verursachen USD SC Gabeln Rahmenbruch?

[soil]

habe eine böse Vermutung:
Der Grund, warum Doppelbrückengabeln an manchen Rahmen nicht zugelassen sind, liegt ja nicht an ihrer Länge, wie viele glauben, sondern daß sie aufgrund ihrer Bauart, die weniger Flex in der (unteren) Gabelbrücke ermöglichen, den Rahmen am Unterrohr mit heftigeren Stößen und Schwingungen belasten als SC-Gabeln.
Nun hat man bei SC USD Gabeln meist eine massive Gabelkrone und spürbar kaum Flex in horizontaler Richtung (also beim Bremsen). Ich frage mich nun, ob dies möglicherweise auf den Rahmen den gleichen Effekt ausüben könnte wie eine DC Gabel. Und ob das vielleicht auch der Grund sein könnte, warum Marzocchi für 2005 den Federweg seiner Shiver SC auf 100mm verringert hat (weniger Drehmoment). Hinzu kommt, daß mein früherer Rahmen gebrochen ist, kurz nachdem ich die Shiver neu eingebaut habe. Alles nur Indizien, aber vielleicht weiß einer hier ja mehr. Erfahrungen?

 

[feuersturm]

habe eine böse Vermutung:
Der Grund, warum Doppelbrückengabeln an manchen Rahmen nicht zugelassen sind, liegt ja nicht an ihrer Länge, wie viele glauben, sondern daß sie aufgrund ihrer Bauart, die weniger Flex in der (unteren) Gabelbrücke ermöglichen, den Rahmen am Unterrohr mit heftigeren Stößen und Schwingungen belasten als SC-Gabeln.
Nun hat man bei SC USD Gabeln meist eine massive Gabelkrone und spürbar kaum Flex in horizontaler Richtung (also beim Bremsen). Ich frage mich nun, ob dies möglicherweise auf den Rahmen den gleichen Effekt ausüben könnte wie eine DC Gabel. Und ob das vielleicht auch der Grund sein könnte, warum Marzocchi für 2005 den Federweg seiner Shiver SC auf 100mm verringert hat (weniger Drehmoment). Hinzu kommt, daß mein früherer Rahmen gebrochen ist, kurz nachdem ich die Shiver neu eingebaut habe. Alles nur Indizien, aber vielleicht weiß einer hier ja mehr. Erfahrungen?

ähm nein...

die meisten rahmen sind für dc nicht zugelassen wegen dem lenkwinkel, der dann verantworlich ist für steuerrohrabrisse...

usd gabeln sind generell, bauartbedingt, nicht so steif wie t-crown gabeln.
die verdrehbelastung geht meiner meinung nach jedoch auf die krone, nicht auf den rahmen.

die belastung sollte also annähernd gleich sein mit normalen gabeln.

ich denk mz hat den fw nochmal verringert um die gabel noch ein bischen steifer zu machen, weil die ja angeblich doch ziemlich butterig war...

 

[soil]

ähm nein...

die meisten rahmen sind für dc nicht zugelassen wegen dem lenkwinkel, der dann verantworlich ist für steuerrohrabrisse...

usd gabeln sind generell, bauartbedingt, nicht so steif wie t-crown gabeln.
die verdrehbelastung geht meiner meinung nach jedoch auf die krone, nicht auf den rahmen.

die belastung sollte also annähernd gleich sein mit normalen gabeln.

ich denk mz hat den fw nochmal verringert um die gabel noch ein bischen steifer zu machen, weil die ja angeblich doch ziemlich butterig war...

