Antiblockiersystem für Motorräder

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Das Antiblockiersystem für Motorräder (ABS), in der deutschen Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung „Automatischer Blockierverhinderer“ (ABV) genannt, ist ein technisches System zur Verbesserung der Sicherheit von Motorradfahrern. Es wirkt bei Bremsungen, indem es durch Regelung des Bremsdrucks einem Blockieren der Räder entgegenwirkt, wobei die Räder immer nahe am Blockierpunkt gehalten werden.[1] Primäres Ziel bei der Entwicklung des Systems war jedoch nicht, den Bremsweg zu verkürzen, sondern die Sturzgefahr bei Vollbremsungen, insbesondere durch ein blockiertes Vorderrad, zu verhindern. Bereits 2005 konnten selbst Testfahrer die Bremswege von ABS geregelten Motorrädern nicht mehr unterbieten.[2][3]

Die seit dem 1. Januar 2016 für neue Fahrzeugtypen verbindliche EU-Verordnung 168/2013/EU zur Typgenehmigung schreibt für neu zuzulassende Krafträder über 125 cm³ Hubraum und über 11 kW Leistung serienmäßig ein Antiblockiersystem vor. Ausnahmen gelten für Wettbewerbs-Enduros und Trialmaschinen. Für die Erstzulassung traten die neuen Vorschriften am 1. Januar 2017 in Kraft. Leichtkrafträder können auch mit einer Kombibremse ausgerüstet sein.[4]

ABS-Funktionsschema
1 = Steuereinheit
2 = Druckmodulator
3 = Induktionsgeber
4 = Bremssattel
5 = Hydraulikleitung

Geschichte und Verbreitung

Das erste ABS für Motorräder wurde 1985 von Lucas Girling vorgestellt.[5] Der erste Serien-Hersteller war die Firma FTE automotive mit Sitz in Ebern/Unterfranken, damals noch eine Sparte der Firma FAG Kugelfischer; das System wurde 1988 erstmals bei den BMW-K-100 Modellen als Option eingeführt und kostete damals 1980 DM Aufpreis.[6] 1991 wurde von Yamaha bei der FJ 1200 ein selbst entwickeltes System angeboten, das weniger starkes Bremsnicken als das FTE-System aufzuweisen hatte.[7] 1992 bot Honda für die ST 1100 Pan European ein ABS an.[8] Seit 1993 wurde ABS an den neuen 4-Ventil-Boxern von BMW optional angeboten. 1996 gab es von Kawasaki ein ABS für die GPZ 1100 und das Honda-CBS-ABS für die ST 1100[9], 1997 von Suzuki für die 1200er Bandit ein Single-ABS. Der Durchbruch in der Verbreitung kam 2004 durch die Selbstverpflichtung des Weltmarktführers Honda, ab dem Jahr 2010 jedes neuentwickelte Motorrad über 250 cm³ zumindest optional mit CBS-ABS anzubieten.[3] BMW-Motorrad war 2013 der weltweit erste Motorrad-Hersteller, der seine gesamte Modellpalette serienmäßig mit einem ABS ausrüstete.[10]

Während das ABS im PKW-Bereich zur Standardausrüstung gehört, hat es sich bei Motorradfahrern noch nicht völlig durchsetzen können. Dabei ist es für die Fahrphysik von elementarer Bedeutung, dass bei einer Vollbremsung die Räder nicht blockieren und damit die Stabilität des Motorrades über die Kreiselkräfte an Vorder- und Hinterrad erhalten bleibt. Die DEKRA spricht in ihrem Verkehrssicherheitsreport Motorrad 2010 von 25 bis 35 % aller schweren Unfälle, die mit ABS vermeidbar gewesen wären.[11] „Würde man das ABS zusätzlich mit einer Integralbremse und einem […] Bremsassistenten kombinieren, könnten sich sogar fast doppelt so viele Unfälle (50 bis 60 Prozent) vermeiden lassen.“[12]

Das Angebot an Motorrädern, die optional oder serienmäßig mit ABS ausgestattet sind, nahm bereits im Vorfeld der gesetzlichen Regelung zu. Im Oktober 2015 waren über 300 Modelle mit ABS verfügbar.[13]

