BMW Motorrad Federungssysteme: Ein umfassender Überblick

Die Federung spielt eine entscheidende Rolle für den Fahrverhalten und Komfort eines Motorrads. Sie sorgt dafür, dass die Reifen optimalen Kontakt zur Fahrbahn haben, Unebenheiten ausgeglichen werden und das Motorrad stabil bleibt. BMW Motorrad setzt verschiedene Federungssysteme ein, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Grundlagen der Motorradfederung

Die Hauptaufgabe der Federung besteht darin, Stöße und Vibrationen, die durch Unebenheiten auf der Fahrbahn entstehen, zu absorbieren. Dadurch wird der Fahrkomfort erhöht und die Fahrsicherheit verbessert. Die Federung ermöglicht auch, dass sich die Geometrie des Motorrads je nach Fahrsituation ändert, was sich positiv auf das Handling auswirkt. Zudem verhindert die Federung, dass Lastspitzen auf die Reifen wirken, was den Grip verbessert.

Ein gut abgestimmtes Fahrwerk berücksichtigt verschiedene Faktoren, darunter die Geometrie des Motorrads, die Steifigkeit der beteiligten Bauteile (Rahmen, Gabel, Schwinge) und die Trägheitswirkungen. Auch die Gewichtsverteilung spielt eine wichtige Rolle, da sie die dynamische Radlast vorne und hinten beeinflusst.

Funktionsweise der Federung

Die Federung eines Motorrads besteht aus Federn und Dämpfern. Die Federn absorbieren die Stöße, während die Dämpfer die Schwingungen der Federn kontrollieren. Ohne Dämpfung würde das Motorrad nach einer Anregung unendlich lange nachschwingen, was die Straßenlage beeinträchtigen würde.

Die Dämpfung wird in Druckstufe (Einfedern) und Zugstufe (Ausfedern) unterteilt. Die Druckstufe bremst das Einfedern, während die Zugstufe das Ausfedern kontrolliert. Es gibt auch High- und Lowspeed-Dämpfung, die sich auf die Geschwindigkeit beziehen, mit der der Dämpferkolben durch das Öl drückt. Lowspeed-Dämpfung kommt bei langsamen Federbewegungen zum Einsatz, während Highspeed-Dämpfung bei schnellen Federbewegungen aktiv wird.

Reduzierung hoher Kräfte durch Hebelkonstruktionen

Hohe Kräfte lassen sich zwar auch mit einem direkt angelenkten Federbein abfangen, doch unterm Strich bereitet eine solch simple Bauart, die bei einigen aktuellen Maschinen wieder zum Einsatz kommt, mitunter Probleme in der Feinabstimmung von Dämpfung und Federung.

Wesentlich geschmeidiger funktioniert die Sache, wenn die extrem hohen Kräfte über variable Hebelkonstruktionen reduziert werden. Genau dies ist die Aufgabe von Systemen wie Pro-Link und Co. Dieser Trick reduziert das Hebelverhältnis zwischen Hinterrad und Stoßdämpfer auf etwa zwei zu eins. Das heißt: Bei 120 Millimeter Federweg am Hinterrad begnügt sich der Stoßdämpfer mit 60 Millimeter Hub.

Bedingt durch die Veränderung der Hebelposition und Winkelstellung erreicht man mit den Umlenksystemen auch ­eine progressive Feder-/Dämpferwirkung. Ein Beispiel: Bei etwa zur Hälfte des Federwegs, also wenn das Motorrad ohne große Belastung über den Asphalt rollt, und das Hinterrad von 40 auf 50 Millimeter einfedert, wird die Feder am Stoßdämpfer um fünf Millimeter zusammengepresst. Taucht das Motorrad durch eine Bodenwelle hinten von 90 auf 100 Millimeter ein, nimmt die Hebelübersetzung in diesem Bereich zu (Progression).

Dann müssen Stoßdämpfer und Feder um sechs Millimeter komprimiert werden. Diese Progression (in diesem Fall 20 Prozent mehr) schützt vor einem Durchschlagen der Federung und stabilisiert das Motorrad auf welligen Strecken oder bei sportlich flotten Wechselkurven. Je nach Motorradtyp und Einsatzzweck fällt die Progressionskurve flach (leichte Mittelklassemaschinen und Sportler) oder stark (Motocross-Maschinen) aus. Bei Sport- und Rennmaschinen wird meist mit sehr geringer Progression gearbeitet, da hier die grundsätzlich harten Federn genügend Reserven bieten. Zudem baut sich beim Einfedervorgang eine dynamische Dämpfkraft auf, die einem Durchschlagen massiv entgegenwirkt.

