Fahrradfederung: Arten und Unterschiede

Mit verschiedenen Techniken haben die Hersteller immer wieder versucht, das Fahrradfahren komfortabler zu machen. Dabei ist mehr Komfort durchaus ein zweischneidiges Schwert. Einerseits macht eine Federung am Fahrrad die Fahrt angenehmer. Bodenunebenheiten, Stöße und Schläge von der Fahrbahn oder Hindernissen werden abgemildert und erreichen den Fahrer weniger stark.

Rahmenmaterial und Komfort

Auch das Rahmenmaterial spielt eine Rolle beim Fahrkomfort:

  • Stahlrahmen sind etwas elastischer als Aluminium- oder Carbonrahmen. Stahl gibt nach, ist relativ biegsam und vermittelt alleine dadurch schon etwas Komfort. In Kombination mit einem breiteren Reifen, etwa ab 32 Millimetern, reicht dieser Fahrkomfort in der Stadt völlig aus.
  • Aluminiumrahmen sind beinhart, hier lohnen sich Federsysteme am meisten.
  • Titan ist ein weiches Material und verleiht etwas Fahrkomfort.

Sattelstützen und Vorbauten

Auch Sattelstützen tragen zu einer spürbaren Verbesserung des Fahrkomforts bei. Die üblichen Stützen aus Aluminium sind sehr hart. Wer es noch bequemer haben will, der greift zu einer gefederten Sattelstütze. Bequem, wippt aber etwas nach vorne und hinten: eine Parallelogramm-Sattelstütze. Parallelolgramm-Sattelstützen: Hier verschiebt sich die Sitzfläche beim Einfedern nach vorne und hinten, sie „wippt“ etwas.

Gefederte Vorbauten, die es zum Nachrüsten gibt, sorgen für mehr Fahrkomfort. Sie halten Stöße vom Lenker etwas ab und schonen die Handgelenke. Sogar an Rennrädern gibt es Federungen für den Lenkerbereich.

Federgabeln

Eine Federung am Fahrrad hat verschiedene Vorteile. Federgabeln ermöglichen es dem Vorderrad, Fahrbahnunebenheiten auszugleichen und die sonst mit ihnen verbundene Erschütterung vom Fahrer fernzuhalten. Die meisten Federgabeln bestehen aus ineinander gesteckten Rohren, die gegeneinander federn. Technisch sind die Unterschiede dennoch gewaltig. Federgabeln sollen so leicht wie möglich sein, so exakt wie möglich einfedern und sofort wieder in die Ausgangsposition zurückfedern ohne nachzuwippen. Luftfedergabeln werden am häufigsten verbaut. Bei ihnen kann man die Härte mit einer Luftpumpe einstellen. Daneben gibt es ölgefederte Gabeln.

Vollfederung (Fullys)

Vorder- und Hinterradfederung zusammen findet man hauptsächlich an Mountainbikes. Man nennt diese Bikes Fullys. Bei Geländerädern ist eine Federung natürlich besonders sinnvoll. Fullys ermöglichen waghalsigen Abfahrten. Die Ingenieure wenden viel Fantasie auf, um die Gelenk- und Hebelsysteme zu optimieren. Der Einbau einer Federung bedeutet aber auch immer, dass das Fahrrad schwerer wird. Ein modernes „Fully“ mit Viergelenkfederung.

Hinterbauten

  • Eingelenk-Hinterbauten: Der Hinterbau, der das Rad führt, ist mit nur einem Gelenk am Tretlager befestigt. Die Federung spricht sensibel an, das Fahrrad ist aber nicht so seitensteif wie ein ungefedertes Modell.
  • Mehrgelenk-Hinterbauten / Viergelenk-Hinterbauten: Eine aufwendige, aber mittlerweile sehr verbreitete Konstruktion mit einem speziellen Drehpunkt an der Kettenstrebe. Dadurch federt das Hinterrad ziemlich senkrecht ein.

Luftfederung vs. Stahlfederung

Die meisten MTB-Fahrwerke arbeiten heute mit Hilfe von Luft, sowohl am Hinterbau als auch an der Federgabel. An bestimmten Biketypen sieht man aber immer öfter Federbeine mit Stahlfedern. Es folgt eine Erläuterung der Unterschiede zwischen den Systemen und deren Vor- und Nachteile.

