Hebelumlenkung am Federbein (Archivversion)

Ziemlich link

Man muß schon eine Weile grübeln, bis man Umlenksysteme wie Pro-Link oder Zeta-Link durchschaut. Was bringt die Hebelei am Federbein?

Anfang der 80 er Jahre hüpften die Moto Cross-Fahrer mit ihren Maschinen plötzlich wie Känguruhs durch die Gegend. Der Grund: eine neue Hinterradfederung. Vorreiter diesbezüglich war Kawasaki. Die grünen Crosser verfügten bereits 1978 über ein sogenanntes Uni-trak-System, das sowohl die Schläge nach großen Sätzen wegstecken und trotzdem sensibel auf Fahrbahnunebenheiten reagieren konnte. Schnell hatte die Konkurrenz die Vorzüge des per Hebel angelenkten Federbeins erkannt, konnte aber nicht einfach abkupfern, weil Kawasaki die Patentrechte besaß. Man mußte also eine eigene Hebelei austüfteln: Suzuki nannte ihre Anordnung Full Floater, Honda die ihre Pro Link. Maico übernahm im Prinzip das Pro Link-System, vertauschte nur die Anbindung der einzelenen Hebel (der federbeinaufnehmende Hebel ist am Rahmen statt an der Schwinge gelagert) und taufte das Ganze Zeta-Link. Was war der Grund, daß die anderen hersteller Kawaski nacheiferten? Das Zauberwort heißt Progression: Das Übersetzungsverhältnis zwischen Hinterrad und Federbein nimmt zu, je weiter das Rad einfedert. Bei gleichmäßig wachsendem Einfederweg am Hinterrad nimmt erstens der Einfederweg und damit zweitens die Einfederkraft am Federbein überproportional zu - die Federung verhärtet sich. Drittens steigt zugleich die Geschwindigkeit, mit der der Kolben im Stoßdämpfer auf- und abgleitet, dadurch werden die Dämpferkräfte um so stärker, je weiter das Rad einfedert. Alles klar? Dann das Ganze jetzt schön der Reihe nach, zunächst zu erstens. Um die Funktionsweise anschaulich zu machen, ist auf der Zeichnung eine Hinterradschwinge mit einer Hebelumlenkung in drei verschiedenen Positionen dargestellt. In der Ausgangspositon (gelb) ist das Hinterrad um 60 Millimeter eingefedert, die Federbeinlänge beträgt 304 Millimeter. Federt das Rad um weitere 60 auf insgesamt 120 Millimeter ein (grün), verkürzt sich das Federbein um 28 Millimeter. Kommen aber noch einmal 60 Millimeter Federweg dazu (blau), der Einfederweg beträgt also jetzt 180 Millimeter, wird die Feder stärker als vorher, nämlich um weitere 33 Millimeter zusammengedrückt. Damit nimmt beim Einfedern des Hinterrads der Einfederweg am Federbein überproportional zu Zu zweitens: Mit wachsendem Einfederweg am Hinterrad nimmt die Einfederkraft am Federbein überproportional zu. Im dargestellten Fall nimmt die Hinterradlast von »Gelb« auf »Grün« um etwa 60 Kilogramm zu (siehe Diagramm), der dafür zur Verfügung stehende Federweg beträgt 60 Millimeter. Von »Grün« auf »Blau« beträgt der Federweg ebenfalls nur 60 Millimeter, um das Hinterrad aber diesmal um den gleichen Betrag einzufedern, sind etwa 160 Kilogramm notwendig. Am Anfang des Federwegs ist die Hebelübersetzung zwischen Hinterrad und Federbein also so gewählt, daß Feder und Dämpfer weich und komfortabel arbeiten, trotzdem werden sie mit hohen Belastungen, zum Beispiel mit der Landung nach einem Sprung, fertig. Und nun zu drittens: Mit wachsendem Einfederweg am Hinterrad nimmt die Geschwindigkeit, mit der der Kolben im Stoßdämpfer auf- und abgleitet - und somit auch die Dämpferkräfte - überproportional zu. In unserem Beispiel macht der Kolben im Stoßdämpfer von »Gelb« auf »Grün« einen Hub von 28 Millimeter (siehe erstens). Von »Grün« auf »Blau« legt der Kolben aber eine Strecke von 33 Millimeter zurück. Sollen beide Szenarien gleich lange dauern, dann muß die Kolbengeschwindigkeit im Dämpfer von »Grün« auf »Blau« größer sein, als die von »Gelb« auf »Grün«. Der Kolben muß also in der gleichen Zeit wegen des größeren Hubs mehr Öl durch seine Bohrungen quetschen, dadurch steigen auch die Dämpferkräfte progressiv an (Stoßdämpferaufbau siehe MOTORRAD 15/1995). Die mit den Federkräften wachsenden Dämpferkräfte sind der entscheidende Vorteil eines per Hebel angelenkten Federbeins. Mit einem Federbein, das direkt mit der Schwinge verbunden und dessen Schraubenfeder progressiv gewickelt ist - der Windungsabstand wird immer enger -, kann zwar ebenfalls eine Verhärtung der Federung erzielt werden, die Dämpferkräfte bleiben davon aber unbeeinflußt. Einen prinzipiellen Nachteil haben jedoch alle Hebelsysteme: Wegen der kurzen Hebel wirken enorme Kräfte auf das Federbein. Entsprechend massiv und schwer müssen Hebel, Lager und die Aufnahmepunkte an Rahmen und Schwinge sein. Trotzdem sind mittlerweile auch die Federbeine fast aller Straßenmaschinen über ein Umlenksystem mit der Schwinge verbunden - vorwiegend über eine Zeta Link-Anordnung, wie auf der Zeichnung dargestellt. Das sensible Ansprechverhalten sorgt hier ebenfalls für optimale Bodenhaftung. Bei brutalen Stößen versteift sich das System soweit, daß die Federung nicht durchschlägt.
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