Schwinge (Technik)

Schwingen an einer BMW R 27

Einarmschwinge an einer MV Agusta Brutale 910

Einarmschwinge mit integriertem Kardanantrieb an einer Honda VFR1200F

Cantileverschwinge an einer Buell Lightning XB9S

Eine Schwinge ist ein Bauteil der Radaufhängung bei Fahrzeugen. Sie ist meist parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtet, an einer quer zur Fahrtrichtung liegenden Rotationsachse drehbar gelagert. An ihrem freien Ende nimmt sie das Rad auf. Die Rotationsachsen der Schwinge und des Rades befinden sich ungefähr auf gleicher Höhe. Die Schwinge kommt bei Vorderrad - und Hinterradaufhängungen zum Einsatz. Im Motorradbau ist sie die am häufigsten vorkommende Art der Hinterradaufhängung.

Die Radaufnahmen

• Bei Motorräder ist das meist eine einfache Achse.
• Bei ungelenkten Rädern sind das die Wälzlager der Räder
• Bei den gelenkten Rädern sind es die Achsschenkel.

Arten von Schwingen

Unterschieden wird zwischen gezogenen Schwingen und geschobenen Schwingen. In Fahrtrichtung gesehen ist bei gezogenen Schwingen der Drehpunkt (Lager) vor der Radachse, bei geschobenen dahinter.

Einsatz beim Motorrad

Vorderradaufhängung

Vorderradschwingen wurden früher mit gezogenen oder geschobenen Schwingen realisiert. Von diesen Konzepten hat nur die geschobene Langarmschwinge bei Motorradgespannen überlebt. Am Fahrgestell gelagerte Schwingen für das Vorderrad in Verbindung mit einer Achsschenkellenkung wie an der Yamaha GTS 1000 oder einer Radnabenlenkung wie an der Bimota Tesi konnten sich trotz ihrer Steifigkeit wegen der aufwändigen Konstruktion und dem kleinen Lenkeinschlag nicht durchsetzen.

Hinterradaufhängung

Hinterradaufhängungen von Zweirädern werden heute immer mit gezogenen Schwingen realisiert. Dabei überwiegen zweiarmige Schwingen, die das Rad beidseitig führen. Einarmige Schwingen sind in der Konstruktion und Herstellung deutlich teurer.

Einarmschwinge

Einarmschwingen, die das Rad nur einseitig führen, wurden seit den dreißiger Jahren bei Automobilen (siehe unten) und selten auch bei Motorrädern (z. B. Imme R 100) verwendet. Im Jahr 1980 begann BMW mit der BMW R 80 G/S seine Motorradmodelle mit Einarmschwingen auszustatten, die BMW Monolever nannte. Das Prinzip wurde bis zur heutigen Paralever-Schwinge mit Momentabstützung stetig weiterentwickelt. Heutzutage verwenden neben BMW auch andere Motorradhersteller Einarmschwingen, zum Beispiel Ducati, Honda, Moto Guzzi, MV Agusta und Triumph. Sie sind in der Regel schwerer oder bei gleichem Gewicht weniger steif als zweiarmige Schwingen, ermöglichen aber einfache und schnelle Radwechsel. An Motorrädern werden sie deshalb gern bei Langstreckenrennen verwendet.

Cantileverschwinge

„Cantilever“ ist eine Art der Hinterradfederung bei Zweirädern, bei der eine Langarmschwinge als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Der längere Hebelarm trägt das Rad, der nach oben weisende kürzere Arm wird durch eine schräg oder flach liegende Feder (meist mit Schwingungsdämpfer) unterhalb des Sattels gegen den Rahmen abgestützt. Diese Art der Federung setzten NSU bei der NSU Fox und die Norbert Riedel Motoren Aktiengesellschaft bei der „Imme“ in Deutschland erstmals 1949 ein. In England gab es ähnliche Konstruktionen bereits in den 1920/30er Jahren, z. B. bei der Matchless Silver Hawk. Der Begriff „Cantilever“ wurde allerdings erst später in Verbindung mit solchen Schwingen geprägt, die – von der Seite betrachtet – ein Dreieck bilden. Auch heute findet sich diese Bauart in verschiedenen Modellen, z. B. in Bimota DB5/DB6, Buell XB-Modelle, MZ 1000S/SF/ST, Yamaha XT 550.

