Es gibt unzählige Faktoren, die beim Fahrwerks-Setup eine Rolle spielen, und ich weiß natürlich auch nicht über alles Bescheid: Dämpfungskraft, Fahrwerksbuchsen, Unterschiede zwischen verschiedenen Federherstellern, Vorspannung, Bump Stops, Stabilisatoren, Änderungen der Achsgeometrie über den Federweg, Compliance Steer, Rollzentren – und natürlich spielt auch die Gewichtsverteilung des Fahrzeugs eine Rolle. Bezieht man dann noch die Eigenschaften der Reifen und das Verhalten des Differenzials mit ein, wird das Ganze unglaublich kompliziert.
Wenn es um Fahrwerk geht, fange ich deshalb immer mit einer Sache an: dem Federweg. Das ist eines der grundlegendsten Dinge überhaupt, denn wenn das nicht stimmt, spielt es keine Rolle, wie perfekt alles andere ist – dein Fahrwerks-Setup wird trotzdem darunter leiden.
Stell dir das wie beim Tennisspielen vor: Klar, deinen Aufschlag und deinen Smash zu trainieren ist wichtig, aber wenn dir schon die grundlegende Fitness fehlt, um überhaupt spielen zu können, bringt dir das alles nichts. Die Grundlagen kommen eben immer zuerst.
Beschränken wir das Ganze also zunächst auf die Federn.
Jeder weiß, dass der Fahrkomfort extrem schlecht wird, wenn eine Feder extrem hart ist. Ist sie dagegen zu weich, schlägt das Fahrwerk durch, was den Wagen ebenfalls unangenehm macht – und auch die Performance leidet darunter.
Wie hart sollte die Feder also tatsächlich sein? Die Wahrheit ist: Das lässt sich nicht beantworten, ohne sich das konkrete Auto anzusehen.
Wenn du den aktuellen Zustand deines Fahrwerks nicht kennst, kannst du eigentlich nur raten – „Vielleicht ist es so …“, „Wahrscheinlich ungefähr so viel …“. Und wenn du auf Basis solcher vagen Annahmen Änderungen vornimmst, wirst du nie wirklich herausfinden, was das Problem verursacht.
Das erinnert mich an folgendes Gespräch: „Herr Doktor, ich möchte abnehmen“, sagt der Patient. „Alles klar, dann fangen wir mit einer Diät an“, antwortet der Arzt. „Ich mache diese Diät eigentlich schon seit ungefähr sechs Monaten.“ „Ach? Hat sie funktioniert?“ „Ich weiß es nicht so genau.“ „Wie viele Kilogramm haben Sie denn abgenommen?“ „Keine Ahnung.“ „Darf ich fragen, wie viel Sie momentan wiegen?“ „Weiß ich nicht, ich habe mich nicht gewogen.“
So kommt man natürlich nicht weiter: Zuerst misst man, dann probiert man die eigene Lösung aus, und danach misst man erneut, um zu sehen, was sich verändert hat. Deshalb besteht der erste Schritt darin, den aktuellen Zustand des Fahrwerks deines Autos zu verstehen.
Seltsamerweise geben viele Hersteller von Gewindefahrwerken nicht einmal den Kolbenstangenhub an, manche nennen nicht einmal die Gesamtlänge des Dämpfers. Deshalb beurteilen viele Leute ein Fahrwerk einfach anhand der Federrate. Konzentriert man sich dagegen auf die Dinge, die tatsächlich wichtig sind, kann man den Federweg seines Autos richtig managen.
Das Fahrwerk eines Autos ist zwar ein kompliziertes Thema, aber den Federweg zu managen, ist eigentlich gar nicht so schwierig. Allerdings kann es schwer sein, sich vorzustellen, was dabei tatsächlich passiert, wenn man nicht weiß, wie ein Dämpfer aufgebaut ist – deshalb möchte ich zunächst die Grundlagen erklären.
