Cykelgaffel - Bicycle fork

Fjädringsgaffel på en mountainbike med skivbroms

Form av en cykelgaffel

En cykelgaffel är den del av en cykel som håller framhjulet.

En gaffel består vanligtvis av två blad som förenas högst upp av en gaffelkrona . Kronan är ofta längst fram. De flesta upphängningsgafflar har en båge som förbinder de båda sidorna av sänkarna (den del som är ansluten till axeln.) Det är ofta framför stödbenen (axeln som sänkarna glider på) men inte alltid. Ovanför kronan fäster ett styrrör gaffeln på cykeln och styret (via en spindel ) så att föraren kan styra cykeln. Gaffelns styrrör gränsar till ramen via lager som kallas ett headset monterat i huvudröret .

Längst ner på gaffeln, gaffeländar håller hjulet. Vanligtvis är antingen axeln bultad till gaffeln, eller så passerar en snabbkoppling genom en ihålig axel och klämmer fast axeln till gaffeln.

Termen gaffel används ibland också för att beskriva den del av en cykel som håller bakhjulet, som på 1800-talet vanliga eller öre-fartande cyklar också var en bladgaffel. På de flesta moderna cykeldesigner är bakhjulet nu fäst i en bakre triangel bestående av sätesröret , ett par sittstöd och ett par kedjestag , snarare än en verklig gaffel, men bakgaffelns användning kvarstår.

Mått

Gaffelns placering på en cykel

Gafflar har flera viktiga dimensioner som inkluderar: förskjutning, längd, bredd, styrrörslängd och styrrörsdiameter.

Offset

Cykelgafflar har vanligtvis en förskjutning eller rake ( inte att förväxla med en annan användning av ordet rake i motorcykelvärlden ), som placerar gaffeländarna framför styraxeln. Detta uppnås genom att böja knivarna framåt, vinkla raka knivar framåt eller genom att placera gaffeländarna framför knivarnas mittlinje. Den senare används i upphängningsgafflar som måste ha raka blad för att upphängningsmekanismen ska fungera. Böjda gaffelblad kan också ge viss stötdämpning.

Syftet med denna förskjutning är att minska ” spår ”, det avstånd som framhjulets kontaktpunkt spårar bakom den punkt där styraxeln skär varandra. För mycket spår gör att en cykel känns svår att svänga.

Road racing cykelgafflar har en förskjutning på 40-55mm. För touringcyklar och andra konstruktioner måste ramens huvudvinkel och hjulstorlek beaktas vid bestämning av offset, och det finns ett smalt utbud av acceptabla förskjutningar för att ge bra hanteringsegenskaper. Den allmänna regeln är att en slakare huvudvinkel kräver en gaffel med mer offset, och små hjul kräver mindre offset än stora hjul.

Längd

Gaffelns längd mäts vanligtvis parallellt med styrröret från botten av den nedre lagerbanan till mitten av framaxeln. En undersökning från 1996 av 13 700c gafflar hittade en maximal längd på 374,7 mm och ett minimum på 363,5 mm.

Bredd

Gaffelns bredd, även kallad avstånd, mäts kolinear med framaxelns axel mellan de två gaffeländarnas inre kanter. De flesta moderna gafflar i vuxenstorlek har 100 mm avstånd. Downhill mountainbike gafflar utformade för genomgående axlar har 110 mm avstånd.

Styrrörslängd

Styrröret är antingen dimensionerat för att bara rymma headsetlagren, i fallet med ett gängat headset, eller för att bidra till önskad styrhöjd, när det gäller ett trådlöst headset.

Styrrörets diameter

Vid dimensionering av en gaffel till en ram får gaffelstyrarens eller styrrörets diameter (1 "eller 1⅛" eller 1½ ") inte vara större än ramens och styrrörets längd bör vara större än ungefär lika med huvudrörets längd plus headsetets stapelhöjd. Adapterkit finns tillgängliga för att möjliggöra användning av en 1 "gaffel i en ram som är utformad för ett 1" styrrör eller en 1 "gaffel i en 1½" ram.

