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Aktueller technischer Stand: Kawasaki ZX 10R mit 43er-USD-Gabel, Big Piston-Dämpfung und relativ zier­lichen Gabelbrücken.

PS-Wissen Technik Teil 11 Vorderradführung/Telegabel

Unzählige Versuche, die Telegabel durch alternative Radführungen zu ersetzen sind bislang gescheitert. Denn als Multifunktions-Talent lenkt, bremst, federt und dämpft die Teleskop-Federgabel ohne dramatische Schwächen.

Keine noch so raffinierte Vorderradführung erledigt die breit gefächerten Aufgaben so perfekt wie die Telegabel. Auch wenn die Theorie einer klaren Trennung von Radführung, Federung und Dämpfung die alternativen Kon­struktionen im Vorteil sieht, beweist die Praxis, dass die Telegabel in der Summe ihrer Eigenschaften unschlagbar ist. Zumal die theoretischen Nachteile sich in der Praxis teilweise umkehren. So verändert sich beim Bremsen mit der Telegabel, egal ob Upsidedown oder konventionell, die Lenkgeometrie je nach Federweg dramatisch in Richtung Handlichkeit.

Kleines Beispiel: Durch das Eintauchen der Front bei gleichzeitigem Ausfedern des Hecks verringert sich der Nachlauf eines Sportmotorrads von 100 auf rund 75 Millimeter, während der Lenkkopfwinkel sich von 66 auf 70 Grad verändert und extrem steil steht. Weil die Telegabel, bedingt durch die Schrägstellung (Lenkkopf­winkel), sich nicht nur nach oben, sondern auch nach hinten bewegt, verkürzt sich zudem der Radstand von 1450 auf 1405 Millimeter. Unterm Strich erhält das Motorrad in der Bremsphase somit eine höchst handliche Geometrie, mit dem Effekt, dass sich die Maschine auf der Bremse leicht und schnell in Schräglage werfen lässt.

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Das Provisorium der 80er: der Gabelstabilisator

Im umgekehrten Fall, also beim vollen Beschleunigen, federt die Telegabel aus und die Lenkgeometrie wird ­„sta­biler“, da der Lenkkopf flacher, der Nachlauf größer wird. Womit sich die geometrischen Veränderungen durch das Ein- und Aus­federn der
Tele­gabel nahezu perfekt der jeweiligen Fahrsituation anpassen.

Das Problem der starken Verwindung durch die lange Teleskop-Kon­struktion versuchte man in den 70er- und 80er-Jahren durch sogenannte ­Gabelstabilisatoren in den Griff zu bekommen. In ihrer Not behalfen sich die Konstrukteure mit drastisch vergrößerten Standrohrdurchmessern, bevor man Ende der 80er-Jahre das ganze System auf den Kopf stellte. Upside-down, kurz USD, nannte sich der Kniff, der ein paar entscheidende Vorteile mit sich brachte.

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Die extremen Biegekräfte an der unteren Gabelbrücke werden durch die großen Durchmesser der USD-­Gabel nachhaltig entschärft. Zudem schieben sich beim Einfedern und dem damit einhergehenden Biegemoment die Tauchrohre in die Standrohre, was bei vielen USD-Konstruktionen zu einer weiteren Stabilität durch die vergrößerte Überlappung der Lagerstellen beiträgt. Diese grundsätzlich hohe ­Stabilität der Upside-down-Gabeln ist mit ein Grund dafür, dass sich deren Durchmesser in den letzten 20 Jahren nur bei wenigen Herstellern verändert haben. So sind in den meisten Großserien­maschinen aktuell nur 41, 43 oder in wenigen Fällen 45 Millimeter starke Tauchrohre verbaut. Was dem Gewicht guttut und gleichzeitig die ­Reibung vermindert.

Das Handicap der unerwünschten hohen Reibung zwischen Tauch- und Standrohr war oft Anlass, die Telegabel durch reibungsarme Vorderradführungen zu ersetzen. BMW setzte dazu mit dem Telelever ­eine Kombination aus Telegabel und Längslenker um. Radikaler, da sich die relevanten Bauteile in reibungsarmen Wälz­lagern bewegen, war hingegen das BMW-Duolever-System. Dort stützen sich die Radträger über massive Längslenker am Rahmen ab (Foto oben). Federung und Dämpfung übernimmt ein dazwischengeschaltetes ­Federbein.

Bedingt durch die Anlenkpunkte der Längslenker tauchte diese Konstruk­tion beim Bremsen durch den sogenannten Nickausgleich kaum mehr ein. Wer dachte, dass BMW damit das Ende der Telegabel besiegelt hatte, wurde durch die S 1000 RR eines Besseren belehrt. Denn der Münchner ­Supersportler ­federt – nach etlichen Versuchen mit dem Duolever-System – über eine ­konventionelle USD-Gabel von Sachs. 