Das hier ist ein Dämpfer, den ich vor vielen Jahren benutzt habe: ein hinterer Dämpfer für den Mazda Roadster (MX-5). Sein Aufbau ist schön einfach, deshalb eignet er sich perfekt für diese Erklärung.
Die nächste Abbildung ist eine vereinfachte Zeichnung auf Grundlage dieses Dämpfers. Ich habe Dinge wie den Bump Stop und die Buchse der oberen Aufnahme weggelassen – falls dir etwas fehlt, ergänze es einfach in Gedanken.
Jetzt nehmen wir auch die Feder und die obere Aufnahme weg, sodass nur noch der Dämpfer selbst übrig bleibt. Zur Orientierung habe ich die wichtigsten Teile beschriftet.
Hier ist eine Animation, die zeigt, wie sich die Kolbenstange auf und ab bewegt.
Damit es noch leichter zu verstehen ist, sehen wir uns den Dämpfer jetzt im Schnitt an. Ja, ich weiß, eigentlich soll das ein Zweirohrdämpfer sein, und so ist er hier gar nicht aufgebaut – aber sehen wir für den Moment darüber hinweg. Einfache Illustrationen sind schließlich am leichtesten zu verstehen.
Wenn er ungefähr zur Hälfte eingefedert ist, sieht das so aus.
Und wenn er vollständig eingefedert ist, sieht es so aus.
Ziemlich einfach, oder? Bist du noch dabei? Bis hierhin ist doch alles noch ziemlich unkompliziert – den Federweg zu managen, ist nicht kompliziert, also bleib dran.
Wenn ein Auto über eine unebene Straße fährt, bewegt sich das Fahrwerk auf und ab – genau dafür ist es da. Stell dir aber vor, das Fahrwerk hätte fast keinen Federweg: Dann könnte es Unebenheiten nicht richtig absorbieren, und der Fahrkomfort würde deutlich schlechter werden. Im Extremfall würde das Auto ständig herumhüpfen, und auch die Kurvenperformance würde darunter leiden.
Deshalb ist der Federweg so wichtig. Der verfügbare Federweg wird letztlich dadurch begrenzt, wie weit sich der Dämpfer selbst bewegen kann – wenn du also möchtest, dass dein Fahrwerk möglichst gut funktioniert, musst du den Dämpferhub richtig managen. Genau darum geht es in diesem Artikel.
Übrigens habe ich den Teil der Kolbenstange, der in das Dämpfergehäuse hinein- und herausläuft, grau eingefärbt. Die Länge dieses Bereichs nennt man Kolbenstangenhub.
Ist der Kolbenstangenhub lang, muss auch das Dämpfergehäuse länger sein, wodurch der gesamte Dämpfer länger wird – dadurch wird es schwieriger, die Fahrhöhe abzusenken. Ist er dagegen zu kurz, schlägt das Fahrwerk eher durch, was sich negativ auf den Fahrkomfort auswirkt. Vom Federweg her betrachtet, hätte ich deshalb lieber viel Kolbenstangenhub, selbst wenn das Auto dadurch nicht so weit heruntergeschraubt werden kann.
Bei manchen Gewindefahrwerken wird zwar mit „viel Federweg“ geworben, aber nur sehr wenige Hersteller geben tatsächlich den Kolbenstangenhub an. Manchmal merkt man erst nach dem Kauf und einer eigenen Messung, wie wenig Hub tatsächlich vorhanden ist – das kann schon ziemlich schockierend sein.
Machen wir weiter: Sobald der Dämpfer am Auto montiert ist und man den Wagen vom Wagenheber herunterlässt, wird die Feder durch das Fahrzeuggewicht zusammengedrückt, und der Dämpfer federt entsprechend ein. Wie weit er einfedert, hängt vom Fahrzeuggewicht und von der Federrate ab – der Einfachheit halber nehmen wir hier an, dass er genau um die Hälfte des Kolbenstangenhubs einfedert.
