Beratung Federgabel, Dämpfer, Federungssystem

Aufgabe der Federung

Einsatzbereich: Sportiv (Mountainbike)

Die Federung sportlicher Räder soll dafür sorgen, dass die Laufräder möglichst immer Bodenkontakt halten. Nur dann ist die Traktion des Hinterrades und die Führung des Vorderrades gewährleistet. Das Fahrrad soll nicht springen, sondern auf dem Boden rollen. Die Komforterhöhung ist hier zweitrangig.

Einsatzbereich: Trekking/City

Beim Alltagseinsatz mit dem Trekking oder Citybike dient die Federung zur Komforterhöhung und zur Steigerung der Sicherheit, indem die Unebenheiten der Fahrbahn von den Federelementen absorbiert werden.

Ein Fahrradrahmen kann mit zwei Arten einer Federung ausgestattet werden:

Federgabel
Dämpfer

Die Funktionsweisen von Federgabel und Dämpfern sind prinzipiell gleich. Sie unterscheiden sich in erster Linie durch die Federwege.

Feder- / Dämpferelemente

Federelemente haben die Aufgabe, Unebenheiten abzufedern bzw. die Federbewegung zu dämpfen. Hierbei werden Stöße durch das federnde Element aufgenommen und die Geschwindigkeit der Ein- und Ausfederbewegung über das Dämpferelement reguliert.

Federnde Elemente sind:

mechanische Schraubenfedern (Stahl, Titan)
Luft
Kunststoffe (Elastomere)

Dämpfende Elemente sind:

Öl
Luft
Elastomere

Ohne Dämpfung würde eine Federung unkontrolliert hinund her springen. Eine mechanische Feder muss immer mit einem Dämpfer kombiniert werden, eine Luftfederung in der Regel auch.

Elastomere haben die Eigenschaft zu federn und zu dämpfen und werden in der Regel ohne weiteres Dämpfungselement verwendet.

Die Federung und Dämpfung

Ganz grundsätzlich muss man zwei Dinge trennen:

Federung
Dämpfung

Federung ist das, was man vom springenden Kugelschreiber oder von einer zugehaltenen und komprimierten Luftpumpe kennt. Die Federung ist das, was primär Schläge und Gewicht aufnimmt. Wie sie das bei welchen Gewicht und welchen Schlägen tut, hängt primär von der Federhärte bzw. dem Luftdruck ab.

Positivluftkammer

Diese übt die gleiche Funktion aus, wie eine Stahlfeder. Am ehesten ist sie wie die Luftpumpe vorzustellen. Da in dieser Kammer naturgemäß ein hoher Druck herrscht, und die Dichtungen (luftdicht und öldicht) enger sind, haben Luftgabeln ein schlechteres Ansprechverhalten, als ihre schwereren Stahlfedergeschwister.
Dies versucht man mit der Negativluftkammer auszugleichen; diese Kammer wirkt der der Positivluftkammer entgegen, und setzt so das Ruckeln herab. Bei manchen Federelementen kann man diese manuell einstellen, bei anderen geht das automatisch.

Dämpfung

Diese ist bei den meisten Federelementen vorhanden und dämpft die Bewegung dieses Federemelents. Je teurer, desto mehr kann man einstellen: meistens kann man die Zugstufe ("rebound") einstellen. Wie man beim springenden Kugelschreiber und auch der Luftpumpe gut selber feststellen kann, federt die Federung schlagartig wieder aus; dies ist natürlich nicht optimal, weil ein Rad mit ungedämpfter Federung im Gelände genauso springen würde wie der Kugelschreiber. Um dies zu unterbinden setzt die Zugstufe der Kraft der ausfedernden Feder eine andere Kraft entgegen. Dies wird dadurch erreicht, dass Öl oder komprimierte Luft durch enge Kanäle gezogen wird, was die Bewegung des Federelements verlangsamt, also dämpft.

Die Druckstufe wirkt auf Druck. Öl oder Luft werden durch einen engen Kanal gedrückt und verlangsamen so die Einfederbewegung des Federelements. Bei einigen Federelementen gibt es die Wahlmöglichkeit "high speed compression" und "low speed compression". High speed compression: Das Federelement federt schnell ein (z.B. bei der Landung nach einem Sprung). die Dämpfung muss hierbei sehr schnell reagieren. Low speed compression: Hier reagiert die Dämpfung auf langsame Bewegungen, wie zum Beispiel dem Pedalieren oder beim Bremsen.

Einstellmöglichkeiten

Die Vorspannung

Mit der Vorspannung wird die Grundhärte der Federung eingestellt. Grundsätzlich ist die Vorspannung abhängig vom Körpergewicht des Fahrers und vom Einsatzzweck. Je weicher die Einstellung, umso komfortabler das Federverhalten. Die Gefahr des Durchschlagens wird aber auch größer. Die Vorspannung wird durch zusammendrücken der Feder bzw. der Elastomere erreicht. Die Luftfederung wird je nach Höhe des Luftdrucks härter oder weicher. Je nach Bauart sind spezielle Luftpumpen notwendig.

Die Dämpfung

Wenig Dämpfung bedeutet ein schnelles Aus/Einfedern der Elemente, durch viel Dämpfung wird die Bewegung langsam.

Unterschieden wird zwischen:

Druckstufendämpfung -> Dämpfung der Einfederbewegung
Zugstufendämpfung -> Dämpfung der Ausfederbewegung

Lockout

Beim Bergauffahren und im Wiegetritt kann die Federung als störend empfunden werden. Bei einigen Modellen ist eine komplette Blockade des Elementes möglich. Hierbei wird im Prinzip die Dämpfung so stark erhöht, dass eine Bewegung nicht mehr möglich ist.