Gabelschaft verlängern leicht gemacht

Letzteres wäre mir auch dazu eingefallen, alternativ zur Verzahnung. Die Frage bleibt mir aber, ob dabei nicht andere Materialschwachpunkte hinzugefügt werden...

wobei sich die frage stellt, wie hoch die kräfte wären, die tatsächlich im gabelschaftrohr auftreten. die meisten kräfte dürften wohl durch den steuersatz in den rahmen geleitet werden. kann das jemand verlässlich beziffern?

ich hab vor urzeiten mal einen kurbelarm in einem kurbelstern mit 3m zweikomponentenkleber eingeklebt - ohne zusätzliche schraubensicherung. das hält bis zum heutigen tag und gibt keinen mucks von sich. vorausgesetzt, der richtige kleber wurde verwendet, wüsste ich nicht warum das bei dem gabelschaft nicht halten sollte. es sollte halt nur kein pritt klebestift verwendet werden.
 
hätte man nicht einfach jeweils im unteren teil und auch im oberen teil einmal links und einmal rechts durchbohren und ein gewinde rein, die schrauben dann verkleben und dann die köpfe und verschliffen ab damit es durch den steuersatz passt?
dann verdreht sich nix und weg kann auch nix?
keine Ahnung ist halt Bastelei.

Exakt das meinte ich mit den Madenschrauben. Nur dass man sich dann das Abschleifen der Schraubenköpfe spart. Theoretisch. Praktisch lässst man außen wohl bissl rausstehen und verschleift trotzdem.

Klar gibt das nochmal eine Schwachstelle, aber die quer wirkenden Kräfte werden nicht groß genug sein, um das Metall des Gabelschaftes zu verbiegen.
 
wobei sich die frage stellt, wie hoch die kräfte wären, die tatsächlich im gabelschaftrohr auftreten. die meisten kräfte dürften wohl durch den steuersatz in den rahmen geleitet werden. kann das jemand verlässlich beziffern?

ich hab vor urzeiten mal einen kurbelarm in einem kurbelstern mit 3m zweikomponentenkleber eingeklebt - ohne zusätzliche schraubensicherung. das hält bis zum heutigen tag und gibt keinen mucks von sich. vorausgesetzt, der richtige kleber wurde verwendet, wüsste ich nicht warum das bei dem gabelschaft nicht halten sollte. es sollte halt nur kein pritt klebestift verwendet werden.
:)

Schick doch mal so eine Bastelei an die TU Achen
die Doktorranten könnten sich da mit dem Kräfteverlauf auseinandersetzen,vieleicht springt da noch ne Doktorarbeit bei raus :D
 
:)

Schick doch mal so eine Bastelei an die TU Achen
die Doktorranten könnten sich da mit dem Kräfteverlauf auseinandersetzen,vieleicht springt da noch ne Doktorarbeit bei raus :D

ach, lass mal. so neugierig bin ich dann doch nicht :lol:

mich hat nur interessiert, ob jemand hier seriöse größenordnungen von kräften parat hat, die im gabelschaft wirken oder ob die hier getätigten aussagen auf kaffeesatzleserei oder purem entsetzen darüber, dass sich jemand an dieser stelle mit kleber an metall heranwagt, beruhen...
 
ach, lass mal. so neugierig bin ich dann doch nicht :lol:

mich hat nur interessiert, ob jemand hier seriöse größenordnungen von kräften parat hat, die im gabelschaft wirken oder ob die hier getätigten aussagen auf kaffeesatzleserei oder purem entsetzen darüber, dass sich jemand an dieser stelle mit kleber an metall heranwagt, beruhen...

Das ist echt ein Job für Fahrzeugbau Ings
bei solchen Versuchsreihen werden Dehnstreifen angebracht und Lastwechsel simuliert alle daten werden im Rechner verarbeitet u irgendwann spuckt der Drucker was aus
Es gibt auch Messvorrichtungen m mech Zerstöhrung
Ich bin dM hier im Forum ist keiner der mit 100% eine verwertbare
Aussage machen kann
 
Die maximale Kraft, die an der Stelle auftreten kann, sollte in etwa die sein, die man mit der Hand unter Einsatz seines Körpergewichts bei festgeklemmtem Vorderrad auf den Lenker (als Hebel) drücken/ziehen kann. Ist wahrscheinlich vergleichbar mit einer langen Ratsche, mit der man zB Antriebswellen aber auch Radschrauben festzieht. Meine Ratsche geht bis 250 NM einzustellen, mehr schaffte ich beim besten Willen nicht zu drücken. Eher weniger. Die Ratsche hat einen etwas längeren Hebel als der Lenker. Ich würde also, wenn ich die maximale Verwindung (Zug/Scherbelastung) schätzen müsste, von 200 NM ausgehen.
 
