Lexikon IV

Fahrwerkstechnik: Der Lenkkopf

Der Abstand zwischchen diesen beiden Punkten ist der Nachlauf. Daraus, das die Lenkachse die Fahrbahn vor der Vorderachse durchstößt ergibt sich die Tatsache,  das das Vorderrad von der Gabel gezogen wird. Da ein gezogenes Rad  ständig das Bestreben  hat zurück in Geradeausstellung zu gehen, liegt es sehr ruhig auf der Fahrbahn, weshalb man mit einem Zweirad ja auch freihändig fahren kann. Motorräder mit sehr geringen Nachlauf reagieren “sofort” (auf Lenkbewegungen) und sind sehr wendig so daß sie fast von allein in die Kurve fallen, haben andererseits aber auch einen schlechten Geradeauslauf und sind bei hohen Geschwindigkeiten und unebener Fahrbahn  recht instabil. Ein großer Nachlauf bringt Ruhe ins Fahrwerk, verleiht dem Motorrad einen guten Geradeauslauf und macht es unempfindlicher gegen Fahrbahnunebenheiten. Allerdings läßt es sich schwerer einlenken und benötigt einen großen Wendekreis.

Ein weiterer entscheidender Aspekt, der durch den Lenkkopfwinkel bestimmt wird ist die Drehachse um die das Motorrad bei Kurvenfahrt kippt. Die Drehachse wird ermittelt, in dem man von der Lenkachse eine Linie im Winkel von 90° Grad zum Reifenaufstandspunkt des Hinterrades zieht. (Bild links ). Je größer (steiler)der Lenkkopfwinkel ist, umso tiefer verläuft die Drehachse und umgekehrt. Da alle Motor und Fahrwerksteile inclusive des Fahrers, dem Massenträgheitsgesetz unterliegen, wird es daher  beim Einlenken in die Kurve ungleich schwerer diese aus ihrer Ruhelage zu bringen je weiter entfernt sie sich von der Drehachse befinden. Das heißt, der Fahrer muß nicht nur eine größere Kraft aufbringen um das Motorrad umzulegen, sondern das Fahrwerk reagiert auch träger und schwerfälliger. Da natürlich nicht alle Teile nach unten versetzt werden können, versuchen die Konstrukteure wenigstens das schwerste Teil, nämlich den Motor so nah wie möglich im Bereich der Drehachse zu plazieren. Außerdem wirkt die sich schnell drehende Kurbelwelle wie ein Kreisel, der nur schwer aus seiner Bahn zu kippen ist, weshalb bei einem optimal platzierten Motor die Drehachse genau durch den Bereich der Kurbelwelle verläuft.  Über die Funktion eines Kreisels habe ich schon an anderer Stelle berichtet. (siehe Kreisel). 

Abschließend kann gesagt werden, das die Wahl des richtigen Lenkkopfwinkels immer einen Kompromiß zwischen guten Handling und ruhigen Geradeauslauf darstellt. Nicht umsonst besaßen Bahnmaschinen früherer Jahre häufig einen über Rändelschraube verstellbaren Lenkkopf (Bild rechts) um damit den Nachlauf und damit das Einlenkverhalten und den stabilen Geradeauslauf auf die Verhältnisse der jeweiligen Bahn anzupassen. Der Nachlauf bei modernen Gespannen und Langbahn- Solomotorrädern ist heute sehr gering ja fast bei “Null”. Der Lenkkopfwinkel bei Speedway- und Langbahnmaschinen liegt meistens Zwischen 75° und 85° Grad, während Gespanne und Eisspeedwaymaschinen einen Lenkkopfwinkel zwischen 60° und 70° Grad haben. Gemessen wird dabei immer von der 0° Linie aus.

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Monoshock-Hinterradfederung

Die Federung hat die Aufgabe, die Reifen immer mit dem Fahrbahnuntergrund in Berührung bleiben zu lassen, weil man nur dann ein Bike beschleunigen, verzögern und steuern kann. Speedwaybikes besitzen eine starre Hinterradaufhängung, weil hier die Bahnen relativ eben sind, die Geschwindigkeit nicht so hoch und das Bike beim Driften besser zu kontrollieren ist.

