Die fließenden Linien dieser Superquadrata-Imagination orientieren sich am Werksrenner, sie ergeben sich aber auch aus der Monocoque-Bauweise.

Ducati Superquadrata Überquadratur des Kreises

Ein Patent und einige kaum gesicherte Informationen - mehr ist nicht bekannt vom neuen Ducati-Supersportler. Designer Stefan Kraft und MOTORRAD versuchen trotzdem, sich ein Bild von der Maschine zu machen, die Ducati auf die Superbike-Siegerstraße zurückführen soll.

Zeichnung: Kraft
Die fließenden Linien dieser Superquadrata-Imagination orientieren sich am Werksrenner, sie ergeben sich aber auch aus der Monocoque-Bauweise.
Die fließenden Linien dieser Superquadrata-Imagination orientieren sich am Werksrenner, sie ergeben sich aber auch aus der Monocoque-Bauweise.

Superquadrata und "simplified motorcycle", überquadratisch und vereinfachtes Motorrad - diese Begriffe geben Orientierung bei der Suche nach den Merkmalen der noch geheimen Ducati. Überquadratisch nennen Motorenbauer die Aggregate, deren Bohrungsdurchmesser größer ist als der Hub, also alle Kurzhuber. Auch Ducati hat im Verlauf seiner ruhmreichen V2-Geschichte stets kurzhubige Motoren gebaut. Vom ersten 851er bis zum letzten 998er in der 999 R wurden die Motoren sogar immer kurzhubiger - mit einer Ausnahme bei der 916, weil die geringen Abstände der Zylinderstehbolzen die Bohrung beengten. Erst die Hubraumerweiterung auf 1099 und 1198 cm³ machte wieder einen etwas längeren Hub nötig.

Als "vereinfachtes Motorrad" bezeichneten fünf Ducati-Ingenieure, darunter Filippo Preziosi, den Gegenstand eines Patents, das sie 2009 angemeldet haben. Kurioserweise handelt es sich dabei um kein geringeres Gefährt als den MotoGP-Werksrenner von 2008, eine Konstruktion mit Karbon-Monocoques als Front- und Heckrahmen, welche an den Zylinderköpfen mit dem V4-Motor verschraubt werden. Es ist mehr als wahrscheinlich, dass Ducati nach diesem Prinzip auch das künftige Serienmotorrad gestaltet.

Mehr noch als bei jedem anderen Motorradprojekt übernimmt der Motor damit eine im Wortsinn zentrale Rolle - als Antrieb und wichtigste Fahrwerkskomponente. Weil solch ein voll tragender Motor alle auf das Fahrwerk wirkenden Kräfte aufnehmen muss, wird ein neues Gehäuse nötig; der aktuelle Testastretta evoluzione würde unter dieser Last brechen.

Was die Rolle des "Superquadrata" als Leistungslieferant betrifft, so ist diese Bezeichnung, von der zuerst die italienischen Kollegen von Moto Sprint berichteten, erst einmal nichts Besonderes. Andererseits wird ein Hersteller, der bei seinen heutigen Zweizylindern 106 mm Bohrung und 67,9 mm Hub verwendet, den überquadratischen Charakter eines neuen Triebwerks nur dann extra betonen, wenn er ein noch extremeres Verhältnis anstrebt. Der englische Motorrad-Journalist und MOTORRAD-Mitarbeiter Alan Cathcart berichtet von 112 mm Bohrung und 60,6 mm Hub, die in einem Zweizylinder 1194 cm³ ergeben. Mit zwei Zehntelmillimetern mehr Hub wären es 1198 cm³. Einzigartig für einen Hochleistungsmotor.

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Zeichnung: Kraft

Die Gründe für das Streben nach immer größeren Bohrungen sind bekannt: Über einer großen Bohrung kann ein Konstrukteur größere Ventile anordnen und die Füllung, also die Leistung des Motors, bei hohen Drehzahlen steigern. Jüngste Gerüchte, die dem Serien-Superquadrata gute 190 PS und atemberaubende 13000 bis 14000/min zusprechen, sind deshalb nicht übertrieben.

Durch den mit größerer Bohrung einhergehenden kürzeren Hub sinken zudem die Kolbengeschwindigkeiten, mithin die mechanischen Belastungen und der Verschleiß von Kurbeltrieb, Kolben und Zylindern. Andererseits wird die Bohrungsgröße limitiert durch die Festigkeit und Hitzebeständigkeit des aktuellen Kolbenmaterials Aluminium sowie durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammfront, die das Gemisch im Brennraum möglichst vollständig verbrennen soll. Zu dieser Problemstellung befragte MOTORRAD vier Ingenieure, die alle reichlich Erfahrung mit großen Bohrungen besitzen: Louis Genser von KTM, Claus Holweg, dessen Firma HC-Concepts den Motor der BMW S 1000 RR konstruiert hat und zwei weitere, die nicht genannt werden wollen. Sie sind sich darin einig, dass es für 112 mm Bohrung in einem Serienmotor mit Rennpotenzial derzeit kein Rezept gibt.