Antiblockiersystem für Motorräder liefern:

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Induktionsgeber an einer K 1100 LT

Wirkungsweise

An einer Loch- oder Zahnscheibe wird mittels Induktionsgeber an jedem Rad die Raddrehzahl gemessen. Eine drohende Radblockade wird von den Sensoren am „Steilabfall der Radumfangsgeschwindigkeit“ erkannt, und der Bremsdruck so lange abgesenkt, bis das Rad wieder rollt.[16] Die Absenkung des Bremsdrucks wird durch eine Volumenvergrößerung im Modulator erreicht. Nachdem das Rad wieder rollt, erfolgt eine Erhöhung des Bremsdrucks bis zur erneuten Blockade. Dieser Regelvorgang (Druckab- und Aufbau) kann sich bis zu 15 Mal je Sekunde wiederholen. Die Änderung des hydraulischen Volumens wird mittels Kolben (Plunger) oder Ventilen ausgeführt. Die umfangreiche Signalverarbeitung, je nach Geschwindigkeit bis zu 3000 Impulse pro Sekunde, erfolgt in einer zentralen Steuereinheit. Beim Einschalten der Zündung und beim Einschalten des ABS nach Überschreiten der Mindestgeschwindigkeit erfolgen Selbsttests. Erkannte Fehler werden in einen elektronischen Speicher eingelesen, um die Fehlersuche bei Defekten zu erleichtern.

Im Regelbereich des ABS spürt der Fahrer die Aktivität des ABS durch ein Pulsieren im Hand- bzw. Fußbremshebel. Bei neueren Ventilsystemen ist dies kaum spürbar.

Moderne Systeme berücksichtigen neben den Radgeschwindigkeiten durch zusätzliche Sensoren auch Neigungswinkel und Rotationsbeschleunigungen, so dass sich Reaktion der Systeme beim Bremsen in Kurven massiv verbessert hat.[17]

Systeme

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ABS-I, Hydraulikeinheit

Die Systeme sind heute nach Motorrad-Hersteller unterschiedlich. Die Druckmodulation wird entweder über elektronisch geregelte Magnetventile (z. B. BMW, Ducati, Honda, Kawasaki, KTM, Suzuki, Yamaha) oder über das Plunger-System (BMW alt, Honda) vorgenommen.[18] Die Regelfrequenzen und die Regelgüte liegt je nach Systementwicklung weit auseinander.[2] Die erste Generation (ABS I) lag bei maximal sieben Regelvorgänge je Sekunde, neueste Systeme können 15 Regelvorgänge je Sekunde aufweisen und sind für den Regelbereich zwischen den Haftreibungswerten 0,1 und 1,3 ausgelegt.[19] Unterhalb von 4–6 km/h bzw. 10 km/h (Honda SH 300) wird das ABS systembedingt abgeschaltet. Der optimale Regelbereich liegt bei neueren Systemen bei 10–15 % Schlupf, der erste Prototyp regelte mechanisch bei 20 %, die zweite ABS-Generation regelte nahe am Grenzbereich bei 30 % Bremsschlupf.

Single-ABS

Der erste Prototyp eines ABS für Motorräder von Lucas Girling aus dem Jahre 1985 war ein mechanisch-hydraulisches System. Ein schlichtes Feder-Masse-System erkannte die drohende Radblockade mittels Fliehkraft, der Bremsdruckabbau wurde über Ventile geregelt.[20]