Tillverkare av avancerade cyklar, både väg och berg, har börjat använda avsmalnande styrrör. Även om det finns påstådda fördelar finns det ännu inga standarder utvecklade, där varje tillverkare följer sina egna konventioner. Detta gör reservdelar svåra att få tag på, endast tillgängliga från den ursprungliga tillverkaren.

Allmänna storleksfrågor

Bladen måste ha rätt längd för att både rymma det önskade hjulet och ha rätt mängd rivning för att ge den ungefärliga styrgeometrin som är avsedd av ramdesignern. Gaffelns funktionella längd uttrycks vanligtvis i termer av axel-till-krona-längd (AC). Axeln på hjulet måste också passa i gaffeländarna (vanligtvis antingen en 9 mm fast eller ihålig axel eller en 20 mm genomgående axel). Vissa tillverkare har infört gafflar och matchande nav med egna standarder, såsom Mavericks 24 mm-axel, Specialized 25 mm genomaxel och Cannondales Lefty-system.

Trådning

Gaffelstyrrör kan vara gängade eller gängade, beroende på headsetet som används för att fästa gaffeln på resten av cykelramen . Ett otrådt styrrör av stål kan gängas med en lämplig form vid behov. Trådhöjden är vanligtvis 24 trådar per tum förutom några gamla Raleighs som använder 26.

Suspension

Länkupphängningsgaffel på en Bridgestone

Cannondale Head Shok upphängningsgaffel

På de flesta mountainbikes innehåller gaffeln en uppsättning stötdämpare , i vilket fall knivarna vanligtvis består av övre och nedre teleskoprör och kallas "ben". Upphängningens kör- och hanteringsegenskaper varierar beroende på vilken typ av mountainbike gaffeln är avsedd för. Tillverkare tillverkar till exempel olika gafflar för längdåkning (XC), utförsåkning och freeride. Gafflar utformade för XC-racing är vanligtvis lättare, mindre robusta och har mindre fjädringsvägar än de som är konstruerade för tuffare terräng och mer extrema förhållanden.

Populära tillverkare av upphängningsgafflar inkluderar Cannondale, Fox, SR Suntour, Manitou, Marzocchi och RockShox.

Upphängningsgaffeldesign har avancerat de senaste åren med upphängningsgafflar som blir alltmer sofistikerade och mångsidiga i design. Mängden upphängningsresor har ökat över tiden. När upphängningsgafflar infördes ansågs 80–100 mm körning vara tillräcklig för en utförsåkning. Normalt används nu denna mängd resor i XC-discipliner, med nedförsbacksgafflar som nu erbjuder 150 till 200 mm körning för hantering av extrem terräng. Detta är inte gränsen för gaffelfjädring. till exempel erbjuder Marzocchi Super Monster T 300 mm (12 tum) körning.

Andra framsteg inom design inkluderar justerbar resa som gör det möjligt för förare att anpassa gaffelns resa till den specifika terrängprofilen. Vanligtvis behövs mindre upphängning för uppför eller platt terräng än för utförsåkning. Avancerade konstruktioner har också ofta möjligheten att låsa ut gaffeln för att eliminera eller drastiskt minska gaffelns rörelse för effektivare körning över släta terrängpartier. Denna låsning kan ibland aktiveras på distans med en kabel och spak på styret.

Stötdämparen består vanligtvis av två delar: en fjäder och en spjäll eller instrumentbricka . Fjädern kan implementeras med en stål- eller titanspiral, en elastomer eller till och med tryckluft. Valet av fjädermaterial har en grundläggande effekt på gaffelns egenskaper som helhet. Fjädergafflar är ofta tyngre än konstruktioner som använder tryckluftsfjädrar, men de är lättare utformade för att uppvisa ett linjärt, hookiskt svar under hela sin resa. Byte av stålspolar med titanspolar i en design kan minska konstruktionens vikt men leder till en ökad kostnad. Luftfjädrar använder gasernas termodynamiska egenskap att deras tryck ökar när de komprimeras adiabatiskt. Eftersom "fjädern" tillhandahålls av luft snarare än av en metallspole, är gafflar med luftfjädrar ofta lättare. Detta gör deras användning vanligare i XC-mönster. En annan fördel med denna typ av gaffelkonstruktion är att fjäderkonstanten kan justeras genom att justera lufttrycket. Detta gör att en gaffel kan ställas in efter en förares vikt. En nackdel med denna konstruktion är svårigheten att uppnå ett linjärt svar, eftersom trycket varierar ungefär omvänt (inte linjärt) med volymen i en gas. När gaffeln komprimeras ökar gaffelns effektiva fjäderkonstant. Att öka luftvolymen inuti fjädern kan minska denna effekt, men fjäderns volym är i slutändan begränsad, eftersom den måste hållas inom gaffelbladets dimension.

