Wie funktioniert eigentlich…eine Federgabel?

Egal ob bei Cross-Country, Downhill oder Enduro – Ohne die Federgabel läuft gar nichts beim Mountainbiken. Unermüdlich steckt sie Schläge ein und macht den Sport für uns zu dem, was er ist. Doch wie funktioniert eigentlich so eine Federgabel? Wir klären ohne viel Blabla auf.

Über grobes Terrain mit zwei Rädern zu brettern blieb damals nur Motorcross-Fahrern vorenthalten. Doch auch Fahrradfahrer wie Paul Turner und Keith Bontrager wollten Ende der 80-er Jahre die Wege abseits der Asphaltierten Wege erkunden. So begannen beide das erste Fullsuspension-Mountainbike zu konzipieren. Ihre größte Herausforderung: Die Funktion der Motorcross-Federelemente auf das Fahrrad anzuwenden. Nach monatelangen Brainstorm-Sessions und zerknüllten Skizzen erblickte 1988 die erste Federgabel dann schließlich das Licht der Welt. Niemand ahnte zu diesem Zeitpunkt, dass die auf RockShox One getaufte Gabel mit strammen 5 cm Federweg den Weg für den Offroad-Radsport ebnen sollte. Nachdem trotz anfänglicher Skepsis die Nachfrage nach der RockShox One kurz nach Veröffentlichung durch die Decke ging, nahm die Entwicklung der Federgabeln fortan rasant fahrt auf. So wurden die Gabeln mit der Zeit immer potenter, ohne dabei zu Schwergewichten zu mutieren. Immer wieder bin ich verblüfft, was diese Dinger im Stande zu leisten sind. Enduros können auf einmal Downhill-Tracks, Trailfullys jagen durch Bikeparks und XC-Bikes werden während des Weltcups über monströse Stein- und Wurzelfelder geprügelt.

Eine potente Federgabel muss gröbstem Terrain gewachsen sein.

Bevor es nun tiefer in die Materie geht, gilt es zunächst, sich den Aufbau der Federgabel genauer anzuschauen. Die klassische Federgabel wird über den Gabelschaft mit dem Steuerrohr Rahmen montiert und besteht aus zwei Säulen, die aus Tauch- und Standrohren gebildet werden, wobei die beiden Tauchrohre über die Gabelbrücke verbunden das sogenannte Casting bilden.

Schaut man sich nun von außen eine Gabel an, könnte man meinen, dass im Inneren ein und dasselbe Prozedere abläuft. Doch weit gefehlt! Die Gabel betreibt in ihren beiden Säulen Aufgabenteilung und untergliedert sich in Federung und Dämpfung. Aber wo liegt der unterschied?

Die Federung ist im Prinzip für´s Grobe zuständig und absorbiert Schläge sowie Eigengewicht des Fahrers. Realisiert wird dies bei den meisten Gabeln durch eine befüllte Luftkammer, die sich in eine Positiv- und eine Negativkammer aufteilt. Getrennt werden die beiden Luftkammern von einem Kolben, der sich zwischen den beiden Kammern bewegt. Federt die Gabel nun ein, wird die Luft in der Positivluftkammer komprimiert (Compression), während sich die der Negativkammer entspannt (Expansion). Beim Ausfedern läuft das gleiche Spiel in umgekehrter Reihenfolge ab, wobei die Negativluftkammer ein Durchschlagen der Gabel verhindert. Über sogenannte Token oder Spacer (aufschraubbare Kunstoffkörper) lässt sich das Volumen der Positivkammer verkleinern und damit die Federkennlinie progressiver gestalten. Was es damit genau auf sich hat, erfahrt ihr demnächst au dem Blog.

Mit Hilfe kleiner Kunstoffkörper lässt sich die Federkennlinie der Gabel verändern.

Kommen wir nun zur zweiten Säule, die die Aufgabe der Dämpfung inne hat. Ohne die Dämpfung würde die Gabel ständig auf und ab wippen und bei gröberen Schlägen einem Katapult ähneln. Kontrolliertes Trail-Riding wäre somit gar nicht möglich. Die Dämpfung nimmt hier also die Rolle des Gegenspielers zur Federung ein und holt diese sprichwörtlich auf den Boden zurück. Anders als die Federung arbeitet die Gabel dazu mit Öl, das nach Ein- oder Ausfedern ebenfalls mit einem Kolben über zwei Ventile in eine von zwei Kammern gepresst wird. Wie stark die Federung gedämpft wird, hängt nun davon ab, wie viel Öl durch das Ventil fließen kann. So gilt: Je kleiner die Ventilöffnung desto mehr Druck ist nötig, um Öl hindurch zu pressen. Die Dämpfung wird erhöht. Jetzt kommen die Einstellrädchen ins Spiel, die jeder von euch schon einmal gesehen und wahrscheinlich benutzt hat. Während das blaue Rädchen “Compression” oder auch Druckstufe genannt das Einfedern reguliert, könnt ihr mit dem roten Rädchen unterhalb der Gabel die Ausfedergeschwindigkeit (Rebound) einstellen. Dreht ihr beispielsweise das Compression-Rädchen auf “Lock”, wird das Druckstufenventil komplett geschlossen, sodass kein Öl mehr zwischen den beiden Kammern fließen kann. Die Gabel blockiert. Dreht ihr bei RockShox-Gabeln beispielsweise den Rebound auf den abgebildeten Hasen, wird beim Ausfedern vermehrt Öl durch das Zugstufenventil gepresst. Die Gabel federt schneller aus. Über diese Standard-Einstellmöglichkeiten hinaus lässt sich bei den meisten High-End-Gabeln zusätzlich regulieren, wie schnell das Einfedern vonstatten gehen soll (Low-Speed-Compression / High-Speed-Compression).

Die Einstellrädchen des Rebounds befinden sich am unteren Ende der Gabel.

Die Einstellungen für die Druckstufe befindet sich direkt in Griffweite des Fahrers.

Damit das gesamte Potential der Federelemente genutzt wird, ist eine genauere Abstimmung nötig. Wie das funktioniert, erklären wir euch demnächst auf unserem Blog.

Autor: Pascal Fessler