Federbeine bestehen im Prinzip aus 2 Hauptkomponenten, den Federn und Dämpfern. Die Kombination beider Elemente ergibt ein System, das in der Physik als Feder-Masse-Dämpfer-System bezeichnet wird und mit komplizierten Differentialgleichungen berechnet werden kann.
Das Federelement erzeugt eine Kraft, sobald es zusammengedrückt wird. Völlig unabhängig von der Bewegung ist diese Kraft konstant, solange keine Dynamik im System vorhanden ist. In der gleichen Position zu bleiben bedeutet also, dass die von der Feder aufgebrachte Kraft gleich bleibt. Es gibt auch Nichtlinearität für Federn. Das bedeutet zum Beispiel, dass eine doppelte Auslenkung nicht zwangsläufig auch die doppelte Federspannung erzeugt. Die Eigenschaften der Feder wirken sich daher auch auf das Fahrverhalten aus.
Die Federeigenschaften werden hauptsächlich in 3 relevanten Dimensionen unterschieden. Härte, Vorspannung und Verhalten. Die Härte beschreibt die Kraftzunahme pro Druckabschnitt, durch Vorspannung (4) werden kleinere Unterschiede in der Federkraft zwischen den beiden Zuständen "Einfedern" und "Ausfedern" erreicht und das Verhalten kann zwischen progressiv (1) über linear (2) bis degressiv (3) variieren. Spezielle Geometrien erlauben auch Federkennlinien, wie sie in Zeile 5 zu sehen sind. Die folgende Tabelle zeigt, inwieweit sich die verschiedenen Optionen qualitativ auf das Fahrverhalten eines RC-Fahrzeugs auswirken.
| Eigenschaft | Modifikation | Position | Effekt |
|---|---|---|---|
| Härte | erhöhen | Vorderachse | untersteuern |
| Härte | erhöhen | Hinterachse | oversteer |
| Härte | vermindern | Vorderachse | oversteer |
| Härte | vermindern | Hinterachse | untersteuern |
| Vorspannung | erhöhen | Vorderachse | untersteuern (härter), besser geeignet für höherfrequentes* Gelände |
| Vorspannung | erhöhen | Hinterachse | übersteuern (härter), besser geeignet für höhere Frequenzen* |
| Vorspannung | vermindern | Vorderachse | übersteuern (weicher), besser geeignet für niederfrequentes Gelände**. |
| Vorspannung | vermindern | Hinterachse | untersteuern (weicher), besser geeignet für niederfrequentes** Gelände |
| Verhalten | degressiver | Vorderachse | |
| Verhalten | degressiver | Hinterachse | |
| Verhalten | progressiver | Vorderachse | |
| Verhalten | progressiver | Hinterachse |
Grundsätzlich kann eine optimale Konfiguration berechnet werden, aber viele Annahmen müssen im physikalischen Modell getroffen werden. Zum Beispiel wäre es extrem schwierig, das Gelände zu spezifizieren, oder dieses in einer funktionalen Bild zu simulieren, wenn man die Realität der zu erwartenden Fahraufgabe wirklich darstellen will. Aus diesem Grund werden hier nur die qualitativen Auswirkungen bestimmter Veränderungen beschrieben. Es wird dann empfohlen, das RC-Fahrzeug so einzustellen, dass es so gut wie möglich funktioniert.
Die Härte wird durch die Wahl der Feder (Material, Windungen, Drahtstärke), die Vorspannung durch einstellbare Federteller und das Verhalten durch die explizite Geometrie der Feder (inhomogene Verteilung der Windungen) verändert.
Dämpfer
Die Dämpferkomponente erzeugt eine Kraft, sobald sie in Bewegung gesetzt wird. Wenn das Feder-Masse-Dämpfer-System in Ruhe ist, trägt der Dämpfer nichts zu der Kraft bei, die der Bewegung des Körpers entgegenwirkt. Doch je schneller das System bewegt wird, desto größer ist die Gegenkraft. Die Größe der Kraft herkömmlicher RC-Dämpfer hängt nur von der Viskosität des Dämpferöls ab, mit dem der Dämpfer gefüllt ist. Je höher die Viskosität, desto stärker steigt die Dämpfung, wenn die Bewegung des Systems erhöht wird. Auch hier beschreibt eine Tabelle die qualitativen Auswirkungen auf das Fahrverhalten.
| Eigenschaft | Modifikation | Position | Effekt |
|---|---|---|---|
| Viskosität | erhöhen | Vorderachse | besser geeignet für höherfrequentes* Gelände |
| Viskosität | erhöhen | Hinterachse | besser geeignet für höherfrequentes* Gelände |
| Viskosität | vermindern | Vorderachse | besser geeignet für niederfrequentes** Gelände |
| Viskosität | vermindern | Hinterachse | besser geeignet für niederfrequentes** Gelände |
* mehr in Richtung Schotter oder Asphalt
** mehr im unwegsamen Gelände
Allgemeine Informationen
Die Kombination der möglichen Einstellungen führt zu einer sehr großen Anzahl von Konfigurationen. Dabei spielen nicht nur pragmatische Aspekte wie Gelände oder Geschwindigkeit eine Rolle, sondern auch persönliche Kriterien für den persönlichen Sweetspot. Man könnte sagen, dass man es vorzieht, das einzustellen, was einem am besten gefällt. Das Kennenlernen des eigenen Fahrzeugs und das häufige Handling sind daher für eine erfolgreiche Abstimmung der Federbeine unerlässlich.