federung wieder hart. Läßt man die Kugeln frühzeitig nachfüllen,
sollte der Fülldruck auch bei einer nachgefüllten Kugel lange halten. Ist
aber die Membran beschädigt, was man von außen nicht beurteilen kann, hat
das Nachfüllen keinen Zweck, der Neukauf ist dann die billigere Wahl.