Progression: Federung vs Dämpfung?

GravityFan

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Der Grottenolm
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Hallo allerseits,

auch nach einigem Rumlesen im Forum konnte ich mir ein paar Dinge zur Funktionsweise und Designentscheidungen des Fahrwerks von (vor allem Downhill-) Mountainbikes nicht wirklich erklären. Vielleicht kann mir ja jemand da etwas auf die Sprünge helfen:

  1. Warum werden progressive Hinterbauanlenkungen verwendet?

    Würde ein Dämpfer mit progressivem Dämpfungsverhalten (ähnlich KTMs PDS) mit ordentlich Druck im Ausgleichsbehälter nicht genügend Progression liefern und gleichzeitig einfachere/leichtere/robustere/billigere (Eingelenker) Hinterbauten ermöglichen?
    Schließlich ist es ja auch möglich in einer Stahlfedergabel ausreichend (Feder-)Progression mittels Anpassung des Ölstands (Komprimierung der Luft durch den Kolben) zu erreichen und analog zu KTMs PDS (zweiter, härterer Shimstack, erst durch Verstopfen (positionsabhängig) eines Bypass angsprochen wird) ist auch eine progressive Dämpfung möglich.

  2. Was für ein Vorteil bringt eine progressive Feder (zusätzlich zur Dämpfung)?

    Verteilt man damit nicht nur die abzubauende Energie mehr auf die Dämpfung der Zugstufe?

  3. Wenn eine progressive Feder von Vorteil sein sollte, warum werden dann nicht auch in Federgabeln (bis auf Luftgabeln natürlich) progressive Federn eingesetzt?

    Wieso reicht hier scheinbar die Progression, die durch das Luftpolster (offenes Ölbad, bzw. Luft oberhalb des IFT bzw. außerhalb der Bladder) gewährleistet werden kann? Gerade beim Downhill ist die Belastung am Vorderrad ja nicht zwangsweise kleiner als am Hinterrad.


Wäre schön, wenn jemand da etwas zu sagen könnte.
 
1: Ich bin der Meinung, dass progressive Hinterbauten (Verringern der Übersetzung der Anlenkung) effektiver sind, als jeder Dämpfer. Des weiteren müsste man dann Dämpferfreigaben für den jeweiligen Rahmen haben - entsprechend auch mit den Drücken im Ausgleichsbehälter / Anzahl der Volumenspacer.
Der Vorteil liegt einfach darin, dass die Hersteller einen dämpferunabhängigen Druchschlagschutz bieten können - und ein Materialschaden am Dämpfer wird zusätzlich vermieden.
Des weiteren bietet eine hohe Progression am Ende des Federwegs eine Sicherheit - da ein hartes Durchschlagen zum Kontrollverlust führen kann. Als Beispiel kannst du dir Enduro Rahmen ansehen - die werden extrem progressiv am Ende des Federwegs und fühlen sich dadurch an wie ein "großes" Rad - haben aber nur 130-160 mm Federweg mit relativ wenig Hub.


2: Du darfst die Feder und die Dämpfung nicht über einen Kamm scheren. Die Feder bestimmt die Härte des Fahrwerks (festlegen des SAG). Hier gibt es progressive Federn, welche am Ende des Hubs des Federelements eine andere Federrate bieten. Zum Beispiel erhöht sich die Federrate ab 50% des Hubs von 300 auf 325 lbs.
Die Dämpfung bestimmt nur die Einfeder/Ausfedergeschwindigkeiten. Aber eine Dämpfung kann niemals eine Falsche Federhärte ausgleichen. Ist die Feder zu weich bringt auch eine geschlossene Druckstufe nichts ;)


3: Hier habe ich auch keine Erklärung - sorry.
 
zu 1. Zu PDS gegen Umlenkung findest du in den einschlägigen Kraftfahrzeugsforen reichlich Diskussionen. Fazit. Beide Systeme haben in bestimmten Fahrsituationen ihre Vor-und Nachteile. Ottonormalfahrer kann mit beiden Systemen glücklich werden.

zu 2. noch mehr Progression, Tuner bauen auch in PDS Dämpfer progressive Federn ein.

zu 3. Im Motorspochtbereich werden progressive Federn benutzt. Wenn man aber ohne klar kommt, auch ok.

Und in der Motorsportwelt fährt auch nur ein grosser Hersteller, KTM, mit PDS in den meisten Modellen rum, der Rest der Welt lenkt um.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich glaube dass sich der Themenersteller erst einmal von der Vorstellung lösen muss, dass er eine Progression aus der Dämpfung bekommt.
Das gibt es nur bei ganz wenigen Modellen mittels BoostValve und Co.

