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Alt 22.07.2004, 10:54     #4
Albert   Albert ist offline
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CE-
3. Fahrwerk.

Neueste Technologie rund um das Fahrwerk

Die K 1200 S inspirierte die BMW Fahrwerkkonstrukteure zu einer Fülle neuer Ideen: Die Feder und Dämpfer können per Knopfdruck über eine Elektronik eingestellt werden. Eine Weltneuheit ist der Duolever für die Vorderradführung. Für die Hinterradführung wurde der Leichtbau-Paralever weiterentwickelt. Erstmals sind in einem Rahmen aus Leichtmetall Innenhochdruckprofile im Sichtbereich verbaut. Das Design der hochstabilen Räder wirkt leicht und filigran.

Das Zusammenspiel von Fahrwerk und Motorlage ergibt zusammen mit der Sitzposition des Fahrers nicht nur einen niedrigen Gesamtschwerpunkt mit idealer Massenkonzentration, sondern auch eine ausgewogene und ideale Radlastverteilung von 50:50 Prozent.


Präzisionsroboter fertigt Leichtbau-Rahmen

Das zentrale tragende Bauteil ist der Hauptrahmen in Brückenbauweise. Es ist ein Schweißverbund aus Innenhochdruck-Umformelementen (IHU-Profilen) für die seitlichen gebogenen Profile und Strangpressprofile sowie aus Kokillengussteilen für den Rahmenkopf und den hinteren Bereich der Schwingenlagerung. Die IHU-Profile werden in diesem Fall erstmals im Sichtbereich eines Fahrzeugs angewandt. Ein Präzisions-Schweißroboter fügt die Teile im hauseigenen Aluminium-Kompetenzzentrum des Berliner Werks zu einer hochsteifen Einheit zusammen.

Durch den extrem geneigten Motor können die Profile des Hauptrahmens oberhalb des Zylinderkopfes geführt werden, so dass ihr Verlauf von dessen Breite unabhängig ist. So kann der Rahmen ideal gestaltet und schmal gehalten werden. Dazu trägt im Schwingenlagerbereich auch der neu konstruierte ParaIever bei. Dadurch konnte die Fußrastenanlage tiefer angeordnet werden. Trotzdem sind aufgrund der Gesamtauslegung von Fahrwerk und Motor mehr als 50 Grad geometrischer Schräglagenfreiheit gegeben. Die niedrige Bauart des Rahmens führt zusammen mit der neuen Vorderradführung zu einer sehr günstigen Krafteinleitung und damit zu einer niedrigen Momentenbeanspruchung der Rahmenstruktur.

Der Hauptrahmen wiegt lediglich 11,5 Kilogramm. Der Motor ist mit dem Rahmen über sechs Punkte fest verschraubt und wirkt als versteifendes Element. Er übernimmt jedoch keine tragende Funktion.

Der leichte Heckrahmen besteht aus miteinander verschweißten Vierkant-Aluminiumprofilen und ist über vier Punkte mit dem Hauptrahmen verschraubt. Wie bei Sportmotorrädern üblich, verfügt die K 1200 S in der Serienausführung nur über einen Seitenständer. Ein Hauptständer ist als Sonderzubehör lieferbar und kann auf Wunsch mit wenigen Handgriffen nachgerüstet werden.


Weltneuheit in bester Tradition: Duolever für perfekte Vorderradführung

Der „Duolever“ – die neu entwickelte Vorderradführung – steht für Fahrpräzision und Zielgenauigkeit, gepaart mit Federungskomfort und transparenter Rückmeldung. Sie gibt auch bei ambitioniert sportlichem Fahren in jeder Situation ein unerreicht sicheres Fahrgefühl.


Eine Idee von Norman Hossack – umgesetzt und serienreif entwickelt von BMW Motorrad

Die Vorderradführung ist das elementare Bauteil für Fahrpräzision und Fahrkomfort von Motorrädern. BMW hat das schon sehr früh erkannt und so ziehen sich Innovationen im Bereich der vorderen Radführung wie ein roter Faden durch die über 80-jährige Unternehmensgeschichte. Die erste hydraulisch gedämpfte Teleskopgabel im Serienmotorrad (1937), Langschwingen (50er- und 60er-Jahre), langhubige Komfort-Telegabeln (70er-Jahre) und der Telelever (1993) waren und sind Meilensteine der Motorradtechnik, die von BMW Motorrad erfunden beziehungsweise weiterentwickelt und erstmals in Serie eingesetzt wurden.

