Techniek: lagerpunten

Dikke telescoopvorken, superstijve frames en enorme achtervorken houden de wielen stevig op hun lijn. Een kritisch kleinigheidje daarbij: de draaiende en scharnierende verbindingen tussen al deze stevige delen.

Bij het nemen van bochten met een motor veranderen diverse onderdelen van het rijwielgedeelte ten opzichte van elkaar van positie. Afgezien van grote veerbewegingen op hobbels zijn er ook voortdurend kleine bewegingen van enkele millimeters of een paar fracties van een graad hoekverdraaiing. Door lichte oneffenheden, of door handelingen van de rijder, zoals het spelen met het gas of remmen. Als deze nauwelijks merkbare draaibewegingen door zwaarlopende lagers worden gehinderd, raakt de balans verstoord, kan de vering het wegdek niet mooi meer volgen en worden stuurbewegingen onduidelijk. Dus moeten alle bewegende delen ook onder zware belasting fijngevoelig en zonder stick-slip aanspreken (letterlijk vertaald ‘plakken-glijden’, waarbij er dus eerst een zekere losbreekkracht nodig is voordat er ineens beweging in komt). Anderzijds moeten de lagerpunten spelingvrij grote krachten kunnen opnemen. Deze lastige spagaat kan het best worden bereikt met zogenaamde wentellagers. Dat kunnen kogellagers zijn, of naaldlagers, rollenlagers, kegellagers of tonlagers. In alle gevallen draaien er tussen de twee lagerschalen ‘wentellichamen’, als treinwielen op rails. Hierdoor draaien deze lagers ook licht als er grote krachten op staan. In het rijwielgedeelte van motoren vinden we vooral kogellagers, naaldlagers en kegellagers. In de voorvork vinden we tussen binnen- en buitenpoten glijlagers of lagerbussen met teflon-gecoate oppervlakken. Deze worden door de vorkolie permanent gesmeerd. Ook al is de kwaliteit van de lagers in de massaproductie tegenwoordig duidelijk beter dan vroeger, er kunnen bij hogere kilometerstanden toch spelingen of defecten ontstaan, vaak door gebrek aan smering of indringing van water.

Balhoofdlagers
De in het frame ingeperste lagerschalen van het balhoofd behoren tot de zwaarst belaste onderdelen, aangezien bij voluit remmen het hele voertuiggewicht (minus voorwiel en voorvork) op de lange hefboom van een halve wieldiameter plus vorkpootlengte afsteunt. Tegelijk moeten deze lagers superlicht draaien om ook de allerkleinste stuurbewegingen wrijvingsloos te laten verlopen. Lang werden conische kegellagers als het summum gezien, vanwege hun grote draagvermogen en daarmee ook lange levensduur. Deze lagers vereisen echter wel een absoluut ronde passing, wat niet altijd gegarandeerd kan worden (vervorming van het balhoofd door lassen in de fabricage). Bovendien moeten deze lagers zeer nauwkeurig worden afgesteld. Ietsje te strak en de wrijving neemt sterk toe, waardoor de motor onnauwkeurig gaat sturen. Ietsje te los en de speling neemt meteen sterk toe, wat uiteraard eveneens onnauwkeurig stuurgedrag oplevert.
Daarom worden steeds vaker lichtlopende hoek-kogellagers toegepast. Het puntvormige contactvlak van de kogels vermindert de wrijving en bovendien reageren deze lagers minder kritisch op onronde lagerzittingen. Daarbij zijn ze ook gemakkelijker af te stellen. In het algemeen geldt voor de afstelling van de lagers, ongeacht kogel- of kegelrollenlager: zo lichtlopend mogelijk en slechts zo strak als nodig. Voor een nauwkeurige afstelling/meting moet de stuurdemper zijn losgekoppeld en moeten de klembouten van de bovenste kroonplaat worden gelost. Daarbij moet de centrale borgmoer van het balhoofd wel vastgedraaid zijn, aangezien die kracht de lagerspeling sterk beïnvloedt. Balhoofdlagers draaien slechts minimaal en kunnen daardoor ‘inslaan’, vooral als er teveel speling op zit. Daarnaast zijn ze lang niet altijd royaal gesmeerd, waardoor er vocht in komt en vervolgens corrosie en slijtage ontstaat.

Stuurdemper
Deze hydraulische beveiliging tegen tankslappers (in feite een kleine schokdemper die in beide richtingen identiek werkt) zit meestal in twee kogelgewrichten gemonteerd. Net als bij het balhoofdlager is er slechts sprake van kleine scharnierbewegingen en geen volledige draaibeweging. Juist vanwege die minimale verdraaiingen moeten de kogelgewrichten absoluut spelingvrij zijn. Af en toe een beetje bijsmeren met bijvoorbeeld siliconenspray kan geen kwaad, al was het maar om corrosie te voorkomen.
De demper moet spanningsvrij zijn gemonteerd, aangezien eventuele zijdelingse krachten de wrijving verhogen en misschien zelfs de demper in een bepaalde richting drukken. De dempingskracht moet ook constant zijn en mag niet door luchtbellen in het systeem inconsistent of onregelmatig werken. Om dit te controleren, moet je de demper verwijderen en hem meermaals heen en weer bewegen. Er mag geen loze slag zijn en geen schokkerige beweging door luchtbellen of mechanische slijtage. Op de motor geldt als vuistregel voor het instellen (indien dat kan): zo weinig demping als mogelijk en zoveel als nodig is om tankslappers tegen te gaan.

