Indhold:
1.0 Forgafler med affjedring.
2.0 Forgaflens anatomi.
3.0
Fjederforgaflens udvikling.
4.0 På arbejde med fjederforgaflen.
5.0 De
forskellige typer fjederforgafler.
6.0 Service g anvendelse.
7.0 De kendte
fjederforgaffel mærker.
1.0  Forgafler med
affjedring
Affjedring på mountainbiken giver mange fordele og er kommet
for at blive. Affjedring komplicerer dog cyklen og det vrimler med nye ord og
begreber, som cyklisten skal prøve at forstå. I det efterfølgende vil vi
forsøge at afmystificere begreber som sag, rebound og
progressivitet (der i denne sammenhæng ikke har noget med holdninger at
gøre) og hermed gøre det muligt for dig at følge med, når nørderne slynger om
sig med disse og andre ukendte begreber. Der vil i vid udstrækning, så vidt
muligt, blive benyttet danske betegnelser. Den engelske betegnelse nævnes første
gang et nyt emne omtales.
Du kan læse om fjedergaflens anatomi og når du
herefter kender de vigtigste ord og begreber gennemgår vi fjedergaflens
udvikling. Fra starten, hvor pionererne ombyggede motorcyklernes forgafler, til
de senere og mangeartede forgafler.
Hvis du vide mere og komme helt til bunds, kan du komme med
på arbejde hos forgaflen. Vi bevæger os ind i gaflen og udreder den væsentligste
fysik.
Hvis du overvejer at skifte til fjederforgaffel kan du med fordel
læse denne artikel først. Vi har samlet alt det vigtige med anbefalinger af
gafler til forskellige formål i overskuelige tabeller.
2.0 Forgaflens anatomi
Den mest almindelige forgaffeltype er teleskopforgaflen, en
konstruktion, der stammer fra motorcyklerne.
Teleskopforgaflen består typisk
af følgende dele:
2.1 Udvendige gaffelben
(slider tube) er forgaflens bevægelige ben. Forbindelsen mellem de ud og
indvendige ben består af en bøsning, der sikrer en slørfri bevægelse. En pakning
forhindrer at vand og skidt finder vej ind i forgaflen. Inde i de udvendige
gaffelben finder vi fjederelementet og en eventuel dæmperenhed. De udvendige
gaffelben er fremstillet af aluminium, magnesium eller kulfiber.
2.2
Bremsebøjlen (fork brace/brake booster) forbinder de to udvendige gaffel ben
og er med til at sikre at forgaflen bliver tilstrækkelig stiv ved kurvekørsel.
Den er også med til at sikre at de udvendige ben bevæger sig parallelt op og
ned og derved undgår en uensartet påvirkning af de to gaffelben. En uens
påvirkning af gaffelbenene øger nemlig risikoen for slid på bøsninger, hvilket
giver slør i forgaflen. Bremsebøjlen er fremstillet af aluminium eller kulfiber.
På nyere forgafler er bremsebøjlen og de udvendige gaffel ben ofte støbt i en
enhed (one piece casting).
2.3 Styrstammen. Også kaldet stilken
(steerer tube eller stem) danner via styrfitting forbindelse til stellet. Den er
typisk fremstillet i aluminium, på billigere forgafler i stål.
2.4
Gaffelkronen/gaffelbroen (crown)
Er fastgjort i bunden af styrstammen og
danner forbindelsen mellem denne og de indvendige gaffelben. Materialet er
aluminium, som regel støbt, men kan også være fræset ud af en klods. Samlingerne
mellem styrstamme og gaffelben og gaffelkrone er som regel limet, hvilket giver
solide og billige samlinger, men den kan også være udført med bolte. Anvendelsen
af bolte er en tungere og dyrere løsning, men har den fordel at de enkelte dele
kan udskiftes.
2.5 De indvendige gaffelben (stanchion tube)
Er
første led i teleskopet og medvirker til at styre fjederen. De indvendige
gaffelben er fremstillet af aluminium, stål eller kulfiber. De kan være belagt
med hård forkromning, teflon eller keramik, hvilket sikrer minimal friktion
mellem gaffelben og pakning. På en del forgafler er de indvendige gaffelben
beskyttet af en udvendig gummibælg.
Fjederelementet.
Fjederen er hjertet i forgaflen. Ingen fjeder, ingen
bevægelse. Fjederen kan være en spiralfjeder fremstillet af stål eller titanium.
Det kan også være en nylonblok, en såkaldt elastomer, eller man kan endelig
anvende luft som fjederelement.
