Neue Wege in der Federungstechnik (Archivversion)

Direktmandat

Die Tage der aufwendigen Umlenk-Hebeleien bei Motorrad-Hinterradfederungen scheinen gezählt. KTM erprobt derzeit ein direkt angelenktes Federbein von Öhlins - mit Erfolg.

Namur, 6. August 1995. Der österreichische KTM-Werkspilot Rupert Walkner schiebt seine Maschine zur technischen Abnahme des Halbliter-GP von Belgien. In Windeseile umlagert eine Schar Moto Cross-Fans den 360-cm³-Zweitakt-Renner. Doch wer auch suchte, zumindest bei diesem KTM-Prototyp wurde er nicht fündig - die Umlenkhebelei des Federbeins fehlte schlicht und einfach. Statt dessen war das auf den ersten Blick herkömmlich ausschauende Öhlins-Federbein ohne Umschweife direkt an der Schwinge befestigt. Tags darauf gelang dem ehrgeizigen Salzburger mit dem neunten Rang im zweiten Lauf auf Anhieb die erfolgreiche Jungfernfahrt des neuen Systems - und die Bestätigung, daß in Zukunft leistungsfähige Hinterrad-Federungstechnik ohne aufwendiges Hebelwerk realisierbar scheint.Ein Blick zurück. 1978 war es, als die Ingenieure von Kawasaki mit dem Uni-trak-System die Lösung für einen der größten Schwachpunkte der damals konventionellen Hinterradfederungen gefunden hatten. Anstatt sich mit der weitgehend linearen Arbeitsweise zweier direkt an der Schwinge angebrachter Federbeine oder der Cantilever-Anordnung von Yamaha zu begnügen, ersannen die Kawa-Techniker neue Wege. Ein zentral eingebauter Monoshock wirkte nicht direkt, sondern über Umlenkhebel auf die Schwinge. Der Zweck der Unternehmung: Das Übersetzungsverhältnis zwischen Hinterrad und Monoshock verändert sich. Und dies mit zwei Konsequenzen: Erstens nimmt der Arbeitsweg am Federbein durch die Übersetzung gegen Ende des Federwegs immer schneller zu - die Federrate steigt progressiv an. Zweitens steigen durch die zunehmende Einfedergeschwindigkeit des Monoshocks auch die Dämpferkräfte überproportional. Oder anders ausgedrückt: Auf kleine Unebenheiten sprach das Federbein sensibel an, schlug aber bei harten Landungen dennoch nur selten durch. Die progressiv wirkende Hinterradfederung, die bis heute zum markenübergreifenden Standard im Off Road- und Straßenmaschinenbau gehört, war geboren. Und nun soll alles Gute und Bewährte plötzlich über Bord geworfen werden? Wenn es nach Öhlins-Techniker Magnus Eriksson - einem der geistigen Köpfe des nach der firmeninternen Bezeichnung progressive damping system benannten PDS-Federbeins - geht, schon: »Obwohl wir erst letzte Saison mit den eigentlichen Tests begannen, halten wir es inzwischen für serienreif«, weiß der erst 26jährige Ingenieur. Und außerdem: »Ein großer Vorteil der PDS-Bauart ist, daß wir die Progressionsrate am Dämpfer für jeden Bereich separat einstellen können und nicht auf eine von der Umlenkung vorgegebene Progressionskurve festgelegt sind.«Was aber gleichzeitig bedeutet, daß nun Feder und Dämpfer des direkt angelenkten PDS-Federbeins selbst progressiv arbeiten müssen. Bislang ein kaum mögliches Unterfangen. Öhlins teilt den Weg zu einer derzeit gängigen Übersetzungsrate einer Umlenkung von 3,4 im ausgefederten Zustand bis 1,5 zum Endanschlag in drei Schritte.Schritt eins: Durch das im Vergleich zum Monoshock mit Umlenkung um etwa 20 Grad schräger eingebaute PDS-Federelement sinkt die Übersetzung über den gesamten Federweg um etwa 0,6. Schritt zwei: Öhlins verwendet für das PDS-Federbein eine progressiv gewickelte Feder. Während Normalcrosser mit Federraten von etwa 50 Kilogramm pro Zentimeter arbeiten, warten die Nordländer in der PDS-Version mit stärkerem Tobak auf. Von anfänglich 75 kg/cm bis zu einem Spitzenwert von 120 kg/cm bei voller Kompression setzt die gelbe Spirale den derben Schlägen entgegen.Über Schritt drei, die progressiv wirkende Dämpfung, ohne deren Mithilfe die notwendige Gesamtprogression nie und nimmer erreichbar wäre, hüllt Magnus Eriksson den Mantel des Schweigens. Doch Szene-Kenner wissen, daß der blonde Nordländer zunächst nur in der eigenen Firmengeschichte blättern mußte. Bereits 1983 fertigte Öhlins für die damals noch mit zwei Federbeinen ausgerüsteten Husqvarna progressiv wirkende Dämpfer. Statt eines einzigen Dämpferkolbens verdrängten im sogenannten ITC-Teil deren zwei das Dämpferöl. Zu Beginn des Federwegs ermöglichte zunächst der erste Kolben mit relativ freiem Öldurchlaß eine komfortable Dämpfungsabstimmung. Im weiteren Verlauf tauchte der darüberliegende zweite Kolben in einen gesonderten, konisch zulaufenden Zylinder ein und bewirkte damit einen progressiven Dämpfungsverlauf. Trotz allem geriet das ITC-System durch einige Kinderkrankheiten und die rasante Verbreitung des Zentralfederbeins aufs Abstellgleis. Einen ähnlichen Aufbau vermuten Insider auch beim aktuellen PDS-System. Bis zur Hälfte der insgesamt 102 Millimeter Arbeitsweg des Monoshocks dämpft fast ausschließlich der erste Kolben, ab der zweiten Hälfte des Federwegs taucht Kolben Nummer zwei in sein Gehäuse.Daß das dreistufige Konzept in der Tat funktioniert, ist sich auch Rupert Walkner sicher. »Das Ansprechverhalten auf kleine Wellen ist viel besser als mit dem herkömmlichen System. In großen Wellen arbeitet die Federung wie eine herkömmliche Version«, zeigt sich der Profi vom PDS-Federbein überzeugt. Zu Recht. Unlängst erfocht der 25jährige PDS-gerüstet beim Heim-GP in Schwanenstadt den ersten WM-Sieg seiner Karriere.Zweifel ob der Haltbarkeit der Hinterradschwinge kann der Werkspilot trotz allledem nicht beseitigen. Denn schließlich muß die Alukonstruktion beim PDS-Federbein die bis zu 1500 Kilogramm starken Maximalkräfte allein aufnehmen, während ein Teil der Last bislang auch noch von der am Rahmen fixierten Hebelei aufgefangen wurde.Davon abgesehen, scheint es aber derzeit durchaus möglich, daß sich das PDS-System durchsetzen wird. Bereits 1998 sollen die KTM-Seriencrosser ohne Umlenkung hinter die Startmaschine rollen. Und dann bedarf es nur noch des Drucks der Buchhalter, die sich die verzwickte Hebelei, teure Lager und den aufwendigen Einbau auch in der Großserie liebend gern sparen, um dem PDS-System zum ganz großen Durchbruch sowohl abseits als auch auf der Straße zu verhelfen.
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Der Vorgänger: Das API-Federbein (Archivversion)