Der Telelever ist bis heute die einzige Vorderradführung, die sich neben der dominierenden Telegabel durchsetzen konnte; er bietet überlegene Funktions- und Komforteigenschaften und ist das Optimum für Motorräder der Boxer-Baureihe.

Für die K 1200 S – ein Sportmotorrad – suchten die Ingenieure aber nach einer nochmals besseren Lösung mit perfektionierter Kinematik. Denn bei allen in Serie befindlichen Radführungssystemen erzwingt die Raderhebungskurve einen gewissen Kompromiss bezüglich Anfederrichtung (Komfort und feines Ansprechen), Bremsnickausgleich (Restfederweg und Feedback beim Bremsen), Handling und Fahrstabilität.

Sie fanden die richtige Grundidee bei Norman Hossack. In den 80er-Jahren stellte der Engländer mit seiner Hossack-Gabel das Prinzip vor: eine Vorderradführung mit zwei Längslenkern in Parallelogramm-Anordnung. Untersuchungen von BMW Motorrad zeigten seinerzeit, dass dieses Radführungsprinzip seine Vorteile nur im Zusammenspiel mit einer entsprechenden Geometrie ausspielen kann. Für die damaligen Fahrzeug- und Motorenkonzepte war diese Radführung aus Packagegründen nicht geeignet. Als die ersten Ideen zum Konzept der K 1200 S reiften, wurde das Radführungsprinzip von Norman Hossack erneut aufgegriffen, kinematisch weiterentwickelt, optimiert und schließlich zur Serienreife gebracht.


Aufbau und Kinematik des Duolevers

Die Kinematik des neuen Systems, das Duolever getauft wurde, erfüllt die gegensätzlichen Anforderungen. Ein Gelenkviereck aus zwei nahezu parallelen Längslenkern, die drehbar im Rahmen gelagert sind, führt einen Radträger und ermöglicht die Hubbewegung. Der Radträger, ein leichtes Gussteil aus einer hochfesten Aluminiumlegierung, ist über zwei Kugelgelenke mit den Längslenkern verbunden und kann damit eine Lenkbewegung ausführen. Lenkachse ist die Verbindungsgerade beider Kugelgelenke. Die Übertragung der Lenkbewegung und die Entkoppelung vom Radhub übernimmt ein scherenartiges Gestänge. Der Lenker ist in herkömmlicher Weise im Rahmenkopf drehbar gelagert. Ein am unteren Längslenker angelenktes Zentralfederbein übernimmt die Federung und Dämpfung.

Die Geometrie der zwei Längslenker ist so abgestimmt, dass das Rad eine nahezu ideale Bewegung ausführen kann. Die Raderhebung folgt aufgrund der kinematischen Auslegung des Gesamtsystems einer fast geraden Bahnkurve, die so verläuft, dass sich Nachlauf und Radstand über den Federweg nur sehr geringfügig ändern. Die Erhebungskurve ist dabei leicht nach hinten geneigt, so dass das Rad beim Ein- und Ausfedern den Fahrbahnunebenheiten in natürlicher Weise folgt und in Wirkrichtung der Fahrbahnstöße ausweichen kann. In Kombination mit der reibungsarmen Drehbewegung der Längslenker, bleibt die Einfederung auch unter hoher Querkraft oder Stoßbelastung immer leichtgängig. Die Abstimmung kann ohne spürbare Komfortminderung straff gewählt werden, wie es für ein Sportmotorrad wünschenswert ist.

Die tiefe Abstützung der Radkräfte über die Längslenker (kurzer Hebelarm zum Radaufstandspunkt) führt zu einer günstigen Einleitung der Kräfte und Momente in den Rahmen und senkt dessen Belastung. Höchste Steifigkeit bei minimalem Gewicht gewinnt die Vorderradführung, weil die Gestaltung (Form, Kontur) des Radträgers aufgrund der Gusskonstruktion frei wählbar ist und damit genau den Momentenverläufen angepasst werden kann. Die gezielte, beanspruchungsgerechte Wahl der Wanddicken senkt das Gewicht ohne Verlust an Festigkeit und Steifigkeit. Aufgrund der Hauptkraftrichtung werden die Längslenker im Wesentlichen in ihrer Längsrichtung, also auf Zug und Druck beansprucht. Konstruktionsbedingt sind sie damit besonders steif.