De tre typer har hver deres
fordele og ulemper. Det ser vi på senere.
3.0
Fjederforgaflens udvikling.
De første forgafler til
cykler var designet af folk med rødder indenfor motocross. Man tog teknikken
herfra og tilpassede størrelsen. Fjederelementet i de første gafler var luft.
Luftens største fordel er den lave vægt. En anden stor fordel er den simple
konstruktion – det eneste der skal til for at ændre på fjederens egenskaber er
en cykelpumpe. Ved at hæve eller sænke trykket i gaflen ændres den kraft, der
skal til for at presse fjederen sammen. Sidst men ikke mindst, har luften
progressive egenskaber. Det gennemgås senere sammen med fordele og
ulemper ved luft som fjederelement
Typisk kurve for en
luftfjeder
Som det ses skal der en ret stor kraft til at sætte fjederen
igang. Dette skyldes at pakninger binder om de indvendige gaffelben. Når dette
er overvundet følger den liniære og aktive del af kurven, der afsluttes med en
progressiv del.
Årsagen til at
forgafler med luftfjedre forsvandt, var problemet med at få luften til at blive
i forgaflen. Det kræver gode pakninger, der ofte klemmer så hårdt om de
indvendige ben at det går ud over fjederevnen – det fænomen at der skal en ret
stor kraft til at sætte bevægelsen i gang, ikke pga fjederen men fordi at
pakningerne hænger fast i de indvendige ben. Der findes ikke noget dansk ord for
dette, men på engelsk hedder det stiction.
De nye Rock Shox SID gafler
gafler har løst det problem ved hjælp af en ekstra luftfjeder der hjælper med at
sætte bevægelsen i gang, hvilket giver en meget aktiv
gaffel.
Elastomere
Næste skridt i udviklingen var elastomere,
en art nylonfjeder. Meget anvendt indenfor industrien. De væsentligste fordele
er en lav vægt og pris. Ulemperne er dog store: de kræver en del vedligeholdelse
for at fungere optimalt. De virker ikke, når det bliver koldt, de kræver en
forholdsvis stor påvirkning før de begynder at fjedre, og så kan de let falde
sammen.
Typisk kurve for en elastomer. Et
aktivt liniært forløb afløses af en progressiv del.
For
at afhjælpe nogle af ovenstående gener gik man over til MCU’er (Micro Cellulare
Elatomere), som er elastomere, som indeholder en masse små luftbobler. Alt efter
materiale og mængden af luft er MCU’erne mere eller mindre progressive. Birdy
foldecyklen benytter et sådant element i sin bagaffjedring.
MCU’erne er ikke så følsomme
overfor kulde, og de falder ikke sammen som almindelige elastomere. Desuden har
de en vis egendæmpende effekt, der er med til at kontrollere
fjedringen.
Spiralfjedre
For at undgå de gener, der
følger med elastomere, er det mest udbredte fjederelemet i dag en spiralfjeder,
som oftest fremstillet af stål, mens vægtfanatikerne kan udskifte dem
titaniumsfjedre.
Typisk kurve for spiralfjeder. Et
aktivt liniært forløb uden progressiv afslutning
En
spiralfjeder kan skræddersys til den enkelte forgaffel. Ved at ændre på trådens
tykkelse og antallet af vindinger, kan man ændre på fjederens karakteristik: den
kan gøres progressiv eller liniær. Er fjederen liniær, vil den være tilbøjelig
til at slå i bund, hvorfor denne type oftest kombineres med en elastomere. Andre
fordele er at spiralfjederen ikke er følsom over for lave temperaturer eller
dårlig vedligeholdelse. Ulemperne er høj vægt og en manglende egendæmpning, der
betyder, at der altid er en dæmper i forbindelse med
fjederen.
Fjederens
karakteristik
En fjeder kan være lineært eller
progressivt virkende. Dette er et udtryk for forholdet mellem den kraft, der
påvirker fjederen, og den resulterende vandring.
Ved en lineær fjeder vil
vandringen altid være den samme ved samme vægtpåvirkning: hvis f.eks 5 kg
trykker fjederen 5 mm vil 10 kg trykke den 10 mm og så fremdeles
En
progressiv fjeder vil kræve en voksende kraft for at opnå den samme vandring:
f.eks kræver de første 5 mm vandring en kraft på 10 kg, de næste 5 mm kræver 12
kg og så fremdeles.
En ideelle fjeder er konstrueret så den er liniær i den
første og aktive del af vandringen og progressiv i den sidste del af vandringen
for at forhindre, at gaflen slår i bund.
