Teleskopgabel

Die Teleskopgabel (kurz Telegabel, auch Tauchgabel) ist eine Vorderradaufhängung für Zweiräder. Sie ist die häufigste Form der Motorradgabel und der Federgabel an Fahrrädern. 1935 führte BMW die hydraulische Teleskopgabel im Motorrad ein. Die Überlegenheit des Konzepts gegenüber anderen Vorderradaufhängungen zeigt sich bei der Motorrad-Weltmeisterschaft (außer der Gespannklasse), die seit den 1960er Jahren nur von Motorrädern mit Teleskopgabel gewonnen wurde.

Geschichte Anfänge Seit 1905 gab es verschiedene Versuche, eine Federung in eine Vorderradgabel zu integrieren. Phänomen und Wanderer bauten Federgabeln mit Hülsenführungen.Bild der Gabel von PhänomenBild der Gabel von Wanderer Der englische Motorradhersteller Scott beschäftigte sich seit 1909 mit diesem Problem. Die „Scott-Tauchgabel“ bot jedoch nicht die vollkommene Kapselung sowie die hydraulische Dämpfung der Teleskopgabel.Helmut Werner Bönsch: Einführung in die Motorradtechnik. 1981, S. 51. Eine ähnliche Tauchgabel ist die 1911 von Joseph Merkel patentierte „Truss-Gabel“ in der Flying Merkel. 1929 entwickelte Monroe den ersten 2-Wege-Hydraulikstoßdämpfer.; Tenneco, abgerufen am 15. November 2013. 1934 brachte der dänische Motorradhersteller Nimbus das Modell Type C , genannt „Humlebi“ (Hummel) mit Teleskopgabel ohne hydraulische Dämpfung heraus.Helmut Krackowizer: Meilensteine der Motorrad-Geschichte, 1. Auflage. Motorbuch Verlag, Stuttgart 1987, ISBN 3-613-01141-7, S. 88.Roger Hicks: Die internationale Enzyklopädie Motorräder. 1. Auflage. Motorbuch Verlag, Stuttgart 2006, ISBN 3-613-02660-0, S. 378., lannungsmuseumsfond.dk (abgerufen am 19. September 2015).

Hydraulische Tauchgabel (Teleskopgabel) 1935 stellte BMW an seinen neuesten Modellen BMW R 12 und BMW R 17 die hydraulische Tauchgabel vor.Leonard John Kensell Setright: The Guinness Book of Motorcycling Facts and Feats. Guinness Superlatives, Enfield 1982, ISBN 0-85112-255-8, S. 30. Die Tragfedern lagen in Blechhülsen außerhalb der Führungsrohre, der Federweg betrug 100 mm. BMW nannte die Tauchgabel Teleskopgabel, da Standrohre und Tauchrohre wie bei einem zusammenschiebbaren Fernrohr (Teleskop) ineinander glitten.Norbert Adolph: Fahrwerk – Bindeglied zur Straße. In: Christian Bartsch (Hrsg.): Ein Jahrhundert Motorradtechnik. VDI Verlag, 1987, ISBN 3-18-400757-X, S. 190–191. Die ersten Tauchgabeln waren so angebracht, dass das Innenrohr (Standrohr) unten an der Radachse befestigt wurde, das Außenrohr (Gleitrohr) oben am Lenkkopf und an der Gabelbrücke.

mini|links|Harley Hydra-Glide ab 1949 Für das Modelljahr 1949 ersetzte Harley-Davidson bei der großen Big-Twin-V2-Motor-Modellreihe die bisherige Springergabel durch eine Teleskopgabel mit mehr Federweg und Dämpfung, in der auf den ersten Blick die unteren Rohre in die größeren oberen eintauchen. Es handelt sich jedoch oben um eine lackierte Blechverkleidung die auch den Scheinwerfer umfasste (später Ochsenkopf genannt). Unter der unteren Gabelbrücke hingen Blechrohre, so dass die 41,3 mm starken Standrohre gegen Staub, Insekten, Steinschlag geschützt waren und die Dichtung geschont wurde. Gabelbälge übernahmen später diese Funktion insbesondere bei Geländemaschinen. Die Gleitrohre nahmen am unteren Ende die Radachse auf sowie eine Trommelbremse und den Kotflügel. Eine versteckte Spezialität für Seitenwagenbetrieb sowie das ServiCar-Dreirad war die Option einer verstellbaren Gabelbrücke, bei der die Standrohre oben schwenkbar gelagert waren, und die untere Brücke in zwei Positionen arretiert werden konnte: normal für Solofahrt, und nach vorne gestellt mit weniger Nachlauf und geringeren Lenkkräften im Gespannbetrieb. Das Sonderteil wurde später auch in einigen Choppern mit verlängerter Gabel verbaut, so dass die Lenkgeometrie wieder korrigiert wurde während mit Seriengabelbrücken hohe Lenkkräfte auftraten.

