Hinterradfederung Hinterradfederung
Die ersten Motorräder hatten eine starre Hinterradaufhängung. Da Fahrbahnunebenheiten über das Hinterrad direkt in den Rahmen eingeleitet wurden, war der Fahrkomfort auf unebenen Strecken gering.
Die ersten Motorräder hatten eine starre Hinterradaufhängung. Da Fahrbahnunebenheiten über das Hinterrad direkt in den Rahmen eingeleitet wurden, war der Fahrkomfort auf unebenen Strecken gering.
Sinn der zwischen Rad und Rahmen geschalteten Feder ist es, die kinetische Energie, die das Rad bei Fahrbahnunebenheiten aufnimmt, in Verformungsenergie umzuwandeln. Am Hinterrad setzte sich zunächst die sogenannte Geradeweg-Federung durch. Hierbei ist das Hinterrad mit seiner Achse direkt mit den Federbeinen verschraubt. Das Federbein übernimmt also auch die Aufgabe der Radführung. Das Rad wird vertikal auf- und abgeführt. Die so erreichbaren Federwege waren begrenzt. Bei Kettenantrieb veränderte sich der Abstand zwischen Ritzel und Kettenblatt stark. Es konnten also nur entsprechend geringe Kettenspannungen gewählt werden, um die Kette nicht zu überlasten.
Ein Kardanantrieb erforderte zwei Gelenke. Eine Sonderkonstruktion der Hinterradfederung war die Federnabe. Die zweiteilige Nabe war durch Gummi-Elemente verbunden, so daß sich bei Bodenwellen die Radlagerung gegenüber dem Rad verschieben konnte.
Diese Konstruktionen wurden von der Hinterradschwinge abgelöst. Je ein Federbein ist dabei an jedem der beiden Schwingarme und dem Rahmen angelenkt. Bei der ein- oder zweiarmigen Schwinge wird das Rad jeweils in einem Kreisbogen um die Schwingenlagerung geführt. Auch hier entstehen Längenänderungen,die jedoch reduziert werden können, wenn der Drehpunkt der Schwinge möglichst nahe an das Antriebsritzel rückt.
Bei der Triebsatzschwinge ist die Motor-Getriebe-Einheit mit der Schwinge verschraubt und macht somit deren Drehbewegung ungefedert mit. Diese Sonderkonstruktion ist in Rollern zu finden. Das Übersetzungsverhältnis der Feder hängt von Schrägstellung und Anlenkung der Federbeine ab.
Mit steigender Leistung wurden bei Moto Cross-Motorrädern immer größere Federwege erforderlich, um auch bei hohen Geschwindigkeiten auf welligen Pisten guten Bodenkontakt zu sichern. Bei konventionellen Bauweisen mit zwei Federbeinen ist der Federweg durch die Baulänge der Federbeine und den Einbauraum begrenzt.
Der erste Schritt zur Realisierung großer Federwege war die Cantilever-Schwinge von Yamaha. Die Hinterradbewegung wird hier über eine Dreieckschwinge auf ein Einzelfederbein übertragen. Die Umlenkung bewirkt am Federbein einen wesentlich geringeren Weg als an der Radachse. Bei der ursprünglichen Anordnung mit zwei Federbeinen sowie bei der Yamaha-Konstruktion Cantilever mit einem Federbein bleibt die Kraft, die nötig ist, die Feder um einen bestimmten Weg zusammenzudrücken, über den gesamten Federweg nahezu konstant.
Erwünscht ist jedoch eine progressive Federrate mit einem am Ende des Federwegs deutlich höheren Kraftanstieg pro Wegeinheit. Die Federung kann somit auf geringe Unebenheiten sensibel ansprechen. Bei groben Stößen und bei voller Beladung wird dadurch außerdem ein Durchschlagen der Federung verhindert. Eine progressive Federrate ist zum Beispiel durch ein spezielles Wickeln der Feder zu erreichen.
Die japanischen Großserienhersteller beschritten jedoch einen anderen Weg. Sie entwickelten zunächst nur für Cross-Motorräder, später auch für Straßenmaschinen, ein Federsystem, bei dem zwischen Federbein und Schwinge eine Umlenkung mit Hebeln geschaltet ist. Durch die Wahl der Hebellängen kann das Übersetzungsverhältnis beliebig variiert, durch die Anordnung der Hebel die Kennlinie (Maß für das Weg-Kraft-Verhältnis) der Federung beeinflußt werden.
Das Federbein ist meist vertikal vor dem Hinterrad plaziert. Die Systeme der japanischen Hersteller ähneln sich stark in ihrem Aufbau. Sie unterscheiden sich lediglich durch Lage und Anlenkung der Hebel an der Schwinge beziehungsweise am Rahmen. Dadurch hat jede Firma ihr eigenes Patent und eine spezielle Firmenbezeichnung.
Bei der Geradeweg-Federung ist das Federbein an beiden Enden starr mit dem Rahmen verschraubt. Es übernimmt die Rad-Federung und -Führung.
Die konventionelle Schwinge übernimmt die Führung des Rads, die beiden Federbeine die Federung.
Trotz Einzelfederbein arbeitet die BMW-Konstruktion Monolever ohne Progression.
Bei der Triebsatz-Schwinge sind Motor und Getriebe ungefedert mit der Schwinge verschraubt.
Mit der Yamaha-Cantilever-Schwinge lassen sich zwar lange Federwege realisieren, eine Progression ist aber kaum erreichbar.
Bei modernen Zentralfederbein-Systemen ist das Federbein über Hebel an Rahmen oder Schwinge angelenkt.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen Rad- und Federbewegung ändert sich im Verlauf der Einfederung.
Schnelle Radwechsel in Verbindung mit progressiver Federung ermöglicht die Honda-Einarm-Konstruktion.