Luft als Federelement

Das Grundprinzip einer Luftfederung lässt sich mit Hilfe einer normalen Fahrradluftpumpe anschaulich erklären und zugleich erspüren: Man zieht den Kolben heraus, hält mit dem Daumen die Auslassöffnung zu und drückt jetzt den Kolben gegen das Luftvolumen im Inneren des Zylinders. Der Kolben lässt sich nun mit einer gewissen Kraft ein Stück weit gegen die Luft drücken. Und er „federt“ wieder in die Ausgangsstellung zurück, wenn man den Druck weg nimmt.

Im Vergleich zur Fahrradpumpe ist das Luftvolumen in Federgabeln und Hinterbau-Elementen allerdings winzig klein. Folge: Damit es dem Gewicht von Fahrer und Bike überhaupt entgegen wirken kann, benötigt man eine Hochdruckpumpe, die - je nach System und Wunsch-Setup - bis zu 200 psi in die Luftkammer geben kann. Das entspricht rund 14 bar! Man kann sich also vorstellen, dass in einem Luftelement sehr gute Dichtungen benötigt werden.

Das Experiment mit der Fahrradpumpe offenbart eine weitere Charakteristik von Luftfederungen, die die Entwickler vor Herausforderungen stellt: Am Beginn des Vorgangs lässt sich der Kolben relativ leicht gegen das Luftpolster drücken. Aber stärker mehr man die Luft komprimiert, desto mehr Widerstand setzt sie dem Druck entgegen. Bis es schließlich nicht mehr weiter geht. Diesen immer steiler werdenden Anstieg des Widerstands nennt man progressiv. Einerseits ein vorteilhafter Effekt, da er die Federung vor Durchschlägen schützt. Andererseits jedoch kann die Progression das System ab einer bestimmten Einfedertiefe unkomfortabler machen.

Luftsysteme: Vor- und Nachteile

  • + Einfach abstimmbar mit Hilfe HD-Pumpe
  • + Niedriges Systemgewicht
  • + Natürlicher Durchschlagschutz (Progression)
  • - Teils träges Ansprechverhalten wg. Dichtungen
  • - Progressive Kennlinie nicht immer erwünscht
  • - Höherer Wartungsaufwand als Stahlfedern

Einsatzbereiche: Cross Country, All Mountain, Enduro

Stahlfeder als Federelement

Eine so genannte Druck- oder Schraubenfeder als Federelement kennt jeder. Sei es aus Kraftfahrzeug-Fahrwerken oder auch nur aus dem Kugelschreiber. In der Regel eine mit gleichbleibender Steigung gewundene Spirale aus Federstahl. Unkompliziert im besten Sinn: Zusammendrücken und zurückfedern lassen. An Mountainbike-Fahrwerken findet man (hochwertige) Stahlfeder-Elemente hauptsächlich noch am Hinterbau, eher selten an Gabeln. Ausnahmen: Einzelne Federgabel-Modelle in der Günstig-Klasse, sowie ebenso vereinzelt Modelle im Segment Downhill/Freeride.

Der größte Vorteil einer Stahlfeder gegenüber der Luftfederung ist ihre Charakterisitk: Während ein Luftpolster beim komprimieren immer „härter“ wird (progressiv), steigt der Widerstand einer Stahlfeder über den gesamten Bereich gleichmäßig (linear) an. Das heißt, das Fahrwerk arbeitet auch bei tiefer Einfederung noch effektiv und der Federweg wird im Idealfall maximal ausgenutzt. Mit Stahlfedern lassen sich deshalb sehr große Federwege realisieren. Außerdem ist das Ansprechverhalten eines Feder-Elements feinfühliger, da kaum Reibungen von Dichtungen überwunden werden müssen.

Eigentlich ideale Eigenschaften. Warum man dennoch selten Stahlfedern sieht, hat im Wesentlichen zwei Gründe: Zum einen sind sie vergleichsweise schwer. Und zum anderen besitzen sie einen begrenzten Gewichtsbereich. Gemeint ist das Gewicht des Fahrers. Denn während eine Luftgabel im Prinzip für alle Fahrergewichte abstimmbar ist - man benötigt lediglich eine Hochdruckpumpe - , ist eine Stahlfeder immer nur für einen bestimmten Bereich geeignet. Beispielsweise eine weiche Feder für leichte Fahrer-/innen bis 60 Kilo, eine mittelharte für den Bereich von 60 bis 80 Kilo und eine harte für schwere Fahrer ab 80 Kilo.

In der Regel muss man zwar nur einmal beim Basis-Setup die richtige Federhärte für sich finden. Aber alleine der Tausch erfordert am Hinterbau den kompletten Ausbau des Dämpferelements. Außerdem benötigt man die verschiedenen Federhärten stets in Länge und Durchmesser passend für das jeweilige Federbein. Für einen Händler würde das beispielsweise bedeuten: Während eines Verkaufsgesprächs ist ein (womöglich mehrfacher) Umbau des Setups für verschiedene Fahrer und Probefahrten kaum möglich.