Die Gesamtkonstruktion wiegt nur 13,7 Kilogramm und liegt damit sogar noch rund 10 Prozent unter dem Gewicht eines vergleichbaren Telelevers. Die Geometrie der Federbeinanlenkung bewirkt eine leichte Progression, der Federweg beträgt 115 Millimeter (60 mm Einfederung, 55 mm Ausfederung). Der Lenkeinschlag erreicht mit je 32 Grad rechts und links die klassenüblichen Werte.

Die Kinematik des Duolevers sorgt für einen Bremsnickausgleich. Die Besonderheit ist, dass dieser über den gesamten Federweg annähernd konstant bleibt. Aus dem Bremsvorgang entstehende Längskräfte am Vorderrad verursachen nahezu keine Einfederung. Nur aus der dynamischen Radlastverteilung resultiert ein gewisses Eintauchen und gibt dem Fahrer die von der Telegabel gewohnte Rückmeldung über die Stärke der Bremsung. Damit vereint der Duolever das von Sportfahrern gewünschte Feedback vom Vorderrad mit dem Komfort- und Sicherheitsvorteil eines Bremsnickausgleichs.


Paraleverschwinge und Leichtbau-Kardanantrieb

Für großvolumige BMW Motorräder ist der Kardanantrieb unverzichtbar, er stand auch bei der K 1200 S mit ihrem quer eingebauten Motor niemals zur Diskussion. Und das nicht nur aus Tradition, sondern vor allem wegen der bekannten Vorteile in der Funktion. Für ein hochwertiges Sportmotorrad, das auch auf langen Strecken Spaß machen soll, ist eine pflegeaufwändige Kette nicht zeitgemäß. Die Herausforderung bei der Entwicklung für die K 1200 S bestand darin, die gegenüber einer Kette prinzipbedingt höheren ungefederten Massen so zu minimieren, dass der Fahrer sie nicht spürt. Beste Voraussetzungen dazu bot die neue Kardan-Antriebseinheit mit Paraleverschwinge, die erstmals Anfang 2004 in der R 1200 GS vorgestellt wurde. Deutlich steifer und leichter als ihre Vorgänger, sowie schlank in ihrer Erscheinung passt diese Leichtbau-Konstruktion hervorragend zum Konzept der neuen K 1200 S. Sie wurde konstruktiv an die Gegebenheiten des Vierzylinder-Antriebs angepasst und der höheren Motorleistung entsprechend dimensioniert. Die Winkelumlenkung am Getriebeausgang wurde schon im Kapitel Antrieb beschrieben.

Hauptelemente der Neukonstruktion sind der Achsantrieb und die Schwinge selbst. Die Paraleverschwinge aus einer hochfesten Aluminium-Gusslegierung konnte besonders leicht ausfallen, weil ihre Gestaltung und Dimensionierung sich genau an dem durch die Belastungen definierten Bedarf orientiert. Trotz ihres geringen Gewichtes hat sie eine höhere Steifigkeit als bisherige Schwingen. Geometrisch wurde sie auf 90 Prozent Nickausgleich ausgelegt.

Der Schwingendrehpunkt wurde verlegt und unterhalb des vorderen Kreuzgelenks der Antriebswelle angeordnet. Das ermöglichte die erwünschte schmale Bauweise der Lagerung und eine tiefe Fußrastenposition. Die Lagerung der Schwinge selbst liegt im steifen Hauptrahmen, der in diesem Bereich von einer hochstabilen Struktur aus Leichtmetallguss gebildet wird. Die Momentenabstützung für das Gehäuse des Hinterradantriebs liegt oberhalb der Schwinge und ermöglicht es, den Bremssattel unten anzubauen. Die Vorteile: besserer Wärmehaushalt und einfacher Radausbau. Der Drehpunkt für die Lagerung des Achsantriebsgehäuses in der Schwinge liegt unterhalb der Gelenkwellenachse. Das Gesamtsystem aus insgesamt sechs Gelenkpunkten wurde kinematisch so ausgelegt, dass über den gesamten Federweg keine wirksamen Längenänderungen im Antriebsstrang auftreten. So konnte ein zusätzlicher Längen- und Toleranzausgleich entfallen. Das Federbein ist über eine Hebelkonstruktion mit circa 30 Prozent Progression nahe am Schwingendrehpunkt angelenkt und stützt sich über einen Ausleger am Hauptrahmen ab. Diese Progression ermöglicht ein sensibles Ansprechverhalten der Federung bei zugleich verbesserter Traktion und dennoch genügend Reserven für Fahrten zu zweit.