Also, Statik und Dynamik im Kopf erst einmal sauber trennen...
 
Danke erstmal für die Antworten!:daumen:

@RockyRider66:

Ich kenne mich nicht mit Mechanik/Fluiddynamik usw. aus, aber soweit mein Verständnis von einigen Grundsätzen reicht, heißt ist Progression ja erstmal nur eine Beschreibung dafür, dass irgendwo die erste Ableitung einer Funktion nicht konstant sondern zumindest mal linear ist. Dass man dies dann sowohl auf Dämpfung (x entspricht Weg, y entspricht Kraft, bei gegebener Geschwindigkeit v) als auch Federung (x entspricht Weg, y entspricht Kraft) beziehen kann ist mir nicht nur bewusst, sondern sogar explizit die Frage dieses Threads.;)
Wie angedeutet ist die Dämpfung des PDS-Systems progressiv in der Hinsicht, als dass bei gegebener Schaft-Geschwindigkeit, die Kraft am Ende des Federwegs (aufgrund des dort aktiven härteren Shimstacks) höher ist, als am Anfang. Das eine Feder ebenfalls progressiv sein kann und das etwas anderes ist als die Dämpfung ist klar. Ich will ja nur wissen, warum man zwangläufig beides durch eine Umlenkung erreicht, wenn man auch beide Dinge getrennt voneinander (oder auch gemeinsam) ohne Umlenkung erreichen könnte.

@R@LLE:

Gängige Dämpfer von Rockshox gibt es doch auch mit verschiedenen Tunes. Da muss man doch auch schon für seinen Rahmen das richtige raussuchen. Und wenn man den Ausgleichbehälter durch ein normales Ventil mit Luft statt reinem Stickstoff füllt, könnte man doch mit einer Dämpferpumpe auch die Progression der Federung ganz gut anpassen, oder?
Hinsichtlich der Tatsache, dass Progression generell gut ist (zumindest am Ende des Federwegs), stimme ich dir voll zu. Die Frage ist ja eher, warum durch eine Umlenkung?
Und zu Punkt 2. deiner Erklärung: Das ist mir schon klar, die Frage war ja eher, warum ist das durch eine Umlenkung gelöst, und warum reicht nicht eine Progressive Dämpfung (ähnlich PDS) in Kombination mit der Federprogression, die entweder durch eine progressive Feder oder dem Luftpolster erreicht wird.

@on any sunday:

  1. In einigen MX und Enduro-Foren habe ich schon rumgelesen (Mankras PDS Fibel). Vom Prinzip wurde da aber nur gesagt, dass das PDS-System weniger Progression liefert als eine Umlenkung und damit für MX weniger geignet sein soll als (Hard-)Enduro, da dort die Bodenfreiheit und Wartungsarmut wichtiger sind.
  2. Warum werden denn dann progressive Federn verwendet, wenn man mittels Druck/Volumen im Ausgleichsbehälter ebenfalls eine "Federungsprogression" erreichen könnte?
  3. Soweit ich weiß fährt kaum jemand beim MX oder Enduro mit progressiven Gabelfedern (ausgenommen Luftgabeln) rum. Für die Adventure-Modelle von KTM z.B. gibts von Touratech progressive Federn, was allerdings eher was damit zu tun hat, dass man in diesem Bereich sein Moped ordentlich beladen will ohne die Feder tauschen zu müssen.

Oder verstehe ich etwas vollkommen falsch?

Danke aber schonmal für die Antworten!
 
1) Progressive Anlenkungen bieten mehr Vorteile gegenüber degressiv angelenkten Schwingen (die es früher häufig gegeben hat: Nicolai UFO DS, Bass, aktuell DMR Bolt) Ist in den vorangegangenen Posts hinreichend erklärt.
2) Progressive Federn gab es vor längerer Zeit am Dämpfer OnSport Helix, den ich längere Zeit gefahren habe. Die Progression wurde über den zum Ende hin abnehmenden Wicklungsabstand hergestellt. Meine Meinung: hat nichts gebracht. Eine "lineare" Feder von Fox hatte keine Veränderung gebracht.
Weitere Möglichkeiten Federn progressiv wirken zu lassen:
- Änderung des Drahtdurchmessers: sehr aufwändig herzustellen
- koaxiale Anordnung mehrerer Federn, ineinander oder hintereinander: gibt es in minimalisteischer Form im Sinne eines Endanschlages als Gummi (Fox)- oder Elastomerpuffer (Manitou), der sich im Inneren der Feder auf der Kolbenstange befindet.
Ein progressives Einfedern wird mittlerweile nur noch über den Luftdruck des AGBs (Marzocchi Roco) oder/und Volumenveränderung des AGBs (Fox DHX5) justiert.
Boost Valve hat mit Progression nichts zu tun. Es ist ein System, welches ein Einfedern des Dämpfers beim Pedalieren verhindern soll, ähnlich SPV bei Manitou.
 