Nee, das glaub ich nicht, ich weiß, was Du meinst mit dem Lenkwinkel. Spielt sicher auch eine Rolle. Aber warum gibt es dann keine Beschränkungen für Gabeln wie Z150 oder die 170er Sherman?
Die Verdrehung geht natürlich auf die Krone, keine Frage, da sind die USD Gabeln aufgrund mangelnder Brücke auch sehr wackelig. Dafür sind sie - und das meine ich - in horizontaler Richtung sehr steif, weil sie dort, wo das größte Drehmoment wirkt (nämlich oben an der Gabelkrone) massiver als normale Gabeln (USD eben) sind. Bei DC Brücken verhindert eine Fortsetzung der Standrohre nach oben und die Fixierung dort in der oberen Gabelkrone ein Verdrehen der unteren Gabelkrone und ein Flexen beim Bremsen und bei Landungen. Das jedenfalls wurde initial als Grund angesehen dafür daß Rahmen, in die man DC Gabeln eingebaut hatte (die ja zu Beginn ihres kurzen Siegeszuges - man erinnere sich an Judy XL, ja auch kaum über 10cm Federweg hatten) plötzlich reihenweise brachen. Und eben diesen Effekt meine ich bei der steifen USD-SC Gabel. Nochmal: ich meine das Flexen, das entsteht, wenn Du mit angezogener Vorderradbremse den Lenker nach vorne und hinten bewegst!
Erinnere mich übrigens an einen technischen Live Test, der in den 90ern mal mit Herrn Osten-Sacken durchgeführt wurde. Die allergrößten Kräfte traten da am Übergang Steuerrohr-Unterrohr auf. Und zwar nicht bei Sprüngen sondern beim Ziehen der Vorderradbremse. Dann kann man sich vorstellen, was beim Frontwheelie passiert. Und den mache ich ziemlich oft und lang.... ich hab Angst!

 

[feuersturm]

Nee, das glaub ich nicht, ich weiß, was Du meinst mit dem Lenkwinkel. Spielt sicher auch eine Rolle. Aber warum gibt es dann keine Beschränkungen für Gabeln wie Z150 oder die 170er Sherman?
Die Verdrehung geht natürlich auf die Krone, keine Frage, da sind die USD Gabeln aufgrund mangelnder Brücke auch sehr wackelig. Dafür sind sie - und das meine ich - in horizontaler Richtung sehr steif, weil sie dort, wo das größte Drehmoment wirkt (nämlich oben an der Gabelkrone) massiver als normale Gabeln (USD eben) sind. Bei DC Brücken verhindert eine Fortsetzung der Standrohre nach oben und die Fixierung dort in der oberen Gabelkrone ein Verdrehen der unteren Gabelkrone und ein Flexen beim Bremsen und bei Landungen. Das jedenfalls wurde initial als Grund angesehen dafür daß Rahmen, in die man DC Gabeln eingebaut hatte (die ja zu Beginn ihres kurzen Siegeszuges - man erinnere sich an Judy XL, ja auch kaum über 10cm Federweg hatten) plötzlich reihenweise brachen. Und eben diesen Effekt meine ich bei der steifen USD-SC Gabel. Nochmal: ich meine das Flexen, das entsteht, wenn Du mit angezogener Vorderradbremse den Lenker nach vorne und hinten bewegst!

der flex entsteht weil sich die gabel, wegen fehlender dritter brücke, verwindet, bzw. in sich verdrehen kann.

ich glaube nicht das der ans steuerrohr großartiger weitergegeben wird als an einer normalen gabel...


bei den ganzen fw monster sc gabeln sollte ne beschränkung rausgegeben werden...rahmen die von hause aus mit dc ausgerüstet werden dürfen, können, da ist das ja kein problem, aber man muss halt bei rahmen, bei denen das nicht möglich ist auf die max. fw angaben der hersteller achten...

bei der sherman isses nunmal so das das ding aufgrund der RA technologie BRUTAL steif ist...DA werden natürlich mehr kräfte an den rahmen weitergeben als das bei normalen, normal steifen gabeln der fall ist...


du musst bedenken das wenn du bremst, sich jede gabel verdreht. dieser flex hat aber nix mit mehrbelastung aufs steuerohr zu tun bei sc gabeln...

die belastung aufs steuerohr kommt durch die vorwärts und abwärts bewegung, die durch die massenträgheit des restlichen bikes ensteht und durch die gesetzmässigkeit das es dann vorn die gabel komprimiert.
merkste ja, wenn du vorn volles pfund reinlangst drückst du mit deinem vollen gewicht plus der bewegungsenergie die du in dir hast in dem moment aufs steuerohr...die energie wird TEILWEISE in die federn abgeleitet...

aber nur teilweise...der rest geht halt aufs steuerrohr sowie den steuersatz. die energie wird auf den restlichen rahmen verteilt und evtl. hebts halt dein hinterrad...hängt aber auch arg von deiner körperhaltung ab...

