Das Fahrwerk der (Trial)- Motorräder

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Das Fahrwerk der (Trial)- Motorräder
DAS FAHRWERK, TEIL 3
INFO-SERVICE
Das Fahrwerk der (Trial)Motorräder
Teil 3
Text und Zeichnungen: © Rainer Heise
U
nsere Fahrwerk-Serie, Teil 3, beschäftigt sich weiterhin mit der
Motorradfederung. Hier werden verschiedene Bauarten von Vorder- und
Hinterradgabeln gezeigt und ihre
Funktion erklärt.
Es gibt auch noch ‘was Anderes...
Obwohl Telegabeln heute Standard
nicht nur im Trial sind, sollen andere
Konstruktionen dennoch nicht vergessen werden. Werfen wir doch einmal einen Blick zurück auf die Entwicklung der Motorradfahrwerke.
Frühe gefederte Gabeln sind die
Parallelogramm- bzw. Trapezgabeln.
Der Name stammt von der Anordnung der Hebel (Abb. 32), die in der
Seitenansicht die entsprechende
geometrische Figur ergeben.
Die Gabelelemente bestanden entweder aus Rohren oder Blechpressteilen. Die Federn, entweder eine oder
zwei, waren zylindrisch, tonnenförmig, als Druck-, Zug-, Blatt- oder
Gummibandfeder ausgeführt; einige
Gabeln besaßen einen (einstellbaren)
Reibungsdämpfer, andere nicht. In
England wurden sie als Girder-Gabel
(girder = Träger, Tragbalken) oder
nach dem Erfinder (z.B. Ernest Earles
= Earles-Gabel) bezeichnet.
Jedes Federungssystem (auch am
Motorrad) erfordert prinzipiell eine
Dämpfung, denn beim Einfedern
nimmt die Feder Energie auf und
gibt sie anschließend wieder ab. Sie
würde ungedämpft das Fahrzeug in
eine dauernde, (langsam abklingende) Auf- und Abbewegung versetzen, die sich verstärken (aufschaukeln) und außer Kontrolle geraten
könnte. Daher soll die Dämpfung die
noch vorhandene Energie abbauen
(und in Wärme umwandeln). Das
geschah bei den ersten Federungen
über Reibungsdämpfer, bei denen
sich Reibmaterial gegen eine Metallscheibe drehte. Da sich hierbei Haftreibung mit hoher Losbrechkraft und
(geringere) Gleitreibung überlagern,
ist die Dämpfungswirkung einerseits
wegen der schwankenden Reibwerte
nicht beherrschbar, andererseits
nicht geschwindigkeitsabhängig. So
verändern sich zunächst Haft- und
Gleitreibwert, abhängig von der
Reibpaarung, entsprechend Abb. 33.
Der Kraftverlauf zeigt bei Bewegung ein symmetrisches Arbeitsfeld
des Reibungsdämpfers. Er liefert
beim Ein- und Ausfedern die gleiche
Reibarbeit. Zu Beginn einer Einfederung ist zunächst die Haftreibung zu
überwinden (d.h. senkrechter Kraftverlauf im Diagramm). Sie ist nicht
erwünscht, weil sie das leichte Ansprechen der Federung verhindert,
bei Umkehr der Bewegungsrichtung
tritt der gleiche Effekt nochmals ein
(Abb. 34). Dabei verlaufen die Kraftwerte beim Ein- und Ausfedern parallel, das bedeutet, dass die Reibwerte nicht geschwindigkeitsabhän-
gig und konstant über den Arbeitsweg sind. Die Dämpfungskraft (Reibwert µ x Anpressdruck P) kann bestenfalls durch Verändern des Anpressdrucks variiert werden.
Diese veraltete Technik wurde
durch hydraulische Systeme ersetzt.
Die Trapez-/Parallelogrammgabel in
Abb. 35 (Stand der Technik 1952) besaß bereits zwei hydraulische GirlingDämpfer (Girdraulic) hinter der Gabel.
Halb zog sie ihn,halb schob sie ihn
Die nächste Vorderradführung ist die
gezogene (Abb. 38) bzw. geschobene (Abb. 36, 37) Vorderradschwinge.
Erstere hat wegen des hohen Massenträgheitsmomentes um die LenkAbb. 35
Zauberer – normalerweise ist das
Murks. Die Version der Abb. 36 mit 4
Gummibändern zur Federung à 100
g und einem Gabelgewicht von etwa
3,7 kg baute „Crius“ zu Beginn der
70er, wie auch die nach Abb. 37, die
in ähnlicher Form bei vielen Herstellern verwendet wurde. Wichtig ist
die Versteifungswirkung des hinten
um das Rad herumlaufenden Bügels.
Übrigens taucht die geschobene
Schwinge je nach Anordnung der
Schwinge beim Bremsen nicht ein
wie die Telegabel, sondern richtet
sich auf, ohne die Federung zu verhärten.
Bleibt noch die Nachlaufänderung
zu untersuchen. Wie bereits erwähnt, verringert sich bei der Telegabel der Nachlauf beim Einfedern. Bei
gleichen Geometriewerten für Telegabel und Vorderradschwinge und
gleichmäßiger Einfederung vorn und
hinten ergeben sich folgende Werte
für den Nachlauf nach Abb. 39:
Abb. 37
Durch konstruktive Auslegung der
Nulllage des Schwingarms lässt sich
der Nachlauf entsprechend anpassen. Trotzdem ist es noch ein weiter
Weg von der theoretischen Auslegung einer Vorderradschwinge bis
zum Einsatz in der Serie. Hierbei
spielen weitere Gesichtspunkte wie
Steifigkeit, Gewicht, Fertigung, Massenträgheitsmoment, Dauerhaltbarkeit und vor allem Kosten eine Rolle.
Mit den bisher aufgeführten geschobenen und gezogenen Schwingen sind die Varianten noch nicht erschöpft. Das Prinzip der Kurzhebelschwinge war seit Beginn des 20.
Jahrhunderts bekannt, die Federung
erfolgte mit einer oder zwei Druck-,
Zug-, Wickel- oder Blattfedern. Zu
Beginn der 50er-Jahre brachten mehrere in- und ausländische Hersteller
wiederum Kurzschwingen nach Abb.
40 auf den Markt. Das Übersetzungsverhältnis ist hier >1 und die
(versteckt) eingebaute Feder-/Dämp-
Abb. 39
Abb. 40
Y
Abb. 36
Abb. 32
achse und des starken Eintauchens
beim Bremsen keine große Bedeutung erlangt. Letztere hat gegenüber
der Telegabel unbestreitbare Vorteile.
Da die Radführung von Federung
und Dämpfung getrennt ist und die
Schwingen oft in Wälzlagern gelagert sind, können die Losbrechkräfte
und damit die Reibung geringer sein
als bei der Telegabel. Wechsel von
Feder und Dämpfer sind wegen der
guten Zugänglichkeit leichter auszuführen und schließlich kommt die
Unempfindlichkeit bei rauem Betrieb
hinzu, weshalb sie oft im Seitenwagenbetrieb verwendet werden. Außerdem wirken sich Unterschiede in
Feder- und Dämpferwirkung nicht so
stark aus und die Leichtgängigkeit
bleibt erhalten.
Die preiswerten Rohre können wieder gerichtet oder erneuert werden
und ein Dämpfer geht selten kaputt.
Aber ein (geschliffenes) Rohr einer
Telegabel richten? Das können nur
Abb. 38
Abb. 33
Abb. 34
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