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Druckmodulator Bosch ABS-8M
  • Erste Generation (ABS–I): Bauzeit von 1988 bis 1993 (FTE automotive) bzw. 1996 (Nissin). Regelfrequenz 7 Hz, Plungersystem, elektrohydraulisches System, Systemgewicht 11 kg durch zwei getrennte Hydraulikeinheiten.
  • Zweite Generation (ABS–II): Bauzeit 1993 bis 2006 (je nach Hersteller), Plungersystem, Druckabbau mittels Magnetventilen. Systemgewicht 4,5–6 kg.
  • Dritte Generation (ABS–III): Bauzeit 1999/2001 bis 2008, Systemgewicht 2,6–4,3 kg (Single-ABS u. a. CORA, Bosch ABS-5M); Integral-ABS mit Bremskraftverstärker von FTE automotive (CORA BB), Systemgewicht 4,5 kg.
  • Vierte Generation (Bosch ABS–8M, Conti MIB): Bauzeit ab 2006 bis dato, Ventilsystem, Systemgewicht 1,5–2,3 kg, kombinierbar mit ASC.[21]
  • Fünfte Generation (Conti MAB, Bosch ABS 9M base, plus und enhanced): Bauzeit ab 2009, Ventilsystem, Systemgewicht 1,2 kg[22] bzw. 0,7 kg[23] leichtes und kompaktes Antiblockiersystem.
  • Sechste Generation (Bosch MSC, bestehend aus ABS 9M enhanced/SU-MM5.10): Bauzeit ab 2013. Durch einen Schräglagesensor mit drei Beschleunigungs- und drei Gierratensensoren können bis zu 100 Mal in einer Sekunde Schräglage und Nickwinkel erfasst werden; damit soll die physikalische Grenze vorab erkannt werden. Die Motorrad-Stabilitätskontrolle (MSC) kam 2013 erstmals bei der KTM 1190 Adventure zum Einsatz. Die Fachpresse spricht von „Schräglagen-ABS“ oder „Kurven-ABS“.[24]

Kombinations-ABS

  • Das Honda CBS-ABS wird seit 1996 (Honda ST 1100) optional bzw. serienmäßig seit 2003 in verschiedenen Honda-Modellen angeboten. Der Bremsdruck wird durch den Handbremshebel an vier der sechs Bremskolben der Vorderradbremsscheiben aufgebaut, der Hinterradbremskolben mittels sekundärem Bremszylinder und Steuerelektronik mit vorgegebenem Bremsdruck mitgebremst. Der Fußbremshebel bremst zuerst das Hinterrad, über ein Magnet-Ventil verzögern die restlichen zwei Kolben der Vorderradbremse. Es werden immer beide Räder abgebremst, unabhängig davon, ob der Fahrer nur einen oder beide Bremshebel betätigt.[25] 2009 führte Honda ein CBS-ABS (Combined Sports) speziell entwickelt für Supersportler ein. Dabei wird vom Fahrer nur der Bremsdruck vorgegeben (brake by wire)[26], zwei elektronische Pumpen bremsen wohldosiert Vorder- und Hinterrad ab.[27]
  • Das Integral-ABS von BMW-Motorrad wird seit 2001 in den Versionen Teilintegral (die Fußbremse bremst nur das Hinterrad ab, der Handbremshebel beide Räder) und Vollintegral (Fuß-/Handbremshebel bremsen beide Räder ab – BMW K 1200 LT) angeboten. Beim Integral-ABS mit Bremskraftverstärker von FTE automotive (CORA BB) wird über eine elektromagnetische Spule der Bremsdruck moduliert, über ein Kugelventil der Steuerkolben angesteuert. Bei der ABS-Regelung wirkt die elektromagnetische Spule auf den Steuerkolben, der dadurch gegen den Steuerdruck des Hauptbremszylinders wirkt. Das CORA BB-System kam ausschließlich bei BMW-Motorrädern zum Einsatz und stand durch Systemausfälle in der Kritik.[28] Das ab 2006 von BMW und Continental-Teves hergestellte Integral-ABS (Conti MIB) basiert nun auf dem Ventilprinzip und kommt ohne Bremskraftverstärker aus.[29] BMW bietet seit Juni 2010 für das Integral-ABS der 2. Generation ASC zum Nachrüsten an.[30] 2009 wurde von BMW mit dem abschaltbaren Race-ABS (Bosch 9ME) an der BMW S 1000 RR ein ABS mit vier verschiedenen vom Fahrer wählbaren Streckenmodi (Rain, Sport, Race, Slick) eingeführt[31].
  • Das vollintegral System der zweiten Generation von BMW in der R 1250 RT (seit 2018)[32] und der R 18 Bagger/Transcontinental (seit Juli 2021) verzichtet auf einen Bremskraftverstärker. Die Betätigung der Fußbremse wurde so abgestimmt, dass bei kleinen Verzögerungen nur die Hinterradbremse aktiviert wird und erst bei über 4 m/s² werden die vorderen Bremszangen dazu geschaltet werden. Optional ist dieses System mit Hill Assist kombinierbar.[33] Eine weitere optionale Funktion ist ein ACC Tempomat mit Abstandsfunktion. Dies wird durch ein Radarsystem in der Fahrzeugfront und aktiven Bremseingriff realisiert.

