Formel-1-Technik: So funktioniert Mercedes' Vorderradaufhängung

Das Mercedes-Team scheint sich bei der Weiterentwicklung seines Formel-1-Boliden für die Saison 2018 auf die Vorderradaufhängung zu konzentrieren. Nachdem der W09 am vergangenen Wochenende beim Aserbaidschan-Grand-Prix seinen ersten Rennsieg landete, insgesamt aber langsamer als die Autos von Ferrari wirkte, haben sich die Silberpfeile damit auf schwieriges Terrain begeben.

Schließlich gilt die Vorderradaufhängung als kompliziert zu verbauen. Sie besteht aus zahlreichen Einzelteilen, die auf wenig Raum im vorderen Teil des Monocoques untergebracht werden müssen. Dazu noch in einem Bereich, in dem sich vieles nicht einsparen lässt, wie etwa die Pedalerie, der Hauptbremszylinder oder auch die Füße des Fahrers, die die Ingenieure oft vor Probleme stellen.

Mercedes setzt an der Vorderachse auf Querlenker aus Kohlefaser und auf eine Druckstrecken-Aufhängung mit innen eingebauten Umlenkhebeln (in unserer Zeichnung markiert mit Kennziffer 1).

Am Übergang vom hellgrauen zum dunkelgrauen Teil sitzen Klemmstücke, mit denen sich die Bodenfreiheit regulieren lässt. Weil die Aufhängung im 45-Grad-Winkel montiert ist, führt die Installation einer 0,5 Millimeter dicken Ausgleichsscheibe zu einem einen Millimeter höheren Fahrwerk.

Die zwei Torsionsfedern (3) - runde, 15 bis 25 Zentimeter lange Stangen mit Verzahnungen an den Enden, die den unteren Teil des Monocoques mit Umlenkhebeln verbinden - sind asymmetrisch. Auf der linken Seite arbeitet ein gefräster Umlenkhebel (in der Zeichnung gold). Zwei weitere (4) sind durch einen vierten fest verbunden, um den Querstabilisator in das System einzubinden.

Der Ring mit den kleinen Zähnen auf der rechte Seite (3) dient dazu, ihn mit den Torsionsfedern zu verbinden. So lassen sich die Teile streckenspezifisch anpassen, ohne dass das System Federvorspannung hätte. Interessant: Mercedes platziert den Querstabilisator innerhalb der linken Torsionsfeder.

Die untere Kerbverzahnung hakt dafür in eine weitere ein, die im Inneren der Torsionsfeder sitzt. Die obere Kerbverzahnung wird durch die den Ring mit den kleinen Zähnen in Bewegung gesetzt. Wenn das Auto also auf dem Boden aufsitzt und die aerodynamischen Kräfte zu wirken beginnen, rotiert der Umlenkhebel im Uhrzeigersinn, der rechte jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Die feste Verbindung in der Mitte sorgt dafür, dass sie im gleichen Takt arbeiten - es handelt sich de facto um einen Dämpfer. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit ist das nicht mehr nötig. Dann ruht der Wagen auf einem Anschlagpuffer (in der Zeichnung als silbernes Gitter dargestellt). Auf der Geraden reduziert das die vertikale Bewegung des Autos, weil er relativ wenig Spielraum zulässt.

Vorderradaufhängung des Mercedes W09

Illustration: Giorgio Piola

Wenn das Auto in einer Rechtskurve größeren seitlichen G-Kräften ausgesetzt ist und das Chassis zu schieben beginnt, drehen sich der linke und rechte Umlenkhebel gegen den Uhrzeigersinn. Auf den Querstabilisator wird dann Druck ausgeübt. In dieser Situation bestimmen also die Einstellung des Querstabilisators und der Torsionsfedern den Wankwiderstand des Federungssystem. Analog dazu arbeitet das System auch, wenn der Rennwagen nach unten gedrückt wird.

Mit einem größeren Ring oder einer kürzeren Torsionsfeder lässt sich die Steifigkeit des Autos in der Vertikalen erhöhen. Der Querstabilisator ist ähnlich entworfen, seine Funktionsweise aber eine andere. Auf unseren Zeichnungen außerdem zu sehen: die Torsionsstange (2), die Servolenkung (5) und die Bestigungsseile für die Reifen.

An diesem Beitrag mitgearbeitet haben Edd Straw und Giorgio Piola.