 

[luniz]

usd singlecrown gabeln haben eine geringere verdrehsteifigkeit, sowez is das richtig alles.

die belastung, die auf den steuerkopfbereich des rahmens einwirkt, ist jedoch die vorwärts/rückwärts-belastung.

usd-gabeln habein eine hühere steifigkeit in dieser richtung (lateralsteifigkeit), weil sich die rohre auf einem grösseren bereich überlappen, um die verdrehsteifigkeit nicht zu gering werden zu lassen.

so.

 

[HugePanic]

die steifigkeit der gabel geht aber nur minimal in die belastung des rahmens ein.

stell dir vor du drückst mir (imaginären) 100N von vorne auf die radnabe!
die eine gabel wird sich halt ein bischen mehr, die andere ein bischen weniger verformen!

dem rahmen ist das SCHEI$$-EGAL ob die gabel da vorne ein klumpen blei ist oder nicht! das einzie was die kräfte am rahmen beeinflußt ist eine veränderung der geometrie durch das flexen. und da kannm an wohl sagen das da der unterschied nicht groß ist.

ich hab mal ein FEM model von einer DC und einer SC gabel gemacht. dabei war (soweit ich mich errinnere) an der DC etwa 30% mehr kraft auf der oberen gabelbrücke....

mal schauen, vielleicht find ich das ding nochmal, oder mach ein neues!

 

[headake]

Gleich vorweg, ich weis nicht ob es so dargestellt wird und ob die Kräfte tatsächlich so wirken, ich habe aber trotzdem mal ne Zeichnung gemacht mit dem Wissen was noch vom Physikunterricht hängen geblieben ist
Kann sein dass auch die Länge und Richtung der Kraftpfeile nich 100% stimmt, es ging mir aber eher darum darzustellen wie die Kräft überhaupt wo wirken.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Pfeil 1 stellt die eingeleitete Energy aus der Bewegung und der Masse von Fahrer und bike.
Pfeil 2 zeigt die Kraft die wirkt wenn Kraft1 am Boden umgelenkt wird, sprich die Kraft wirkt nahezu waagerecht und zerrt die Achse nach vorne. (daher ist auch der Lenkwinkel entscheident, denn je flache der Winkel desto stärker wirkt Kraft2 und somit auch K4 und K5 auf das Steuerohr)
Pfeil 3 zeigt die Einfederung und somit die abdämpfung der kraft durch die gabel.
Pfeil 4 Zeigt die Kraft die sich auch 2 und 3 zusammensetzt und die entgültige Belastung auf die Brücken darstellt.

Die Kraft4 wird zunächst in die Brücke1 (untere) geleitet, hier bildet sich ein Hebelpunkt der durch die verlängerten Standrohre an die Brücke2 (obere) weitergeleitet werden.
Somit setzt sich aus Kraft4 und Kraft5 die eigentliche Belastung für das Steuerohr zusammen (wobei K4 stärker wirkt als K5).

Entscheident in diesem "Kräftespiel" ist der Hebelweg (Schaftlänge ahead), je länger der Hebel ist umso gösser werden die Kräfte die auf B1 (und B2) wirken. Durch die Kraftabstützung (ja is nich das Fachwort dafür, egal) wird ein Teil der Kraft aus dem Hebelweg auf die obere Brücke B2 übertragen (also quasi der Hebelweg verkürzt). Hierbei ist jedoch wie schon angedeutet die enwirkende Kraft auf B1 höher als auf B2 da die Kraftabstützung kleiner ist als der Hebelweg.
Und wenn nun die Kräfte auf B1 (und B2) zu hoch werden reissts halt das Steuerrohr raus.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Um nun zu deiner frage zu kommen, doch es hängt mit der länge der gabel zusammen ... denn je grösser der hebelweg ist umso grösser muss auch die Abtützung sein. Konkreter, bei SC Gabeln hast du ja nur inetwa 3-4cm Abstützung, bei DC gabeln hingegen ca. 18cm - 19cm Abstützung.

