Gespann fahren

Bei der Überführungsfahrt vom Händler nach Hause anfang Dezember war es schon nicht zu ignorieren: Kurvenfahrten mit einem Gespann sind erstaunlich kraftaufwändig. Nach bisher über 300.000km auf zwei Rädern war das eine echte Überraschung. Da musste ich in den vergangenen Tagen noch ständig drüber nachdenken.

Einen ersten Hinweis auf die technischen Hintergründe bekam ich, als ich mich erinnerte, wie ich in jungen Jahren gelegentlich ein Fahrrad zu Fuß oder sogar auf einem anderen Fahrrad fahrend aus nur am Sattel haltend führen konnte, selbst in Kurvenfahrt, ohne den Lenker des geführten Fahrads auch nur zu berühren. Alleine durch passende Schräglage bewegt sich der Lenker ganz von alleine in Richtung der Kurve, in die sich das Zweirad neigt. So funktioniert ja auch das Freihändig-Fahren, egal ob auf dem Fahrrad oder auf dem Motorrad. Oder, was jeder Biker wohl schon beobachtet haben dürfte: wenn man seine Mopete auf den Seitenständer abstellt, i.d.R. auf der linken Seite, dann schwingt der Lenker immer zu der Seite, auf der sich der Seitenständer befindet. Ich hatte als Unterschied zwischen Gespann und Einspurfahrzeugen recht bald den Zusammenhang zwischen fehlender Schräglage beim Gespann und dem Nachlauf in Verdacht, konnte das aber eine ganze Zeit lang nicht richtig artikulieren.

Bis heute.  😎

Es hat mit der Fliehkraft zu tun, welche beim Einspurfahrzeug durch die Schräglage aufgefangen wird, und so kein Moment um die Lenkachse bewirken kann.

Beim Gespann gibt es aber keine Schräglage, und die Fliehkraft muss anteilig über die Seitenführungskräfte der drei aufrecht stehenden Räder aufgefangen werden. Beim aufrecht stehenden Vorderrad bewirkt diese wegen des Nachlaufs ein Moment um die Lenkachse. Für die Ural cT (mit Teleskopgabel) stellt sich das wie folgt dar (alle Maße selbst ermittelt – es geht zunächst nur ums Prinzip):

Fahrwerksgeometrie bei der Ural cT mit Teleskopgabel
  • Lenkachse: rot eingezeichnet
  • Gabelbrückenversatz: 40mm
  • Radradius: 322mm. (aus Reifendimension 4.00-18)
  • Lenkkopfwinkel: 59°

Damit ergibt sich der Nachlauf zu 146,8mm, und der projizierte Nachlauf (der effektive Hebelarm senkrecht zur Lenkachse) zu 124,3mm. Hier noch eine ähnliche Skizze, auf das wesentliche reduziert:

Lenkachse(rot) und effektiver Hebelarm (blau)

Die Seitenführungskraft im Radaufstandspunkt wirkt senkrecht zur Zeichnungsebene. Sie bewirkt über den Hebelarm (blau) ein Moment bezüglich der Lenkachse (rot). Bleibt noch die Frage, wie stark die Kraft und das resultierende Moment tatsächlich sind.

Spoiler: bei einer Kurvenfahrt, für die man auf einem Einspurfahrzeug eine Schräglage von 30° fahren würde, muss man über den Lenker der Ural cT ein Haltemoment von absolut erstaunlichen 116Nm aufbringen.

Das bringt einen zwar nicht um, aber dieses Moment muss in jeder Kurve über den Lenker gehalten werden. Ich sehe schon, daß eine Passfahrt richtig in Arbeit ausarten wird.

Wie komme ich auf den Wert 116Nm? Da verweise ich an dieser Stelle auf meinen Beitrag zum Thema Schräglage. Dort rechne ich vor, dass die halbe Tonne Gesamtgewicht der Ural cT (inklusive ausgerüstetem Fahrer) bei einer Kurvenfahrt, für die man auf einem Zweirad 30° Schräglage benötigen würde, eine Zentrifugalkraft von rund 2800N hervorrufen würde. Das ist die Kraft, die man aufbringen müsste um ein 285kg schweres Gewicht senkrecht hochzuziehen!

Der Einfachheit halber verteile ich die Fliehkraft von 2800N gleichmässig auf die drei Räder der Ural. Damit enfällt auf das Vorderrad eine anteilige Seitenführungskraft von 933N, welche am projizierten Nachlauf von 124,3mm (siehe zweite Skizze oben, blau) ein Moment bezüglich der Lenkachse von 116Nm verursacht. Voilà!

Testweise experimentiere ich mit einen kraftsparenden Fahrstil: und zwar lehne ich mich mit dem Oberkörper zur Kurveninnenseite, und stütze mich dann mit dem gestreckten Arm am kurvenäusseren Lenkerende ab. Der kurveninnere Arm ist dabei weitgehend entspannt. Den nehme ich nur für evtl. Korrekturen der Linie hinzu. So unterstützt mich die auf den Oberkörper wirkende Fliehkraft beim Aufbringen des Lenkmoments. Das scheint weniger anstrengend zu sein als ständig am kurveninneren Lenkerende zu ziehen. Mal schauen, wie sich das bei schnelleren Kurvenwechseln oder auf längeren Strecken bewährt – ich werde berichten.

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