Die Shims arbeiten doch geschwindigkeitsabhängig.

Ergo bieten die doch lediglich einem gewissen Widerstand bei einer bestimmten Schaftgeschwingigkeit.
Beim BoostVale z. B. liegt im Öl eine Art mit Luft gefüllte Druckdose.
Je mehr man einfedert, desto mehr Druck entsteht im Öl und umso weiter drückt sich die Dose zusammen.
Dann kommt irgendwann ein Punkt bei dem ein zusätzlicher Port frei wird und das Öl kann weiter strömen.
Damit erreicht man also eine lageabhängige Dämpfung.

Aber viele Hersteller kommen davon wieder ab weil die Massenträgheit zu groß wird und der Dämpfer bei sehr schnellen Schlägen verhärtet.
 
@wosch

Zu 1:

Naja, so wirklich beantwortet ist meine Frage noch nicht. Klar funktioniert eine progressive Anlenkung besser als eine degressive. Aber eine lineare bis minimal progressive Anlenkung (Eingelenker) kombiniert mit PDS und progressiver Feder könnten doch genauso gut funktionieren und gleichzeitig deutlich mehr Freiraum hinsichtlich der Gestaltung des Rahmens bieten, oder?

Zu 2:

Danke für die Erfahrungen! Vielleicht war die progressive Feder, nicht sonderlich progressiv. Theoretisch kann man da ja schon einiges erreichen. Im Zweifelsfall durch zwei linearen Federn mit Trennring und Anschlag (wie bei Trophy Trucks oder Renn-Quads).

Das progressive Einfedern (Roco, DHX5) meine ich ja im speziellen: Könnte man das nicht so weit verstärken, dass keine progressive Feder mehr nötig ist und dann "nur" noch eine progressive Dämpfung hinzufügen?

@RockyRider66

Shims arbeiten geschwindigkeitsabhängig. Aber wenn ich die benutzten Shims positionsabhängig wechsle, bekomme ich eine progressive Dämpfung. Prinzip vom PDS z.B. ist hier gut erklärt: https://sites.google.com/site/brucessuspension/suspension-knowledge-base/ktm-pds-shock

Was das Boost-Valve angeht, kenne ich mich nicht aus. Hört sich aber nach deiner Beschreibung zumindest ähnlich an.

Massenträgheit ist schon mal ein gutes Argument. Aber machen die paar Gramm im Dämpfer so viel mehr aus, als ein paar hundert Gramm mehr oder weniger am Hinterbau?

Ein Verhärten des Hinterbaus gerade beim PDS-System wird tatsächlich häufig kritisiert. Das Problem dabei ist/war allerdings nicht die Massenträgheit, sondern der zu kleine Bypass zum "weicheren" Shimstack, welcher zu einer zu starken Highspeed-Dämpfung geführt hat.
 
Progressive Kennlinie bei der Anlenkung macht man häufig bei abfahrtsorientierten Rahmen. Einfach um am Ende einen gewissen Durchschlagsschutz zu haben, vor allem wenn man Dämpfer mit Stahlfeder verwendet.
Die IFP Kammer im Dämpfer sorgt auch nochmal für mehr Progressivität.

Eine Luftkammer wird wohl auch noch nicht progressiv genug sein.

Eine progressive Feder wäre wohl über den gesamten Verlauf progressiv und nicht nur am Ende.

Ich gehe mal aus das der Rahmendesigner in der Hand hat wohin die Reise geht und die Dämpfer alle relativ ähnlich funktionieren.
 
xrated schrieb:
Progressive Kennlinie bei der Anlenkung macht man häufig bei abfahrtsorientierten Rahmen. Einfach um am Ende einen gewissen Durchschlagsschutz zu haben, vor allem wenn man Dämpfer mit Stahlfeder verwendet.
Die IFP Kammer im Dämpfer sorgt auch nochmal für mehr Progressivität.

Eine Luftkammer wird wohl auch noch nicht progressiv genug sein.

Eine progressive Feder wäre wohl über den gesamten Verlauf progressiv und nicht nur am Ende.

Ich gehe mal aus das der Rahmendesigner in der Hand hat wohin die Reise geht und die Dämpfer alle relativ ähnlich funktionieren.
Zum Vergrößern anklicken....