Spjället tvingar vanligtvis olja att passera genom en eller flera små öppningar eller mellanläggstaplar i upphängningsgaffeln. På vissa modeller kan fjädern, spjället eller båda justeras för ryttarens vikt, körstil, terräng eller någon kombination av dessa eller andra faktorer. De två komponenterna kan separeras med fjädermekanismen i ett blad och spjället i det andra.

Variationer

Det har varit många gaffelvariationer som har testats genom åren. Flera används fortfarande idag.

Suspension

Vissa har använt länkar för att tillhandahålla den mekaniska åtgärden istället för att förlita sig på teleskopiska element. Andra, särskilt Cannondale, använder en enda chock inbyggd i styrröret ovanför kronan. En annan anmärkningsvärd nyligen utvecklad gaffelteknik är Lauf-fjädern som använder kompositbladfjädrar för att ge mekanisk stötdämpning och dämpning, samtidigt som den ger en betydande viktminskning jämfört med konventionella konstruktioner.

Enstaka blad

Enbladig gaffel på Graeme Obree 's Old Faithful

Dursley Pedersen cykel ca 1910.

Vissa tillverkare, som Cannondale och Strida , erbjuder en gaffel med ett ben. Många av Cannondales enkla bladgafflar, kallade Lefty, är upphängningsgafflar, i antingen konventionella eller inverterade konfigurationer. Dessa gafflar använder linjära nålrullager vid åttkantiga banor för att överföra styrmomentet till hjulet, medan konventionella tvåbladiga upphängningsgafflar använder rörformiga linjära glidlager. Användning av Lefty-gaffel kräver ett speciellt Lefty-nav som fästs på gaffeländen med hjälp av en skruv som trycker navet på axeln som är fäst vid gaffeln.

Spårcyklar

Spårgafflar har traditionellt runda knivar snarare än den ovala sektionen som används på vägcyklar, delvis för att en rund sektion är styvare under sidokrafterna på grund av frekvent sprintning men främst på grund av att racerdäck alltid är smala och inte kräver ytterligare utrymme av ovala blad. Runda blad kräver en speciell gaffelkrona med matchande runda hylsor. Spårgafflar får inte borras för en frambroms om cykeln endast är avsedd att användas på en velodrom. Avståndet mellan däcket och gaffelkronans undersida är ofta mindre än 5 mm.

Fäst på ramen

Inte alla gafflar styr på lager som är installerade i ett huvudrör. Gafflarna på cyklarna Stridas och Pedersen svänger runt en axel utanför gaffeln, uppburen vid två olika punkter på ramen. En ny trend inom triathloncyklar liknar, kallad bajonett eller extern styrgaffel, men svänglagren är längst upp och längst ner på något som fortfarande liknar ett huvudrör.

Material

Gafflar har tillverkats av stål , aluminium , kolfiber , titan , magnesium och olika kombinationer. Till exempel kan en gaffel ha kolfiberblad med en aluminiumkrona, styrrör eller gaffeländar.

I styva gafflar kan gaffelns material, form, vikt och design märkbart påverka cykelns känsla och hantering. Kolfibergafflar är populära i vägcyklar eftersom de är lätta och också för att de kan utformas för att minska och absorbera vibrationer från vägytan.

Det har också funnits exempel på trägafflar. Dessa har dock inte varit vanliga under den moderna eran.

Fästpunkter

Gafflar kan ha fästpunkter för bromsar, ställningar och skärmar. Dessa kan placeras i kronan, längs knivarna och nära gaffeländarna. Dessa är ofta hål, gängade eller inte, och kan placeras på flikar som sticker ut.