Beide Systeme, Combined Sports von Honda sowie Race-ABS[34] von BMW werden seit 2009 mit leichten Modifikationen erfolgreich bei IDM Motorradrennen eingesetzt.

Systemgrenzen

Kurvenfahrt: Das Motorrad-ABS ist dafür ausgelegt, die Fahrstabilität bei Geradeaus-Vollbremsungen aufrechtzuerhalten. Neuere Systeme (ab der 3. Generation) gelten als eingeschränkt kurventauglich,[35] voll kurventaugliche Systeme befinden sich noch in der Entwicklung.[36][37] Bosch spricht auch bei der neuesten Generation (Bosch MSC) nicht von Kurven-ABS, „da es Situationen gibt, wo MSC nicht weiterhilft“.[38] Das physikalisch und systembedingte Problem des eindrehenden Bremslenkmomentes bei einer Kurvenbremsung bleibt jedoch bestehen.[39]

Überschlagschutz: Ältere Systeme waren ohne Überschlagschutz (Rear-wheel-Lift-off-protection) ausgerüstet. Insbesondere die hohe Schlupfregelung von bis zu 30 % der zweiten ABS-Generation kann im Extremfall bei haftfähiger Fahrbahn, kurz vor dem Stillstand, zum Überschlag führen. Abhilfe: Verliert das Hinterrad bei einem Bremsvorgang kurzfristig den Bodenkontakt, regelt das ABS den Bremsdruck am Vorderrad herunter und verhindert dadurch einen Überschlag, verlängert dabei aber geringfügig den Bremsweg.[40] Moderne ABS-Systeme mit „Stoppie-Kontrolle“ erlauben auch das Abheben des Hinterrades bis zu einem vom Fahrer einstellbaren Winkel, verlässt das Heck die Spur oder droht sich das Fahrzeug zu überschlagen so wird der Bremsdruck am Vorderrad verringert um das Fahrzeug zu stabilisieren.[41]

Unebene Fahrbahn: Auf stark welliger Fahrbahn kann es zum kurzzeitigen Öffnen des Bremsdrucks am Vorderrad kommen, da es beim Ausfedern durch die Entlastung zum „Steilabfall der Radumfangsgeschwindigkeit“ kommt, obwohl der Reifen noch nicht an der Haftgrenze angelangt ist.

Literatur

  • Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik: Grundlagen und Konzepte von Motor, Antrieb und Fahrwerk. 9. Auflage. Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2018, ISBN 978-3-658-07445-6.
  • Joachim Funke, Hermann Winner: Anforderungen an zukünftige Kraftrad-Bremssysteme zur Steigerung der Fahrsicherheit (= Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen. Heft F 46). Wirtschaftsverlag NW, Verlag für Neue Wissen, Bremerhaven, 2004, ISBN 978-3-86509-094-2.

