Gabel Luftpolster - Mythos oder Wirklichkeit

[tota23]

Hi Leute,

ich liege im Moment mit einer Erkältung flach und langweile mich während am Haus die Motorräder vorbei fahren und das schöne Wetter nutzen ...

Da habe ich mich gefragt, wie ich meine Gabel (R100R) optimieren kann. Der Einbau von Wilbers Federn hat zwar auf guten Strassen eine klare Verbesserung gebracht aber die Gabel ist jetzt einfach zu hart für die kleinen Strassen hier im Odenwald.

Also vielleicht weniger Gabelöl ans Schnellmaßnahme ? Dagegen spricht, dass ich bei der Montage der Federn die Befüllanleitung nicht richtig gelesen habe und die 17 cm Luftpolster im AUSGEFEDERTEN Zustand eingestellt habe (jaja, ich weiss ... ich habe mich auch gewundert wieso die 1 l Gabelöl nicht gereicht haben). Dann war mir die Gabel zu hart, ich hab' noch mal genau nachgelesen und dir richtige Menge eingestellt - aber der Effekt war jetzt nicht so doll wie erwartet.

Jetzt habe ich mal nachgerechnet wie viel denn überhaupt das Luftpolster an der Gesamttragkraft der Feder ausmacht - ca 2 % ! Und mit der falschen Befüllung waren es 2,4 % und dass ob obwohl die Menge deutlich anders war.

Ich habe mal meine Berechnung angehängt, ich hoffe ich habe keinen Fehler drin.

Das würde aber bedeuten dass die Ölfüllmenge keinen wesentlichen Unterschied bei der Federhärte erzeugt und deckt sich nicht mit den Erfahrungen hier aus dem Forum.

Wie seht ihr dass denn ?


Gruß

Thomas

 

[ck1]

Mit ner Erkältung in der Birne sollte man sich nicht mit Thermodynamik quälen. Schau mal unter isotherme Kompression von Gasen nach. Da siehst Du, dass der Druckaufbau und damit die unterstützende Kraft für die Gabelfedern progressiv über dem (Feder)Weg ansteigt. Somit passt zumindest diese Annahme in Deiner Rechnung nicht. Für ein drittel Federweg liegst Du wahrscheinlich nicht soo weit daneben, das ist aber auch kein Bereich in dem die Luftkammer nennenswert wirkt, sondern eben erst gegen Ende des Federweges.

Gruß
Claus

 

[frankenboxer]

Hallo Thomas,

das Luftkammervolumen wird total überbewertet. Grundsätzlich gilt erst einmal: In der Gabel ist eine Feder für die Federung und ein Dämpfer, der die Federbewegung bremst. Dies wird dadurch erreicht, dass Hydraulikflüssigkeit (Gabelöl) beim Ein- und Ausfedern durch ein Ventilsystem gepresst wird und der Federbewegung einen Wiederstand entgegen setzt. Es muß also zunächst gewährleistet sein, dass das Ventilsystem immer, also bei ganz ein- und auch ausgefederter Gabel von der Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden kann. Das Luftkammervolumen , auch Ausgleichsraum benötigt man dazu, dass die Gabel auch arbeiten kann. Wäre sie im ausgefederten Zustand komplett mit Flüssigkeit gefüllt, könnte sie nicht einfedern, da sich Flüssigkeit nicht komprimieren lässt. Deshalb muß sich in dem geschlossenen System ein entsprechend grosser, gasgefüllter (Luft=Gas) Ausgleichsraum befinden, der die Volumendifferenz zwischen aus- und eingefedertem Gabelholm durch Komprimierung aufnehmen kann.

Also ist für die Härte der Gabel zunächst einmal die Feder verantwortlich, Feinabstimmung kann über die Auswahl der Gabelölviskosität getroffen werden, je niederviskoser die Brühe ist, desto leichter flutscht sie durchs Ventilsystem, desto weniger wird die Federbewegung gebremst, also desto weicher wird die Gabel. Die zusätzliche Tragkraft des komprimierten Gasvolumens beim Einfedern kann man, wie Du schon richtig erkannt hast, vergessen. Vorteil des Überdrucks bei sog. luftunterstützten Gabeln ist einzig und allein dass das Ventilsystem etwas exakter anspricht und das Öl weniger verschäumt.

Ich hoffe nun gänzlich zur Verwirrung beigetragen zu haben.

 

[ck1]

Hallo Thomas,

das Luftkammervolumen wird total überbewertet. ....

