16.10.2020 Neues Dichtungskonzept für Bike-Federung

Ein gefedertes Vorderrad gehört zur Standardausstattung hochwertiger Mountainbikes. Doch darüber, ob auch die Hinterachse mit einer Federung ausgestattet werden sollte, diskutieren Fahrer noch immer leidenschaftlich. Für die klassische „Hardtail“-Variante ohne Federung spricht die höhere Effizienz. Anhänger der vollgefederten Variante argumentieren mit dem besseren Fahrkomfort und einem kontrollierten Fahrverhalten, da der Reifen auch in schwierigem Gelände mehr Bodenkontakt hat. Mit dem „IsoStrut“-System bietet der Hersteller Trek aus Waterloo (Wisconsin, USA) nun die  Lösung für diesen Zielkonflikt. Das Federbein ist dabei vollständig in den Rahmen integriert, was die Komponentenanzahl und das Gewicht im Vergleich zu einem klassischen vollgefederten Rad deutlich reduziert. Die Radführung übernehmen zwei Sattelstreben, die starr mit dem Federbein verbunden sind. Dadurch ergibt sich eine hohe Steifigkeit in der Seitenführung. Die Dämpferrate kann vom Fahrer frei eingestellt werden. Dichtungen von Freudenberg Sealing Technologies sorgen dafür, dass das Hightech-System auch unter harter Beanspruchung im Gelände wartungsarm bleibt. Sie halten das System frei von all dem Staub, Schlamm und Schmutz, der mit dem Mountainbike-Fahren einher geht.

Zwei Dichtringe halten im dynamischen Betrieb das Öl im Federbein und schützen das System vor dem Eindringen von Staub und Spritzwasser. Die Herausforderung bestand dabei vor allem in den Abmessungen, die durch die rahmenintegrierte Bauweise der Federung vorgegeben waren: Für die Dichtung stand ein Bauraum von nur 3 mm zur Verfügung. Mit einem Standardprodukt war diese Anforderung nicht zu lösen, weshalb eine neue Designvariante zum Einsatz kam, in der die Geometrie der Dichtlippen exakt an den Bauraum angepasst ist.

Eine weitere Herausforderung bei derart kleinen Bauteilen besteht in den Fertigungstoleranzen. Schon Abweichungen von wenigen Zehntelmillimetern sind relativ zur Bauteilgröße zu viel. Deshalb setzt man in diesem Marktsegment auf Nitrilkautschuk als Dichtungswerkstoff: Er weist in einem Temperaturbereich von -30 °C bis 100 °C ein definiertes Verformungsverhalten auf. Zudem sind Konstruktion und Werkstoff auf niedrige Reibung hin optimiert. Wichtig ist aus Fahrersicht besonders, die Haftreibung zu minimieren, sodass die gewünschte Dämpfer-Feder-Rate nicht von der Dichtung beeinflusst wird. Für den Fall, dass das Rad einige Tage stillsteht und sich weniger Schmieröl an den Kontaktflächen befindet, verändert sich infolge der niedrigen Reibung das Federungsverhalten beim Losfahren nicht spürbar. Geprüft wurde die neue Dichtungslösung zunächst mit Simulationsprogrammen, welche die Freudenberg-Ingenieure normalerweise in der Automobilentwicklung verwenden. Danach ging es in reale Tests auf Prüfständen und vor allem auch auf Geländefahrten. Seit Ende 2019 bewährt sich das IsoStrut-System im Trek Supercaliber – einem innovativen Cross Country-Mountainbike für Endkunden – im Serieneinsatz sowie im Cross Country World Cup.