4.0 På arbejde
med fjederforgaflen
Når en fjeder har fået en
påvirkning, der trykker den sammen, vil den, når påvirkningen ophører, rette sig
ud til udgangspunktet og forbi dette og derefter stå og svinge omkring
udgangspunktet, til den falder til ro. Hvis den næste påvirkning kommer inden
fjederen er faldet til ro, vil svingningerne i fjederen stige, og til sidst vil
man miste kontrollen over cyklen. Du kender sikkert fænomenet fra en bil hvor
karroseriet skal falde til ro efter to dyk ved påvirkning af støddæmperen.
En udæmpet fjeder vil svinge langt
tid efter at den ramte forhindringen. dette kan betyde at man mister kontrollen
over cyklen.
Elastomere har en egen dæmpende
virkning, der kan holde dette fænomen i skak : andre dæmpende faktorer kan være
friktionen mellem bøsninger/pakninger og de indvendige gaffelben. På forgafler
med luft- eller spiralfjedre er dette dog ikke nok til at kontrollere
fjederbevægelsen, hvorfor disse er forsynet med en støddæmper.
Principielt foregår dæmpningen
ved at omdanne bevægelsesenergi i forgaflen til varmeenergi. Dette sker ved
hjælp af olie eller luft, men det kan også være en form for friktionsdæmper.
I forbindelse med dæmperens
bevægelse taler man om kompressions- eller returvandring. Kompressionen er, når
forgaflen trykkes sammen, og returvandringen (rebound) er bevægelsen tilbage
til udgangspunktet.
En dæmpet
fjeder vil hurtigt falde til ro og være klar til næste
forhindring
5.0 De
forskellige typer fjedergafler
|
|
Vigtigste
fordele
|
Vigtigste
ulemper
|
Anbefalet
anvendelse
|
|
Oliedæmperen
|
Mange
indstillingsmuligheder
|
Kompliceret
Kræver en del
vedligeholdelse
|
Crosscountry/race
|
|
Luftdæmperen
|
Stort variationsområde
|
Løbende
vedligeholdelse, utæthed
|
Crosscountry/race
|
|
Upside-down
|
God
vægtfordeling
Reagerer godt
på små ujævnheder
|
Kompliceret
|
freeride
|
|
Fjederdæmperen
|
Simpel
Pålidelidelig
Vedligeholdesesfri
|
Reagerer ikke
på små bevægelser, er
|
Freeride og
downhill
|
5.1
Oliedæmperen
eller den hydrauliske
støddæmper – anvender olie til at kontrollere fjederbevægelsen. Dæmpningen sker
når et stempel bevæger sig op og ned i et olie bad. For at væsken kan bevæge
sig fra den ene side af stemplet til den anden, er stemplet forsynet med et
antal huller eller porte. Størrelsen af disse porte er bestemmende for hvor
kraftig dæmpningen er: store porte giver en hurtig gennemstrømningshastighed og
en lille dæmpning, mens små porte giver en lav gennemstrømningshastighed og
dermed en kraftig dæmpning.
Da man ikke ønsker samme
dæmpning i kompressions og returbevægelsen, er der separate porte for de to
bevægelsesretninger. For at hindre at olie løber gennem de forkerte porte, er
disse forsynet med en ventil, der kun tillader gennemstrømning i en retning.
Ventilen er ofte udført som en plade, der ligger over porten, holdt på plads af
en fjeder.
Den hydrauliske støddæmper er
ofte udført som en lukket patron, der ikke kan repareres, men er en brug og smid
væk genstand.
De fleste forgafler med
hydrauliske støddæmpere har en ekstern mulighed for at justere dæmpningen i
returbevægelsen. Returdæmpningen skal forhindre at forgaflen retter sig ud for
hurtigt, så hjulet springer, og man mister kontrollen. For kraftig dæmpning
betyder, at forgaflen ikke når at rette sig ud inden næste forhindring. Den
rigtige indstilling er et spørgsmål om kørestil og terrænets beskaffenhed. En
anden forholdvis enkel metode at justere dæmpningen i både kompressions og
returbevægelsen er at skifte olien til en med en anden viskositet: jo tynde olie
des mindre dæmpning og omvendt jo tykkere jo mere dæmpning.
Har du mod på det, findes der
uanede muligheder for at tune dæmpningen. Portene kan bores op eller limes til,
ventilerne kan ændres med andre fjedre eller skiver, samt antallet af disse og
deres størrelse. Der findes flere firmaer i f.eks Tyskland som har
specialiseret sig i at kunne levere tuningskit til de mest gængse
fjederforgafler. Den hydrauliske støddæmper er den mest anvendte type i de
forgafler, der er på markedet i dag.