Ich hab mal ein wenig gerechnet. 1 1/8" Schaft und 4 cm Überlapp (= 8cm "Innenrohr") ergibt ca. 90mm Umfang und somit 40mm x 90mm Klebefläche. Also 3600 qmm.
2K-Epoxidharz (Araldite 2011-1) hat laut Quelle bei einer Stahl-Stahl-Klebeverbindung eine Zugfestigkeit von grob 18 MPa pro 312 quadratmm. (oder pro qmm??? siehe Edit)

Das ergibt 3600/312 * 18 = ca. 207 Nm Zugfestigkeit. Ist knapper als ich dachte.

Wenn man den Kleber nicht im Ofen aushärten lässt, hat er auch eine geringere Endfestigkeit, iirc. Mein Fazit, das mich jetzt zugegebenermassen selbst überrascht: Das kann gut gehen, wenn man die Klebestellen optimal verarbeitet. Kann aber auch schief gehen.

// Edit: Ich bin etwas verwirrt, was die angaben in meiner "Quelle" angeht. Sie schreiben auf Seite 3, dass die Zugfestigkeit Stahl-Stahl 18MPa beträgt. Auf die gesamte Prüffläche oder pro qmm? Ich hatte erst mit pro qmm gerechnet, aber das ergibt fantastische Werte (3600*18 = 64800 NM) Aber 1MPa ist doch gleich 1N/qmm ??

Wenn letzeres stimmt, hätte man bei miesesten Bedingungen (1 Mpa Zugfestigkeit) immer noch 3600Nm, DAS würde dann sowas von reichen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die maximale Kraft, die an der Stelle auftreten kann, sollte in etwa die sein, die man mit der Hand unter Einsatz seines Körpergewichts bei festgeklemmtem Vorderrad auf den Lenker (als Hebel) drücken/ziehen kann. Ist wahrscheinlich vergleichbar mit einer langen Ratsche, mit der man zB Antriebswellen aber auch Radschrauben festzieht. Meine Ratsche geht bis 250 NM einzustellen, mehr schaffte ich beim besten Willen nicht zu drücken. Eher weniger. Die Ratsche hat einen etwas längeren Hebel als der Lenker. Ich würde also, wenn ich die maximale Verwindung (Zug/Scherbelastung) schätzen müsste, von 200 NM ausgehen.

Das bezieht aber noch nicht die Situation ein, in der du im Wiegetritt am Lenker ziehst und dann mit schräggelegtem Vorderrad auf einen Bordstein/eine unerwartete Wurzel draufknallst. Ohne mich auszukennen, solche "schockartigen" Belastungen müssten auch miteinberechnet werden.
 
Eigenzitat:

habe das vor Jahren an meiner Tange Stahlgabel sehr ähnlich gemacht. 10 cm lange Innenhülse passgenau auf 0,1 Untermaß gedreht, eingeklebt und zusätzlich QUER VERSTIFTET.
Hält bombig bis heute in meinem Alltagsrad. Habe mich vorher bei meinen Kumpels erkundigt und die sind sowas vom Fach ...

@Radsatz - „Das ist echt ein Job für Fahrzeugbau Ings“
... 40 Jahre leitende Entwicklung im Motorrad und Fahrradbau reicht anscheinend für manche nicht als Kompetenzbeweis.

dass sie es wissen müssen, sonst fliegen ihre Fahrer bei 250 plus von der Strecke.

Die Kräfte werden vor allem über das untere Lenkkopflager abgefangen.
@ kutte
„wobei sich die frage stellt, wie hoch die kräfte wären, die tatsächlich im gabelschaftrohr auftreten. die meisten kräfte dürften wohl durch den steuersatz in den rahmen geleitet werden“
Sic!!
!

Was soll denn da und wo tortiert werden?! Schaut euch mal die Sache bei Motorrädern an! Verschraubte Gabelschäfte aus banalen Werkstoffen. Waren Übrigens bei Pace/ Marzocchi/Bergman Standard und sind vermutlich aus fertigungstechnischen Gründen nicht mehr modern.

Außerdem ist Araldit ein seit Jahrzehnten (!) bewährter und laufend verbesserter Industriekleber! Bei sachgemäßer Verarbeitung unter bestimmten Ansprüchen (siehe oben): sehr gut geeignet.
@Thias
„Das ergibt 3600/312 * 18 = ca. 207 Nm Zugfestigkeit. Ist knapper als ich dachte.

Wenn man den Kleber nicht im Ofen aushärten lässt, hat er auch eine geringere Endfestigkeit, iirc. Mein Fazit, das mich jetzt zugegebenermassen selbst überrascht: Das kann gut gehen, wenn man die Klebestellen optimal verarbeitet. Kann aber auch schief gehen.“

Das geht nicht schief, da durch die Verstiftung die Kräfte minimiert werden.