Stahlfedersysteme: Vor- und Nachteile

  • + Beste Ausnutzung des Federwegs (Linear)
  • + Große Federwege realisierbar
  • + Sehr feinfühliges Ansprechverhalten
  • - Unterschiedlich harte Federn zur Abstimmung nötig
  • - Durchschlaggefahr höher als bei Luft
  • - Hohes Systemgewicht

Einsatzbereiche: Enduro, Freeride, Downhill

Vergleich Kennlinien

Die Luftfeder geht etwa ab der Hälfte des Federwegs in die Progression.

Federweg, SAG und Progression - Tipps zum Luftfahrwerk

Als Basis sollte man wissen, wie ein MTB-Fahrwerk überhaupt arbeitet. Angenommen ein Fully hat einen Federweg von 150 mm an Gabel und Hinterbau. Dann sind diese 150 mm jedoch nicht zum reinen „schlucken“ von Hindernissen zu verstehen, sondern als Arbeitsbereich insgesamt. Denn ein gut eingestelltes Fahrwerk befindet sich stets in einer Art Schwebe. Dieser Idealzustand sollte entstehen, sobald sich der Fahrer auf das Bike setzt. Sinn der Schwebe ist, sowohl Hindernisse schlucken zu können (z. B. eine Schwelle oder ein Stein), als auch in Vertiefungen „hineinfedern“ zu können (z. B. Schlaglöcher).

Diesen Betrag, um den das Fahrwerk beim Aufsitzen einsinken sollte, nennt man SAG. Im Idealfall beträgt er ca. 20 - 30 Prozent des gesamt zur Verfügung stehenden Federwegs. Das Einstellen des SAG ist abhängig vom Körpergewicht des Fahrers/der Fahrerin und muss individuell über den Luftdruck erfolgen.

Folge des SAG ist damit aber auch, dass jener prozentuale Anteil des Federwegs zum Schlucken eines Hindernisses nicht mehr zur Verfügung steht. Bei unserem Beispiel-Fully „fehlen“ damit nach oben etwa 40 Millimeter. Im Prinzip kein großes Problem - wenn bei einem Luftdämpfer nicht die anfangs beschriebene Progression ins Spiel käme. Denn wenn das Federelement jetzt ein größeres Hindernis schlucken muss, wird es dies aufgrund der bereits durch den SAG vor-komprimierten Luft widerwilliger tun, als ganz am Anfang des Federwegs.

Der Trick mit zwei Luftkammern

Um den Effekt der Progression abzuschwächen, bedienen sich viele moderne Federbeine eines Tricks: Sie besitzen eine zweite Luftkammer mit „negativer“ Wirkung. Der Begriff „Dual Air“ im Modellnamen ist beispielsweise ein Hinweis darauf. Das RockShox Doppelkammer-System heißt „DebonAir“. Funktion: Setzt man die Negativ-Luftkammer unter Druck, zieht sie das Federelement zusammen und wirkt damit der Hauptkammer entgegen. Dies verbessert generell das Einfederverhalten von Luft-Gabeln und -Hinterbau-Federelementen. Die Reibung von straff sitzenden Dichtungen wird leichter überwunden, das Fahrwerk reagiert feinfühliger.

Aber keine Angst, auch mit Federelementen ohne Negativ-Luftkammer lässt sich ein gut arbeitendes Fahrwerk erzielen. Wichtig: Nimm dir fürs Setup genügend Zeit! Taste dich auf einem kleinen Testparcours Schritt für Schritt an den richtigen Luftdruck und an den für dich optimalen SAG heran. Vorsicht nur bei zu wenig Luftdruck! Das Durchschlagen - also der Fall, dass ein Federelement beim Schlucken eines großen Hindernisses an seinen Anschlag „knallt“ -, solltest du weitgehend vermeiden. Denn das kann Federgabeln und Hinterbau-Federbeine auf Dauer schädigen.

MTB-Typen und Federung

Mountainbike ist nicht gleich Mountainbike. Es gibt verschiedene Disziplinen und jede davon hat ihren eigenen Mountainbike-Typ hervorgebracht.