Sorry, der Druck ist so ziehmlich egal.
Und Shims tauschen verändert die Dynamik, aber nicht die Endprogression.
Die kommt von der Federseite.

Überlg doch mal was passiert, wenn du den Dämpfer langsam ohne Feder zusammendrückst?
Kommt dann eine Progression?
Ne, der geht so gut wie ohne Widerstand durch.
Der bietet nur einen Widerstand wenn du schnell einfedern willst, und zwar über den Ölfluß der HSC.
 
[QUOTE

Naja, so wirklich beantwortet ist meine Frage noch nicht. Klar funktioniert eine progressive Anlenkung besser als eine degressive. Aber eine lineare bis minimal progressive Anlenkung (Eingelenker) kombiniert mit PDS und progressiver Feder könnten doch genauso gut funktionieren und gleichzeitig deutlich mehr Freiraum hinsichtlich der Gestaltung des Rahmens bieten, oder?
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Gut funktionierende progressiv gefederte/gedämpfte Eingelenker gibt es. Besonders die Mehrgelenker, (die eigentlich Eingelenker sind) sind im Idealfall so gestaltet, dass zu Ende des Federweges rahmenbedingt eine Progression eintritt.
Motocrossählichstes Beispiel:
http://www.zonenschein.de/archimedes-dh-crown-frame.html (leider 2013 abgesoffen)
Es besteht doch gar keine Notwendigkeit, einen Rahmen um den Dämpfer herum zu gestalten. Das passiert andersherum, mit angepassten Shims, veränderten Luftkammern usw. DAS ermöglicht eine freiere Gestaltung eines Rahmens.
Rahmenbauer müssen auch ganz nebenbei noch ganz andere Probleme lösen: Schwingungsunterdrückung beim Antritt (können Viergelenker oder VPPs prinzipiell viel besser, als Eingelenker), Gewicht, Verwindungssteifigkeit, Raderhebungskurve, Einflüsse durch sich ständig ändernde Kettenspannung, Design und Modeneigungen der Kunden (Hängebauch oder Buckelwal, was ist z.Zt. angesagt?).
Kurz: Moderne Rahmen SIND ausreichend progressiv gedämpft bzw. gefedert, moderne Dämpfer ebenfalls.
Es gibt ab und zu Ausnahmen: Orange, DMR Bolt
 
Naja.
1. Muss soll ein Rahmenhersteller immer am Design erkennbar sein, also wird die Kinematik drumrum gebaut.

2. Spezialiced hat in Amiland das Patent auf den klassischen Viergelenker mit Horst Link. Die Amis sind daher gezwungen was eigenes zu entwickeln und zu verkaufen. Oder wo kommen die vielen Designs her?
 
So nebenbei gefragt weils grad um IFP ging: Ist es möglich das die Luft in der IFP Kammer auf die andere Seite ins Öl wandert und das Öl nicht über den IFP Kolben wandert?
Hatte nämlich einmal das Problem das der IFP Kolben komplett verschoben war und Luft im Öl war.
 
@RockyRider66

Was du sagst ist komplett richtig. Aber @xrated hat recht damit, dass die IFT (oder Bladder oder offen) eine (dämfungsunabhängige) Progression bietet. Wenn du den Dämpfer ohne Feder zusammendrückst (hab ich selber noch nicht probiert, kann ich bei Gelegenheit ja mal bei nem VAN RC machen), sollte am Ende aber ein Widerstand zu spüren sein. Schließlich verdrängt die Kolbenstange ja das Dämpfungsöl und nimmt mehr Platz im Dämpfer ein, als im ausgefederten Zustand. Da die Luft/Stickstoff hinter dem IFT(oder Bladder oder offene Kammer) nicht aus dem Dämpfer entweichen kann, wird diese unter Druck gesetzt, was (ähnlich zu einem Luftdämpfer/Luftgabel) eine Endprogression (federseitig) bewirkt.

@wosch:

Die anderen Aspekte der Hinterbaukinematik sind natürlich ein gutes Argument. Pedalrückschlag, Anti-Squat usw. kann man mit Umlenkungen genauer beineinflussen als bei einem einfachen Eingelenker. Prinzipiell könnte man allerdings durch Verwendung von progressiven Federn und Dämpfern eine Anforderung an den Hinterbau weniger beachten und stattdessen die verbleibenden Größen (Anti-Squat etc.) optimieren.

@xrated:

Bei meinem VAN RC muss ich wohl auch mal einen Service machen lassen. Ich vermute nämlich, dass der genau das gleiche Problem hat wie dein Vivid.