Kein Zweifel, dem Konzept des PDS-Federbeins könnte die Zukunft gehören. Doch wie heißt es so schön: Alles schon mal dagewesen. Womit allerdings nicht die direkt an der Schwinge angelenkten Federbeine verschiedener, meist exotischer Off Road-Maschinen-Hersteller wie ATK, CCM oder ADB und schon gar nicht die ebenfalls ohne Umlenkung arbeitenden Monoshocks der BMW-Modelle mit Einarmschwinge gemeint sind. Denn deren - äußerst mäßige - Progression ergibt sich einzig und allein aus dem Einbauwinkel des Federbeins, während sowohl Feder als auch Dämpfung linear arbeiten.Erste Versuche, den nicht nur für Sporteinsätze notwendigen enormen Progressionsbereich über die entsprechende Auslegung von Feder oder Druckdämpfung zu erreichen, fanden aber weit vor der PDS-Initiative von Öhlins statt. Quasi parallel zur Einführung der Umlenkung Anfang der achtziger Jahre ersann der bayrische Maschinenbau-Ingenieur Anton Pfeifer das direkt an der Schwinge befestigte sogenannte API-Federbein.Wobei der damalige Amateur-Crosser die nötige Progression seines Werks allein über die Federrate erreichte. Der findige Süddeutsche kombinierte dafür eine lineare Feder mit einem im Dämpfergehäuse untergebrachten progressiv wirkenden Luftpolster. Die Feuertaufe bestand der API-Monoshock 1983 in der Viertelliter-Honda von Rolf Dieffenbach, der damals aber seine durchaus intakten WM-Chancen trotz dreier nationaler Siege mit dem API-Federbein nicht gefährden wollte. Die Weiterentwicklung des API-Federbeins in der Viertakt-Honda des österreichischen Top-Crossers Kurt Mähr durch eine von Pfeifer ebenfalls patentierte progressive Druckdämpfung erstickten schließlich Streitigkeiten mit den mit der Produktion und Vertrieb beauftragten Herstellern. Letztlich konnten sich weder das API-Federbein noch die von Anton Pfeifer parallel entwickelte API-Upside-down-Gabel, die zur Federung ausschließlich Luftpolster verwendete, durchsetzen.

