Entwicklung einer Blattfederaufhängung

Die hintere Blattfeder aus Verbundwerkstoff verspricht mehr Anpassungsfähigkeit und weniger Gewicht.

Wenn man den Begriff „Blattfeder“ erwähnt, denkt man tendenziell an Old-School-Muscle-Cars mit einfachen, gefederten Vollachsen-Hinterachsen oder, um es bei Motorrädern auszudrücken, an Vorkriegsräder mit Blattfeder-Vorderradaufhängung.Allerdings überlegen wir jetzt, die Idee für Motocross-Motorräder wiederzubeleben.

Obwohl in einfachen, alten Aufhängungssystemen oft Blattfedern zum Einsatz kamen, ist die Feder selbst normalerweise nicht der Grund für den Mangel an Raffinesse.Chevrolets Corvette verwendete von der zweiten Generation im Jahr 1963 bis zur Einführung der achten Generation im Jahr 2020 Querblattfedern an der Einzelradaufhängung und setzte in den 80er Jahren auf Verbundkunststoff-Einblattfedern.Weniger bekannt ist, dass Volvo in mehreren seiner neuesten Modelle zusammengesetzte Querblattfedern verwendet.Bei richtiger Anwendung können Blattfedern aus modernen Materialien leichter sein als Stahlfedern und in manchen Fällen ist ihre lange, flache Form einfacher zu verpacken.Verbundblattfedern, die aus einem einzigen Stück und nicht aus den gestapelten Blättern herkömmlicher Metallblattfedern bestehen, vermeiden auch die Reibung, die durch das Aneinanderreiben mehrerer Blätter entsteht, was einer der Hauptnachteile älterer Konstruktionen war.
Blattfedern gab es bereits in der Neuzeit bei Motocross-Motorrädern.Yamahas Werks-Crosser von 1992 bis 1993, die YZM250 0WE4, verwendete am Heck ein einzelnes Verbundblatt, dessen vorderes Ende unter dem Motor festgeklemmt und das Heck mit einem Gestänge unterhalb der Schwinge verschraubt war, so dass sich das Blatt nach oben beugte, wenn das Hinterrad angehoben wurde für Federung sorgen.Die Idee bestand darin, den Bereich freizumachen, in dem normalerweise die hintere Feder und der Dämpfer sitzen würden, um einen geraderen Ansaugweg für den Motor zu ermöglichen.Außerdem wurde ein kompakter Rotationsdämpfer eingebaut und das Motorrad war sowohl 1992 als auch 1993 ein Rennsieger in der All-Japan Championship.
Unser neues Design, das in einer Patentanmeldung des österreichischen Unternehmens enthüllt wurde, bezieht sich auf die Yamaha und weist ähnliche Verpackungsvorteile auf, verwendet jedoch ein anderes Layout.Wie in den Bildern gezeigt, haben wir das Blatt in eine nahezu vertikale Ausrichtung gebracht, eng an der Rückseite des Motors anliegend, um den Raum freizumachen, der normalerweise von einem Gewindefahrwerk eingenommen wird (das Patent bestätigt, dass das System zwar auf dem Hauptbild überlagert mit einem Bild eines Gewindefahrwerks zu sehen ist). Bei einem herkömmlichen Motocrosser wäre die im Bild gezeigte Schraubenfeder nicht vorhanden).

Die Ober- und Unterseite der Feder sind jeweils fest mit den Enden der Gestänge verbunden.Das obere Gestänge ist schwenkbar am Hauptrahmen des Fahrrads montiert, während das untere Gestänge an einer Halterung unter der Schwinge schwenkt.Das Ergebnis ist, dass bei der Aufwärtsbewegung der Schwinge eine Biegung der Verbundblattfeder entsteht.Um die Einstellbarkeit zu erhöhen, ist die Länge des Obergestänges über ein Schraubgewinde und einen Einstellknopf einstellbar, sodass die Vorspannung im System einfach erhöht oder verringert werden kann.Das Patent zeigt keinen Dämpfer für den Hinterbau, aber sein Text bestätigt, dass ein herkömmlicher Dämpfer zur Steuerung der Hinterradaufhängung verwendet würde.Allerdings müsste er kompakter als ein normaler Hinterradstoßdämpfer sein oder anders montiert werden, damit KTM die Vorteile der Blattfeder nutzen kann, die größtenteils mit dem dadurch gewonnenen Platz zusammenhängen.Das Patent schlägt vor, dass dieser Raum genutzt werden könnte, um Teile des Antriebsstrangs wie beispielsweise die Airbox, den Ansaugtrakt oder den Schalldämpfer größer oder effizienter zu machen.Darüber hinaus könnte das Design eine größere Flexibilität beim Layout künftiger elektrisch angetriebener Motocross-Motorräder ermöglichen.

Neben den Verpackungsvorteilen liegt ein weiterer Vorteil des Systems in seiner Einstellbarkeit.Unser Patent zeigt, wie eine Änderung der Länge oder Form der Verbindungen, die beide Enden der Feder halten, das Verhalten der Federung verändern kann.In einer Abbildung (Abb. 7 im Patent) werden vier verschiedene Hebelanordnungen gezeigt, um das Verhalten der Hinterradaufhängung zu ändern: Wechsel von steigender Rate (7a) zu konstanter Rate (7b) und abnehmende Federraten (7c und 7d).Diese radikal unterschiedlichen Verhaltensweisen werden erreicht, ohne die Feder selbst zu verändern.
Wie immer ist eine Patentanmeldung keine Garantie dafür, dass eine Idee in die Produktion gelangt, aber die Verpackungsvorteile des Blattfeder-Hinterbaus könnten immer wertvoller werden, insbesondere in Zukunft, da elektrische Antriebsstränge die Ingenieure dazu zwingen, die konventionellen Layouts zu überdenken, die im Laufe eines Jahres verfeinert wurden Jahrhundert der Fahrräder mit Kolbenmotor.