Jetzt färben wir alles oberhalb dieses Halbierungspunkts grün ein: Der grüne Bereich ist der verbleibende Einfederweg, den wir von hier an einfach Einfederweg nennen. Ist dieser Bereich zum Beispiel 100 mm lang, kann der Dämpfer von dieser Position aus noch weitere 100 mm einfedern. Ist er dagegen nur etwa 20 mm lang, kann er nur noch 20 mm einfedern, bevor er praktisch sofort durchschlägt: Bang! Bang!
Der verbleibende graue Bereich zeigt, wie weit sich der Dämpfer von hier aus noch ausfedern kann; das nennen wir Ausfederweg. Springt die Karosserie nach dem Überfahren einer Unebenheit nach oben, federt der Dämpfer aus – beträgt der Ausfederweg von dieser Position aus 100 mm, kann er sich noch weitere 100 mm ausdehnen.
Über den Ausfederweg gäbe es noch einiges zu sagen, aber darauf gehen wir hier nicht weiter ein. Konzentrieren wir uns zunächst auf die Einfederseite.
Selbst wenn der Einfederweg 100 mm beträgt, lassen sich nicht tatsächlich alle 100 mm nutzen, denn jeder echte Dämpfer hat ein Schutzbauteil, das Bump Stop genannt wird. Die gesamten 100 mm stehen also nicht wirklich zur Verfügung.
Färben wir den Bump Stop gelb ein.
Wird der Bump Stop zusammengedrückt, wird er zunehmend härter – kannst du dir das vorstellen? Er besteht aus Gummi oder Urethan, und je stärker man ihn zusammendrückt, desto härter wird er. Sobald er sehr hart wird, beginnt das Fahrwerk hart anzuschlagen: Bang! Bang! Diesen Bereich färben wir rot.
Stell es dir also so vor: Grün bedeutet sicher, Gelb bedeutet Vorsicht, Rot bedeutet Gefahr. Wer Erfahrung mit Fahrwerksabstimmung hat, für den kann es ein wichtiger Teil des Setups sein, den gelben Bereich sinnvoll zu nutzen – wer sich aber noch mit dem Thema beschäftigt, muss sich darüber zunächst keine Gedanken machen.
In Wirklichkeit wird ein Bump Stop natürlich nicht plötzlich auf einmal hart; genauer wäre es wohl, ihn als Farbverlauf darzustellen, der mit zunehmender Kompression immer härter wird. So kannst du ihn dir einfach vorstellen.
Nehmen wir jetzt an, wir ersetzen die Federn durch Tieferlegungsfedern: Das Auto sitzt tiefer, weil die Feder unter dem eigenen Fahrzeuggewicht stärker zusammengedrückt wird, wodurch sich die Balance komplett verändert – der Ausfederweg nimmt zu, während der Einfederweg abnimmt.
Siehst du, wie der graue Bereich länger geworden ist? Das ist der zusätzliche Ausfederweg. Gleichzeitig sind der grüne und der gelbe Bereich kürzer geworden – das ist der verringerte Einfederweg.
Schauen wir uns nun den umgekehrten Fall an: Angenommen, wir bauen Federn ein, die härter als die Serienfedern sind. Das Fahrwerk federt unter dem Fahrzeuggewicht weniger ein, sodass die Fahrhöhe steigt, wodurch der Einfederweg zunimmt, während der Ausfederweg abnimmt.
Der grüne Bereich ist länger geworden – das ist der zusätzliche Einfederweg. Gleichzeitig ist der graue Bereich kürzer geworden – das ist der verringerte Ausfederweg.
Selbst wenn die Federrate gleich bleibt, erhöht zusätzliche Vorspannung den Einfederweg und verringert gleichzeitig den Ausfederweg. Auf das Thema Vorspannung gehe ich in einem anderen Artikel ein.