Weblinks

Wiktionary: Antiblockiersystem – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Antiblockiersystem – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik. 7. Auflage, 2010, S. 378.
  2. ↑ a b Ralf Schneider: ABS-Vergleichstest – ABStinenz beendet. In: Motorrad 12/2005. 24. Mai 2005, S. 24 ff, abgerufen am 3. Mai 2019.
  3. ↑ a b Motorrad-ABS-Vergleich. In: adac.de. Archiviert vom Original am 6. Juni 2010; abgerufen am 2. Juli 2010. Motorrad-ABS-Vergleich
  4. ↑ Verordnung (EU) Nr. 168/2013 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Genehmigung und Marktüberwachung von zwei- oder dreirädrigen und vierrädrigen Fahrzeugen. In: Amtsblatt der Europäischen Union. Art. 3, Ziffer 25, 15. Januar 2013, abgerufen am 14. Dezember 2015.
    Motorrad 23/2010. 29. Oktober 2010, S. 10.
    Mehr Sicherheit für Motorräder dank neuer Bestimmungen für Typgenehmigungen. In: Pressemitteilung des Europäischen Parlaments. 20. November 2012, abgerufen am 3. Mai 2019.
  5. ↑ Stefan Kaschel: ABS-Spezial (Teil 5): Die Geschichte. In: motorradonline. 4. September 2009, archiviert vom Original am 20. November 2015; abgerufen am 3. Mai 2019.
  6. ↑ Motorräder: Verzögerte Panik. In: Der Spiegel 13/1988. 28. März 1988, S. 243–244, abgerufen am 3. Mai 2019.
  7. ↑ Motorrad Test, 1992, S. 80.
  8. ↑ Motorrad Test, 1992.
  9. ↑ Motorrad Test, 1996
  10. ↑ Sicherheit 360°: Highlight ABS: ABS serienmäßig. Jetzt in allen aktuellen Modellen. In: bmw-motorrad.de. Archiviert vom Original am 23. September 2015; abgerufen am 13. Januar 2013.
  11. ↑ Fahrzeug sicherheit: Aktive und passive Sicherheit erhöhen. (PDF; 6,9 MB) In: DEKRA Verkehrssicherheitsreport Motorrad 2010. S. 42, archiviert vom Original am 16. Mai 2010; abgerufen am 3. Mai 2019.
  12. ↑ Stephan Maderner: Weniger Unfälle durch ABS und weitere Systeme der aktiven Sicherheit. In: kfz-betrieb. 7. Mai 2010, archiviert vom Original am 6. Januar 2013; abgerufen am 3. Mai 2019.
  13. ↑ Claus Christoph Eicher, Ruprecht Müller: Über 240 Zweiradmodelle mit ABS. In: adac.de. 11. Juni 2018, abgerufen am 3. Mai 2019.
    Motorräder (über 50 cm3) mit ABS in Deutschland (Modelljahr 2015). (pdf, 112 kB) In: adac.de. 16. Januar 2015, archiviert vom Original am 11. Oktober 2017; abgerufen am 3. Mai 2019.
  14. ↑ Yamaha Technik Lexikon: ABS (Anti Blockier Bremse). In: Yamaha Motor Deutschland. Archiviert vom Original am 26. Oktober 2009; abgerufen am 3. Mai 2019.
  15. ↑ ABS & ESC-Products and Technology | ADVICS CO.,LTD. Abgerufen am 4. Januar 2022.
  16. ↑ Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik. 7. Auflage, 2010, S. 377.
  17. ↑ Jens Möller-Töllner: Großes Kurven-ABS-Spezial: Motorräder mit Kurven-ABS im Vergleich. In: motorradonline.de. 29. Oktober 2015, abgerufen am 26. Februar 2020.
  18. ↑ Stefan Kaschel: ABS-Spezial (Teil 4): Die Technik. In: motorradonline. 4. September 2009, archiviert vom Original am 26. Juli 2010; abgerufen am 3. Mai 2019.
  19. ↑ Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik. 7. Auflage, 2010, S. 379 ff.
  20. ↑ Motorrad 15/1985, Seite 48 ff.
  21. ↑ Neue ABS-Generation für Motorräder von Bosch. Pressemitteilung von Bosch, 6. Juli 2006, abgerufen am 3. Mai 2019 (wiedergegeben auf PresseBox).
  22. ↑ Benjamin Pfalzgraf: ABS von Continental: 1,2 Kilogramm mehr Sicherheit. In: motorradonline.de. 18. Februar 2009, archiviert vom Original am 18. Juli 2010; abgerufen am 3. Mai 2019.
