Gabel aufbiegen - ja oder nein oder wie?

[Mertom]

Prost !

Wenn Du eine Nabe nur unter Aufspreizen in die Gabel schieben kannst, dann brauchst Du zum Ein- und Ausbau immer eine dritte Hand. Das ist ein Fall, der Dich irgendwann unglaublich nervt.

Heisst das jetzt darüber sollte ich mir mehr Sorgen machen als um das Material, wenn ich bei der geringen Erweiterung keine permanente Verformung durchführe? --- Wenn ich stattdessen keine neue Gabel brauche, verbunden mit anderen Nachteilen und keine Angst habe dass die vorhandene überlastet wird, wäre das gerne in Kauf zu nehmen. Ich habe nicht vor, danach das Vorderrad öfter als unbedingt nötig aus- und einzubauen und ein passendes Stück Holz zwischen die Speichen um die Gabel auseinanderzudrücken wäre eine einfache Lösung. 4 abgeschrägte Scheiben und 2 Drehmomentstützen zur Entlastung der Enden kämen auf jeden Fall dazu.

Leider habe ich nichts dazu finden können was das von Dahon so genannte "Puro U7 Auminum" -Material der Gabel ist (die von dir genannte Knetlegierung oder nicht). Der Rahmen ist aus Alu 7005.

@pibach : Ich hoffe dein Freund mit dem Umbau der sich wahrscheinlich keine solche Gedanken gemacht hat ist weiterhin sicher und mit heiler Gabel unterwegs. Weisst Du ob er sie permanent auf die Weite gedehnt hat oder nur auf Spannung? Vielleicht frag ich dann mal nächstes Jahr ob noch alles dran ist und mach es in dem Fall einfach auch

[EmilEmil]

Hallo Mertom,
ich hab nochmal das Bild aus dem Pedelecforum angeschaut ; Das ist ein glatter Gewaltbruch. (Sieht man an der grobkörnigen Struktur der Bruchfläche). Mein Tipp, da hat sich sich der Betreffende keine Gedanken um die Drehmomentabstützung gemacht. Ich meine sogar, der Betreffende hat ohne eine solche Stütze gearbeitet.
Selbst für eine Baumarkt-Gabel scheint mir der Bruch ungewöhnlich.
Die Dahon Puro U7 Gabel ist mit hoher Warscheinlichkeit aus Al 6061 oder Al 7005 gefertigt, da dieses wegen der Festigkeit, Bruchdehnung und Schweißbarkeit die üblichen Verdächtigen des Rahmenbaus sind. (Die Gabel wird an die Gabelkrone geschweißt). Dahon verbaut diesen Typ von Gabel an verschiedenen Modellen ; erfreulich ist, daß sie auch an einem Cadenza mit mechanischer Scheibenbremse zu finden ist. Scheibenbremsen belasten die (normalerweise) linke Gabelscheide besonders stark (Reaktionskräfte,Torsionsmomente, Biegemomente); von daher kann man annehmen, daß diese Gabel ordentlich gemacht ist. Bei ähnlicher Auslegung dürfte die kürzere Gabel noch bessere Festigkeits- und Steifigkeits-Werte besitzen).
Stoßartige Drehmomentabgabe eines Elektromotors, der das vordere Ausfallende belastet, ist von der gleichen Größenordnung wie eine Notbremsung (beides durch den Reibschluß des vorderen Reifens begrenzt). Ob Du jetzt die Ausfaller aufbiegst und gerade richtest oder elastisch aufweitest , ist für die Belastungen im Querschnitt des Ausfallendes unerheblich. Wenn der Querschnitt zB für die Scherkräfte zu schwach ist, dann ist er es , ob Du nun aufgebogen hast oder nicht (Querschnitt bleibt gleich!).
Bei meinem Folding*Star sind die Ausfaller 4 mm dick; da dürftest Du bestimmt 7 mm haben. Und das bei etwa gleicher oder leicht besserer Fließgrenze des Aluminiums gegenüber St 37 . Außer Speichenbruch ist mir bis jetzt noch nichts passiert. (Auch wenn das fast vorherzusehen war, und ich nicht der Schuldige war, hat es mich gewaltig gewurmt !)