PS Technik Serie

Zu viel des Guten: Durch­messer und Steifigkeit

Vor gut 20 Jahren versuchten Yamaha mit einer Achsschenkellenkung am Sporttourer GTS 1000 (Zeichnung oben) und Bimota mit der Tesi-Nabenlenkung, die Welt aus den Angeln zu heben. Doch Yamahas Sporttourer  konnte die theoretischen Vorteile in der Praxis nicht umsetzen und verschwand nach 5-jähriger Bauzeit vom Markt. Die großen Nachteile beider Konstruktionen: teuer und aufwendig, zu geringer Lenkeinschlag für Alltagsmotorräder, indifferente Lenkkraftübertragung. Auch unzählige Prototypen im Rennsport mit alternativen Radführungen bewiesen: Für ein Renn- oder ­Supersportmotorrad gab und gibt es bis heute keine bessere ­Lösung als die kompakte und kostengünstige Telegabel.

Nimmt man die Verwindungssteifigkeit moderner Radführungen in der Praxis unter die Lupe, wird deutlich, dass eine gewisse Flexibilität durchaus von Vorteil sein kann. So werden Störungseinflüsse durch die Fahrbahn, ­also Querrillen, oder kurz aufeinanderfolgende Bodenwellen von einem flexiblen System absorbiert, während extrem steife Konstruktionen diese Schläge ins Fahrwerk einleiten und Lenkerschlagen oder Chattering, also hochfrequente Vibrationen am Vorderrad auslösen können.

Geringe Reibung für eine ­perfekte Stoßabsorption

Zudem ist die sogenannte Raderhebungskurve, also der Verlauf des ­Rades beim Einfedern aufgrund von Bodenwellen, bei der Telegabel nahezu perfekt. Alle anderen aktuellen Systeme inklusive der BMW-Duolever-Kon­­s- truktion federn zum Teil gegen die Stoßrichtung, was dem Fahrkomfort auf holprigen Strecken entgegenwirkt.

Ein Beispiel für die gezielt ausgelegte Flexibilität einer Telegabel sind die Gabelbrücken einiger Werks-Rennmaschinen. Dort halten auf den ersten Blick skurril gefräste obere Gabelbrücken die Standrohre und erlauben durch die tiefen Einschnitte eine mehr oder weniger große Verwindung. Weshalb auch die extrem massiven und vielfach geklemmten unteren Gabel­brücken im Rennsport und in der Serie fast ausnahmslos verschwunden sind. Nur einige Tuner setzen noch heute aus optischen Erwägungen auf solche martialischen Bauteile.

Auch extrem große Vorderachsdurchmesser, wie sie speziell an den MV Agusta-F-Modellen verbaut wurden ­(Foto oben), sorgen für eine maximale Verwindungssteifigkeit der Tauchrohre. Und auch hier haben die Konstrukteure die Bremse gezogen und belassen es bei vergleichsweise dünnen 30 bis 35 Millimeter Klemmfaustdurchmesser.   

Im Lauf der Jahre wurden die konstruktionsbedingten Nachteile der Telegabel systematisch ausgemerzt. Mit ­reibungsarmen Oberflächenbeschichtungen der Standrohre durch Titan­nitrit oder Kohlenstoff reduzierte man die Reibung der teflonbeschichteten ­Gleitlager in Verbindung mit leicht­laufenden Simmerringen dramatisch.  

Cremige Dämpfung für eine glasklare Rückmeldung

Die räumlich begrenzten Dämpferkartuschen in den schlanken Tauchrohren mit relativ kleinen und schwer abzustimmenden Dämpferkolben ersetzten die Japaner durch  sogenannte Big ­Piston-Systeme. Das sind hydrau­lische Dämpfersysteme mit großen ­Kolben, die eine höchst sensible und fein dosier­bare Dämpfung ermöglichen. Bedingt durch die größeren Durchmesser lässt sich die Dämpfung speziell im Low-und Midspeedbereich (etwa 10 bis 150 mm/s) kontrollierter steuern. Womit sich ein zartes Ansprechverhalten mit bester Stabilität und Rückmeldung ­unter einen Hut bringen lässt.

Bei den sogenannten Split-Systemen wird die Dämpfung aufgeteilt: Druckstufendämpfung in einem, Zugstufen­dämpfung im anderen Gabelholm. Die asymmetrische Lastverteilung ist kein Thema, die Steifigkeit genügt voll und ganz, um eine Verwindung beim tiefen, schnellen Einfedern zu ver­hindern. Der nächste Evolutionsschritt ist im Rennsport bereits etabliert: Die gasdruckunterstützte Tele­gabel, im Fachjargon als Closed-Cartridge bezeichnet, trägt im Inneren einen kleinen Gasdruckstoßdämpfer, der für eine konstante Dämpfkraft sorgt, da sich das Öl nicht mehr mit Luft zu einer Emulsion vermischen kann.