Anordningen til venstre vil være helt “død” fordi
stemplet ikke kan bevæges. Heller ikke støddæmperen i midten fungerer, fordi den
er fyldt helt op med olie. Længst til højre ses en teleskopdæmper i sin
simpleste udførelse.
5.2 Luftdæmperen
I grove træk ligner luftdæmperen den
hydrauliske: blot anvender man luft i stedet for olie. Dette kan ske efter to
principper, hvoraf den ene fungerer som den hydrauliske, ved at luften passerer
porte i et stempel eller en ventil. Det andet princip er meget simpelt, idet
luften under kompressionen presses ud af forgaflen gennem en ventil. Under
returbevægelsen suges der frisk luft ind i forgaflen gennem en anden ventil.
Luftdæmpningen er ikke særlig
udbredt men enkelte mærker har brugt (RST) eller bruger denne form for dæmpning.
Look Forrnales er et andet nyere eksempel af slagsen.
Når det indvendige gaffelben bevæges ned, presses olien
gennem stempelstangen og gennem stemplet. Dette bremser bevægelsen og hindrer
ukontrollerede svingninger.
5.3
Upside-down
En særlig type
teleskopgaffel er upside-down modellen. Som navnet antyder, står den på hovedet,
forstået på den måde, at de udvendige og indvendige ben har byttet plads.
Fordelen ligger i den lavere uaffjedrede vægt. Groft sagt kan cyklen deles op i
den affjedrede og uaffjedrede vægt. Den affjedrede vægt er den del af cyklen,
der hviler på fjederen: de indvendige gaffelben, gaffelkronen, styrstammen,
styrfitting osv. Den uaffjedrede vægt er den del af cyklen, som fjederen hviler
på: de udvendige gaffelben, bremser og hjul. En lav uaffjedret vægt betyder, at
forgaflen reagerer på mindre ujævnheder end ved høj uaffjedret vægt – altså en
mere aktiv affjedring. Det er også en vanskeligere konstruktion, hvorfor den er
ret sjælden. Et eksempel på det nyeste tiltag er Cannondales Lefty med kun et
gaffelben.
5.4
Parallogramforgaflen
Teleskopforgaflen er den mest
udbredte forgaffel på markedet i dag, men der findes andre spændende
alternativer. Teleskobforgaflens største fordel er dens simple opbygning med få
bevægelige dele. Ulempen er at cyklens køre egenskaber ændres under gaflens
bevægelser. Når forgaflen trykkes sammen bliver akselafstanden mindre og
kronrørets vinkel ændres. Dette mærkes især ved opbremsning og på forgafler med
lang vandring.
Disse problemer kan man stort
set designe sig ud af ved at benytte parallogramprincippet.
Alt efter længden af svingarmene
og placeringen af deres omdrejningspunkt kan vandringen styres, så aksel
afstanden holdes omtrent uændret og ved opbremsning undgår man cyklens dykkende
bevægelse. Der er også andre fordele parallogram forgaflen er ofte stivere end
teleskobforgaflen (Cannondale Head Shok undtaget) hvilket giver en mere præcis
styring. Desuden kan man klare sig med kun en fjeder og støddæmper, hvilket har
betydning for vægten. Ulempen er de mange bevægelige dele der kræver en del
vedligeholdelse.
De mest kendte mærker er AMP som
i mange år har været blandt de letteste forgafler på markedet. Desværre har de
indstillet produktionen af disse gafler. Noleen er et andet eksempel. En anden
nyere og ikke særlig udbredt konstruktion er Look Founales som vi i øjeblikket
tester og vender tilbage med en udførlig rapport om.
6.0 Anvendelse og service
Justering af
fjederen
I forbindelse med justering af
fjederen er der nogle begreber, vi skal have fat i: forspændingen og den
negative vandring.
Forspændingen (preload) og den
negative vandring (sag) er to begreber, der er afhængige af hinanden, forstået
på den måde, at forspændingen er bestemmende for, hvor stor den negative
vandring er. Den negative vandring er det stykke forgaflen synker sammen, når
man sætter sig op på cyklen – den skal typisk være 20-30 % af den totale
vandring. Den negative vandring justeres ved at ændre på forspændingen: jo
større forspænding des mindre negativ vandring og omvendt. Forspændingen
justeres som oftest ved at dreje på en knap øverst på det indvendige ben,
hvorved fjederen presses sammen eller løsnes. Ved luftfjedre ændrer man trykket.