MfG EmilEmil

[Pibach]

Stoßartige Drehmomentabgabe eines Elektromotors, der das vordere Ausfallende belastet, ist von der gleichen Größenordnung wie eine Notbremsung (beides durch den Reibschluß des vorderen Reifens begrenzt).

Nene, das ist begrenz durch die Leistung des Motors und ist ein bis zwei Größenordnung geringer. Also so eine Abstützung wie bei einer Rücktrittnabe ist nicht nötig.

@Metronom: Frank hat den Motor einfach "reingeschoben", ohne großartiges Aufbiegen oder sonstwelche (behindernden) Gedanken

[Mertom]

[...] von daher kann man annehmen, daß diese Gabel ordentlich gemacht ist. Bei ähnlicher Auslöegung dürfte die kürzere Gabel noch bessere Festigkeits- und Steifigkeits-Werte besitzen). [...] Bei meinem Folding*Star sind die Ausfaller 4 mm dick; da dürftest Du bestimmt 7 mm haben. Und das bei etwa gleicher oder leicht besserer Fließgrenze des Aluminiums gegenüber St 37 .

Grad gemessen, Du hast Recht, es sind 7mm. Na das klngt doch alles nach einer zumindest indirekten fachmännischen Billigung meines Vorhabens -- das natürlich immer noch auf meine eigene Kappe geht.

Zum Drehmoment, es wird schon so sein das die Kräfte von einer Scheibenbremse die meinetwegen in 1,5 s von 30 auf 0 bremst die gleichen sind, die ein Motor hätte der auch in 1,5 s von 0 auf 30 beschleunigt -- da müsste man sich schon sehr gut festhalten. Allerdings in die andere Richtung wirkend und evtl gibt der Motor die Leistung nicht so gleichmässig ab sondern in kurzen schnellen Impulsen die dann nur im Durchschnitt die Motorleistung ergeben.

[Mertom]

Ein anderes Bedenken beim Aufbiegen war ja noch die Belastbarkeit der Schweissstelle zwischen den Gabelrohren. Aber ich denke dass dort die reine Gewichtsbelastung und Stösse durch Unebenheiten etwa in die gleiche Richtung belasten wie die Scherkräfte durch das Auseinanderbiegen und daher beim moderaten Auseinanderbiegen keine untypische Beanspruchung besteht.

[Pibach]

Zum Drehmoment, es wird schon so sein das die Kräfte von einer Scheibenbremse die meinetwegen in 1,5 s von 30 auf 0 bremst die gleichen sind, die ein Motor hätte der auch in 1,5 s von 0 auf 30 beschleunigt -- da müsste man sich schon sehr gut festhalten. Allerdings in die andere Richtung wirkend und evtl gibt der Motor die Leistung nicht so gleichmässig ab sondern in kurzen schnellen Impulsen die dann nur im Durchschnitt die Motorleistung ergeben.

Motor hat VIEL weniger Kraft als so eine Bremse.
Der ruckelt auch nicht. Sondern der Pedalsensor schaltet an/aus.

[EmilEmil]

Zum Drehmoment, es wird schon so sein das die Kräfte von einer Scheibenbremse die meinetwegen in 1,5 s von 30 auf 0 bremst die gleichen sind, die ein Motor hätte der auch in 1,5 s von 0 auf 30 beschleunigt -- da müsste man sich schon sehr gut festhalten. Allerdings in die andere Richtung wirkend und evtl gibt der Motor die Leistung nicht so gleichmässig ab sondern in kurzen schnellen Impulsen die dann nur im Durchschnitt die Motorleistung ergeben.

Motor hat VIEL weniger Kraft als so eine Bremse.
Der ruckelt auch nicht. Sondern der Pedalsensor schaltet an/aus.

