Antriebsneutrale Federsysteme

Sportlich, effizient, gelenkschonend so möchte sich der Mountainbiker im Gelände bewegen. Das Biken soll in jedem Gelände komfortabel und sicher sein, und das bei ungestörtem Tretrhythmus und optimaler Kraftübertragung. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, wird die Entwicklung von Feder und Dämpfungssystemen immer weiter vorangetrieben.

Federung und Dämpfung: Sinn und Zweck, Ziele und Vorteile

Ein Vollgefedertes Mountainbike, das so genannte "Fully" besitzt zusätzlich zur Federgabel am Vorderrad ein weiteres Federungssystem, das sie Stöße auf Hinterrad und Sattel abfangen soll. Idealerweise verringert die Federung die auf den Fahrer wirkenden vertikalen Beschleunigungen, die durch die Bodenoberfläche verursacht werden.

Vorteile:

  • Dadurch erhöht sich für den Biker die Fahrsicherheit vor allem bei Brems und Lenkmanövern.
  • Der Fahrkomfort wird erhöht.
  • Die Gesundheit wird geschont, weil die insbesondere auf Gelenke und Wirbelsäule wirkenden Schwingungen ausgeglichen werden.
  • Die mechanische Beanspruchung des Mountainbikes wird heruntergesetzt und im Gegenzug dazu dessen Haltbarkeit heraufgesetzt.

Funktionsweise
Alle Federungssysteme verfolgen das gleiche Prinzip: Ein Dämpfungssystem, bestehend aus einem Federelement (meist eine Stahlfeder, aber auch Luft oder Elastomerelement) und einem Dämpfungselement (auf Hydraulik oder auf Luft basierend) ist über Schwingen und Gelenke so am Fahrradrahmen angebracht, dass das Hinterrad bei auftretenden Stoßkräften kontrolliert schwingen kann und so Stöße ausgleicht.

Ungünstige Begleiterscheinigungen und Nebenwirkungen
Bei vielen Hinterradfederungen überwogen bisher negative Effekte wie, starke Lastwechselreaktionen beim Bremsen, Beschleunigen und beim besonders kraftvollen "in die Pedale treten" und der so genannte Pedalrückschlag. Beim Pedalrückschlag erfährt die Tretkurbel bei einer Federbewegung des Hinterrades über die Kette und das Kettenblatt eine Winkelveränderung entgegen der Tretrichtung. Über die Pedale werden Rückwirkungen auf den Fahrer übertragen. Diese Kräfte führen von einem unangenehmen Tretverhalten bis zum Verlust der Fahrstabilität, wenn die Kurbel zurückschlägt und der Fahrer ungewollt entgegen der Tretrichtung "ins Leere" fällt.

Antriebverlust
Das technische Hauptproblem einer bisherigen Hinterradfederung liegt vor allem darin, dass die Kräfte des Pedaltritts nach unten das Fahrrad ebenso wie eine Bodenwelle" staucht". Dadurch wird die Dämpfung ausgelöst, wodurch ein Teil der Tretkraft verloren geht. Das "dämpfende Einknicken" beziehungsweise das "Energiezehrende Wippen" führt zudem zu einem "schaukelnden" Tretrhythmus. Besonders ärgerlich ist dieser Antriebsverlust beim kraftvollen Bergauffahren.

Die Lösung: Antriebsneutrale Federsysteme

Das Prinzip der technisch ausgereiften Antwort auf die negativen Begleiterscheinigungen bisheriger Federsysteme liegt nun darin, durch differenzierte Gelenk und Schwingungssysteme und durch frei regulierbare Dämpfer Antrieb und Stoßdämpfung zu entkoppeln und damit antriebsneutrale Federsysteme zu schaffen.

Eine einfache Möglichkeit besteht darin, beim Bergauffahren und Fahren auf ebenen Untergrund durch die Regulierung des Luft oder Öldrucks in der Federung die Dämpfung ausstellen beziehungsweise auf den gewünschten Härtegrad einstellen zu können. Das komplette Ausstellen der Dämpfung nennt mensch im Fachjargon "Lockout" Blockierung.

Intelligente Dämpfungssysteme unterscheiden zwischen Stoß und Antriebskräften. Sie müssen auf das individuell gewünschte Ansprechverhalten bei Bodenstößen und Unebenheiten eingestellt werden.

Intelligente Fahrwerke verfügen über eine drehpunktoptimierte Geometrie, mit deren Hilfe, unabhängig davon, wie weit des Fahrwerk gerade einfedert, ein gleichmäßiger Kettenzug erreicht werden kann. Folgende Auslegungen und Realisierungen der Bahnbrechenden Idee der antriebsneutralen Federung sind derzeit auf dem Markt:
Das Eingelenksystem, das Mehrgelenksystem und das Viergelenksystem.

Eingelenker:
Bei Eingelenk Hinterbauten wird die Schwinge von einem zentralen Lager geführt und stützt sich mit dem Federbein gegen den Rahmen ab.
Vorteil: einfacher Aufbau, stabil.
Nachteil: Dämpfungsabstimmung schwierig, da Eingelenker bei schwacher Dämpfung meist nachwippen.

Mehrgelenker:
Beim Mehrgelenker ist dagegen die Schwinge über mehrere Gelenke und Umlenkhebel am Federbein abgestützt.
Nachteil: aufwendige Lagerung und damit teure Fertigung.

Viergelenker:
Nur wenn ein Drehpunkt auf der Höhe der Kettenstrebe liegt, spricht mensch von einem echten Viergelenker.
Vorteil: kein wechselseitiger spürbarer Einfluss zwischen Antrieb und Federung, meist kein Pedalrückschlag, einfach abzustimmen.
Nachteil: aufwendige Lagerung und damit teure Fertigung