Federelemente

Ein gutes Fahrwerk ist die wichtigste Voraussetzung für sicheres Fahren - das weiß jeder.

01. February 2011 Dabei kommt es auf das harmonische Zusammenspiel sämtlicher Komponenten von Reifen über den Rahmen bis zu den Federelementen an.
Moderne Motorräder besitzen seit Jahrzehnten Federelemente an Vorder- und Hinterrad, die Fahrbahnunebenheiten aufnehmen und dadurch den Fahrkomfort fördern.

Basiswissen

Federelemente sorgen für einen guten Kontakt der Reifen zur Fahrbahn, damit diese ihre Führungsarbeit sowie die Übertragung der Brems- und Antriebskräfte gewährleisten können. Erst die Arbeit der Federelemente bringt eine gute Straßenlage des gesamten Motorrads und sorgt damit für ein sicheres Fahrverhalten.

Dabei ist die Federung alleine nicht das Allheilmittel, denn eine Feder schwingt nach einer Anregung - einem Schlagloch zum Beispiel – weiter, wenn sie nicht durch eine Dämpfung daran gehindert wird. Heutzutage werden die Federn hydraulisch gedämpft, dabei wird Hydrauliköl innerhalb der Gabel und des Federbeins während der Bewegung durch Bohrungen gepresst, was die Eigenbewegung der Feder dämpft. Wie stark die jeweilige Dämpfung ausfällt, hängt von der Viskosität des Öls ab – ein dickflüssiges Öl setzt der Bewegung mehr Widerstand entgegen, dämpft also stärker – und vom Querschnitt des Durchlasses, der bei vielen Federelementen einstellbar ausgeführt ist. Ein Motorrad hat also eine Federung mit passender Dämpfung, die besonders aufeinander abgestimmt sind.

Werksseitig stellt deren Abstimmung in der Regel einen guten Kompromiss dar, mit dem sich der Großteil der Fahrzustände abdecken lässt. Was darüber hinaus geht, verlangt nach Einstellung der Parameter, sofern vorhanden, oder nach Lösungen aus dem Zubehör (andere Öle, Federn, ganze Federelemente). Während Umbauten der Vorderradführung eher kompliziert ausfallen, sind Federbeine recht einfach ausgetauscht. Oftmals müssen nur die beiden Halterungen oben und unten gelöst werden, und schon kann das Nachrüstteil nach Reinigung der Aufnahmen mit neuem Befestigungsmaterial eingesetzt werden.

Federbeine bestehen üblicherweise aus dem eigentlichen Stoßdämpfer samt Dämpferstange, um die die Tragfeder gelegt ist. Ganz grob gesagt entscheidet die Feder über den Ausschlag einer Einfederbewegung, die Dämpfereinheit über die Geschwindigkeit des Ein- und Ausfederns.

Die Dämpferstange endet in einem Kolben, der im Dämpferzylinder durch ein Ölbad taucht. Beim Auf und Ab muss der Kolben das Hydrauliköl verdrängen. Dazu befindet sich ein ausgeklügeltes Ventil- und Bohrungssystem am Dämpferkolben, das die Ein- und Ausfedergeschwindigkeiten dämpft. Dieses System gibt die grundlegende Dämpfungscharakteristik des Federbeins vor.
Variationen und feine Abstimmungsarbeiten sind mit zusätzlichen externen Verstellmöglichkeiten der Druck- und Zugstufendämpfung möglich. Ein Gaspolster, das über ein Ventil in einen Raum über dem Hydraulik-System gepresst wird, setzt das Öl unter Druck (daher Gasdruckdämpfer) und soll verhindern, dass das Öl durch die Pumpbewegungen des Kolbens aufschäumt. Noch besser funktionieren Systeme mit einem separaten Ausgleichsbehälter für das Luftpolster, der angeschraubt, angegossen oder über einen hochdruckfesten Schlauch mit dem Dämpferzylinder verbunden ist .

Die Tragfeder ist dagegen ein einfaches Bauteil, deren Charakteristik im Wesentlichen vom Drahtdurchmesser, vom Durchmesser der Wicklung und von der Steigungsrate abhängt. Es gibt linear gewickelte Federn, bei denen die einzelnen Windungen den gleichen Abstand zueinander haben. Progressiv gewickelte Federn besitzen zwei Bereiche mit unterschiedlich eng angelegten Federwicklungen. Unter Belastung geht zunächst der eng gewickelte Bereich „auf Block”, die Wicklungen haben Kontakt und arbeiten nicht mehr. Danach übernimmt der weiter gewickelte Bereich die Federarbeit. Der Anfangsbereich ist also recht weich ausgeführt und kann sensibel reagieren, später setzt dann der härtere Bereich ein.