Das Gehäuse des Hinterachsgetriebes wurde in seinen Grundzügen von der R 1200 GS übernommen. Es ist eng an die innere Kontur des Winkelgetriebes angepasst; jeglicher unnötige Leerraum wurde vermieden. Das Tellerrad konnte durch genaue Berechnung sehr leicht gestaltet werden. Aus Gewichtsgründen besteht der Radflansch aus Aluminium. Mit seinem großen Durchmesser bietet er dem Rad eine perfekte Abstützung, wodurch beim Hinterrad im Nabenbereich Gewicht gespart wird.

Optischer Akzent dieser kompakten und eleganten Leichtbau-Konstruktion ist die 50 Millimeter große, durchgängige Bohrung im Achsrohr des Achsantriebsgehäuses, die durch ihre große Oberfläche und Strömungseffekte die Wärmeabfuhr aus dem Hinterachsgehäuse unterstützt. Der Achsantrieb hat eine Lebensdauerbefüllung mit Öl, ein Ölwechsel ist nicht mehr notwendig.

Die Antriebswelle besteht wie bei der R 1200 GS auch aus zwei konzentrischen Rohren mit einer dazwischenliegenden Elastomereinlage zur Rückdämpfung. Die Welle läuft ohne Öl im Schwingenholm.


Erstmals Elektronik im Motorradfahrwerk – Verstellung der Fahrwerkabstimmung per Knopfdruck sogar während der Fahrt

Für die Federung werden vorne und hinten hochwertige Gasdruckfederbeine eingesetzt. Der Federweg vorn beträgt 115 Millimeter, hinten sind es 135 Millimeter. In der Grundausstattung bietet das hintere Federbein eine stufenlose Einstellungsmöglichkeit für die Zugstufe der Dämpfung und eine stufenlose Verstellung der Federbasis um 10 Millimeter zur Anpassung an unterschiedliche Beladungszustände über ein Handrad.

Auf Wunsch (Sonderausstattung gegen Aufpreis) kann der Fahrer Federung und Dämpfung auch bequem per Knopfdruck vom Lenker aus einstellen. Dieses „Electronic Suspension Adjustment“ – kurz ESA – genannte System erlaubt eine Anpassung der Fahrwerkabstimmung nach Wunsch mit höchstem Bedienkomfort und sogar während der Fahrt. Es ist das weltweit erste System einer elektronischen Fahrwerkeinstellung bei Motorrädern überhaupt. Verstellt werden können am Hinterrad die Federbasis und die Zug- und Druckstufe der Dämpfung. Am Vorderrad wird nur die Zugstufendämpfung variiert.

Um die Bedienung so einfach wie möglich zu machen und Fehleinstellungen zu verhindern, wird lediglich der Beladungszustand („solo“, „solo mit Gepäck“ und „mit Sozius und Gepäck“) eingegeben. Die Verstellung der Federbasis erfolgt dann elektrisch vom System. Zusätzlich wählt der Fahrer je nach Fahrweise zwischen Komfort, Normal oder Sport. Aus diesen Vorgaben wählt die elektronische Steuerung die passenden Dämpfungsraten anhand optimaler Parameter, die in der zentralen Fahrzeugelektronik (ZFE) hinterlegt sind und stellt diese ein. Insgesamt stehen damit neun verschiedene Varianten zur Verfügung. Ein Wechsel der Dämpferabstimmung (Komfort, Normal, Sport) ist während der Fahrt durch einfaches Umschalten per Knopfdruck möglich. Die Federbasis kann aus Funktions- und Sicherheitsgründen nur im Stand verstellt werden.

Für die Variation der Federbasis kommt ein Elektromotor mit Getriebe zum Einsatz. Die Dämpfungsrate wird mittels kleiner Schrittmotoren am Dämpfer verändert.


