Wissenschaft & Technik

Fahrwerksinnovation und Zusammenarbeit zwischen BMW und ZF

Fahrwerk BMW Motorrad Motorsport & ZF


Im Rahmen der Partnerschaft zwischen BMW Motorrad Motorsport und ZF in der FIM World Endurance Championship (FIM EWC) haben sie gemeinsam an der Entwicklung neuer Feder-Dämpfer-Komponenten für die #37 BMW M 1000 RR des BMW Motorrad World Endurance Teams im Jahr 2022 gearbeitet.

BMW Motorrad World Endurance Team

Herzstück dieser Zusammenarbeit ist eine Teleskop-Vorderradgabel aus Carbon, für die ZF bereits kundenspezifische Rennkupplungen und Stoßdämpfer für verschiedene BMW Rennwagen entwickelt hat, die in der Formel 1, der DTM, den 24 Stunden auf dem Nürburgring oder der Formel BMW im Einsatz sind. Ab dieser Saison ist ZF nun auch Technologiepartner von BMW Motorrad Motorsport.

ZF-Kohlefasergabeln
ZF-Kohlefasergabeln

Die neue Teleskop-Vorderradgabel für die #37 BMW M 1000 RR aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen wurde gemeinsam von BMW Motorrad Motorsport, dem BMW Motorrad World Endurance Team und ZF entwickelt. Dies ist das erste Mal, dass ein Hersteller eine Carbongabel im Langstreckenrennsport einsetzt.

Das Außenrohr besteht vollständig aus Kohlefaser, während das Hybrid-Innenrohr aus Verbundkohlefaser besteht. Hinzu kommt das topologieoptimierte Gabelbein aus Metall, das mit dem Hybrid-Innenrohr verklebt ist.

neue Teleskop-Vorderradgabel für die #37 BMW M 1000 RR aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen

Ein wichtiger Vorteil bei der Verwendung von Kohlefasern liegt auf der Hand, ihr geringes Gewicht. Gerade im Langstreckenrennsport ist dies ein Effizienz- und Erfolgsfaktor. Außerdem kann sich die Steifigkeit systematisch ändern, was sich auf das Fahrverhalten des Fahrrads auswirkt.

Marc Bongers – Motorsport Direktor BMW Motorrad

„Durch die Verwendung dieses Materials und dieser Technologie können wir die Schwelle ändern, ab der Körpervibrationen auftreten. Ein wichtiger Fokus bei der Entwicklung lag auf der Auslegung homogener Biegebelastungen. Ziel ist es, dass die Gasannahme für den Fahrer auch unter extremsten Belastungen äußerst feinfühlig ist. Und das Feedback der Fahrer bestätigte, dass das Ziel erreicht wurde.“

BMW Motorrad World Endurance Team

Die Entwicklung neuer Komponenten für den Motorsport ist aus technischer Sicht immer eine Herausforderung.

Henner Fröderking – ZF-Ingenieur

„Viele Funktionen sind auf engstem Raum zusammengequetscht und die Anforderungen sind natürlich ganz andere als die Produktion. Das bedeutet, dass Sie sich wirklich von den Lösungen distanzieren müssen, die in der Produktionslinie verwendet werden. ZF hat umfangreiche Erfahrung mit Motorradfahrwerken in der Produktionslinie. Unsere Aufgabe ist es nun, Detaillösungen zu finden, die auf die Bedürfnisse des Motorsports zugeschnitten sind.“

Eine Motorsportgabel muss extremen Belastungen standhalten, sie ist ein wichtiges Element beim Tuning des Motorrads – und sie muss so konstruiert sein, dass zum Beispiel ein schneller Federwechsel und eine schnelle Wartung nur wenige Minuten dauern. Die nächste Herausforderung für Ingenieur Fröderking und seine Kollegen bei diesem Projekt ist der Einsatz von Kohlefaser.

Kohlefasergabel von ZF
Henner Fröderking

„Man muss mit diesem Material ganz anders umgehen als mit Metall. Dies beginnt mit dem ersten Design der Elementberechnung, in der Sie die Steifigkeiten berechnen. Auch hier sollte der Schichtaufbau direkt eingebettet werden. Daran schließt sich der Validierungsprozess an, der zeigt, ob die theoretisch errechnete Steifigkeit in der Realität erreicht wurde. Alles sollte auch überladen sein, da Sicherheit an erster Stelle steht. Dies zeigt, ob die Berechnungen korrekt waren. Und dann muss auch noch die Leistung des Bauteils den Erwartungen entsprechen.“

Markus Bongers

„Das Fahrverhalten eines Motorrads wird von allem bestimmt, was zwischen den Aufstandspunkten von Vorder- und Hinterreifen passiert. Die Gabel ist hier ein wichtiger Teil des Gesamtpakets, denn sie ist wichtig für das Brems- und Kurvengefühl des Fahrers. Zu diesem Gesamtpaket gehören aber beispielsweise auch Rahmen und Schere. Dazu kommen die praktischen Anforderungen an das Bauteil im Detail. Mit all diesen unterschiedlichen Faktoren haben wir unseren Input gegeben und ZF hat ihn mit seinen Technologien umgesetzt – und wir haben die Gabel exakt an unsere umfangreichen Anforderungen angepasst.“

BMW Motorrad World Endurance Team

„Der gesamte Entwicklungsprozess verlief trotz der Einschränkungen im Zusammenhang mit dem Coronavirus sehr gut, sodass wir die neue Gabel erstmals im Dezember 2021 in Almeria präsentieren konnten und die Ergebnisse mit einem so innovativen Produkt so positiv waren Grundsätzlich haben wir uns bemüht, den Fork so schnell wie möglich umzusetzen. Beide Seiten stecken viel Energie in die Weiterentwicklung.”

Und auf die erfolgreiche Entwicklung der Gabel folgte eine weitere Komponente: ZF und BMW Motorrad Motorsport haben gemeinsam ein Feder-Monoshock entwickelt, das im Januar erstmals getestet wurde.

Ziel war es, beide Komponenten beim Saisonauftakt der FIM EWC in Le Mans im April einzusetzen. Der Fokus von ZF lag nun auf der Sicherung der Teileversorgung für den Renneinsatz.

#37 BMW M 1000 RR des BMW Motorrad World Endurance Teams

Gleichzeitig begann für das BMW Motorrad World Endurance Team und die Fahrer Markus Reiterberger (GER), Ilya Mikhalchik (UKR), Jérémy Guarnoni (FRA) und Kenny Foray (FRA) die intensive Phase der Vorsaison-Tests. Wenn du ein Teil aus dem ersten Rennen verwenden möchtest, heißt das, dass du auch bei jedem Test damit fahren musst. Denn dieser Gabeltyp benötigt rund 4000 Kilometer Laufleistung, um sicher und langlebig zu sein.

Markus Bongers

„Wir sind mit der neuen Gabel und dem Feder-Monoshocker vom ersten Rennen der Saison in Le Mans gefahren und gefahren. Und beim zweiten Rennen in Spa haben wir den ersten 24-Stunden-Sieg für BMW Motorrad geholt, der beweist, dass sich diese Partnerschaft auszahlt.“

Der nächste Einsatz der #37 BMW M 1000 RR mit Feder-Dämpfer-Komponenten von ZF findet am kommenden Wochenende bei den 8 Stunden von Suzuka (JPN), dem dritten Lauf der FIM EWC 2022, statt.

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