FEDERWEG

Bezeichnet den zur Verfügung stehenden Arbeitsweg des Rades. Ohne Umlenkhebelei entspricht der Federweg des Dämpfers demjenigen des Hinterrades in völlig entlastetem Zustand (Rad vom Boden). Dieser gesamte Federweg teilt sich auf in den positiven und den negativen Federweg. Der positive Federweg ist der bei stehendem Fahrzeug zur Verfügung stehende Rest-Einfederweg bis zum Anschlag. Der negative ist der Teil des Federwegs, um den das Motorrad bei unbeladenem Zustand „einsackt”, also in die Federn geht. Als Faustformel gilt: Der statische Negativfederweg sollte zwischen fünf und fünfzehn Prozent des gesamten Federwegs ausmachen. Der dynamische Negativfederweg – also mit dem Fahrergewicht belastet – sollte bei rund einem Drittel des gesamten Federwegs liegen.

FEDERVORSPANNUNG/FEDERBASIS

Tragfedern werden nie entlastet, sondern immer mit einer bestimmten Vorspannung, also komprimiert, eingebaut. Eine Änderung der Federvorspannung beeinflusst das Verhältnis von Negativ- zu Positivfederweg, mithin den Durchhang des Motorrades. Mehr Vorspannung bedeutet mehr Positivfederweg und höheren Schutz vor Durchschlagen. Das Vorspannen der Feder empfiehlt sich bei voller Zuladung oder Zweipersonenbetrieb. Entgegen mancher Meinung verändert die Vorspannung die Härte nicht, sondern erhöht den notwendigen Impuls, damit die Feder anspricht.
Die Federvorspannung beziehungsweise Federbasis lässt sich in der Regel per Hakenschlüssel aus dem Bordwerkzeug in vorgegebenen Stufen einstellen oder über zwei gegeneinander sichernde Rändelmuttern stufenlos variieren. Als Luxusausführung vor allem bei Touring-Modellen kann die Vorspannung einfach und sauber per Handrad eingestellt werden.

FEDERKENNUNG

Linear gewickelte Federn von Federbeinen sind meist mit zwei aufgedruckten Zahlen gekennzeichnet, die die freie, also unbelastete Federlänge und die Federrate, also ihre Federkraft, in Kilogramm pro Zentimeter angeben. Beispielsweise steht 180/38 für eine freie Länge von 180 mm bei einer Federrate von 38 Kilogramm pro Zentimeter.

DRUCKSTUFENDÄMPFUNG

Die Druckstufendämpfung bremst die Einfederbewegungen ab, sie unterstützt praktisch die Arbeit der Feder. Die Druckdämpfung arbeitet geschwindigkeitsabhängig, je schneller das Motorrad einfedert, um so größer wird der hydraulische Widerstand. Über die Bewegungen in der Druckstufe werden Fahrbahnunebenheiten ins Fahrwerk eingeleitet, die dem Fahrer den gefühlsmäßigen Kontakt zur Fahrbahn und zum Reifen erlauben, sie sind für das „Feedback” verantwortlich. Eine zu weiche Dämpfung filtert diese Reaktionen heraus, eine zu straffe Dämpfung mindert den Federungskomfort spürbar und erhöht die Neigung zum Lenkerschlagen. Viel Druckstufendämpfung ist zu geben für eine sportliche, direkte Federung und bei hoher Zuladung.

ZUGSTUFENDÄMPFUNG

Die Zugstufendämpfung reguliert die Ausfedergeschwindigkeit nach einer Einfederbewegung. Sie wirkt daher entgegen der Federkraft. Die eigentliche Bewegung hängt ab von der Federkraft und der Masse, die beim Ausfedern bewegt werden muss. Im Idealfall erlaubt die gewählte Dämpfung der Zugstufe ein möglichst schnelles Ausfedern – im Falle des Federbeins natürlich des Hecks – ohne weitere Pumpbewegungen. Ist die Dämpfung zu straff, sackt das Heck bei schnell aufeinanderfolgenden Bodenwellen durch, ist sie zu lasch, schwingt das Heck deutlich nach.

KLICKS
Zug- und Druckstufendämpfung werden gerne in „Klicks” angegeben, alternativ in Umdrehungen der jeweiligen Einstellschraube. Dabei handelt es sich um die Stufen der jeweiligen Einstellmechanismen, die beim Einrasten leicht Klicken. Gemessen und angegeben wird die Klickszahl in der Regel ausgehend vom voll geschlossenen Dämpfungssystem, also „zu” – in der Regel im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag.

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