Viel Spaß weiterhin beim Radfahren
 
Das bezieht aber noch nicht die Situation ein, in der du im Wiegetritt am Lenker ziehst und dann mit schräggelegtem Vorderrad auf einen Bordstein/eine unerwartete Wurzel draufknallst. Ohne mich auszukennen, solche "schockartigen" Belastungen müssten auch miteinberechnet werden.

Doch, das tut es. Versuche mal, ohne "draufspringen" eine auf 200Nm eingestellte Knarre zum knacken zu bringen...

... Ich habe noch einen Edit bei meiner Rechnung gemacht.
 
Liebe Gabelschaftinteressierte (und das scheinen ja doch einige hier zu sein)

Zunächst mal hat es mich doch erstaunt, was für ein Thema ich da losgetreten habe.
Die Diskussion verlief für mich recht seriös und wurde nachher mit den Berechnungen sehr spannend. Ich merkte, hier trifft die Welt der pragmatischen Entdecker (Tüftler, Bastler (Pfuscher)) auf die Welt der Denker (vielleicht auch Sicherheitsfanatiker?). Da ich mich gerne auf den goldenen Mittelweg begebe hat es mich immer neugieriger gemacht, wer hat denn nun recht? Natürlich hatte ich schon beim eingebauten Gabelschaft den Lenkertest gemacht. D.h. Vorderrad zwischen die Beine und kräftig den Lenker verdreht. Für meine (Abenteurer) Welt war das sicher genug und ich war überzeugt: "Lasst sie einfach reden, diskutieren und berechnen, ich geh jetzt biken damit".
Nach den Berechnungen von Thias wollte ich es aber doch genauer wissen. Also kräftiger am Lenker verdrehen und mal schauen was als erstes nachgibt. Nun, es war die Vorbauklemmung - die zugegebenermassen etwas nachlässig angezogen war. Das geht natürlich besser, also festschrauben und noch kräftiger am Lenker ziehen. Und siehe da: Zuerst ein hässliches Knirschen und dann KNACK! die Verbindung war gelöst :heul:
Allerdings genau so wie ich es prognostiziert hatte. Der Schaft bleibt zusammen und verdreht sich etwa so, wie ein mittelmässig angezogener Vorbau mit Innenklemmung. Das Bike also noch gut im Normalbetrieb lenkbar.
Mein Fazit: Tias erste Berechnung war wohl zutreffend. Ob ich über 200 Nm Kraft aufgewendet habe, weiss ich natürlich nicht. Aber meiner Meinung nach kommt es wohl nur durch einen Unfall mit Einklemmen des Vorderrades und dann über den Lenker gehen, zu solchen Torsionskräften auf den Gabelschaft kommen. Ich glaube nicht, dass ich das im Wiegetritt hingekriegt hätte, aber es gibt ja Spezialisten, die ganze Lenker abreisen können oder ein Tretlager vom Rahmen abscheren können. Könnte sein, dass die in den Beinen zuviel haben was oben eher fehlt? Zugegebenermassen kommt das Einklemmen des Vorderrades im Fahrbetrieb vor. Vor allem die alte (nicht Ahead) Schaftklemmung ist nach solchen Stürzen praktisch immer verdreht. Macht aber nix, wie wir auch wissen.
Das Ende vom Lied? Ich denke, ich hätte ruhig damit meine gemässigten Ausfahrten machen können, so wie ich es geplant hatte. Ich hatte der Verbindung aber doch noch etwas mehr zugetraut und die Einwände waren letztlich korrekt :daumen:
Es bleibt dabei: Bitte nicht so verbauen. Mit zusätzlicher Verschraubung aber whs. kein Problem. Ich werde es nun ordentlich Schweissen lassen.
Vielen Dank nochmals allen die mitgedacht haben.

Bikergruss, Rocky
 
Beim Schweißen sollte man , zur Auswahl des Zusatzwerkstoffes und evtl. Wärmebehandlung , schon den genauen Werkstoff kennen.
Schlecht geschweißt versagt dann eher vollständig , beim Kleben bleiben einem die reibungsbedingten "Notlaufeigenschaften" :D
Kleben geht mit Loctite 648/638 ganz gut .
bis 0,15mm Spalt 648 , bis 0,25mm 638

zur Dimensionierung der Klebung mal ganz grob

Schaft 1 1/8" Wandstärke ca1,2mm ~ 100mm²
Material evtl ein Crmo Zugfestigkeit ~ 800N/mm²
100mm² * 800N/mm²="Versagenskraft" 80.000N