Seit den 1960er Jahren bevorzugen insbesondere japanische Hersteller die simple Telegabel – Standrohr oben, Gleitrohr unten an der Radachse. Auch BMW verwendete diese Bauart seit 1969 (nach der zwischenzeitlichen Verwendung der Earles-Gabel, 1955–1969), so dass sich diese Anordnung als Normalität etablierte. Als der niederländische Hersteller White Power Suspension in den 1980er Jahren die ursprüngliche Ausrichtung wieder herstellte, wurde dies als „kopfüber“ empfunden, und ist infolgedessen unter dem Begriff „Upside-Down“ bekannt. 1984 wurde beim Motocross-Modell KTM 495 MX erstmals eine Upside-Down-Gabel von White-Power verbaut.Motorrad Katalog 1984, , S. 187. Beim Motocross sind die Bremskräfte aufgrund niedriger Bodenhaftung, Geschwindigkeit und Fahrzeugmasse eher gering, so dass nur das Drehmoment einer eher kleinen Bremszange aufgenommen werden muss. Der Kotflügel ist bei Crosser und Enduro sowieso an der Gabelbrücke.

Für kräftige doppelte Bremsen von Straßenmaschinen musste stabilere Aufnahmen gefertigt werden, zudem musste der Kotflügel radnah befestigt werden. Heute gilt die Upside-Down-Bauweise nicht nur bei Sportmotorrädern als Standard.Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik. 2010, S. 295.

Bauarten Klassische Teleskopgabel Bei der klassischen Bauform, die seit den 1960er bis in die 2000er Jahre die Standardbauweise war, nimmt die Gabelbrücke am Lenkkopf die Standrohre auf. Diese gleiten in den unten liegenden Tauchrohren oder Gleitrohren, die Radachse und Bremse tragen. Nahezu alle Hersteller rüsten bis heute Motorräder im niedrigen Preissegment damit aus, da die klassische Teleskopgabel kostengünstig zu produzieren ist. Die entscheidenden Nachteile der klassischen Telegabel gegenüber der Upside-down-Gabel sind die höheren ungefederten Massen und die geringere Biegesteifigkeit.

Eine Teleskopgabel besteht in der Regel aus zwei Rohren, die oben durch eine Gabelbrücke verbunden sind. Zwischen diesen ist ein drittes, kurzes Rohr angebracht, der Gabelschaft. Er lagert die Gabelbrücke drehbar im Lenkkopflager. Das Gabelbein gleitet im Tauchrohr und ist mit einer inneren Schraubenfeder abgestützt. Zur Dämpfung der Bewegung ist meist zusätzlich ein Kolben im Tauchrohr angebracht, der bei der Bewegung des Gabelbeins das Gabelöl durch kleine Bohrungen presst und damit als Stoßdämpfer wirkt, siehe unten.

mini|hochkant|Gabelbrücke

Upside-down-Gabel Die Gabelbeine von Upside-down-Gabeln (auch USD-Gabel, im angelsächsischen auch Inverted fork) sind so angeordnet, dass die inneren Rohre unten liegen und die Steckachse des Vorderrades tragen. Die Gabelbrücken, an denen große Hebelkräfte wirken, führen so die biegesteiferen äußeren Rohre mit dem größeren Durchmesser. Die inneren Gabelbeinrohre sind zwar weniger steif, weil ihnen durch den umgekehrten Einbau die feste Fixierung durch die Gabelbrücken fehlt, können als Gleitrohre aber in weiter voneinander entfernten Gleitlagern geführt werden, so dass insgesamt eine höhere Steifigkeit des Gabelbeins erzielt wird.

Weiterhin hat diese Konstruktion geringere ungefederte Massen, was grundsätzlich die Radführung verbessert. Allerdings ist das Gesamtgewicht einer Upside-down-Gabel konstruktionsbedingt größer und der Lenkeinschlag wegen der dickeren Rohre oben geringer. Zudem sind die Gabeldichtringe theoretisch einem stärkeren Verschleiß durch Verschmutzung unterworfen, was jedoch durch speziell geformte Schutzbleche verringert werden kann.

Technik mini|Die obere Gabelbrücke (auch Deckplatte genannt), an welcher i. d. R. der Lenker befestigt wird. Die Lenkerstummel dieses Modells sind direkt an den Standrohren angebracht (im Rennsport üblich).