  • Cross-Country Bike: Das Bike ist vor allem bei Cross-Country-Rennen im Einsatz. Federung: i.d.R. Den Federweg der Gabel können Sie bei vielen Modellen verringern oder sperren.
  • All Mountain Bike: Das All Mountain Bike ist für ein möglichst großes Spektrum an Einsatzmöglichkeiten in den Bergen konzipiert. einfache und längere Touren im Flachland (aufgrund der leichten Bauweise mit ca.
  • Enduro Bike: Das Enduro Bike liegt von den Eigenschaften zwischen dem All Mountain Bike und einem Freeride Mountainbike. Bergab ähnelt es den Fahreigenschaften eines Freeride Mountainbikes.
  • Freeride Mountainbike: Dieser Mountainbike-Typ ist mit 18 kg recht schwer, da der Rahmen stabil sein muss, um der hohen Belastung bei extremen Sprüngen standzuhalten. Die Reifen sind dick und griffig. Der Aufbau ähnelt einer Mischung aus Downhill und Cross Country Mountainbike. Das Freeride Mountainbike ist etwas leichter als die Downhill Mountainbikes, aber trotzdem kein Federgewicht. Es werden sehr stabile Bauteile verwendet, damit das Mountainbike den extremen Sprüngen (bis zu 20 Meter) standhält.
  • Fat Bike: Das Fat Bike ist für schwierige Untergründe geschaffen. Das Fat Bike erkennen Sie an den sehr breiten Reifen. In der Regel wird auf die Federung verzichtet.

Federung: Einstellungsoptionen

Wenn es um die Vorder- und/oder Hinterradfederung geht, sind die Funktionen und Einstellmöglichkeiten oft sehr ähnlich. Im Folgenden werden diese Funktionen beschrieben.

  • Luftdruck: Luftgefederte Fahrwerke verfügen über ein Schlauch-Ventil, mit dem über eine spezielle Dämpferpumpe Luft eingefüllt werden kann. Bei einer Gabel befindet sich dieses Ventil oben auf dem linken Gabelkopf (oberhalb der Standrohre) oder manchmal auch unten an den Federbeinen. Bei einem hinteren Stoßdämpfer befindet sich das Ventil normalerweise oben am Dämpfer.
  • Federvorspannung: Während der Luftdruck zur Einstellung einer Luftfeder verwendet wird, ist die Vorspannung die entsprechende Funktion bei einer Spiralfederung. Hier ermöglicht ein kleiner Einstellbereich die Feinabstimmung, wie hart oder weich die Feder ist. Diese Funktion steht sowohl bei Vorderradgabeln als auch bei Federbeinen mit Schraubenfedern zur Verfügung, aber es ist wichtig, daran zu denken, dass im Gegensatz zu der stufenlosen Einstellung, die Luftfedern bieten, die Federvorspannung bei Spiralfedern nur in einem kleinen Bereich eingestellt werden kann, und dass für größere Einstellungen ein Wechsel der Feder erforderlich ist.
  • Negativ-Federweg: Die Wahl des richtigen Luftdrucks oder der richtigen Spiralfeder wird durch die Messung des Nachgiebigkeitsgrads bestimmt, d. h. wie stark die Federung unter dem Gewicht des Fahrers zusammengedrückt wird, wenn dieser auf dem Rad sitzt, und zwar ohne weitere Einflüsse des Fahrers oder der Strecke. Bei der Messung der Nachgiebigkeit ist es wichtig, dies mit deiner Ausrüstung zu tun.
  • Dämpfung: Ohne Dämpfung würde der Fahrer bei jedem großen Schlag die gesamte Federung durchdrücken oder umgekehrt bei jeder Veränderung des Geländes durchgeschüttelt werden. Das Dämpfungssystem regelt die Geschwindigkeit, mit der die Gabel einfedert und aus der Einfederung zurückfedert, indem es das Öl kontrolliert drosselt oder freigibt.
  • Druckstufendämpfung: Steuert, wie schnell die Gabel Stöße absorbiert, und bestimmt somit mehr oder weniger, wie viel des Federwegs zu einem bestimmten Zeitpunkt genutzt wird. Die Druckstufendämpfung wird häufig in zwei Typen unterteilt: Low-Speed und High-Speed.
  • High-Speed-Druckstufe: Steuert die Leistung der Gabel bei größeren Schlägen, Landungen und kantigen Unebenheiten und verhindert, dass die Federung den gesamten Federweg ausnutzt und "durchschlägt".
  • Einfedern bei niedriger Geschwindigkeit: Steuert die Leistung der Gabel bei Gewichtsverlagerungen des Fahrers, G-Outs und anderen langsamen Eingriffen, indem die Federung weiter oben im Hubbereich gehalten wird. Dies hilft, dem Wippen der Pedale beim Klettern entgegenzuwirken. Die Einfederung bei niedriger Geschwindigkeit wird in der Regel bei Verwendung einer Lockout-Steuerung eingestellt.
  • Rückstoßdämpfung: Steuert, wie schnell die Federung nach dem Einfedern zurückkehrt. Mehr Zugstufendämpfung führt zu einer langsamer zurückkehrenden Gabel, weniger Zugstufendämpfung führt zu einer Federung, die schneller zurückkehrt. Das Ziel der Zugstufendämpfung ist es, ein Gleichgewicht zu finden, bei dem sie aufeinanderfolgende Stöße absorbiert, aber nicht so schnell, dass die Räder die Traktion verlieren! Es wird empfohlen, die Zugstufe entsprechend der Nachgiebigkeit einzustellen.
  • Lockout: Viele Gabeln sind mit einem Lockout an der Gabel oder am Lenker ausgestattet. Damit haben Sie die Möglichkeit, die Federung ein- und auszuschalten oder eine Zwischenstufe zu wählen. Teurere Federmodelle bieten in der Regel Einstellungen, die von "offen" (die Federung bleibt voll aktiv) über "straff" (etwas Dämpferwiderstand, gut für sanftere Anstiege im Gelände) bis hin zu "geschlossen" (vollständig blockiert) reichen.

