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Fahrwerks - Modifikationen am Heck können gravierender ausfallen als Ihr denkt!

Ein Bericht aus der " Bikers News " vom Februar 2007, illustriert von Uhle.

Hinten ist die Schokoladenseite. Da kann das Customizing auch mal in die Hose gehen. Zum Beispiel beim Tieferlegen, denn Chopperfahrer tauschen gerne voreilig die hinteren Federbeine und zwar gegen kürzere. Das sieht nicht immer automatisch besser aus, auch wenn die Fuhre sich dann hinten knapp über dem Boden bewegt.                       Harley - Davidson hatte so vor einigen Jahren die ganze Sportster - Palette ab Werk optisch vergeigt. Denn mit dem Heck lagen auch die Fenderstruts tiefer und damit nicht mehr parallel zur Fahrbahn. Der hängende Hintern der Sporty ist seitdem eine an vielen Stammtischen diskutierte Geschmackssache.                

Heckabsenkung vergrößert Nachlauf

Aber kommen wir von der Geschmackssache zur echten Fahrwerksphysik. Da die Schwinge durch eine Federbeinverkürzung meistens weniger abgewinkelt steht, verlängert sich der Radstand um wenige Millimeter. Das ist als Komfortzuwachs nicht großartig zu bemerken. Durch das Absenken des Hecks verkleinert sich aber der Lenkkopfwinkel und folglich vergrößert der Nachlauf gravierend. Dieser Effekt ist dann durchaus nützlich, wenn zum Beispiel der Nachlauf durch große Gabelreckung und Verbau eines kleinen Rades heftig in die Knie gegangen ist und uns mit heftigen Fahrwerksunruhen straft. Etwas mehr Geschwindigkeit ist so bis zum Pendeln möglich.

Auch die Verwendung von einem größeren Felgendurchmesser und Niederquerschnittreifen bringt Erfolg, da dieser kleinere Durchmesser als Ballonreifen aufweisen und damit den gleichen Effekt wie die kürzeren Dämpfer zur Folge haben. Bei Streetfightern gehen die Gedanken scheinbar genau in die andere Richtung: Mit längeren Stoßdämpfer wird das Heck angehoben. Das ergibt einen etwas kleineren Nachlauf und die Reduzierung des Radstandes, was sich gegenüber dem Chopper jedoch nicht so negativ bemerkbar macht.

Breiter ist nicht besser!

Einen drastischen Eingriff in die Fahreigenschaften der Heckumbauten stellen die Breitreifen dar. Störkräfte durch Bodenwellen oder Absätze im Fahrbahnbelag, die auf den außermittigen Reifenaufstandspunkt wirken, können vor allem auf schlechten Landstrassen für ein kippeliges Fahrverhalten sorgen. Und spätestens wenn es feucht wird, ist es mit der hoch gelobten größeren Haftung vorbei, sowieso nur beim Herausbeschleunigen aus der Kurve ihren Vorteil zeigt. Aber ein dicker Puschen sieht megageil aus und die Mädels unserer Bike - Portraits haben wir ja auch nicht abgelichtet, weil sie so gut kochen können.

In der Kurve selbst stützt sich unser Bike über eine Kraft, die auf der Linie zwischen Schwerpunkt und Reifenaufstandspunkt liegt, gegen die auftretende Flieh - und Gewichtskraft ab. Je breiter der Reifen ausfällt, umso tiefer muss das Motorrad gegenüber einer Schmalbrust bei gleicher Geschwindigkeit abgewinkelt werden.

Die blaue Silhouette zeigt einen Fahrer mit breiten Reifen, der rote Schatten einen Biker mit schmalen Pneus: Je breiter der Reifen, desto mehr Schräglage ist bei gleicher Kurvengeschwindigkeit und gleichem Kurvenradius notwendig.                           4° bei Reifenbreite 130 mm                         5° bei Reifenbreite 150 mm                         6° bei Reifenbreite 180 mm                         7° bei Reifenbreite 210 mm                        8° bei Reifenbreite 240 mm usw.