Es gilt, die thermische und mechanische Stabilität des Kolbens zu steigern bei gleichzeitiger Verringerung des Gewichts. Denn wie Louis Genser betonte, lässt die bei 112 mm Bohrung wohl unumgängliche Doppel- oder Dreifachzündung die Temperaturen der Kolbenoberfläche so stark ansteigen, dass deren Festigkeit nachlässt. Ein Problem, das bei der Entwicklung der Doppelzündung in der neuen KTM RC8 R erheblichen Aufwand verursachte. Des weiteren würden die Böden der heutigen flachen Kolben mit ihren schmalen Hemden bei weiterer Materialeinsparung durch den Verbrennungsdruck in den Randbereichen neben den Stirnseiten des Kolbenbolzens regelrecht nach unten gebogen und könnten brechen. Wegen des größeren Durchmessers, der ein höheres Kolbengewicht mit sich bringt, sind Erleichterungsmaßnahmen aber unumgänglich, denn schwere Kolben belasten Kurbelwelle, Lager, Pleuel, Bolzen und sich selbst, sie limitieren die Drehzahl und die Leistung eines Motors.

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Foto: Kraft

Den Ausweg könnte ein neues, altes Kolbenmaterial weisen, das die Konstrukteure moderner Dieselmotoren mit ihren enorm hohen Verbrennungsdrücken einsetzen. Gemeint ist Stahl. Der auf Seite 11 abgebildete Kolben der italienischen Firma Pistal, als Teil eines Ducati-Rennmotors bezeichnet und auf der Intermot ausgestellt, demonstriert, wie weit sich durch die höhere Festigkeit der Materialeinsatz reduzieren lässt, wodurch das höhere spezifische Gewicht von Stahl mehr als kompensiert werden kann. Claus Holweg war bei der Erwähnung des Pistal-Kolbens nicht überrascht. "Ja, die waren auch schon bei uns", lautete sein knapper Kommentar. Die Experten halten dieses Teil zwar noch nicht für serienreif weil zu radikal gebaut, es könnte aber einen Weg in die Zukunft weisen.

Was das Material der Monocoques für Front- und Heckrahmen betrifft, so sind sich die Journalistenkollegen sicher, dass auch im Serienbau Karbon eingesetzt wird. MOTORRAD zweifelt daran und interviewte dazu einen der führenden Hersteller von Karbonteilen in Deutschland, Clemens Driesch, Chef der Firma CFP (siehe Interview). Von den Vorteilen der Karbonschalen ist er überzeugt, hält aber die Kosten wegen der komplizierten Fertigung für zu hoch. Die Idee eines vereinfachten (Serien-)Motorrads würde dadurch konterkariert. Ducati kann auch nicht mehr wie in früheren Jahren eine Serie von 500 hochwertig ausgestatteten Exemplaren zur Homologation für die Superbike-WM auflegen. Denn ab 2011 werden nur noch Motorräder homologiert, die mindestens 3000-mal gebaut wurden. Eine solche Stückzahl im rückläufigen Markt der Supersportler zu verkaufen, ist schwierig. Vor allem wenn der Preis der Superquadrata höher liegt als die 17790 Euro der Standard-1198. Höchstwahrscheinlich ist die kommende Ducati also ein Produkt des Metallzeitalters. Aber eines mit faszinierender Technik.

Ducati-Rahmenkonzepte

Foto: Archiv

Das bestehende Rahmenkonzept der 1098 und 1198 wurde erstmals in der 916 realisiert. Es integriert den Motor mit drei 12-Millimeter-Bolzen (früher 10 mm) durch das Gehäuse; die Schwinge ist im Gehäuse gelagert, wird aber durch den Rahmen zusätzlich abgestützt. Das Konzept der Desmosedici ist von der ersten Generation der MotoGP-Rennmaschinen übernommen, es repräsentiert eine Zwischenstufe auf dem Weg zur später gewählten Monocoque-Bauweise. Hier wird der Motor an den speziell dafür verstärkten Zylinderköpfen aufgenommen, die Schwinge ist ohne zusätzliche Abstützung im Gehäuse gelagert - auch eine Möglichkeit für ein künftiges Serienmotorrad.

Ducati-Kolbenkonzepte

Foto: Archiv

Der geschmiedete Kolben der 1098 R (oben) war das Vorbild für die gegossenen Exemplare der Standard-1198. Auch er zeigt schon eine extreme Auslegung; die Rippen auf der Unterseite des Kolbenbodens verhindern, dass dieser am Rand nach unten gebogen wird. Noch radikaler ist der Pistal-Stahlkolben (unten) konstruiert. Für einen Serienmotor braucht er sicherlich einen zweiten Kompressionsring und etwas größere Hemden. Extrem leicht wäre er trotzdem.

