Zentralfederbein – konkret!

Von Konfuzius stammt der Satz: «Wer kein Ziel hat, für den ist jeder Weg der Falsche».

Wechseln – oder nicht wechseln? Das ist hier die Frage!

Wenn man das Federbein anders abstimmen möchte, sollte man wissen, welchen Zustand es hat und welchen zukünftigen Zustand man erreichen möchte. Der Weg zum Ziel ergibt sich dann in wenigen einfachen Schritten.

Die Bestandsaufnahme, wie bereits in Teil 1 dieser Serie vorgenommen:

  1. Federrate:  115 N/mm
  2. Vorspannweg:  9 mm
  3. Mein Abfahrgewicht, vollständig ausgerüstet: 85 kg
  4. Anteil der gefederten Massen des Motorrads auf dem Hinterrad: 81 kg
  5. Anteil Negativfederweg: 28,9%

Daraus ergibt sich das folgende, maßstäbliche Federdiagramm:

Massstäbliches Federkraft-Federwegdiagramm für serienmässige Monster 1200S mit Federrate 115 N/mm und Vorspannweg 9 mm.

Die diagonale, gestrichelte Linie bildet die Federsteifigkeit ab. Jeder Punkt auf dieser Linie erfüllt die Bedingung:

Kraft / Kompression = Federsteifigkeit.

Punkt «0» ist durch den Federvorspannweg von 9 mm definiert. Es wirken hier keine äusseren Kräfte auf das Federbein.

Wenn das Federbein von aussen mit einer ansteigenden Kraft beaufschlagt wird, bewegt sich der Betriebspunkt von Punkt «0» in Richtung Punkt «1», zunächst ohne Längenänderung des Federbeins.

Sobald die äussere Kraft diejenige in Punkt «1» übersteigt, wird die Feder über den Vorspannweg von 9 mm hinaus weiter komprimiert.

In Punkt «2» ist die Feder soweit komprimiert, dass die Federkraft gerade die gefederten Massen der Maschine, die auf der Hinterachse lasten, trägt.

In Punkt «3» ist die Feder soweit komprimiert, dass die Federkraft gerade die gefederten Massen der Maschine, die auf der Hinterachse lasten, plus das anteilige Fahrergewicht trägt. Die Annahme ist hier, dass das Fahrergewicht zu 50% auf das Hinterrad wirkt.

Der Federhub zwischen Punkten «3» und «1» (aktuell ca. 17,3 mm) übersetzt sich mit dem Übersetzungsfaktor 2,5 der Schwinge zu einem Hub der Hinterachse von 43,3 mm. Dies entspricht einem Negativfederweganteil von 28,9% am vollständigen Federweg der Hinterachse von 150 mm (Werksangabe).

Um auf mein Ziel zurück zu kommen:

Ich habe den Eindruck, dass die Federung hinten in der ab Werk ausgelieferten Einstellung zu hart ist, d.h., auf den überwiegend sehr gepflegten Schweizer Strassen im Solobetrieb zu wenig Federweg nutzt. So kann der gute Öhlins-Dämpfer seine Qualitäten überhaupt nicht richtig ausspielen.

Ich habe mich also zunächst «aus dem Bauch heraus» für eine Erhöhung des Negativfederweganteils um ca. 10% entschieden, von aktuell 28,9% auf etwa 32%.  Um schneller mit möglichen Kombinationen von Federrate und Vorspannweg der Feder spielen zu können, welche alle(!) den gewünschten Negativfederweganteil erreichen, habe ich die entsprechenden Zusammenhänge in eine Exceltabelle eingetragen und dann zuerst planlos, dann systematisch den möglichen Zielbereich untersucht. Erste Erkenntnis hierbei: es gibt eine sehr erhebliche Streubreite theoretisch zum Ziel führender Kombinationen aus Federrate und Vorspannweg .

Der Federhub zwischen den Punkten «1» und «3» ist jeweils die Summe der beiden Anteile aus Einfederung unter Eigengewicht der Maschine und zusätzlicher Einfederung unter Fahrergewicht. Die Grenze zwischen beiden Anteilen ist im obigen Diagramm jeweils durch die senkrechte schwarze Trennlinie (Split) markiert.

Für die gegebenen Randbedingungen …

  • Monster 1200S Bj.2015
  • Fahrermasse: 85 kg
  • Negativfederweganteil: 32%

… (und nur für diese!) befindet sich der Zielbereich innerhalb des durch die blaue und grüne gestrichelte Linie begrenzten Sektors:

Grafische Bestimmung der kleinsten und grössten möglichen Federrate, mit der ein gewünschter Negativfederweganteil erzielt werden kann.
Extremwerte des «Splits» des Federhubs bei aufsitzendem Fahrer
BlauGrün
Federrate155 N/mm55 N/mm
Vorspannweg0,3 mm35,8 mm
Split (Maschine/Fahrer)65 : 352 : 98

Die blaue und die grüne Kurve markieren die Extremwerte möglicher Federsteifigkeiten und Vorspannwege, die jeweils auf den gleichen(!) Negativfederweganteil von 32% führen. Beide Einstellungen resultieren in exakt gleichem Federhub (dicke horizontale violette Linien).

Es handelt sich deswegen um die Extremwerte, weil im linken (blauen) Fall der Vorspannweg nicht mehr weiter reduziert werden kann, um mit der nächst-steiferen Feder noch den gewünschten Negativfederweganteil von 32% zu erreichen. Während im rechten (grünen) Fall der Vorspannweg nicht mehr weiter erhöht werden kann, um mit der nächst-weicheren Feder noch eine minimale Einfederung unter Eigengewicht der Maschine zu erzielen.

Das Schielen auf die Einhaltung des gewünschten Negativfederweganteils ist offensichtlich als alleiniges Zielkriterium nicht ausreichend.

Ich habe mich schließlich für einen ungefähr symmetrischen Split entschieden, mit leichtem Übergewicht des Fahreranteils, nicht unähnlich dem ab Werk vorliegenden:

Gegenüberstellung von Federbein Fetup einer Monster 1200S im Auslieferungszustand und dem geplanten neuen Setup.
Die gewählte Änderung der Feder-Parameter fällt maßvoll aus.

Serie (blau)Neu (grün)
Federrate115 N/mm100 N/mm
Vorspannweg9 mm11 mm
Split (Maschine / Fahrer)48 : 5246 :54

Jedenfalls habe ich die neue 100er Feder schon bestellt und damit das erste Winter-Bastelprojekt an Land gezogen. 🙂

Schreiben Sie einen Kommentar

Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.