Stabilitätsprobleme bei Motorrädern

Was ist ein Stabilitätsproblem?

Ein Motorrad-Stabilitätsproblem kann beschrieben werden als ein unangenehmes, bzw. unsicheres Fahrgefühl des Fahrers und/oder Beifahrers, während das Fahrzeug im normalen Gebrauch ist. Diese Unannehmlichkeit kann zufällig oder konstant auftreten, kann ein zyklisches Flattern, Pendeln oder Vibrieren sein und das gesamte Motorrad oder nur Teile davon betreffen.

Shimmy (oder auch Lenkerflattern genannt) beschreibt ein schnelles (4-10 Hz) Schwingen des Lenksystems vom Motorrad (Vorderrad, Gabel und Lenker) bei niedrigen Geschwindigkeiten (100-40 km/h) um die Lenkachse. Es tritt meist während des Ausrollens/Gaswegnehmens auf und die Amplitude der Schwingung nimmt in der Regel mit der Geschwindigkeit des Motorrads ab.

Shimmy führt in der Regel nicht zu einem Kontrollverlust über die Maschine, kann sich jedoch verstärken, wenn der Lenker nicht richtig festgehalten wird.

Oft wird Shimmy / Lenkerflattern als Pendeln bezeichnet, aber Shimmy wirkt nur auf das Vorderteil des Motorrades und hört in der Regel beim Beschleunigen auf höhere Geschwindigkeiten auf - im Gegensatz zum sog. Pendeln, siehe nächstes Thema.

Auslösende Faktoren für Shimmy / Lenkerflattern:

• Reifenfülldruck
• Verschleißzustand der Reifen, insbesondere des Vorderreifens
• Unwucht / Rundlauf des Vorderrades
• Unterschiedliche Vorder-/Hinterreifen
• Felgenunregelmäßigkeiten (insbesondere bei Speichenfelgen)
• Verschlissene oder falsch eingestellte Lenkkopflager
• Schlecht/unsachgemäß gewartete Vorderradgabel
• Massenverteilung der Zuladung (Passagier, Gepäck....)

Bei dem sogenannten (Hochgeschwindigkeits-) Pendeln schwingen das Lenksystem (mit Gabel, Lenker und Vorderrad) und der Rest vom Motorrad (mit Rahmen, Motor und Hinterrad) phasenverschoben um die Lenkachse. Gleichzeitig kippt die Maschine um die Längs- und Vertikalachse des Fahrzeugs. Es ergibt sich eine wellenförmige, pendelnde Bewegung des gesamten Fahrzeugs zwischen 2 und 4 Zyklen pro Sekunde (2-4 Hz), welche einen "S"-förmigen Streckenverlauf auf der Fahrbahn erzeugt. 

Dieses Phänomen tritt in der Regel oberhalb 120 km/h auf, abhängig von der Art des Motorrads und den Umgebungsbedingungen (insbesondere Wind kann zu Pendeln führen). Das Pendeln beginnt oft nach einer längeren Fahrzeit bei konstanter Geschwindigkeit und wird mit zunehmender Geschwindigkeit immer stärker. Die Bewegung kann nur durch Gaswegnehmen gestoppt werden, durch Beschleunigung verstärkt sich hingegen deren Amplitude.

Auslösende Faktoren für (Hochgeschwindigkeits-) Pendeln:

• Reifenfülldruck
• Verschleißzustand der Reifen (insbesondere abgenutzter Hinterreifen mit neuem Vorderreifen)
• Zusätzliche Anbauteile (Top-Case, Seitenkoffer, Superbike-Lenker, Windschild....)
• Massenverteilung der Zuladung (Passagier, Gepäck....)
• Hinterrad-Ausrichtung (nicht zum Vorderrad ausgerichtet)
• Unwucht / Rundlauf der Räder (insbesondere Hinterrad)
• Lose Schwingen- und Radlager
• Zu weich eingestellte / beschädigte Hinterraddämpfer
• Umgebungsbedingungen (insbesondere Wind)
• Weite, lose Kleidung des Fahrers
• Unsachgemäß gewartete Lenkkopflager und Gabel