Räder und Bereifung – filigrane Leichtbauräder in futuristischem Design

Die Leichtmetall-Gussräder wurden neu und speziell für die K 1200 S entworfen. Sie sind leicht und zugleich hochstabil. Die Form der Radspeichen wurde mit Hilfe eines neuen, biontischen Berechnungsmodells dem Lastkollektiv entsprechend entworfen. Biontische Rechenmodelle berücksichtigen Bauprinzipien und Strukturen, wie sie die Natur benutzt.

Dabei wird auf der Basis von Lastdaten und Einspannverhältnissen an den Befestigungspunkten schrittweise die optimale Form von Bauteilen errechnet. Die ästhetische Seite: Vorder- und Hinterrad wirken leicht, filigran und dynamisch. Ähnlich in der Optik, unterscheiden sie sich jedoch in ihrer konstruktiven Ausführung.

Beim Vorderrad sind die Bremsscheiben ohne Träger direkt an einen stabilen Radstern angebunden. Dessen fünf von der Nabe ausgehenden radiale Arme gabeln sich und stützen den Felgenkranz so über zehn Gussspeichen gleichmäßig ab. Die Gabelung in tangential und radial verlaufende Speichen gibt dem Vorderrad hervorragende radiale Formstabilität bei hoher Radlast. Zugleich kommt sie der Hauptbeanspruchung durch die hohen Umfangskräfte (Bremsen) entgegen. Mit dieser beanspruchungsgerechten Radgestaltung konnte die Speichenstruktur filigran gehalten werden. Das hält nicht nur das Radgewicht niedrig, sondern wirkt auch optisch leicht und transparent. Beim Hinterrad wird der Felgenkranz ebenfalls von zehn Speichenarmen mit ähnlicher Orientierung abgestützt. Diese Speichen sind nicht gegabelt, sondern reichen bis zur Radnabe. Die Bremsscheibe ist hier mit dem Radflansch verschraubt.

Schmutzige Finger und umständliche Fummelei bei der Luftdruckkontrolle gehören der Vergangenheit an. Das Reifenventil ist seitlich in eine Speiche integriert. Dadurch ist es in nahezu jeder Radstellung bequem zugänglich.
Die Radgröße beträgt vorne 3,5´´ x 17 und hinten 6,0´´ x 17 für Reifen der Dimension 120/70-ZR17 beziehungsweise 190/50-ZR17.


Bremsen – leistungsfähige EVO-Bremsanlage und Integral ABS serienmäßig

Die K 1200 S ist mit dem bekannten EVO-Bremssystem ausgestattet, das auch in anderen Modellen der Boxer und K-Baureihe eingesetzt wird. Die Bremsschläuche sind stahlummantelt. Bremsscheibendurchmesser von 320 Millimeter vorn und 265 Millimeter hinten sorgen für größtmögliche Verzögerung auch aus höchsten Geschwindigkeiten und bei hoher Beladung. Seine weiteren Vorzüge wie unerreicht schneller Bremsdruckaufbau und geringste Betätigungskräfte auch bei Maximalbremsung hat dieses System in vielen Tests unter Beweis gestellt. Die EVO-Bremse von BMW – EVO steht für Evolution – gehört zu den sichersten und effektivsten Bremsanlagen auf dem Markt.

Für die K 1200 S wird diese Bremse serienmäßig mit dem aus anderen Modellen bekannten BMW Integral ABS angeboten und zwar in der sportlichen Teilintegralvariante. Teilintegral heißt, dass bei der Betätigung des Handbremshebels beide Bremsen (im Vorderrad und im Hinterrad) aktiviert werden und der Fußbremshebel allein auf die Hinterradbremse wirkt. Das Integral ABS wurde der sportlichen Auslegung der K 1200 S angepasst, seine Regelung weiterentwickelt. Sportfahrer wünschen sich feinfühlig dosierbare Anpassungsbremsungen. Diesem Wunsch wurde Rechnung getragen. Bei der K 1200 S besteht auch bei einer Bremsung mit höchster Verzögerung so gut wie keine Überschlagsgefahr – ein Effekt des tiefen Schwerpunkts und der besonderen Fahrwerkgeometrie im Zusammenspiel mit der Kinematik des Duolevers. Die maximal mögliche Reifenhaftung kann also von der ABS-Regelung auch bei Maximalbremsungen voll ausgenutzt werden, was ein Höchstmaß an Sicherheit auch in extremen Bremssituationen gewährleistet.

Kunden, die kein ABS wünschen, können die K 1200 S als Sonderausstattung ohne ABS bestellen (Minderpreis).
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