Interview (Archivversion) - «Umstellumg noch vor dem Jahre 2000“

Die Konkurrenz schläft nicht. Auch der niederländische Federungsexperte White Power entwickelt derzeit ein progressiv arbeitendes Federbein.
? Nach Öhlins arbeitet auch White Power an einem Federbein ohne Umlenkung. Warum?Das herkömmliche Federungssystem mit Umlenkung ist inzwischen technisch ausgereizt. Wir arbeiten seit Jahren nur an der Verfeinerung des Bestehenden. Um aber wirkliche Verbesserungen zu erreichen, müssen wir neue Wege finden. Das nach dem PDS-Prinzip arbeitende System bietet uns das nötige Potential dazu.? White Power darf aber aus patentrechtlichen Gründen das Öhlins-Konzept nicht kopieren. Welche technische Lösung streben Sie an?Das möchte ich noch für mich behalten. Nur soviel: Dämpfungsseitig arbeiten wir ebenfalls mit zwei Dämpferkolben. Federungsseitig kommt man um eine progressiv gewickelte Feder so oder so nicht herum. Ein Prototyp von uns wurde bereits gefahren. Problematisch ist momentan noch die Abstimmung der beiden Kolben. Aber noch in dieser WM-Saison soll einer unserer Fahrer dieses Federbein im GP-Einsatz testen.? Was sind die Vorteile des PDS-Systems oder eines ähnlichen Federbeins?Erstens: Durch die in jedem Bereich exakt justierbare Progressionskurve läßt sich der Dämpfungsverlauf des Federbein viel exakter auf die jeweilige Piste einstellen. Zweitens: Das Federbein kann außerhalb der Schwingenmitte eingebaut werden, so daß der Ansaugtrakt begradigt werden kann. Das wird sich sicherlich in mehr Motorleistung niederschlagen. Drittens: Die Hersteller ersparen sich die nicht unerheblichen Produktions- und Montagekosten der Umlenkung. Viertens: Der Kunde kann sich die umständliche Wartung der Hebellager ersparen.? Und was sind die Nachteile?Das neue Federbein wird etwas teurer werden. ? Um welchen Betrag wird es sich dabei drehen?Für eine genaue Preiskalkulation ist es natürlich zu früh. Wir rechnen aber mit einem Aufpreis von etwa 150 Mark.? Das klingt insgesamt sehr positiv. Wird sich das PDS-Federbein wirklich durchsetzen?Davon bin ich überzeugt. Die Argumente sprechen ganz klar dafür. Ich wage sogar zu behaupten, daß sich das neue System, zumindest im Markt der Wettbewerbs-Maschinen, bereits vor dem Jahr 2000 etablieren wird.

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