Bekannte Marken

Die meisten Fahrräder sind serienmäßig entweder mit Fox- oder RockShox-Federn ausgestattet.

Vor- und Nachteile von Fully und Hardtail

Dank einer Federgabel/Teleskopgabel am Vorderrad werden Stöße abgefangen, während der Rahmen aufgrund seiner Steifigkeit eine präzisere Fahrtechnik gewährleistet. Diese Stabilität verspricht dir spürbar mehr Sicherheit. Ein Fully sollte erst dann in Erwägung gezogen werden, wenn es deine Ansprüche aufgrund technisch schwieriger Strecken und deiner bevorzugten Geländevariabilität erfordern. Überlege dir vorher gut, auf welche Fahreigenschaften du wert legst. Fahre ich eher auf Feldwegen oder Straßen? Möchte ich ins Gelände oder auf Trails?

Wenn du hauptsächlich in der Stadt unterwegs bist, reicht für gewöhnlich eine starre Gabel. Beim Trekking-Rad oder Mountainbike hingegen empfehlen wir ein Hardtail. Also ein Bike bei dem nur der vordere Bereich gedämpft wird.

Eine Federung bedeute natürlich auch ein Preiszuwachs und der Pflege/Wartungsaufwand erhöht sich auch ein wenig. Dein Rücken und Handgelenke hingegen, werden es dir danken, wenn du vorher genau weist auf welchen Untergründen du dich bewegst. Ein nicht gefedertes Bike ist im Vergleich zum gefederten leichter und benötigt weniger Pflege. Je nach Material bringt eine starre Gabel trotzdem eine gewisse Federeigenschaft mit. Titan federt am besten und Stahl federt mehr als Aluminium.

Einstellung der Federung

Bei den meisten Mittelklasse-Bikes lässt sich die Federgabel einstellen. Bei der Luftfederung besteht die Möglichkeit die Dämpfung genau einzustellen. So kann man auch bei schwerem Gepäck den richtigen Druck angeben. Auch das Fahrergewicht lässt sich mit der Luftfederung ideal ausgleichen. Sie sind außerdem leichter als Stahlfedern.

Nachteile sind eine höhere Wärmeentwicklung und es werden Dichtungen gebraucht die evtl. Ein namhafter Hersteller für Luftfederungen ist z. B. Stahlfederungen sind empfindlicher bei Schlägen und brauchen keine Dichtungen. Sie haben eine bessere Bodenhaftung und brauchen wenig Pflege.

Das höhere Gewicht und eine nicht so flexible Einstellungsmöglichkeit auf Zuladung sind hier die Nachteile. Ein Beispiel für eine Stahlfederung ist z. B.

Pflege der Federung

Am besten Ihr reinigt nach einer ausgiebigen Tour gleich alle wichtigen Teile, bevor der Dreck antrocknet. Ein Eimer warmes Wasser mit ein bisschen Spülmittel eignet sich am besten. Die Federung freut sich nach der Reinigung über ein wenig Silikonspray oder Teflonöl. Die korrekte Einstellung auf das Fahrergewicht und das Gepäck ist sehr wichtig.

Eine Federung ist nur dann hilfreich, wenn sie richtig eingestellt ist.

Verwandte Beiträge:

Kommentar schreiben

Kommentare: 0