Eine Telegabel besteht aus zwei Gabelbrücken und zwei Gabelbeinen. Die beiden Gabelbeine bestehen jeweils aus Standrohr und Tauchrohr (auch Gleitrohr), die durch zwei Verschlussstopfen abgedichtet werden. Im Inneren des Gleitrohrs befinden sich Tragfedern, Dämpferrohr und Dämpferkolben, welche die Federung/Dämpfung des Vorderrades übernehmen. An der Telegabel werden am oberen Ende der Gabelbrücke der Lenker, am unteren Ende das Vorderrad und Schutzblech (Kotflügel) angebracht. Bei bestimmten Modellen sind auch der Scheinwerfer und das Horn (Hupe) an der Telegabel befestigt.

Stabilität Die Stabilität der Teleskopgabel wird maßgeblich vom Standrohrdurchmesser, der Stabilität der Gabelbrücke und der Radachsensteifheit beeinflusst.Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik. 2010, S. 294.

Der Standrohrdurchmesser bei den sportlichsten Modellen lag Anfang der 1970er Jahre bei 36 mm und liegt heute bei 46 mm. Bei klassischen Teleskopgabeln wurde ab den 1970er Jahren zwischen den Gabelholmen zusätzlich ein Gabelstabilisator angebracht, um die Biegesteifigkeit zu erhöhen.

Lenkkopf Über das Verbindungselement Gabelbrücke wird die Gabel drehbar am Lenkkopf gelagert. Das Lager, das die Drehbewegung ermöglicht, heißt Lenkkopflager. Es wird als Axial-Rillenkugellager oder als Kegelrollenlager ausgeführt.

Federung und Dämpfung An motorisierten Zweirädern mit Teleskopgabel werden heute nur noch hydraulisch gedämpfte Konstruktionen mit Schraubendruckfedern eingesetzt. Bei Sporteinsätzen werden häufig je nach Streckenbeschaffenheit unterschiedlich harte linear gewickelte Federn eingesetzt; typische Werte der Federrate liegen um 10 N/mm. Es gibt progressiv gewickelte Federn, die höheren Fahrkomfort ermöglichen, da sie im meist genutzten Bereich weicher ansprechen und bei hoher Belastung durch die höhere Federrate mehr Reserven zur Verfügung stellen.

Gleitrohr und Standrohr sind durch einen Wellendichtring (Simmerring) gegeneinander abgedichtet. Die Gabelbeine enthalten eine Ölfüllung und eine sich darin bewegende Dämpferstange mit Bohrungen, die als hydraulischer Stoßdämpfer wirkt. Die Viskosität des eingefüllten Gabelöls beeinflusst diese Dämpfung und liegt im Bereich der Viskositätsklasse SAE 5 bis SAE 20 (Vergleichswert).

Bei einer Cartridge- (Kartuschen-)Gabel wird die konstante Ölbohrung am Dämpfer durch eine Reihe von Federscheiben (Shim-Paket) ersetzt, die je nach Einfeder-Geschwindigkeit einen anderen Querschnitt freigeben. Das Ziel ist eine weiche Dämpfung bei kleinen Unebenheiten, die u. a. für besseren Bodenkontakt des Reifens sorgt. Die harte Dämpfung wird dagegen beim starken Einfedern angestrebt. Die Wirkung kann meist durch Stellschrauben beeinflusst werden, getrennt für Druckstufe (Einfedern, Einsteller unten) und Zugstufe (Ausfedern, Einsteller oben).motorradonline.de: Vorderrad-Dämpfung – Das Traum Setup, abgerufen am 25. November 2017.

Abstimmung Moderne Teleskopgabeln bieten die Möglichkeit der Fahrwerksabstimmung ohne die Gabel zu öffnen. Bei einer „voll einstellbaren“ Federung sind einstellbar: Federvorspannung (Federbasis): Damit kann die Gabel an unterschiedliche Belastungen, zum Beispiel bei Soziusbetrieb angepasst werden. Dabei wird meist angestrebt, das Verhältnis von Negativ- zu Positivfederweg bei unterschiedlicher Belastung gleich zu halten, zum Beispiel bei 30:70. Öhlins beschreibt die Einstellung der Federbasis wie folgt: Im ersten Schritt wird das Vorderrad voll entlastet (Rad freischwebend) und die Länge von der oberen Gabelbrücke zur Achsaufnahme gemessen. Im belasteten Zustand (ohne Fahrer) soll der Unterschied zwischen dem völlig entlasteten Vorderrad 15 bis 30 mm, mit Fahrer zwischen 35 und 50 mm betragen., ohlins.eu, S. 5 (abgerufen am 27. Dezember 2013).

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