Kick-Back (oder auch Lenkerschlagen) wird es genannt, wenn die Gabel, einschließlich Vorderrad und Lenker, plötzlich um die Lenkachse schlägt. Dieser Effekt ist unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit und wird ausgelöst, wenn der Vorderreifen kurz abhebt und dann verwinkelt wieder aufsetzt, z.B. bei starker Beschleunigung aus Kurven oder beim Überfahren einer Bodenwelle in einer Kurve. Je nach Geschwindigkeit und Aufsetz-Winkel baut der Vorderreifen plötzlich Seitenkräfte auf, die sich im Lenker als leichtes Zucken oder starker Schlag bemerkbar machen. 

In der Regel beinhaltet ein Kick-Back eine oder zwei gegenläufige Bewegungen des Lenkers um die Lenkachse herum, danach beruhigt sich das Fahrwerk meist sehr schnell.

Auslösende Faktoren für Kick-Back:

• Sehr sportliche Motorrad-Rahmengeometrie
• Dämpfung zu hart eingestellt
• Massenverteilung der Zuladung (zu geringe Belastung des Vorderrades)
• Reifenfülldruck

Ein Mangel an Fahrstabilität / Geradeauslauf (auch schwammiges Fahrverhalten genannt) beschreibt verschiedene Phänomene, die sich in der Regel nicht zyklisch wiederholen oder kontinuierlich auftreten, die aber in bestimmten Fahrsituationen das Fahrverhalten des Motorrads negativ beeinflussen, z.B.:

• Schlechte Zielgenauigkeit von Lenkbewegungen
• Mangelnde Kurvenstabilität (insbesondere in engen Kurven)
• Hohe Trägheit beim Einlenken / Umlegen in Kurven
• Schlechter Geradeauslauf

Auslösende Faktoren für schlechte Fahrstabilität:

• Reifenfülldruck
• Neue Reifen mit hoher Profiltiefe und/oder Blockprofil (insbesondere Enduro-/Cross-Reifen)
• Verschleißzustand der Reifen (insb. Auswaschungen, Sägezahnbildung, Mittenverschleiß)
• Unwucht / schlechter Rundlauf der Räder
• Lose Schwingen- oder Radlager
• Unsachgemäß gewartete Lenkkopflager und Gabel
• Zusätzliche Anbauteile (Top-Case, Seitenkoffer, Superbike-Lenker, Windschild....)
• Hinterrad-Ausrichtung (nicht zum Vorderrad ausgerichtet)

Vibrationen erzeugen unter verschiedenen, üblichen Fahrbedingungen Schwingungen in Lenker, Sitz oder Fußrasten, die Unannehmlichkeiten beim Fahren hervorrufen. Die Bewegungsrichtung der Schwingung kann vertikal, lateral oder gemischt sein und am vorderen und/oder hinteren Teil des Motorrads auftreten. Laterale Vibrationen im Lenksystem (Gabel, Vorderreifen) erzeugen oft ein permanentes, leichtes Lenkerflattern.

Meistens entstehen Vibrationen durch rotierende oder oszillierende Massen, die eine Unwucht aufweisen. Sie können aber auch durch Fahrzeugkomponenten verursacht werden, die nicht richtig befestigt sind oder zu viel Spiel haben. Daher führt eine schlechte Wartung des Motorrads oft zu Vibrationsproblemen.

Vibrationen treten in der Regel bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf - abhängig von der Eigenfrequenz des betroffenen Systems - wobei ihre Amplitude stabil bleibt oder mit veränderter Geschwindigkeit variiert.

Es gibt verschiedene Bedingungen, die Fahrzeugvibrationen verursachen können. Typische Ursachen sind:

• Form der Reifenabnutzung (ungleichmäßige Abnutzung)
• Statische/dynamische Unwucht, Reifenabrieb
• Reifenpanne durch langes Abstellen des Fahrzeugs
• Montage des Reifens auf die Felge
• Felgenunregelmäßigkeiten (insbesondere Speichenfelgen)
• Unsachgemäß gewartete Lenkkopflager und Gabel
• Verschlissene Kette und Riemenantrieb
• Verschlissene Radlager
• Unsachgemäß gewarteter Motor