En stor negativ vandring giver en aktiv forgaffel, en lille en stivere
affjedring.
Den negative vandring bruges,
når der køres over et hul: uden negativ vandring ville man banke lige ned i
hullet og måske slå forgaflen i bund. Den negative vandring vil rette forgaflen
ud og dermed give lidt ekstra vandring, og den forhindrer også forgaflen i at
toppe ud (det modsatte af at slå i bund)
Når du vælger fjederforgaffel
bør du overveje, hvor meget du kan og vil bruge af tid og ressourcer på at
vedligeholde din gaffel. For altid at fungere optimalt er der for nogle
gaffeltyper krav om jævnlige serviceeftersyn. I tabellen herunder
| |
kræver minimal service. |
jævnligt
eftersyn og justering (for hver 20. køretime). |
hyppige
tilsyn (for hver 10. køretime) |
| fjeder |
X |
|
|
| luft/olie |
|
X |
X |
| elastomer |
X |
|
|
| luft |
|
|
X |
En fjederforgaffel er et stykke
kompliceret mekanik. Generelt bør man holde sig fra cykler i prislejet omkring
de 4 – 5000 kr med fjedrerforgafler, da de erfaringsmæssigt giver flere
problemer end glæder. Køb heller en uaffjedret model eller tag springet og betal
lidt mere. Der tales meget om mærkevare snopperi, men når det gælder
fjederforgafler bør du som hovedregel kun gå efter mærkevarer.
7.0 De kendte fjederforgaffel
mærker
Der findes rigtig mange fjederforgaffelmærker, men her
er kun nævnt de mest kendte, som vi mener overholder de krav man kan forvente
mht til kvalitet og pålidelighed og ikke mindst sortiment.
Rock
Shox
Har en nærmest kultagtig status blandt hardcore
mountainbikere. Rock Shox er om nogen dem som var banebrydende med med de første
fjederforgafler specielt til mountainbikes. Topmodellen SID hører til blandt de
letteste på markedet. Desværre har specielt pålideligheden de sidste år ikke
helt levet op til navnet. Sortimentet er bredt og starter prismæssigt omkring de
1500 kr og ender tæt på de 9000 kr for topmodellen.
SunTour
har et kæmpe program i forgafler hovedsaglig
bygget på fjeder og elastomerprincippet. De er endvidere en af de få som også
laver gafler til 700 C hjulstørrelsen. Pris og kvalitetsmæssigt ligger SunTour i
mellemsegmentet. fra 1000 – 4000 kr.
FoxRacing
har igennem
mange år haft ekspertisen på bagfjederelementer. Oprindelig stammer deres
ekspertise fra motoecross men de senste år har de også levet et par fremragende
fjederforgafler som er specielle ved at en ekstra ventil som registerer
underlaget og låser gaflen når når der ikke er behov for den. Prismæssigt ligger
vi i den høje ende over de 6000 kr.
Marzocchi
er en italiensk producent også med rødder i mortorcykelindustrien.
Deres stærke side er freeride og downhill markedet hvor lang vandring og
pålidelighed har større vigtighed end lav vægt, men deres Marathon serie viser
at de også kan konkurrere med Rock Shox og Manitou. når det kommer til lette CC
gafler. En anden særkende er deres standardisering omkring alle løsdele og
fittings, så de i praksis er lette at udføre service på. Prislejet starter ved
omkring 1500,- og op til ca. 10000,-
Manitou
er også blandt pioneerne når det gælder
fjederforgafler, men har nok levet lidt i skyggen af Rock Shox, men med deres
nye program som blev lanceret sidste år er de kommet stærkt tilbage. Skarep er
lidt af en SID killer og deres mellemklasse gafler Axel er virkelig et hit.
Prismæssigt ligger vi mellem 2000 til 7000 kr.
Cannondale
er kendt for deres patenterede HeadShok
system som er en integreret del af styrfitting og forgaffel. Det vil sige at du
kan ikke købe deres gafler i løs vægt, men kun som en del af Cannondales
komplette cykler. Dette giver en meget stiv og samtidig let
konstruktion.
Headshok princippet findes i flere forskellige varianter med
forskellig vandring og med olie/luft patron og elastomer patron. Nyeste skud på
stammen er deres Lefty upside down gaffel som er speciel ved kun at have et
gaffelben.
Cannondale gafler skal man absolut ikke selv rode med, da de
kræver specialværktøj og viden.
Kilder:
Rock
Shox
Cannondale
Fournales
Ultimate Bicycle
Frontsuspension
Principles