Ist der grüne Bereich also sehr kurz, steht nur sehr wenig Einfederweg zur Verfügung: Schon kleine Unebenheiten können dazu führen, dass das Fahrwerk durchschlägt, und der Fahrkomfort wird entsprechend miserabel. Je länger der grüne Bereich ist, desto mehr Einfederweg steht zur Verfügung, sodass beim Überfahren einer großen Unebenheit deutlich mehr Platz bleibt, bevor es durchschlägt. Natürlich bedeutet mehr Einfederweg gleichzeitig weniger Ausfederweg – wird der graue Bereich zu kurz, kommt es irgendwann zum Ausfederanschlag, was den Fahrkomfort ebenfalls beeinträchtigt. Wie immer geht es darum, die richtige Balance zu finden.
Misst man also den Kolbenstangenhub und die Länge des Bump Stops, versteht man zunächst das grundlegende Potenzial des Dämpfers. Anschließend entscheidet man über die Federrate – oder stellt die Vorspannung ein – und legt damit fest, wie der verfügbare Federweg zwischen Ein- und Ausfedern aufgeteilt wird. Der gesamte Federweg ist fest vorgegeben; man kann nur entscheiden, wie man ihn verteilt.
Mit einer extrem harten Feder bekommt man mehr Einfederweg und macht Durchschlagen unwahrscheinlicher – ist die Feder selbst aber bereits sehr hart, bleibt der Fahrkomfort trotzdem schlecht, selbst wenn das Fahrwerk niemals durchschlägt. Ist die Feder dagegen zu weich, steht nicht genug Einfederweg zur Verfügung, und das Fahrwerk schlägt leicht durch. Das Ergebnis ist in beiden Fällen dasselbe: Bang! Bang!
Woher weiß man also, was genau richtig ist? Man misst die Abmessungen, berechnet die Lasten und wählt dann eine Federrate, die die Anforderungen gerade so erfüllt. Deshalb kommt die Messung zuerst – ich hoffe, damit wird etwas klarer, warum Messen so wichtig ist.
Also: Wie viel Einfederweg hat dein eigenes Auto tatsächlich? Wie viel Ausfederweg? Wie viel Platz ist noch bis zum Bump Stop? Schlägt das Fahrwerk schnell durch, oder gibt es noch reichlich Reserve? Wenn du anfängst, dir solche Fragen zu stellen, dann hat dieser Artikel seinen Zweck erfüllt – zumindest hoffe ich das.
Machen wir jetzt noch eine kurze Wiederholung: Sobald man verstanden hat, was es bedeutet, den Federweg zu managen, braucht man die vollständige Dämpferzeichnung eigentlich nicht mehr – von hier an betrachten wir nur noch den Kolbenstangenhub selbst. Wenn du dir anhand dieses einfachen Diagramms vorstellen kannst, was tatsächlich passiert, hast du das Prinzip des Federwegmanagements schon ziemlich gut verstanden.
Der graue Bereich ist der Bereich, um den das Fahrwerk durch das Fahrzeuggewicht eingefedert ist – also der Ausfederweg. Der grüne Bereich ist der Teil des Einfederwegs, der den Bump Stop noch nicht berührt. Der gelbe Bereich ist der Teil, in dem der Bump Stop bereits zu arbeiten beginnt, aber noch nicht sehr hart geworden ist. Und der rote Bereich ist der Bereich, in dem der Bump Stop so stark zusammengedrückt wurde, dass er extrem hart geworden ist – dort beginnt das Fahrwerk hart anzuschlagen: Bang! Bang!
Nehmen wir an, wir ersetzen die Federn durch Tieferlegungsfedern.
Unter dem Fahrzeuggewicht federt das Fahrwerk stärker ein, und die Fahrhöhe sinkt.
Dadurch wird aber auch der vom Pfeil angezeigte graue Bereich länger.
Der verfügbare Einfederweg wird entsprechend kürzer.
Das Fahrwerk schlägt also leichter durch.
Schauen wir uns nun den umgekehrten Fall an: Wir bauen härtere Federn ein.
Unter dem Fahrzeuggewicht federt das Fahrwerk weniger ein, und die Fahrhöhe steigt.
Der vom Pfeil angezeigte graue Bereich wird dadurch kürzer.
Entsprechend nimmt der verfügbare Ausfederweg ab.