Wäre sie im ausgefederten Zustand komplett mit Flüssigkeit gefüllt, könnte sie nicht einfedern, da sich Flüssigkeit nicht komprimieren lässt.

Ich hoffe nun gänzlich zur Verwirrung beigetragen zu haben.

Hast Du definitiv !

Gruß
Claus

 

[frankenboxer]

Okay, okay, .....das exakt definierte Volumen der Luftkammer .......

 

[ck1]

Nein, will gar nicht auf Begriffen herum reiten. Wie ich gerade im R 100 R HH Racetech Fred geschrieben habe, kann eine Veränderung des Luftpolsters schon eine Menge bringen. Es kommt eben darauf an in welchen Füllbereich man agiert. Bei einer Seriengabel, 1/3 eingefedert, macht sich bei kleinen Federbewegungen das Luftpolster kaum bemerkbar, sondern eben Viskosität, und Federrate.

Gruß
Claus

 

[VV 01]

Und ewig grüßt das Murmeltier...

"mit der Ölmenge kann man trefflich die Progression der Feder unterstützen, mit der Ölviskosität kann man trefflich die Dämpfung variieren (wobei zu berücksichtigen ist, daß die SAE-Klassen sehr irreführend sind, was die Viskosität betrifft KLICK ).

Die Höhe des Ölstandes ist von Bedeutung für das Einfederverhalten der Gabel.
Die Federrate ist so, wie sie bei gegebener Feder eben ist.
Das Luftpolster über dem Öl wird beim Einfedern komprimiert und wirkt wie eine progressive Luftfeder.
Großer Luftraum, geringe Federwirkung,
kleiner Luftraum, große Federwirkung.

Stell Dir eine Luftpumpe vor, die Du unten zuhältst und dann um die Hälfte zusammenschiebst.
Du erhältst eine zunehmende, aber insgesamt noch schwache "Luftfeder".

Jetzt stell Dir eine Luftpumpe vor, die um ein Drittel kürzer ist, bei der Du aber den gleichen Hub ausführst.
Die Federwirkung der komprimierten Luftsäule wird ungleich größer sein, evtl. bereits so hoch, daß Du die Pumpe garnicht mehr um den gleichen Hub zusammengedrückt bekommst, wie zuvor bei der längeren Pumpe.

Das ist die progressive Fderwirkung, die man nutzen kann, wenn z.B. das Federverhalten und das Ansprechen der Gabel um die Mittellelage herum zufriedenstellend ist, die Gabel aber z.B. bei hartem Anbremsen zu tief eintaucht. "

Kann man übrigens durch simples ausprobieren nachvollziehen.

Gruß Ulli

 

[tota23]

Hmm, habe ich mir schon gedacht dass das ein Wespennest ist.

Claus und Ulli, wo habt ihr denn das Wissen her dass Gaskompression nicht linear ist ? Aus meiner Thermodynamikvorlesung (schon lange her) erinnere ich mich noch an p*v= m*R*T, d.h. dass bei gleicher Temperatur und gleicher Gaszusammensetzung sich der Druck linear mit dem Volumen ändert.

Linear heißt ja auch nicht dass es sich überhaupt nicht ändern sondern dass es mit dem Federweg ansteigt - genauso wie die Kraft der Stahlfeder und damit bleibt die Kraft durch das Luftpolster weiterhin im geringen Prozentbereich.

Überlegt habe ich ja das ganze weil ich eine weichere Gabel wollte im Bereich um die neutrale Lage, da scheint es zumindest bei der Seriengabel keinen großen Einfluss zu haben - aber dass ist nicht auf andere Systeme wie z.B. eine geschlossene Dämpferkartusche übertragbar. Mit anderen Geometrien kann dass möglich sein, gibt ja auch Luftfederbeine (allerdings bei meinem Mountainbike mit z.B. 18 bar).

Aber wenn ich wieder auf dem Damm bin mach ich mal den ultimativen Test, ich schraub mal die Einfüschrauben raus und mache einen direkten Vergleich. Dann sehen wir ja ob meine Rechnung ja vielleicht noch eine Fehler hat (Kommastelle falsch oder so).

Gruß

Thomas

PS: Und zum Schluß eine ganz blöde Frage: Wie mach ich dass denn dass mein Bild in der Antwort zu sehen ist. Runtergeladen habe ich und sehe es auchn in meinem Profil aber ich würde es ja gerne auch in die Beiträge mit aufnehmen und nicht nur anonym posten

 

[tota23]

Ok, gefunden. Jetzt habe ich einen "Avatar", kannte ich bisher nur aus dem Kino.
Gruß

Thomas

 

[RachtzigR]

bzgl. der Wirkung haben Claus und Ulli schon recht, allerdings handelt es sich bei einem Stoßdämpfer nicht um eine isotherme sondern um eine adiabatische Kompression (daher die Nichtlinearität).