Hoffe soweit alles richtig erklärt und verständlich, ansonsten bitte nich lünschen


PS: Die Torsionskräfte wirken zwar auf die Brücke, aber nicht (oder kaum) aufs Steuerrohr ... denn wenn du dir die Brücke in der Draufsicht (von oben) denkst, werden durch die Torsion die Standrohre so "verdreht" dass sich die Brücke auf dem Steuerohr dreht (nicht aber Zerrt oder drückt) .... hmm ja ok ich mach noch ne Zeichung ...

(ja ok, in meinem Bild sitzt die BS eben auf der anderen Seite )

EDIT/ man ich weis echt net woher ich das hab mich immer mit "a" und "e" zu vertippen

 

[soil]

Danke für die Zeicnhungen.
Soweit ich mich allerdings erinnere ist nicht die Kraft, die von oben wirkt, entscheidend für die Belastung (simuliert einen Sprung bzw das Fahrergewicht), sondern die Stauchungskräfte, die auf das Unterrohr treffen, wenn gebremst wird oder ein Hindernis überrollt wird, zusammen mit der Wechselbelastung. Offenbar gibt es doch einen Unterschied zwischen einer Federgabel mit 15cm und Einfachkrone und einer mit dergleichen Einbaulänge und Doppelkrone, obwohl da gleiche Hebelkräfte wirken, sonst würden die Hersteller doch nicht auf dieser DC-Einschränkung beharren.
Bei einer SC Gabel hat man die gleiche Abstützung wie bei einer DC, denn der Hebel setzt sich ja über den Gabelschaft nach oben fort. Was ich meine (ich wiederhole es), ist, daß eine SC Gabel in der einen Krone, die sie hat,, im Gegensatz zur DC flexen kann (nicht nur torsional, wie in Deiner unteren Zeichnung)...

 

[gbm31]

@ hugepanic:

auf die fem-modelle der gabeln bin ich jetzt aber gespannt...

ich arbeite nämlich in diesem bereich und weiss, wie aufwändig sowas wird, wenn man entsprechend ins detail geht. allein die ganzen kontakte und die modelierung des einfedervorganges...

naja, SICHER findest du das noch...

 

[feuersturm]

@ hugepanic:

auf die fem-modelle der gabeln bin ich jetzt aber gespannt...

ich arbeite nämlich in diesem bereich und weiss, wie aufwändig sowas wird, wenn man entsprechend ins detail geht. allein die ganzen kontakte und die modelierung des einfedervorganges...

naja, SICHER findest du das noch...

ich denk zur veranschaulichung reicht auch n "einfacheres" model..

 

[Dani]

bei der sherman isses nunmal so das das ding aufgrund der RA technologie BRUTAL steif ist...DA werden natürlich mehr kräfte an den rahmen weitergeben als das bei normalen, normal steifen gabeln der fall ist...

Da liegst Du falsch. Die RA Technologie dient nur dazu, die Gabel verdrehsteifer zu machen und hat mit der Belastung auf den Rahmen gar nichts zu tun.
Was bei Singlecrown Gabeln relevanter für die Rahmenbelastung ist sind sicher
a) Die Überlappung von Gabelkrone und Standrohr bzw Tauchrohr bei USD
(je mehr Überlappung, desto stärker wird eine Belastung der Gabel nach vorne oder hinten an den Rahmen weitergegeben)
b) Die Überlappung von Steuerrohr und Gabelkrone und die Dicke des Steuerrohrs (Auch hier wird bei grosser Überlappung und grosser Dicke des Steuerrohrs mehr Belastung weitergegeben)
c) Die Gabelsteifigkeit bei Belastungen von vorne oder von hinten, die meist auch mit dem Federweg zusammenhängt: Je mehr Federweg, desto elastischer die Gabel und desto kleiner die Spitzenbelastung (bei gleicher Dimensionierung von Standrohr, Tauchrohr und Überlappung)

du musst bedenken das wenn du bremst, sich jede gabel verdreht. dieser flex hat aber nix mit mehrbelastung aufs steuerohr zu tun bei sc gabeln...