Ob der Pedalsensor An/Aus schaltet oder ruckelt, da seh ich keinen so großen Unterschied. Für die Belastung gilt folgender Hinweis : Die Belastung bei einem Notbremsvorgang gehört in die Kategorie Kurzzeitfestigkeit (anschaulicher als Gewaltbruch einzuordnen; zirca Lastpielzahl < 5x 1000 !), es ist richtig, daß ein E-Motor im Betrieb weniger Belastung erzeugt als ein einzelner Bremsvorgang. Aber er tut es dauerhafter und für Aluminium gilt für die Dauerfestigkeit (Technische Dauerfestigkeit !) bei Lastspielzahlen bei 10 hoch 7 eine verminderte Wechsel-Festigkeit von ca 20 % bis 40% für Zug-Druck,Biegung und Torsion bezogen auf die Bruchspannung des ein-achsigen Zugversuchs ! Man tut gut daran, nicht von überoptimistisch geringen Belastungen auszugehen.
Und das gilt auch für die Schweißnähte der Unicrown-Gabel. Diese werden bei normalem Fahrbetrieb primär auf Torsion belastet (Vorderadachse schwingt vor und zurück) und bilden in der umlaufenden Naht Schubspannungen. Beim seitlichen Aufbiegen greifen in der Schweißnaht Biegemomente an, die sich in der oberen Nahthälfte als Druckspannung und in der unteren als Zugspannung darstellen (Quer zu den Schubspannungen) . Diese Belastungen lassen sich sehr einfach vermeiden ,indem man durch entsprechende Einspannung eine Umformung in dieser Gegend verhindert. Das "einfache" Verhindern ist natürlich mit etwas Gehirnschmalz und zeitlichem Aufwand verbunden.
Aber ich hatte ja schon daraufhingewiesen. Also Gabel so einspannen, daß die Umformung nicht die Gabelkrone betrifft. Denn Schweißnaht heißt auch immer Schwächung durch Kerbwirkung (wegen Einbrand) und durch Versprödung (Schweißwärme) ; die Versprödung sollte hier durch die Wärmebehandlung (T6 ?) weitgehend zurückgeführt sein .
Zum Schluß : Man muß schon darauf achten, daß die Reaktionsmomente ordentlich aufgenommen werden. Was ich gestern im Baumarkt sah, kann ich nur als Alibi-Blech bezeichnen. Nun habe ich vorhandene Reaktions-Nasenscheiben von i-Motion9 Getriebenabe bezüglich der Wanddicke mal nachgemessen : 3,0 mm .
Daran kann man sich orientieren !

Mfg EmilEmil

[Mertom]

[...]
Und das gilt auch für die Schweißnähte der Unicrown-Gabel. Diese werden bei normalem Fahrbetrieb primär auf Torsion belastet (Vorderadachse schwingt vor und zurück) und bilden in der umlaufenden Naht Schubspannungen. Beim seitlichen Aufbiegen greifen in der Schweißnaht Biegemomente an, die sich in der oberen Nahthälfte als Druckspannung und in der unteren als Zugspannung darstellen (Quer zu den Schubspannungen) .[...]

Wodurch sollte die Gabel parallel zur Fahrtrichtung belastet werden und vor- und zurückschwingen? Doch nur wenn ich gegen eine Wand fahre und nicht im normalen Fahrbetrieb. Vielmehr hat die Gabel durch das Gewicht von Fahrrad, Fahrer und Gepäck eine ständige senkrechte Belastung, dazu kommen bei Bodenunebenheiten, Bordsteinkanten usw. harte Schläge von einem vielfachen dieser Kraft in dieselbe Richtung. Und das wird die Schweissnaht ganz ähnlich "in der oberen Nahthälfte als Druckspannung und in der unteren als Zugspannung" abbekommen. Kräfte in Fahrtrichtung wo das Rad aufliegt bewirken nur eine Änderung der Drehgeschwindigkeit des Rades und kommen nicht an der Gabel an.

[coral741]

Wodurch sollte die Gabel parallel zur Fahrtrichtung belastet werden und vor- und zurückschwingen? Doch nur wenn ich gegen eine Wand fahre und nicht im normalen Fahrbetrieb.

Noch nie in ein Schlagloch oder bspw. über Kopfsteinpflaster gefahren?

Grüße
Rainer

[Mertom]

Doch klar - und dann gibt es Stösse die eben zum allergrössten Teil auf- und abgehen. Federgabeln die Stösse parallel zur Fahrtrichtung auffangen haben sich soweit mir bekannt ist nie durchgesetzt