Gruß

Walter

 

[ck1]

bzgl. der Wirkung haben Claus und Ulli schon recht, allerdings handelt es sich bei einem Stoßdämpfer nicht um eine isotherme sondern um eine adiabatische Kompression (daher die Nichtlinearität).

Gruß

Walter

Du meinst wohl, Du könntest besser klugscheissen als ich ?

Recht hast Du. adiabat = wärmedicht

Gruß
Claus

 

[tota23]

Ja, Walter hat recht, ich erinnere mich wieder schwach.

Damit bringt er uns aber glaube ich alle wieder zusammen:
- Die Federkraft der Luft wächst progressiv, wie ja schon von Claus und Ulli gesagt
- für das Ansprechen um die Nulllage (1/3 Federweg) wird wahrscheinlich wenig bis gar kein Einfluss sein => d.h. die Wilbers Federn werden nicht weicher werden ohne Luftunterstützung (ich probiers aber mal aus)

Prima, Walter !

Gruß
Thomas

 

[Detlev]

Und denke dran, dass bei zusammengedrückter Feder der verbleibende Luftraum zusätzlich durch die enger aneinander liegenden Federwindungen verringert wird...

 

[Euklid55]

Hallo,

die Federwirkung der Luft ist fast unbedeutend. Die Fläche innen im Gabelholm beträgt ca. 10cm² je Seite. Wenn ich nun die Länge von 175mm im Verhältnis zum Federweg von 87mm setze ergibt das einen Druckerhöhung von 1 Bar. Sprich die Gabel erhält aus den Luftdruck einen Unterstützung von 2x10cm²x1bar=20 kp. Die Radlast ist so um die 150kp. Da diesem Verhältnis sieht man das es mit dem normalen Luftdruck in der Gabel praktisch nichts bringt.

Gruß
Walter

 

[Egon]

Nach der Werbung für progressiv gewickelte Gabelfedern ist das Luftpolster/Luftfeder vernachlässigbar:
[h=3]Gabelfedern BMW R 65 LS, R 80 ST[/h][h=4]GABELFEDERN (1 SATZ)[/h]Gabelfedern von Wirth
Progressiv gewickelte Gabelfedern zur Verbesserung des Fahrverhaltens

- Fahrwerksverbesserung progressive Gabelfedern härter als das original!
- Kein Durchschlagen mehr weniger Bremstauchen, keine Schwammigkeit.
- Luftunterstützung fällt weg. kein Durchblasen der Simmeringe mehr, besseres Ansprechen.
- Bei hoher Laufleistung idealer Ersatz für erschlaffte Originalfedern.
- Getestet und empfohlen von führenden Motorradfachzeitschriften.
- Leichter Selbsteinbau mit ausführlicher Anleitung.

Was ist denn da drann?

Egon

 

[kunzumla]

Hallo,

ich schlage vor, die Federraten der Orginal- und Zubehörfeder zu bestimmen. Da zu nötig Schieblehre; Taschenrechner und Formel von Wiki (Federrate bestimmen). Dann wird vieles klarer. Die Feder (progressiv) die ich hatte, hatte die doppelte Federrate der Orginalfeder von BMW. Härte ohne Ende war die Folge.
Luftvolumen hat nur wenig Einfluß. Ich fahre die Orginalfedern. Die BMW-Entwickler haben schon eine gute Abstimmung verbaut.

Gruß Kunzumla

 

[tota23]

Versuch macht kluch ...

Bin heute mal mit und ohne Luftunterstützung gefahren (Schraube zum Befüllen rausgedreht). Kein merkbarer Unterschied und auch der Federweg war bei beiden Varianten mit 11,5 cm genau gleich. Wie Walter schon gerechnet hat würde die Gabel wahrscheinlich mindestens 10 bar Luftdruck brauchen damit das Luftpolster überhaupt einen messbaren Unterschied macht - da bezweifele ich dass dass der Abschlußstopfen auf die Dauer (dicht) mitmacht.


PS: Heute kam mir meine Gabel auch gar nicht mehr so hart vor. Federweg im Stand war mit 4,5 cm auch im grünen Bereich. Insgesamt find ich die progressiven Wirth immer noch besser als die Standardfedern die mir zu weich sind, ich lasse sie mal diese Saison drin.