    Elektronische Bremssysteme für Motorräder. In: conti-online.com. Archiviert vom Original am 23. Juli 2012; abgerufen am 3. Mai 2019.
  23. ↑ Kraftfahrzeugtechnik: Auszeichnung für Bosch-Innovation. In: bosch-presse.de. Januar 2010, archiviert vom Original am 26. März 2010; abgerufen am 3. Mai 2019.
  24. ↑ Neuer Schräglagesensor SU-MM5.10 für Motorräder. In: bosch-presse.de. 2. Oktober 2012, abgerufen am 3. Mai 2019.
    Bosch mit Zusatzfunktionen für das Antiblockiersystem. In: bosch-presse.de. 2. Oktober 2012, abgerufen am 3. Mai 2019.
    Motorrad 23/2013, S. 52–55.
  25. ↑ Two types of combined ABS combining CBS and ABS. In: Honda.com. Archiviert vom Original am 19. August 2013; abgerufen am 3. Juli 2010.
  26. ↑ Daten: CBR600RR. (PDF; 18 kB) In: honda.at. Abgerufen am 4. Mai 2019.
  27. ↑ Hans-Joachim Mag: Test-Tour: Honda CBR 1000 RR Fireblade Combined ABS. In: KÜS Newsroom. 18. August 2009, abgerufen am 4. Mai 2019.
  28. ↑ ABS-Probleme: BMW überprüft 260.000 Motorräder. In: Spiegel Online. 11. Juli 2005, abgerufen am 4. Mai 2019.
    Marion Englert: BMW-ABS: Kommt Zeit kommt Rat … oder auch nicht. In: bikersjournal.de. 3. August 2005, archiviert vom Original am 18. November 2007; abgerufen am 4. Mai 2019.
    Jürgen Stoffregen (BMW): BMW-Motorrad-Integral-ABS – Antworten auf Ihre Fragen. (pdf, 84 kB) In: fahrlehrerverbaende.de. Bundesvereinigung der Fahrlehrerverbände, 10. August 2005, abgerufen am 4. Mai 2019.
  29. ↑ Thomas Jungmann: BMW entwickelt dritte Generation Integral ABS für Motorräder. In: ATZonline. 7. Juli 2006, archiviert vom Original am 1. Dezember 2015; abgerufen am 4. Mai 2019.
  30. ↑ ASC für Motorräder mit Integral ABS II – BMW: Anti-Schlupf-Regelung jetzt nachrüstbar. In: Motorradonline.de. 2. Juni 2010, archiviert vom Original am 7. März 2016; abgerufen am 4. Mai 2019.
  31. ↑ BMW S 1000 RR: Technische Daten. BMW-Motorrad, archiviert vom Original am 11. Mai 2012; abgerufen am 4. Mai 2019.
  32. ↑ ABS Pro – Technik im Detail. Abgerufen am 7. Januar 2022.
  33. ↑ Uli Baumann: BMW R 1250 RT (2021): Neues Gesicht und viele Updates. In: motorradonline.de. 15. Oktober 2020, abgerufen am 13. Juni 2022.
  34. ↑ Race-ABS-Technik im Detail. Abgerufen am 7. Januar 2022.
  35. ↑ Markus Braunsperger, Horst Reichl, Hans-Albert Wagner (alle BMW Motorrad): Das Integral ABS von BMW-Motorrad – Ein innovatives Motorrad-Antiblockiersystem. (pdf, 541 kB) In: tuev-sued.de. 4. März 2003, S. 6, archiviert vom Original am 1. November 2007; abgerufen am 4. Mai 2019.
    Stefan Kaschel: Grundlagen (Teil 7): Fazit. In: motorradonline.de. 18. November 2009, archiviert vom Original am 21. Dezember 2009; abgerufen am 4. Mai 2019.
  36. ↑ Jürgen Stoffregen: Motorradtechnik. 7. Auflage, 2010, S. 396 ff.
  37. ↑ Patent EP1843968B1: Schlupfregelsystem für ein einspuriges Kraftfahrzeug. Angemeldet am 2. Dezember 2005, veröffentlicht am 2. Februar 2011, Anmelder: Bayerische Motoren Werke AG, Erfinder: Hans-Albert Wagner.‌
  38. ↑ Motorrad 23/2013, S. 55.
  39. ↑ Patrick Seiniger: Entwicklung einer Rollwinkelsensorik für zukünftige Bremssysteme. 2006.
  40. ↑ Test: Antiblockier-Systeme. In: Tourenfahrer. August 2003, S. 36 ff., archiviert vom Original am 22. Dezember 2015; abgerufen am 5. Mai 2019.
  41. ↑ Gert Thöle: Technikausflug: Brems-Stoppies – Überschlag mit ABS-Bikes? In: motorradonline.de. 15. September 2016, abgerufen am 12. März 2019.
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