Reifenbreite und Schräglage
In Schräglage greift die Gewichtskraft G und Fliehkraft F im gemeinsamen Schwerpunkt S von Fahrer und Maschine an. Ein Gleichgewichtszustand ist dann erreicht, wenn die daraus resultierende Kraft R die gedachte Verbindungslinie zwischen den Aufstandspunkten A von Vorder- und Hinterradreifen schneidet. Der dabei auftretende Neigungswinkel a liegt zwischen der Senkrechten und der Verbindungslinie zwischen A und Schwerpunkt S. Da der Reifenaufstandspunkt A nicht in der Fahrzeugmitte liegt, sondern um den Betrag r zur Kurveninnenseite hin wandert, muß das Motorrad zusätzlich um den mit zunehmender Reifenbreite größer werdenden Korrekturwinkel g geneigt werden. Dieser Korrekturwinkel und der Neigungswinkel a ergeben zusammen den tatsächlichen Schräglagenwinkel d zwischen Senkrechter und Fahrzeugmitte.

Die Reifenaufstandsfläche wandert nämlich zur Außenseite des Reifens, verschiebt sich somit zur Kurveninnenseite, der Schwerpunkt des Motorrades bleibt aber, wo er ist. Dadurch wird ein zusätzlicher Neigungswinkel erforderlich, der mit zunehmender Reifenbreite steigt. Dieser wächst, gerechnet bei einer Schräglage von 45° bei Hinterradreifen wie folgt: 6° bei Reifenbreite 180 mm.

Obwohl es hier ums Heck geht, dürfen wir in diesem Zusammenhang die Vorderradreifendimension nicht außer Acht lassen. Er sollte im Dienst der Fahrphysik nicht zu breit gewählt werden. Breite Kollegen haben zusätzlich den Nachteil, daß sie wegen ihres starken Aufstellmoments in Schräglage bei notwendigen Kurvenbremsungen an den Kurvenrand drängen. Ein Effekt, den niemand wirklich gebrauchen kann. Je breiter, desto höher ist auch die Haltekraft, die der Lenker fordert, um den Kurvenradius weiter zu verfolgen. Deshalb kann ein Bike mit schmaleren Reifen bei gleicher Schräglage schneller durch die Kehren gezirkelt werden, als ein Motorrad mit breiten Schluffen.

Wort des Monats: Radaufstandspunktversatz!

Normalerweise ist der Einbau der Ultrabreiten mit weiteren technischen Änderungen verbunden. Eine Serien - Schwinge bietet in den meisten Fällen, wegen der Antriebseinheit, nur den Weg nach rechts. Damit läuft der Reifen auf jeden Fall außermittig. Es entsteht ein sogenannter " Radaufstandspunktversatz": Vorder - Hinterrad laufen zwar in die gleiche Richtung, aber nicht auf der selben Linie und nicht in der selben Spur.

Das bewirkt ein unterschiedliches Kurvenverhalten. Findet zum Beispiel eine Verschiebung von zehn Millimeter nach rechts statt, bedeutet es bei einem 170er in der Linkskurve das Verhalten eines 160 ers und in der Gegenrichtung das eines 180 er Gummis. Je größer der Versatz wird, umso gravierender ändert sich das Einlenkverhalten zwischen den Richtungen. Links fällt man in die Kurve und rechts muss man die Karre richtig drücken. Folgende Erfahrungswerte hat die Firma Thunderbike ( www.thunderbike.de ) nach Vermessung diverser hauseigener Umbauten mit der Laser - Rahmenlehre zusammengestellt:

  • bis 5 mm nicht spürbar
  • bis 10 mm kaum spürbar
  • bis 15 mm nicht empfehlenswert, aber fahrbar
  • mehr als 15 mm kritisch

Um die Werte so niedrig wie möglich zu halten, ist eine breitere Schwinge oder die Modifikation der Vorhandenen unumgänglich. Reicht das nicht aus, wird zum Beispiel bei Harleys der Sekundärantrieb versetzt oder ein Getriebe mit Rechtsausgang verbaut. Auch ein Verschieben des ganzen Motors ist möglich, das bringt aber meistens nur einen Zentimeter. Beim Geradeauslauf zieht die Fuhre dann leicht in die Richtung des neu erworbenen Schwerpunktes, was sich aber nur beim freihändigen Fahren bemerkbar macht.