Gabel richtig einstellen

Vor der Montage
Bevor die Einstellschrauben der Dämpfung verdreht werden, unbedingt alle Originaleinstellungen notieren. Drehen Sie dazu die Stellschrauben langsam Klick für Klick oder in halben Umdrehungen im Uhrzeigersinn zu. Notieren Sie sich diese Werte.

Einstellpositionen
Die Einstellwerte an der Gabel werden in fast allen Fällen von der maximal geschlossenen Position aus gezählt. Der Grund: Die Nadelventile sind in dieser Position ganz zu, während sich die minimalste Einstellposition (geringste Dämpfung, weiteste Öffnung) meist bei der Montage verändern lässt.

Maximal-Dämpfung
Sind alle Stellschrauben auf maximaler, also härtester Dämpfung, drücken Sie noch einmal die Maschine in die Federung. Spüren Sie eine Veränderung? Bei einer wirksamen Verstellung müsste die Maschine langsamer ein- und ausfedern. Der Verstellbereich ist je nach Gabelhersteller unterschiedlich stark ausgelegt. Speziell japanische Hersteller arbeiten mit einem engen Bereich, der meist keine extremen Einstellungen, die das Fahrverhalten massiv beeinträchtigen können, zulässt.

Minimal-Dämpfung
Drehen Sie alle Stellschrauben jetzt maximal auf (gegen der Uhrzeigersinn) und drücken die Maschine nochmals in die Feder. Die Maschine fühlt sich jetzt schwammig und weich an, schwingt beim Ausfedern eventuell sogar nach. Durch das Ausprobieren unterschiedlicher Einstellungen verschaffen Sie sich einen Eindruck des Wirkungsbereichs der Dämpfung.

Grundeinstellung
Drehen Sie jetzt alle Stellschrauben auf die ursprüngliche Position (nach Handbuch oder bewährter Einstellung) und beginnen Sie nun die Dämpfungsstufe so zu korrigieren, wie sie es für notwendig halten .

Einstelltipp/Strasse
Stellen sie Zugstufendämpfung der Gabel so ein, dass die Frontpartie nach dem Ausfedern ein paar Millimeter über die Ausgangslage herausfedert und erst dann zum Stillstand kommt.

Einstelltipp/Rennstrecke
Für sportlichen Einsatz wird die Dämpfung so justiert wie oben beschrieben, dann drehen Sie die Zugstufe in kleinen Schritten so lange zu, bis die Gabel nicht mehr nachschwingt, also sofort nach dem Ausfedern in der Ausgangslage stehen bleibt. Achtung: Nur eine Modifikation nach der anderen durchführen, um die Auswirkungen klar erkennen zu können. Achtung: Verändern Sie die Einstellung immer an beiden Gabelholmen gleichermaßen.

Einstelltipp/Druckstufe
Die Druckstufendämpfung lässt sich nur mit viel Gespür festlegen. Sie wird deshalb im Fahrbetrieb festgelegt. Als Ausgangsbasis wählen Sie die im Fahrerhandbuch empfohlene Einstellung oder eine mittlere Position und ändern diese während der Testfahrten in Richtung Komfort (weich) oder Sportlichkeit (hart).

Die Testfahrt
Machen Sie eine Probefahrt und achten Sie auf Veränderungen. Besser? Schlechter? Drehen Sie noch ein paar Klicks in die gewünschte Richtung. Stellt sich keine Besserung ein, gehen Sie auf den notierten Ausgangswert zurück und versuchen eine andere Möglichkeit. 

Gabelöl/Luftpolster
Eine weitere Möglichkeit, die Federung und Progression in der Telegabel zu beeinflussen, ist das Luft­polster, das zwischen Gabelöl und Gabelstopfen entsteht. Dieses Luftpolster wird beim Einfedern komprimiert und erzeugt einen Druck, der die Gabelfedern unterstützt. Je kleiner dieses Luftpolster gewählt wird, desto größer ist die Federwirkung und umgekehrt.

Federprogression
Das Luftpolster ist abhängig vom Standrohrduchmesser, dem Federweg und der gewünschten Progression.

Einfüllvorgang
In jedem Fall wird das Maß bei ganz eingetauchter Gabel, eingetauchter Dämpferstange ohne Feder und Vorspannhülsen gemessen. Die Werte können je nach Wunsch stufenlos zwischen den Maximal- und Minimalangaben variiert werden. Der Unterschied im Luftpolster zwischen den beiden Gabelholmen sollte nicht größer als fünf Millimeter ausfallen. Bei zu hohem Ölstand mit ­einer kleinen Spritze und aufgestecktem Benzinschlauch auf das gewünschte Niveau absaugen.

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