Vorkpootlagers
Bij de glijlagers in de voorvork moeten de fabrikanten zoeken naar een goed compromis tussen licht lopen en weinig speling. Een ruime speling in de glijlagerbussen (met royale oliefilm) vermindert de wrijving en daarmee vooral het storende stick-slip. Enige speling is nodig vanwege de productietoleranties (toegestane spreiding in maatvoering) bij de vorkpoten, kroonplaten en asopname; als alles gemonteerd is, moet de zaak niet klem lopen. De lagerspeling van de glijbussen bedraagt doorgaans zo tussen de 0,10 en 0,15 millimeter. Deze speling kan niet worden ingesteld; wil je hier toch optimaliseren, dan moet je naar gespecialiseerde bedrijven toe. Deze kunnen met overmaat lagers en speciale oppervlaktebehandelingen speling en wrijving verminderen. Aanwijzingen voor versleten vorkpootlagers of uitgelopen buitenpoten (alleen bij conventionele telescopen met buitenpoten onderaan) zijn lekke keerringen. Door te grote radiale speling kunnen ze de vorkolie niet meer goed tegenhouden, wanneer deze bij het inveren onder toenemende (lucht)druk komt te staan. Om de lagerbussen van de voorvork op speling te controleren, moet je het voorwiel ontlasten. Als je een middenbok hebt, kun je het achterwiel omlaag drukken. Anders zul je bijvoorbeeld een speciale voorwielbok moeten gebruiken die onder tegen het balhoofd afsteunt, of met behulp van een stevige assistent de motor op de jiffy moeten kantelen. Beweeg dan de vorkpoten stevig heen en weer in de lengterichting van de motor. Als er voelbare speling is (die niet in het balhoofd zit!), dan zal de voorvork uit elkaar moeten.

Wiellagers
Op een paar uitzonderingen na (naaldlagers op een paar Yamaha YZF-R1-modellen en kegellagers bij oude BMW’s) hebben de wielen afgedichte kogellagers die in de wielnaaf zitten geperst. Tussen het linker- en rechterlager zit een afstandbus, die tegen de beide binnenlagerschalen afsteunt en zo het vastdraaien van de wielas mogelijk maakt. Om de lagers te (de)monteren moet de naaf met hete föhn of gasbrander tot zo’n 80 graden worden verwarmd om een beetje uit te zetten. Druk je de lagers er koud in of uit, dan kan de zitting worden beschadigd.
Voor het controleren van de wiellagers moet het wiel los van de grond zijn, waarna je het vanaf de zijkant met beide handen beetpakt en het haaks op de rijrichting in horizontale en verticale richting probeert te bewegen. Overmatige speling of slijtage komt bij moderne motoren nog maar zelden voor. Meestal is het dan het gevolg van corrosieschade door water dat is binnengedrongen door onzorgvuldig gebruik van een hogedrukspuit of zelfs stoomcleaner.

Schokdemperbevestiging
Of het nou gaat om klassieke stereovering of om een monoschokdemper met of zonder progressief hevelsysteem: in alle gevallen moet de schokdemper aan de beide uiteinden draaibaar gelagerd zijn. Bij de conventionele stereovering met twee schokdempers op het einde van de swingarm volstaat een simpel rubberlager om de zeer geringe verdraaiing op te vangen. Bij de monoschokdemper ligt het anders, ten eerste vanwege de veel hogere belasting (slechts één schokdemper die dan ook nog met een flinke hefboom wordt bediend) en ten tweede vanwege de verdraaiing, die afhankelijk van het type hefboomsysteem aanzienlijk groter kan zijn. Hier worden afgedichte kogelgewrichten of naaldlagers gebruikt die zorgen dat de demperstang geen zijdelingse krachten te verwerken krijgt. Dat lukt echter alleen als de kogelgewrichten goed gesmeerd zijn en in alle richtingen genoeg bewegingsvrijheid hebben. De gangbaarheid van de kogelgewrichten of naaldlagers is alleen te controleren bij uitgebouwde schokdemper. Eventuele speling moet daarentegen met gemonteerd hevelsysteem worden gecontroleerd; zie verderop.

Swingarmlagering
Op een paar uitzonderingen na (cardan-achtervorken) draaien achtervorken in zogenaamde naaldlagerbussen. Deze hebben vergeleken met een normaal naaldlager een relatief dunne buitenschaal uit geharde staalplaat. Deze naaldbussen worden in de zitting geperst en krijgen daarbij hun definitieve maatvoering. Vanwege productietoleranties van de boring ontstaat vaak een te grote lagerspeling, die door speciaal gemaakte binnenlagers kan worden gecorrigeerd.
Teveel lagerspeling kan ook ontstaan door opwarming van de swingarm (door de hitte van het motorblok) en de daardoor uitzettende lagerzitting. Zijdelingse (axiale) lagerspeling tot een millimeter is voor de swingarmlagering echter geen enkel probleem.

Hevelsysteem
Door de grote hefboomwerking treden er grote krachten op in de naaldlagerbussen van het hevelsysteem waarop de schokdemper is gemonteerd. Radiale (‘verticale’) speling op die plek kan resulteren in een drie keer zo grote speling/beweging aan de achteras. Bij het afwisselend op de jiffy trekken en weer op de grond laten zakken van het achterwiel komt eventuele speling wel aan het licht, zeker als je (met hulp van een assistent) je vingers op of om de draaipunten legt. Bij aanwezigheid van een middenbok kun je uiteraard het achterwiel los van de grond zetten en proberen op en neer te trekken. De resulterende hoogtespeling op de achteras kan bij sportmotoren voor een vorm van chattering bij snel bochtenwerk zorgen. Op z’n minst zorgt het voor een verminderd wegcontact.