Da hast Du recht

die belastung aufs steuerohr kommt durch die vorwärts und abwärts bewegung, die durch die massenträgheit des restlichen bikes ensteht und durch die gesetzmässigkeit das es dann vorn die gabel komprimiert.
merkste ja, wenn du vorn volles pfund reinlangst drückst du mit deinem vollen gewicht plus der bewegungsenergie die du in dir hast in dem moment aufs steuerohr...die energie wird TEILWEISE in die federn abgeleitet...

aber nur teilweise...der rest geht halt aufs steuerrohr sowie den steuersatz. die energie wird auf den restlichen rahmen verteilt und evtl. hebts halt dein hinterrad...hängt aber auch arg von deiner körperhaltung ab...

Da bin ich auch nicht ganz einverstanden. Das Einfedern der Gabel vernichtet nicht die Energie, welche auf das Steuerrohr des Rahmens wirkt, im Gegenteil, die Belastung wird grösser, da mehr Gewicht auf dem Vorderrad lastet und die maximale Bremskraft und somit die maximale auf die Gabel wirkende Kraft, welche die Gabel unten nach hinten drückt, grösser sein kann. Die Federn der Gabel werden komprimiert und Energie wird als potentielle Federenergie gespeichert und erst beim Ausfedern nach dem Bremsmanöver in der Dämpfung in Wärme umgewandelt.
Bei einem Bremsmanöver, das nicht aprupt beginnt, ist die Belastung auf einen Rahmen auch nicht gross von der Gabelsteifigkeit abhängig und von Doppelbrücke oder nicht, da die Energie konstant eingeleitet wird und ist die Gabel einmal zurückgebogen (während dem Bremsen) und in der zurückgebogenen Stellung stabil wird immer noch dieselbe Kraft in das Steuerrohr des Rahmens eingeleitet.
Bei Sprüngen und der Landung danach sieht das anders aus: Dort gibt es eine Spitzenenergie (Impuls), welche bei der Landung aufgenommen werden muss. Dort hilft eine weichere Gabel mit Singlecrown die maximale Belastung auf das Steuerrohr zu verkleinern, da nicht die gesamte Energie sofort in das Steuerrohr eingeleitet wird, sondern ein Teil zuerst in die Verformung der Gabel etc geht und erst danach in den Rahmen eingeleitet wird: Die Maximalbelstung geht zurück.
Meiner Meinung nach ist darum die Belastung bei Bremsmanövern nie so hoch (und vor allem bei SC und DC Gabeln etwa gleich) wie bei einer Landung nach einem Sprung.
Gruss
Dani

 

[gbm31]

ich denk zur veranschaulichung reicht auch n "einfacheres" model..

nein, das reicht eben nicht!

wie willst du mit einem einfachen modell den unterschied zwischen usd und rsu gabeln ermitteln, wenn du nicht den aufbau der gabeln modellierst?

du kannst zwar als ganz einfaches modell 2 biegebalken an 2 stellen verbinden, entsprechend der überlappung, aber das wird nicht wirklich was aussagekräftiges ergeben. (vor allem über die belastung des steuerrohres)

eher: zwei rohre, die über buchsen ineinandergesteckt sind (man kann das locker statisch lösen). die einzelnen bauteile sind über kontaktbedingungen miteinander verbunden, und die (halbe) krone mit dem steuerrohr sollten auch modelliert werden.

dann die entsprechenden lagerbedingungen und kräfte anbringen (bitte nicht auf einzelne knoten, das ist nicht wirklich sinnvoll) und voila, dieses modell könnte qualitativ sehr brauchbare lösungen liefern.

mal sehn, wann mein interesse den (frei)zeitmangel übersteigt und ich mich da mal wirklich hinsetze...

aber bis dahin bin ich auf die modelle von hugepanic gespannt...

ontopic:

je nach dem, wie plötzlich einer in die eisen steigt, sind die belastungsspitzen nicht ohne.

die umgekehrte belastung ergibt sich bei der landung aus einem sprung. (besonders mit flachem lenkwinkel)

beide belastungen reichen für rahmenbrüche oder ovalisierte steuerrohre...

zu den bauweisen: egal, wie die gabel gebaut ist, die resultierende steifigkeit zusammen mit der baulänge sind relevant.

eine lange flexende gabel ist also genauso gut oder schlecht wie eine kurzes steifes teil (z.b. die beliebten starren gabeln für dirt...)

sprich: egal ob usd oder rsu, je steifer die gabel, desto eher kommen die belastungen auch am steuerrohr an. je länger die gabel, desto größer der hebel, der am steuerrohr zerrt.

schaut euch einfach mal eure gabeln an, (natürlich zusammen mit dem halben laufrad, daß zum hebel dazugehört) und dann das (verhältnissmäßig kurze) steuerrohr, mit dem die kräfte auf den rahmen übertragen werden.

und macht dann schön weiter unmotivierte endos...

so, genug kluggeschissen...