Das Fahrwerk erreicht also leichter den Ausfederanschlag.
Wenn der Kolbenstangenhub von vornherein kurz ist, ist auch der insgesamt verfügbare Federweg kleiner.
Dann sind sowohl der Einfederweg als auch der Ausfederweg tendenziell begrenzt.
Man kann zwar versuchen, die beiden innerhalb dieses engen Bereichs auszubalancieren, aber wenn der Kolbenstangenhub schlicht zu kurz ist, sind die Möglichkeiten begrenzt.
Idealerweise sollte also genügend Kolbenstangenhub zur Verfügung stehen.
So funktioniert im Grunde das Management des Federwegs.
Versuch dir beim Betrachten der Zeichnungen vorzustellen, wie sich das Fahrwerk tatsächlich bewegt.
Bonus
Wenn du den gesamten Kolbenstangenhub und die auf die Feder wirkende Last kennst, kannst du berechnen, wie sich Ausfederweg und Einfederweg zueinander verhalten.
Dafür reicht ein Taschenrechner.
Die Last auf der Feder kannst du anhand der im Fahrzeugschein angegebenen Achslasten abschätzen. Oder du misst sie indirekt mit einem Kabelbinder an der Kolbenstange.
Bock das Auto zuerst so weit auf, bis das Fahrwerk vollständig ausgefedert ist.
Leg einen Kabelbinder um die Kolbenstange und schieb ihn ganz nach unten, bis er das Dämpfergehäuse berührt.
Lass das Auto dann wieder auf den Boden ab, sodass sein normales Gewicht auf dem Fahrwerk lastet.
Anschließend bockst du es erneut auf.
Du wirst sehen, dass sich der Kabelbinder von seiner ursprünglichen Position aus verschoben hat.
Miss mit einem Lineal, wie weit er sich verschoben hat.
Dieser Abstand ist der Ausfederweg – also der Weg, um den der Dämpfer unter dem Fahrzeuggewicht eingefedert ist. Das ist der graue Bereich, den wir im ganzen Artikel gesehen haben.
Nehmen wir zum Beispiel an, dieser Abstand beträgt 60 mm und die Federrate liegt bei 50 N/mm.
Um eine Feder mit 50 N/mm um 1 mm zusammenzudrücken, braucht man 50 N Kraft.
Ist sie um 60 mm zusammengedrückt, beträgt die Last auf der Feder also:
50 × 60 = 3.000 N
Das ist die Grundidee.
Wenn du weißt, welcher Weg einer bestimmten Last entspricht, kannst du von dort aus weiterrechnen.
Übrigens sind nicht alle Bump Stops gleich.
Auch wenn das Fahrwerk in beiden Fällen bis zum Anschlag einfedert: Ein langer, nachgiebiger Bump Stop fängt den Stoß viel sanfter ab als ein kurzer, steinharter.
Natürlich braucht ein längerer Bump Stop auch mehr Platz.
Er ist schließlich tatsächlich länger.
Um ihn richtig nutzen zu können, brauchst du also zusätzlichen Einfederweg.
Auch solche Dinge berücksichtigt man bei der Wahl der Feder.
Anders gesagt: Die Wahl der Feder sollte sich grundsätzlich an Berechnungen orientieren.
(Erfahrene Tuner berücksichtigen natürlich noch viele andere Faktoren. Wenn du gerade erst anfängst, reicht es aber völlig, das hier Erklärte zu verstehen.)
Das ist ungefähr das, was zum „Management des Federwegs“ gehört.
Die Berechnungen selbst sind nicht schwierig.
Wenn du die Grundrechenarten beherrschst, kommst du damit zurecht.
Am Anfang wirkt das vielleicht etwas verwirrend, aber besonders kompliziert ist es nicht.
Rechne ein paar Beispiele selbst mit dem Taschenrechner durch.
Wenn du dich daran gewöhnt hast, ist es eigentlich ganz einfach.
Falls dich das interessiert, probier es doch mal aus!