Der von mir beschriebene Test soll nur das Problem prinzipieller Art verdeutlichen.
Tatsache ist, das sich die gleiche Federgabel eingebaut in einen normales MTB (ohne E Motor)problemlos verhält.
Sobald man diese Gabel in ein EMTB einbaut ,fängt das Ausfallende an beim Bremsen stark zu schwingen.
Wer das nicht glaubt, kann selber auf einer Gefällstrecke mit einer Stotterbremsung ganz ohne Voodoo und dergleichen den Unterschied selber überprüfen.
Der ganze Vorgang geht einher mit einem deutlich hörbaren klappernden Geräusch der Führungsbuchsen. (und mit einem starken Verschleiß von den Führungsbuchsen)
Dieses Phänomen ist nicht nur mir alleine aufgefallen, sondern beschäftigt viel Konstrukteure in der Branche.
Mit dem Gewichtsunterschied des Gesamtsystems ist das nicht zu erklären. (Fahrer+ Bike)
Wohl aber mit dem Gewichtsunterschied des Bikes allein.
Praxisbeispiel: Allmountainbike 160mm Federweg
14kg Gewicht. Allmountain EMTB 160 Federweg
23kg .
Der Gewichtsunterschied von einem normalen MTB zu einem EMTB beträgt somit über
60%.
Die Masse des Fahrers ist nicht starr, sondern federnd mit dem Bike verbunden. Natürlich kann man das nur mithife einer Mehrkörper-Simulation exakt erfassen.
Die Gummimatte in dem improvisierten Praxistest soll kein exakten Wert liefern, sondern rein qualitativ den 60% Gewichtsunterschied und den damit verbundenen verminderten Impulseintrag eines leichteren Rahmens gegenüber einem schweren EMTB Rahmen simulieren .(in Übereinstimmung mit der zuvor gemachten realen Beobachtung)
Das jetzt die ersten Gabelhersteller die Wandstärken ihrer EMTB Gabeln im Bereich des Steuerrohres massiv erhöhen zeigt, das offensichtlich auf das Schwingungs- und Steifigkeitsproblem reagiert wird.
@Michi wir dürfen ruhig unterschiedlicher Meinung sein.
Doch die Physik ist unbestechlich.
Damit ein Bauteil optimal leicht, steif und und betriebssicher ist, muss man möglichst jeden Steifigkeitssprung und Wandstärkensprung vermeiden.
Bei der Gabel herrschen oberhalb und unterhalb des Gabelschaftrohres in etwas die gleiche Biegebelastung beim Bremsen.
Die Fläche des tragenden Querschitts und die Wandstärke sollte idealerweise oberhalb und unterhalb des Steuerlagers gleich sein.
- Bei einer Gabel mit einem 34mm Standrohren und einem 1,5Zoll Schaftrohr (40mm Durchmesser) ergibt sich aber ein Fächenquerschnitt-Differenz von 69%!
- Bei einer Gabel mit 36mm Standrohren ist der Flächenquerschnitt- Differenz der beiden Standrohre zum Schaftrohr immer noch gewaltige 61%.
Lösungsvorschlag:
Mit einem 2" Schaftrohr (50mm Durchmesser) ergibt sich bei einer 34er Gabel ein Flächenunterschied von nur noch
8% und bei einer 36er Gabel von
4%.
Da das Flächenträgheitsmoment von entscheidender Bedeutung bei der Berechnung der Biegesteifigkeit (Biegesteifigkeit Bremslast), sollten idealerweise die Fläche oberhalb und unterhalb der Lagerung des Biegebalkens (Steuerlager ) gleich sein.
Die Flächen der beiden Standrohre können einfach addiert werden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Flächenträgheitsmoment
https://de.wikipedia.org/wiki/Steinerscher_Satz
Zum Gewicht : Bisher wiegt ein klassisches Schaftrohr im CAD mit 200mm Länge (E Bikeoptimized)= 193Gramm
Das neue 2"-1-1/8 Schaftrohr wiegt theoretisch 168Gramm.
Ein 50er Steuerlager wiegt 52 Gramm (61810 Baureihe)
Ein 40er Steuerlager wiegt 32 Gramm
Ein Gewichtsnachteil sehe ich für die neue Abmessung folglich nicht.
Ein optimaler Leichtbau reagiert auf eine Biegespannung als erstes mit einer Querschnitterhöhung (Erhöhung des Flächenträgheitsmomentes) und nicht mit einer Wandstärkenerhöhung.
Angesichts das momentan ein 1,5 Zoll Steuerlager schnell verschleißt (unterdimensioniert) und das aktuelle EMTB Schaftrohr von eine Wandstärke über 6 mm (!) aufweist ist eine neues Schaftrohrmaß mehr wie gerechtfertigt. Ein EMTB Schaftrohr könnte nach meinem Vorschlag unten 2" aufweisen(50mm) und oben wo weniger Biegebelastung herrscht 1,5" (40mm/ Alternativ: 1/1/8).
Fazit:
Fox hat jetzt erst einmal löblicher weise die Steifigkeit der Gabel erhöht, in dem sie die Wandstärke vom Schaftrohr massiv aufgedickt haben und zusätzlich die Standrohre verstärkt. Das haben sie sicherlich nicht gemacht um die Endverbraucher zu ärgern und eine schwerere Gabel abzuliefern, es war schlicht folgerichtige Notwendigkeit. Der Steuerrohrknoten und Rahmen wird unzweifelhaft durch die steifere Gabel stärker belastet. Aber es nützt ja nichts den schwarzen Peter nur hin und her zu schieben nach dem Motto: "Ich baue nur schwingungsanfällige Gabeln in meinen Rahmen die dem Rahmen auf dem Prüfstand nicht schaden". Beide Baugruppen müssen aufeinander abgestimmt sein und in der Praxis funktionieren. Ob eine zu wenig steife und flatternde Gabel den Rahmen und sich selber in der Praxis wirklich schont, wage ich allerdings stark zu bezweifeln.