 

[soil]

ok leute, hätte nicht gedacht, daß ich da sowas lostrete.
Aber meine Frage ist eigentlich noch immer nicht wirklich beantwortet:
1. Machen USD Gabeln aufgrund ihrer Steifigkeit und an zweiter Stelle vielleicht wegen des langen Hebels meinen Rahmen kaputt?
2. Wie kommen die Hersteller auf den Trichter, den Einbau von DC-Gabeln zum Ausschlußgrund einer Garantieleistung zu machen? (ob das dann in Wirklichkeit wirklich diese Folgen hat, sei dahingestell, denn: wer will mir nachweisen, daß ich eine DC Gabel drin hatte, außer wenn ich vom Lenkereinschlag Beulen im Oberrohr habe. Aber ich wills um meines Halses willen wissen)

 

[feuersturm]

SC USD gabeln machen nicht viel mehr hebel auf als eine vom fw her vergleichbare RSU Gabel.



manche rahmen sind einfach aus dem grund nicht für dc zugelassen weil der steuerrohrbereich einfach nicht stark genug ist oder der lenkwinkel zu flach wird und somit die kraft aufs steuerrohr zu groß wird beim einfedern.

wenn der rahmen nich für dc ausgelegt ist und du trotzdem eine einbaust dann is das ein betrieb des rahmens ausserhalb der spezifikationen, also muss der hersteller keine garantieleistung mehr übernehmen...


wo is das problem das zu verstehn ?

 

[Nightmare]

Scheis$e mir fällt grad auf,ich sollte in Physik doch mehr aufpassen

 

[gbm31]

@ soil:

ich probiers mal:

usd oder rsu ist erstmal egal.

eine steife gabel belastet deinen rahmen mehr als eine softe.
(weil: die belastung wird direkt in das steuerrohr übertragen)

eine lange gabel belastet ia deinen rahmen mehr als eine kurze.
(weil: langer hebel=viel kraft + flacher winkel=langer hebel beim springen/landen)

eine dc belastet ia deinen rahmen mehr als eine sc.
(weil: meist steifer wegen dc und länger -> siehe oben)

bisherige aufteilung (bei rahmenherstellern):

dc: dh, lange fw, meist steif -> böse für rahmen

sc: cc-fr, mittlere fw, kurz und steif oder lang und weich -> nicht böse für rahmen.

leider jetzt neu dabei: sherman, z150, sehr steife long travel sc (evtl in usd) -> belastung eher richtung dc trotz sc -> böse, aber der rahmenhersteller hats noch nicht begriffen oder die richtlinien noch nicht aktualisiert.

ausnahme: sherman, 1,5" only -> angepasste rahmen, meist gleich stabil ausgelegt.

soweit klar?

frage:
war(ist) deine shiver steifer (nicht torsions!) als z.b. eine z1?

wenn ja -> mögliche ursache für den bruch.
wenn nein -> rahmen war für dich unterdimensioniert

hoffe, ich habs nicht zu kompliziert gemacht - ist schon spät, und morgen um 5.00 gehts weiter... gute nacht

 

[soil]

Ich habs kapiert, und das mit dem Hebel und steifer Gabel und so ebenfalls, Feuersturm. Offenbar hast Du meine Frage nicht richtig gelesen: Es ging darum, ob der gleiche Effekt möglicherweise auch für USD trotz SC zutrifft, weil diese ebenso steif zu sein scheinen wie DC Gabeln. Wollte nur mal eure Meinung lesen. Ich denke, das Gut-Böse Schema ist wahr!
Wenn noch jemand mit Physik und der definitiven Wahrheit kommt, bittesehr!
Ach ja, meine Shiver ist wirklich wesentlich steifer als z.B. eine Z1!