Interview mit dem Fachmann

Foto: Archiv

"Technisch super, aber teuer"

Interview mit
Clemens Driesch von der Firma CFP zum Thema Karbonteile im Motorradbau

? Herr Driesch, Sie und Ihre Mitarbeiter haben viel Erfahrung als Produzenten von hochwertigen Karbonteilen.Welche konstruktiven Voraussetzungen müssen erfüllt sein, um Motorrad-Rahmenteile in großen Stückzahlen aus Karbon herzustellen?

! Sie sollten möglichst einfach und materialgerecht konstruiert sein. Das heißt, sie müssen große Radien aufweisen, die Matten sollten leicht in die Form zu legen sein und es sollte möglichst wenige Hinterschnitte sowie einlaminierte Metallteile wie Gewinde oder Halter geben.

? Welchen Gewichtsvorteil würde ein solches Chassis gegenüber einem Alu-Brücken- oder einem Stahl-Gitterrohrrahmen bringen?


! Ohne genauere Informationen ist es nicht seriös, eine Angabe dazu zu machen. Ich kann nur so viel sagen: Bei gleicher Festigkeit wird ein Rahmen aus Karbon immer wesentlich leichter, bei gleichem Gewicht wesentlich steifer als einer aus Metall.

? Es geht das Gerücht, Ducati würde die Nachfolgerin der aktuellen 1198-Reihe mit Karbonrahmen ausrüsten, ähnlich denen der MotoGP-Renner. Die entsprechende Patentschrift liegt Ihnen vor. Ist diese Konstruktion geeignet, in Stückzahlen von über 3000 gebaut zu werden, wie es für die Homologation zur Superbike-WM verlangt wird?

! Die Konstruktion scheint sehr gut für die Serienfertigung geeignet, der Aufwand und damit die Kosten bleiben jedoch enorm hoch. Dazu ein Beispiel: Solche Rahmenteile könnten bei geringstem Gewicht mit einer voluminösen Innenlage aus Nomex-Waben hergestellt werden. Die Wabenstruktur würde sich aber durch die Karbon-Außenlage drücken und abzeichnen. Also müsste man diese Außenlage zuerst laminieren, im Autoklaven aushärten lassen und später die Nomex-Waben mit Innenlage einkleben. Die technischen Eigenschaften wären super, größere Stückzahlen kein Problem, aber in der Zeit, welche die Teile allein im Autoklaven zubringen, könnte man etliche Gitterrohrrahmen zusammenschweißen oder Alu-Monocoques fertigen.

? Zum Thema Karbonrahmen, Karbonräder und allgemein Karbonteile in Straßenmotorrädern: Für welchen Zweck und in welchen Baugruppen halten Sie deren Einsatz für sinnvoll?

! Karbonräder halte ich nicht für sinnvoll. Ihre Beschädigungstoleranz bei Stößen ist einfach zu gering, das Risiko schwerster Unfälle viel zu hoch.

? Woran erkennt der Käufer, der einen leichten Kotflügel oder Kettenschutz für sein Motorrad sucht, ein gut gemachtes Karbonteil?

! Ein gutes Karbonteil zeigt keine Harzansammlungen in den Ecken und an den Rändern und ist sorgfältig lackiert. Bei Sicht-karbon-Oberflächen sollte dies mit einem guten Klarlack geschehen, der das Harz und eventuelle Kevlar-Einlagen vor UV-Einstrahlung schützt. Eine Innenlage aus Karbon/Kevlargewebe ist ein weiteres Qualitätsmerkmal; sie hemmt die völlige Auflösung des Teils bei einem Bruch. Wenn man das Teil mit den Fingerknöcheln beklopft, sollte ein heller, klarer Ton zu hören sein, das Klopfgeräusch auf delaminierten Stellen ist dumpf. Ertönt beim vorsichtigen Verformen eines Karbonteils ein leises Knacken oder Knistern, ist der Harzanteil zu hoch.

? Worauf muss man beim Umgang mit Karbonteilen achten, was muss man nach Stürzen tun oder wenn das Motorrad beim Rangieren umgefallen ist?

! Man sollte betroffene Teile peinlich genau auf Risse untersuchen und beklopfen wie beschrieben. Und zwar nicht, während in der Werkstatt das Radio oder der Kompressor läuft, sondern in Ruhe.

? Wie ist es um die Dauerhaltbarkeit von Karbonteilen bestellt, insbesondere bei starker Einstrahlung von UV-Licht und in der Nähe von heißen Auspuffrohren?


! Materialgerecht konstruierte und sorgfältig gefertigte Karbonteile sind in punkto Dauerhaltbarkeit sogar besser als Spritzguss- oder Metallteile. Außer bei mechanischer Vorschädigung.

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