Tag zusammen.
Habe da mal vor einiger Zeit einen geistreichen Erguss zusammengeschrieben und da es zum Thema passt, will ich´s hier mal posten und zur Diskussion stellen:
Lenkungsdämpfer und ein wenig Theorie
Im Moped haben wir, im Gegensatz zu den Autos, eine indirekte Lenkung. Warum und wieso ist jetzt nicht relevant, aber ist der Fahrphysik eines Zweirades geschuldet.
Ein Zweirad ist im Grunde ein sehr instabiles Fahrgerät und möchte ständig umkippen. Zur Stabilisierung braucht es immer irgendwelche Kräfte. Diese Kräfte setzen sich zusammen aus der Zentrifugalkraft (Fliehkräfte im drehenden Rad), Hebelkräfte durch den Nachlauf und Seitenführungskräfte(Gripp).
Übrigens ist die Zentrifugalkraft am höchsten, je weiter außen das Gewicht am drehenden Rad ist. Gewicht im Reifen/Felgen gut, schwerer Radnabe nicht.
Das Zweirad will immer zur Seite kippen, Geradeaus geht es niemals! Es pendelt immer von links und nach rechts und wieder zurück. Je langsamer die Geschwindigkeit umso sichtbarer/spürbarer.
Was passiert: (also von oben betrachtet, quasi ich sitze drauf und schau nach unten auf den Rahmen)
Beim Kippen zur Seite, also bei der Seitwärtsbewegung dreht das Vorderrad in Kipprichtung (bedingt durch den Lenkkopfwinkel/Nachlauf und die Zentrifugalkraft) ein und schiebt sich quasi unter das Moped und richtet es wieder auf. Solange bis das Chassis wieder auf die andere Seite kippt. Dann folgt das Vorderrad wieder dieser Richtung, stützt es ab, richtet das Chassis auf und zwingt es wieder auf die andere Seite. So geht das hin und her. Es entsteht eine Pendelbewegung, das Zweirad fährt Schlangenlinien. Das ist so, bleibt so und wird immer so sein!
Das Lenkerflattern/Vorderradwackeln ist quasi automatisch vorprogrammiert! Man kann es nur unterdrücken aber niemals vollständig aufheben!
Dafür gibt’s mehrere Möglichkeiten:
Gewicht/Gripp: Bsp.: jeder hat schon mal einen krummen Einkaufswagen durch den Supermarkt geschoben an dem ein Rad unkontrolliert hin und her geflattert hat. Warum? Weil das blöde Ding nur ab und zu den Boden berührt hat. War der Einkaufswagen voll, war Ruhe.
Um unser Vorderrad zur Ruhe zu bringen, brauchen wir Gewicht auf dem Vorderrad. Und je leichter es ist (geringe Zentrifugalkraft) und je kleiner der Lenkkopfwinkel ist (geringer Nachlauf), umso mehr.
Hervorheben möchte ich hier gerade das Beschleunigen auf der Geraden! Hierbei wird das Vorderrad (durch den Lastwechsel nach hinten) entlastet. Die Folgen: kein Gewicht, keine Seitenführung, Vorderrad schlabbert rum. In den Kurven ist das nicht so ausgeprägt, da hier niemals ein so hoher Lastwechsel und damit eine Entlastung des Vorderrades entsteht! Wohl aber beim Beschleunigen am Kurvenausgang.
Gewicht ist das eine, der Lenkungsdämpfer gegen Lenkerflattern das andere Mittel.
Hier wirkt das Öl zusammen mit der mechanischen Reibung dämpfend. Und zum gewissen Teil auch die Federn (mechanische Reibung/Trägheit). Wobei nur die Federn, ohne Öl, das Flattern begünstigen können! Sie geraten gerne in Schwingung. Gut abgestimmt wird das übermäßige und schnelle Lenkerflattern unterdrückt. Aber lassen wir es dabei.
Was passiert nun bei der Kurvenfahrt: das Lenkservo schiebt absichtlich das Vorderrad aus der Mitte, Chassis neigt sich zur anderen Seite und will umkippen. Durch den Nachlauf (s. oben) folgt nun das Vorderrad der Kipprichtung und will das Chassis wider aufstellen. Es entsteht ein Gleichgewicht (wenn die Mopedgeometrie sauber konstruiert ist) zwischen dem Kippen und Abfangen. Das Moped fährt in Schräglage eine Kurve. Diese Schräglage bleibt solange unverändert erhalten, solange die Geschwindigkeit gleich bleibt oder kein weiterer Lenkeinfluss erfolgt.
Noch einmal: um dieses Kippen abzufangen muss das Vorderrad eindrehen können! Es ist ja nicht viel, nur ein paar Grad. Und auch noch gegen unsere Lenkrichtung (Servo)! Hier kommen die Federn zum tragen. Je härter die Federn um die Nullstellung, umso weniger kann das Rad dagegen arbeiten. Daraus folgt: je härter die Federn umso grösser der Kurvenradius. Um die Kurve doch noch fahren zu können, muss die Geschwindigkeit verringert werden. Rundenzeiten werden langsamer
Also zusammenfassend: um die Nullstellung des Lenkers, brauche ich eine Dämpfung gegen das Lenkerflattern. Spiel ist schlecht weil dann keine Kontrolle und keine Dämpfung möglich ist.
In Kurvenfahrt braucht es um die Nullstellung weiche Federn. Je langsamer und enger die Kurven sind umso mehr. Gleichzeitig sind bei hohen Geschwindigkeiten die stabilisierenden Kräfte sehr hoch. Mit weichen Federn kann ich nicht genügend hohe Lenkkräfte vom Servo auf die Gabel übertragen.
Hier wären Progressive Federn erste Wahl aber sehr teuer! Sie werden immer härter je mehr sie zusammengedrückt werden.
Die von mir bevorzugte Lösung: 2 gekoppelte Federn (hintereinander oder Ineinander), eine Weiche für die Neutralstellung und eine Harte für hohe Lenkkräfte. Anders geht’s nicht denn mit einer Feder bleibt es immer ein Kompromiss und nicht ideal.