Schwingungen beim Motorrad

Pendeln, Flattern, Lenkerschlagen
Shimmy-Effekt, wobble, weave, Kick-back - alles Fachausdrücke von "Insidern", die Außenstehenden nicht verraten wollen, daß ihr Motorrad flattert, pendelt oder Lenkerschlagen hat, oder noch einfacher ausgedrückt, daß ihre Kiste irgendwie wackelt.

Flattern:
Eine relativ harmlose Form des Schwingens ist das Flattern, auch Shimmy-Effekt genannt: Bei einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 80 km/h fällt die Raddrehzahl mit der Eigenfrequenz des Lenksystems zusammen, und Vorderrad samt Gabel und Lenker schwingen mit etwa zehn Ausschlägen pro Sekunde um die Lenkachse. Harmlos deshalb, weil Flattern nur bei Geradeausfahrt oder leichter Schräglage auftreten kann und nur dann, wenn der Fahrer mindestens eine Hand vom Lenker nimmt. Durch ein festes Zupacken am Lenker kann das Flattern jederzeit gestoppt werden. Außerdem haben Radialreifen und die steifen Fahrwerke moderner Maschinen die Flatterneigung erheblich verringert, so daß in den meisten Fällen erst nach einem Schlag auf den Lenker, nach einer Bodenwelle oder nach einer Längsrille leichte Schwingungen einsetzen. Damit ein normalerweise gutmütiges Motorrad nicht zum Flattermann wird, sollte man trotzdem ein paar Dinge beachten. So kann zum Beispiel eine Unwucht im Vorderrad, der falsche Reifenluftdruck oder falsche Beladung ungewohnt starkes Flattern heraufbeschwören.

Um beide Schwingungsformen gleichzeitig in den Griff zu bekommen und dabei noch ein gutes Handling der Maschine zu gewährleisten, müssen die Fahrwerksbauer Kompromisse eingehen. So begünstigt ein steiler Lenkkopf das Handling, verschlechtert jedoch das Flatter- und Pendelverhalten. Ein kurzer Nachlauf verringert die Flatterausschläge und ist positiv fürs Handling, aber schlecht für das Pendeln; ein kurzer Radstand verbessert das Handling, dafür pendelt das Motorrad früher. Durchweg positiv wirkt sich nur ein steifes Fahrwerk aus, doch damit wird die Maschine für die dritte Schwingungsform anfällig: Lenkerschlagen.

Pendeln:
Weave oder einfach nur Pendeln wird durch die eigentlich stabilisierenden Kreiselkräfte der Räder verursacht. Diese Kreiselkräfte werden ab einer bestimmten Geschwindigkeit so hoch, daß die geringste Auslenkung durch eine Windböe, Bodenwelle oder Längsrille ein ständiges Kippen und Wiederaufrichten der Maschine bewirkt. Dabei schwingt das Lenksystem mit Gabel und Vorderrad und das Motorradhinterteil mit Rahmen, Motor und Hinterrad phasenversetzt um die Lenkachse. Zugleich kippt die Maschine um die Fahrzeuglängs- und Hochachse. Dieses komplexe Zusammenspiel wiederholt sich zwischen drei- und viermal pro Sekunde und kann nur durch Gaswegnehmen unterbrochen werden, dagegen werden die Pendelausschläge mit zunehmendem Tempo größer. Raumgreifende Pendelamplituden können auch durch einen falsch eingestellten Lenkungsdämpfer, durch ein verspanntes Lenkkopflager oder durch verkrampftes Zupacken am Lenker verursacht werden, weil die Bewegungen zwischen Lenksystem und dem restlichen Motorrad dadurch gestört werden.
Die Motorradhersteller sind zwar bemüht, die kritische Geschwindigkeit, bei der sich Dauerpendeln einstellt, über die jeweilige Höchstgeschwindigkeit zu legen, aber bestimmte Umstände können auch bei modernen Maschinen zu verstärktem Pendeln führen (siehe Tabelle). Als besonders tückisch kann sich ein über längere Autobahnetappen kantig gefahrener Hinterreifen auswirken, da das Motorrad bei Höchstgeschwindigkeit noch stabil geradeaus läuft und erst beim Einbiegen in eine schnelle Kurve plötzlich und heftig zu pendeln beginnt - im Gegensatz zum Flattern kann Pendeln auch in Schräglage auftreten.

Lenkerschlagen:
Experten sprechen von Kick-back. Es ist nicht wie Flattern oder Pendeln eine Eigenschwingung des Systems Motorrad und kann deshalb bei jeder Geschwindigkeit auftreten. Dabei schlägt die Gabel samt Vorderrad und Lenker um die Lenkachse. Ausgelöst wird dieser Effekt, wenn der Vorderreifen abhebt und anschließend schräg wieder aufsetzt, wie es zum Beispiel beim starken Beschleunigen aus Kurven oder beim Überfahren einer Bodenwelle vorkommt. Je nach Geschwindigkeit und zur Fahrtrichtung abweichendem Aufsetzwinkel baut der Vorderreifen dann plötzlich Seitenführungskräfte auf, die sich im Lenker als leichter Zucker oder kräftiger Schlag bemerkbar machen. In der Regel beruhigt sich das Fahrwerk sehr schnell wieder.
Akute Sturzgefahr besteht erst, wenn mehrere Bodenwellen hintereinander mit gleichem Abstand auftauchen und mit einem Tempo überfahren werden, bei der die Eigenfrequenz der vorderen, ungefederten Massen mit der Erregerfrequenz durch die Bodenwellen zusammentreffen. Dann springt der Lenker mit bis zu 14 Ausschlägen pro Sekunde von Lenkanschlag zu Lenkanschlag, und die Kräfte sind so hoch, daß ein festes Zupacken am Lenker das Hin und Her zwar be-, aber nicht verhindern kann.
Um Kick-back-anfällige Motorräder zu beruhigen, sollte man möglichst viel Gewicht im Tankrucksack verstauen, um die Vorderradlast zu erhöhen, und das restliche Gepäck gleichmäßig links und rechts in den Koffern verteilen, damit sich nicht schon bei Geradeausfahrt ein Schräglaufwinkel am Vorderreifen aufbaut. Ein gut funktionierender Lenkungsdämpfer mindert ebenfalls das Lenkerschlagen.