Verschiedene Federungssysteme bei BMW Motorrad

• Klassische Rohrschwinge mit zwei Federbeinen (Duo-Shock): Bis in die späten 1970er-Jahre üblich, wobei zwei Federbeine am Schwingenende gegen die Last von Maschine und Fahrer stemmten.
• Cantilever-Federung: Von Yamaha entwickelt, mit einem liegenden Zentralfederbein, das durch die Dreieckskonstruktion eine sehr hohe Biegesteifigkeit erreichte.
• Einarmschwinge: Extravagant, aber aus technischer Sicht eher ein Statussymbol, mit großen Lagerdurchmessern und Simmerringen, die die Reibung erhöhen.
• WAD-Federbein (wegabhängige Dämpfung): Ein innovatives Dämpfungssystem, bei dem sich die Dämpferkraft in der Druckstufendämpfung mit zunehmender Einfederung erhöht.

Das WAD-Federbein im Detail

Das WAD-Federbein (wegabhängige Dämpfung) ist ein Dämpfungssystem, dessen Dämpferkraft sich in der Druckstufendämpfung - also beim Einfedern - mit zunehmender Einfederung erhöht. Es erlaubt, den Dämpfungsverlauf sowohl der Zug- als auch der Druckstufe dem jeweiligen Fahrzeugtyp und seinem Einsatzzweck genau anzupassen. Die Erhöhung der Druckstufe ist konstruktiv um mehr als 100 Prozent möglich, die Zugstufe kann um 50 Prozent angehoben werden.

Parallel zum Hauptkolben des Dämpfersystems arbeitet ein Hilfskolben im Inneren der hohl gebohrten Kolbenstange, welches ein zusätzliches Dämpfungssystem darstellt.

Einstellung der Hinterradfederung

Die Federvorspannung wird meist mittels zweier gekonterter Nutmuttern festgelegt. Durch Drehen der unteren Nutmutter im Uhrzeigersinn erhöht sich die Vorspannung, in die entgegengesetzte Richtung wird diese reduziert. Durch die Federvorspannung verändern sich der Negativfederweg (Ausfederweg) und das Niveau der Maschine. Der Negativfederweg beeinflusst auch die Lenkgeometrie nachhaltig, da das Motorrad hinten entsprechend hoch oder tief steht.

Auswirkungen falscher Federvorspannung:

• Zu niedrige Federvorspannung: Motorrad steht hinten zu tief, was zu Unhandlichkeit führen kann.
• Zu hohe Federvorspannung: Motorrad steht hinten zu hoch, was zu Instabilität führen kann.

Dämpfer-Grundeinstellung am Federbein

Die Maschine sollte mit ­einer erkennbaren Verzögerung ausfedern und spätestens nach einer Sekunde die Ausgangslage erreicht haben. Federt das Heck ruckartig und unkontrolliert aus oder neigt sogar zum Nachschwingen, muss die Zugstufendämpfung erhöht werden. Steckt die Federung dagegen spürbar in der Dämpfung fest und federt nur zäh aus, muss diese verringert werden.

Sportfahrwerke

Sportfahrwerke werden als Fahrwerksoption vor allem von Fahrern bevorzugt, die sich ein dynamischeres, sportlicheres Fahren wünschen. Unterschieden wird bei sportlichen Fahrwerken zwischen dem Sportfahrwerk ohne Gewinde, dem Gewindefahrwerk und dem Luftfahrwerk.

• Sportfahrwerk ohne Gewinde: Diese Variante bietet eine feste Tieferlegung ohne Anpassungsmöglichkeiten.
• Gewindefahrwerk: Mit einem Gewindefahrwerk lässt sich die Höhe des Fahrzeugs individuell und stufenlos anpassen.
• Luftfahrwerk: Ein Luftfahrwerk bietet durch Luftbälge eine stufenlose Höhenverstellung per Knopfdruck.

Ein Sportfahrwerk verbessert die Fahrzeugdynamik. Da der Schwerpunkt des Autos nach unten verlagert wird, ergibt sich eine bessere Straßenlage, die wiederum höhere Kurvengeschwindigkeiten ermöglicht.

Vorteile:

• Besseres Handling
• Optische Aufwertung

Nachteile:

• Abgeminderter Fahrkomfort
• Winter- und Alltagstauglichkeit
• Zu starke Tieferlegung - schlechtere Aerodynamik

Tabelle: Basiswerte für Federvorspannung

*Bei Federwegen von maximal 130 mm

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