Auch Eisspeedwaybikes hatten bis Ende der 80er Jahre eine starre Hinterradaufhängung, doch erkannte man hier als erstes die Vorteile eines Monoshock gefederten Hinterrades. War es doch dadurch plötzlich möglich auch bei schlechter werdenden Eis, die Kurven extrem innen zu durchfahren. Ex-Weltmeister Jarmo Hirvasoja, der stets mit viel Schwung extrem außen fahrend seine Gegner überholte, wäre mit dieser Fahrweise heute chancenlos.

Langbahn- Motorräder besitzen schon seit je her eine Hinterradfederung, die lange Zeit aus einer  Rundrohrschwinge bestand, die sich mit zwei Federbeinen am Rahmenheck abstützte. Unterschiede gab es nur in der Einbaulage und in den Anlenkpunkten der Stoßdämpfer.
Die Wende kam aus dem Moto-Cross-Bereich, denn dort werden sehr lange Federwege mit möglichst progressiver Federkennung benötigt. Um dieses Ziel bei möglichst geringen bzw. variablen Einbauraum zu erreichen wurden Mono-Federbeine entwickelt. Eine Monoshock- Hinterrad-Aufhängung wird  über eine Strebe mit der Schwinge verbunden, damit die Federung am geeignetsten Platz eingebaut werden kann. 

Die Plazierung des Anlenkpunkts auf dem Aufhängungslenker und die Form des Lenkers selbst bestimmen, wieviel Hebelübersetzung von der Schwinge auf die Monoshock-Einheit wirkt. Der Aufhängungslenker ist eine kleine Komponente, dessen jeweils geeignete Konstruktionsweise enorm wichtig ist. Die Schwinge selbst muß so konstruiert sein, das sie sich nicht bei den in den Kurven auftretenden Seitenkräften verbiegt und noch genügend Raum für das Hinterrad bietet. Sogenannte Einarmschwingen wie sie im Crossbereich durchaus üblich sind und den Aus-und Einbau des Hinterrades wesentlich erleichtern würden, werden im Bahnsport bisher noch nicht verwendet.
Sinn und Zweck der relativ aufwendigen Konstruktionen mit ihren Umlenkhebeln, ist es eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses vom Schwingenarm zum Federbein während des Einfedervorgangs zu erreichen. Damit lässt sich dann ein sogenannter progressiver Federweg erreichen. Im Gegensatz zu einem Linearen Federweg, wo bei gleichen Einfederweg die Federkraft immer um den selben Betrag ansteigt, egal ob man sich am Anfang oder am Ende des Gesamtfederweges befindet,  reagiert eine Federung mit progressiver Federkennung im ersten Teil des Federweges sehr sensibel, auch auf kleine Fahrbahnunebenheiten. Je stärker das Rad jedoch einfedert desto härter wird die Feder und desto grösser auch die Federkraft. Sie wirkt bei starker Belastung also einem Durchschlagen der Federung wirkungsvoll entgegen.

Wirkungsweise eines progressiven Monoshockdämpfers anhand des HONDA- Pro-Link-Systems

Gab es am Anfang der Monofederbein-Entwicklung Federn mit progressiver Federkennung, wobei der Fahrer je nach Gewicht und Bahnbeschaffenheit die Vorspannung der Feder mit einem Hakenschlüssel einstellen konnte, so hat man das System inzwischen verfeinert und  zusätzlich mit einem Ausgleichbehälter versehen. Dieser ist in den meisten Fällen am Stoßdämpfer angegossen oder, wenn nicht genügend Platz vorhanden ist, am Rahmen angebracht und mittels Stahlflexschlauch mit dem Stoßdämpfer verbunden. In diesem befindet sich ein Kolben dessen eine Seite mit Stoßdämpferöl befüllt ist und auf der anderen Seite Stickstoff enthält. Durch die Trennung von Stoßdämpferöl und dem Stickstoff wird die Emulsionsbildung, also Schaumbildung von Öl und Stickstoff verhindert, wodurch eine gleichbleibende Dämpfung auch bei härtester Beanspruchung garantiert wird.