Bei kardanangetriebenen Motorrädern ist oft aus Platzgründen konstruktiv sogar ein gewisser Radstandspunktversatz vorhanden und konstruktiv notwendig.Das beste Beispiel hierfür ist die V - Max. Durch die Verwendung einer anderen Schwinge mit einer Kardanumlenkung kann Abhilfe geschaffen werden. Hierbei tritt teilweise ein positiver Nebeneffekt auf: Da die Zubehörschwingen manchmal ein paar Zentimeter länger sind, steigt durch den Radstandszuwachs der Komfort. Ist nach Korrektur einer Fehlstellung ein neutrales Einlenkverhalten nach beiden Seiten vorhanden, wird das subjektiv am Anfang wegen anderer Fahrwerksschwächen womöglich nicht als Verbesserung wahrgenommen. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß nach Korrektur wesentliche Einlenkverbesserungen objektiv spürbar sind.

Hinterrad auf schiefer Bahn!

Beim " Spurversatz " handelt es sich um die Laufrichtung des Hinterrades bezogen auf die des Vorderrades, gemessen an der Mittelachse des Vorderrades. Bei einem Spurversatz läuft das Hinterrad also schräg zur Fahrtrichtung. Bei ketten - oder zahnriemenbetriebenen Bikes finden meistenteils Zweiarmschwingen Verwendung. In ihnen ist das Hinterrad innerhalb eines definierten Bereiches über die rechte und linke Spannvorrichtung verstellbar. Hierdurch wird aber auch die Mittelebene des Hinterrades eingestellt. Wie heutzutage überall üblich, gibt es auch hier Fertigungstoleranzen, somit können die Markierungen an den beiden Riemenspannvorrichtungen ungleich positioniert sein.

Selbst bei absolut exakter Einstellung führt das unwiderruflich zu einem Spurversatz. Eine minimale Falscheinstellung an den Spannvorrichtungen am Hinterrad führt zu einer wesentlich größeren Differenz am Vorderrad. So kann eine falsche Einstellung von drei Millimetern einen Spurversatz von über zwei Millimeter hervorrufen. In unserem Beispiel sind es sogar zeichnerisch ermittelte 28 mm.

Die Größenordnung ist auch abhängig vom Radstand. Je länger der ausfällt, desto stärker wächst auch der Spurversatz an. Deshalb fallen beim gleichen Fehlerwert die Auswirkungen bei einer Buell mit 1320 mm nicht so stark aus wie bei einer Wildstar mit 1685 mm Radstand. Im unteren Bereich korrigiert der Fahrer diesen Schräglauf ständig unbewußt über die Lenkung. Bei Geradestellung der Gabel ginge es ansonsten automatisch in die Linkskurve. Durch das Nachregulieren ergibt sich im Prinzip wieder ein Radaufstandspunktversatz mit dem Unterschied, daß die Gabel leicht eingeschlagen ist und das Vorderrad schräg steht. Ein Spurversatz im oberen Bereich bewirkt bei höheren Geschwindigkeiten ein Aufschaukeln oder Pendeln des Motorrades. Auch das Einlenkverhalten erfolgt nicht neitral, weil durch die Schrägstellung des Hinterrades bereits das falsche Einlenkverhalten vorgegeben wird. Für eine oberflächliche Messung reicht es erstmal aus, den Abstand von Mitte der Schwingenachse bis zur Skalierung auf beiden Seiten vergleichsweise abzumessen. Eine Differenz könnt ihr dann für spätere Radjustierungen zu Grunde legen. Die absolute genaue Feststellung der Fehlstellungsprüfung bleibt wegen der notwendigen Gerätschaften den Händlern vorbehalten. Sie können den Spurversatz unter Berücksichtigung der Radaufstandspunkte durch das Einrichten der Radebene korrigieren und den Geradeauslauf des Motorrades herstellen. Alle, die vor einer großen Umbauphase stehen, sind jetzt gewarnt. Alle, die ihre Fehler schon gemacht haben, sollten nun die Fahrwerksunruhen wieder unter Kontrolle kriegen.

Und was haben wir gerade gelernt? Eine Wilde mit 360 er Hinterrad und 240 er Vorderrad sieht zwar megageil aus, ist aber in Kurven und bei Nässe nicht fahrbar. Hat aber auf gerader trockener Strecke den absolten Grip und verbläst alle, wenn sie getunt ist.
 
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