Triebsatzschwinge

Triebsatzschwingen tragen zusätzlich den Motor und das Getriebe oder werden von deren Gehäuse gebildet. Mit direkt auf der aus dem Getriebe geführten Welle montiertem Rad werden sie häufig bei Motorrollern eingesetzt. Dort wird die schlechtere Federung aufgrund der Trägheit der größeren ungefederten Masse zugunsten der kostengünstigen und wartungsfreien Kraftübertragung hingenommen. Der erste Motorroller mit Triebsatzschwinge war die Vespa. Motorräder mit Triebsatzschwinge waren die bereits erwähnte Imme R 100 und die ebenfalls von Norbert Riedel konstruierte Victoria Swing. Bei deren Kettenantrieb ist ein Vorteil der Triebsatzschwinge, dass die Kettenspannung konstant bleibt.

Bremsmomentabstützung

Wenn die Halterung der Bremsklötze, z. B. der Bremssattel wie üblich an der Schwinge befestigt ist, bewirkt die gegen die Drehung des Rads gerichtete Kraft der Bremse ein Drehmoment an der Schwinge. Bei einer gezogenen Schwinge ist dieses Drehmoment gegen die Federung gerichtet, so dass die Schwinge beim Bremsen kurzzeitig angehoben wird. Das Rad wird so entlastet, wodurch die Haftreibung zwischen dem Reifen und der Fahrbahn abnimmt. Daraus ergibt sich eine geringere Bremswirkung und Richtungsstabilität. Dies kann durch eine Bremsmomentabstützung verhindert werden, bei der der Bremssattel drehbar auf der Radachse gelagert und mit einer beidseitig drehbar gelagerten Strebe am Fahrgestell oder einem anderen gefederten Teil befestigt ist.

Einsatz beim Automobil

Hinterradschwinge eines Renault 4

Bei Automobilen gibt es Schwingen – durchweg Einarmschwingen – seit den 1930er-Jahren, so etwa beim Stoewer Greif V8, Adler Trumpf Junior (als geschobene Schwingen an der Hinterachse) sowie unter der Werbebezeichnung „Opel-Synchron-Federung“ (Dubonnet-Federung) für die vordere Einzelradaufhängung diverser Opel-Pkw. Von 1934 bis 1940 waren alle Pkw des Rüsselsheimer Herstellers außer P4 und Kapitän mit der Synchron-Federung versehen: Der Opel 1,3 Liter und Opel 6, Olympia, Kadett (außer der „Normal-Limousine"), Super 6 und der Admiral.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden sie in frontgetriebenen Klein- und Mittelklassewagen verwendet, meistens nur hinten und in Frankreich und Großbritannien. Der Citroën 2CV hatte Schwingen rundum (vorn geschoben), ebenso BMW 600, 700 mit hinten angestellten Schwingen. Mittelklassewagen mit hinteren Schwingen sind der Citroën DS, Renault 16 und der BMC ADO17 (Austin 1800).

Bei parallelen Schwingen liegt das Momentanzentrum sehr niedrig (auf Fahrbahnhöhe) wodurch sich starkes Wanken (Seitenneigung) in Kurven und Probleme mit der Fahrstabilität ergeben können. Wegen der großen Momente in den Lagerpunkten wird oft ein Fahrschemel verwendet.

Schwingen werden oft (etwas ungenau) auch als Längslenker bezeichnet.

Sie werden auch heute noch verwendet, oft auch etwas angestellt als Schräglenkerachse. Werden parallele Schwingen durch einen biegesteifen Stabilisator verbunden, kann die Lagerung vereinfacht und komfortabel weich in Gummi ausgeführt werden, diese Bauart heißt dann Koppel- oder Verbundlenkerachse.

Siehe auch

• Hinterradschwinge
• Langschwingengabel
• Schwinghebelgabel
• Motorradrahmen
• Motorradgabel

Literatur

• Rüdiger Bellersheim, Hans-Georg Delius, Michael Gressmann, Frank Löwe, Peter Ryf: Fachkunde Motorradtechnik. 2 Auflage. Europa-Lehrmittel, 2013, ISBN 978-3808522325, S. 415.
• Prof. Dipl. Ing. Jörnsen Reimpell: Fahrwerktechnik: Radaufhängungen. Vogel Business Media, Würzburg 1988, ISBN 978-3834332271, S. 376.
• Alfred Böge , Rainer Ahrberg, Klaus-Dieter Arndt, Werner Bahmann, Lutz Barfels, Jürgen Bauer, Ulrich Borutzki, Gert Böge, Wolfgang Böge, Berthold Heinrich, Arnfried Kemnitz, Peter Kurzweil, Susanna Labisch, Petra Linke, Manfred Ristau, Werner Roddeck, Johannes Sebulke, Dominik Surek, Werner Thrun, Jürgen Voss, Frank Weidermann, Wolfgang Weißbach, Heinz Wittig: Handbuch Maschinenbau: Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik. 21 Auflage. Springer Vieweg, 2012, ISBN 978-3834824783, S. 1500.