Druckscherfestigkeit bei 648/638 25N/mm²
80.000N / 25N/mm² = 3200mm²
Umfang der Klebefläche ca 80mm
3200mm² / 80mm = 40mm

http://www.magazin-sued.de/Kleben--...niverselles-Fuegeprodukt---Inhalt--10-ml.html
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich hab mal ein wenig gerechnet. 1 1/8" Schaft und 4 cm Überlapp (= 8cm "Innenrohr") ergibt ca. 90mm Umfang und somit 40mm x 90mm Klebefläche. Also 3600 qmm.
2K-Epoxidharz (Araldite 2011-1) hat laut Quelle bei einer Stahl-Stahl-Klebeverbindung eine Zugfestigkeit von grob 18 MPa pro 312 quadratmm. (oder pro qmm??? siehe Edit)

Das ergibt 3600/312 * 18 = ca. 207 Nm Zugfestigkeit. Ist knapper als ich dachte.
Mal abgesehen davon, dass die Rechnung nicht stimmt, erklär mal wie man von MPa (N/mm²) durch einfache Faktorierung auf Nm kommt, was zudem die Einheit von Momenten ist.

18MPa sind 18 * 10^6 N/m² oder 18 N/mm²

Verteilt auf die Klebefläche von 3600mm² wird daraus eine beeindruckende maximale Zugkraft von 64800 N. Das entspricht der Bruchlast eines 5mm durchmessenden Rundstabes mit einer Zugfestigkeit von 800N/mm² (mittelfeste Schraube).

Immer vorausgesetzt, dass der Kleber seine Endfestigkeit erreicht und eine optimale Benetzung gegeben ist.

ABER:
Die Kräfte wirken nicht senkrecht zur Klebefläche wie bei einem Zugversuch, sondern es wirken hauptsächlich Schubspannungen in der Klebefläche.
 
Ich lasse mich ja gerne belehren, von jemandem, der es gut meint und es besser weiss, als ich.

Die Zugfestigkeitswerte, die ich genommen habe, werden NICHT senkrecht zur Klebefläche ziehend ermittelt. Es geht schliesslich um Scherkraft, ich nehme an, dass du das mit Schubkraft meinst.
Faktorierung ist mir kein Begriff. Faktorisierung schon...
Auf meine Unsicherheit bezüglich der Messwerte in der Quelle bist du leider nicht eingegangen - oder ich habs schlicht nicht geblickt.

Wo ist also jetzt genau der Fehler in meiner Rechnung? Ich will ja nicht dumm sterben ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Beim Schweißen sollte man , zur Auswahl des Zusatzwerkstoffes und evtl. Wärmebehandlung , schon den genauen Werkstoff kennen.
Schlecht geschweißt versagt dann eher vollständig , beim Kleben bleiben einem die reibungsbedingten "Notlaufeigenschaften" :D
Kleben geht mit Loctite 648/638 ganz gut .
bis 0,15mm Spalt 648 , bis 0,25mm 638

zur Dimensionierung der Klebung mal ganz grob

Schaft 1 1/8" Wandstärke ca1,2mm ~ 100mm²
Material evtl ein Crmo Zugfestigkeit ~ 800N/mm²
100mm² * 800N/mm²="Versagenskraft" 80.000N

Druckscherfestigkeit bei 648/638 25N/mm²
80.000N / 25N/mm² = 3200mm²
Umfang der Klebefläche ca 80mm
3200mm² / 80mm = 40mm

http://www.magazin-sued.de/Kleben--...niverselles-Fuegeprodukt---Inhalt--10-ml.html



Das hatten wir doch schon alles 1970! in der Berufsschule
alter Hut
 
Ich lasse mich ja gerne belehren, von jemandem, der es gut meint und es besser weiss, als ich.

Die Zugfestigkeitswerte, die ich genommen habe, werden NICHT senkrecht zur Klebefläche ziehend ermittelt. Es geht schliesslich um Scherkraft, ich nehme an, dass du das mit Schubkraft meinst.
Faktorierung ist mir kein Begriff. Faktorisierung schon...
Auf meine Unsicherheit bezüglich der Messwerte in der Quelle bist du leider nicht eingegangen - oder ich habs schlicht nicht geblickt.

Wo ist also jetzt genau der Fehler in meiner Rechnung? Ich will ja nicht dumm sterben ;)

1MPa=1N/mm² also nicht xx MPa pro xx mm²
und N/mm² * mm² = N , nicht Nm

Mal abgesehen davon, dass die Rechnung nicht stimmt, erklär mal wie man von MPa (N/mm²) durch einfache Faktorierung auf Nm kommt, was zudem die Einheit von Momenten ist.

18MPa sind 18 * 10^6 N/m² oder 18 N/mm²

Verteilt auf die Klebefläche von 3600mm² wird daraus eine beeindruckende maximale Zugkraft von 64800 N. Das entspricht der Bruchlast eines 5mm durchmessenden Rundstabes mit einer Zugfestigkeit von 800N/mm² (mittelfeste Schraube).

5mm rund hat eine Querschnittsfläche von 20mm²
*800N/mm² = ;)
 
Das ist meine Gabelschaftverlängerung ;)
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