Ich bin mal deinem Link gefolgt und habe da noch etwas rumgelesen. Ein Problem an der Erhöhung des Drucks im Ausgleichbehälter/Verkleinerung des Volumens scheint die Belastung der Dichtungen des Dämpfers zu sein. Vermutlich würde die Suppe aus den Dichtungen spratzen, wenn da genüngend Druck für eine vernünftige Progression drauf wäre.

Zu deiner neuesten Frage:

Ich vermute mal schon. Wenn die Dichtung des IFP hinüber ist, könnte da sicherlich etwas rüberwandern. Schließlich ist der IFP ja genau dafür da dies zu verhindern (im Gegensatz zum offenen Ölbad). Wenn da also was undicht wird, könnte sich das Öl vermutlich damit vermischen. Sicher bin ich mir allerdings nicht.
 
Wenn die Dichtung kaputt oder der Druck zu niedrig ist kann das passieren.
Normalerweise ist die IFP Kammer strickt vom Öl getrennt, mittels Kolben oder Bladder.
 
Ja klar, ein kleiner Widerstand entsteht.
Aber der ist doch zu klein um ihn als Endprogession zu bezeichnen, auch wenn man den Druck tierisch erhöht.
Ich glaub die neuen Fox DPS sind bei 500psi angelangt.
Aber nicht wegen der Endprogression, sondern wegen der Kavitation.
 
@RockyRider66

Hmm...ok. Selbst bei solchen Drücken merkt man also nicht viel davon. Damit dann aber direkt zu einer meiner ersten Fragen: Warum funktioniert das Prinzip dann so gut bei Gabeln? Dort kann man (siehe 888 oder Fast-Kartusche) mit dem Ölvolumen die größe der "Luftkammer" (wohlgemerkt: Stahlfedergabel) so anpassen, dass eine deutlich spürbare Progression entsteht.
 
Solche Kartuschen sind keine geschlossenen Systeme, haben also keinen Trennkolben und stehen nicht unter Druck.
Über den Ölstand veringerst du das Luftvolumen so stark, dass das von der Kolbenstange verdrängte Öl keinen Platz mehr findet.
Du setzt das ganze System unter Druck den es eigentlich nicht verträgt.
Genau genommen baust du damit einen kleinen Defekt ein.

Auf die Art und Weise werden in meinen Augen einfache, offene, von Kavitation geplagte Ölbäder an den Mann gebracht.
Dem konnte man nur mit einer großen Ölmenge halbwegs entgegen treten.

Oder was denkst du warum heute mehr und mehr auf geschlossene Kartuschen gesetzt wird?
 
RockyRider66 schrieb:
Wenn die Dichtung kaputt oder der Druck zu niedrig ist kann das passieren.
Zum Vergrößern anklicken....

Genau das hätte mich nämlich interessiert. Die Dichtungen sind noch nicht all zu alt.
Druck kann man ja leider schwer messen bei der kleinen Kammer.
Den Vivid Adapter habe ich modifiziert damit der Pin vom Ventil nicht heruntergedrückt wird, vielleicht lässt sich nach ein paar Wochen/Monate Ruhezeit erkennen ob der Druck abfällt. Beim nachpumpen müsste man an der Anzeige ja in etwa sehen wann die Nadel langsamer steigt weil die Kammer mitbefüllt wird.
Möglich wäre auch das der Druck von Anfang an zu niedrig war und sich das deswegen verschoben hat.
 
@RockyRider66

Ah, ok.:daumen: Das heißt also, dass diese Art der Progressionserzeugung in Gabelnso eine Art "Notlösung" darstellt.
Würde Sinn machen, schließlich ist selbst Marzocchi mit der 380 davon wegegangen und hat stattdessen ein Elastomer als Anschlagspuffer reingesteckt.
 
Also wie bei Boxxer. Nur viel halten tue ich davon nicht, der nimmt zwar Energie auf aber will sie dann auch wieder loswerden und dadurch wird der Rebound beschleunigt. Deswegen habe ich das Ding weggelassen.
Der Ending Stroke Rebound in den Dämpfern gefällt mir da besser, da wird das Öl stärker gebremst wenn es am Ende vom Federweg ist. Man darf wohl nur nicht die Einstellung zu stark machen sonst wird der Dämpfer allgemein zu langsam.
Wird zwar nicht so effektiv wie ein Elastomer am Ende sein aber dafür weniger stören.
 
Ending Stroke Rebound? Der wäre doch gerade dafür geeignet das schnelle Ausfedern durch das Elastomer zu bremsen. Ending Stroke Rebound alleine bringt ja keine (Feder-)Progression und hindert die Gabel nicht daran durchzuschlagen.
 
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