DE69803473T2

DE69803473T2 - Fahrradgabel

Info

Publication number: DE69803473T2
Application number: DE69803473T
Authority: DE
Inventors: Jean-Marc Gueugneaud
Original assignee: Time Sport International SAS
Current assignee: Time Sport International SAS
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: EP1015301B1; FR2768691A1; EP1015301A1; US6431574B1; WO1999015395A1; FR2768691B1; DE69803473D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaftrohr einer Fahrradgabel mit einer zylindrischen Wand, die eine geometrische Längsachse aufweist.
Es ist bekannt, daß bei einem Fahrrad, insbesondere bei Wettkampfrädern, das Gewicht eine wesentliche Rolle spielt, insbesondere bei unregelmäßigem oder bergigem Gelände. Es wurde daher versucht, das Gewicht verschiedener Teile eines Fahrrads zu verringern. Es ist jedoch erforderlich, daß eine derartige Gewichtsverringerung keine inakzeptable Verringerung der mechanischen Festigkeit des betreffenden Fahrradteils mit sich bringt.
Die Anmelderin hat daher im Patent FR-B-2 684 062, eingereicht am 25. November 1991, eine Fahrradgabel aus Verbundmaterial vorgeschlagen, die vollkommen zufriedenstellend ist und verbreitet bei Radwettkämpfen auf sehr hohem Niveau Verwendung findet.
Es sei darauf hingewiesen, daß mit verbundmaterial ein Material bezeichnet ist, das aus Fasern mit hoher mechanischer Festigkeit, insbesondere Kohlenstoff- und/oder Glasfasern, besteht, die allgemein in Bahnform vorliegen, und die bei einem Formvorgang in ein Epoxid- oder Polyesterharz, oder ein Äquivalent, eingebettet werden, das aushärtet.
Diese bekannte Gabel ist mit einem Gabelschaft aus Metall kombiniert, damit sie die gewünschten Festigkeitseigenschaften aufweist. Dieser metallische Gabelschaft, der im allgemeinen aus legiertem Stahl besteht, erhöht das Gewicht der Einheit.
Es wurden Versuche durchgeführt, um den Gabelschaft aus Verbundmaterial hinsichtlich einer Gewichtsverringerung auszubilden. Diese versuche haben gezeigt, daß die gesamte Leistung der mit einem derartigen Schaft versehenen Gabel nachläßt, sowohl hinsichtlich der frontalen Festigkeit (d. h. die Festigkeit gegenüber Bremskräften und längsgerichteten Rollstößen aufgrund von Unebenheiten der Rollfläche), als auch hinsichtlich der seitlichen Festigkeit (d. h. die Festigkeit gegenüber quer verlaufenden Kräften, insbesondere wenn der Fahrer beim Fahren aus dem Sattel geht).
Die Abmessungen des Schafts, insbesondere der Außendurchmesser, sind durch die darauf anzubringenden Teile bestimmt. Dies gilt für das Wälzlager der Lenkung, das einen standardisierten Durchmesser von 26,5 mm aufweist. Dies gilt ebenfalls für Lenkrohre ohne Gewinde mit einem Bohrungsdurchmesser von 25,4 mm, die anders als Rohre, die im Schaftrohr durch einen Dehnkonus befestigt sind, der sich im Inneren des Schaftrohrs verkeilt, die Außenfläche der zylindrischen Wand des Schafts umschließen und durch Festspannen um die Wand fixiert werden.
Da der Innenraum des Schaftrohrs frei ist, weil das Lenkrohr nicht mehr darin aufgenommen ist, wurde versucht, die Dicke der zylindrischen Wand des aus Verbundmaterial bestehenden Schafts nach innen zu erhöhen, um eine Leistung zu erreichen, die zu derjenigen eines metallischen Schafts äquivalent ist.
Die mit einem derartigen Schaft aus Verbundmaterial mit dickerer Wand erreichten Ergebnisse sind nicht zufriedenstellend.
Aus US-A-5 059 057 sind ferner Kunststoffrohre bekannt, die innen durch eine Matrix aus radialen Wänden verstärkt sind. Diese Rohre sind nicht speziell zur Bildung eines Fahrradgabelschafts vorgesehen, noch sollen sie die an einen derartigen Schaft gestellten Anforderungen erfüllen. Ferner sind diese Rohre durch Extrusion hergestellt, wodurch es nicht möglich ist, ein Verbundmaterial mit in gehärtetem Harz eingebetteten Fasern zu verwenden, das eine Formung erfordert.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Fahrradgabelschaft zu schaffen, der, bei geringerem Gewicht als klassische Metallschäfte, ermöglicht, mechanische Festigkeitsleistungen zu erhalten, die denen von metallischen Schäften zumindest gleich sind.
Es ist ferner erwünscht, daß ein derartiger Schaft weiterhin relativ einfach in der Herstellung und so wirtschaftlich wie möglich herstellbar ist.
Erfindungsgemäß ist ein Schaftrohr einer Fahrradgabel mit einer zylindrischen Wand, die eine geometrische Längsachse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Verbundmaterial gebildet ist, das aus mechanisch hochfesten Fasern in Form von Lagen besteht und die Fasern während eines Formvorgangs in ein Harz getaucht wurden, das aushärtete, und daß es wenigstens eine längsgerichtete innere Verstärkungszwischenwand aufweist.
Vorteilhafterweise weist der Schaft eine Zwischenwand, die parallel zur Rollebene des Fahrrads (Längsmittelebene der Gabel) verläuft und frontale Kräfte aufnehmen kann, und eine zu dieser orthogonale Zwischenwand auf, die seitliche Kräfte aufnehmen kann.
Vorzugsweise erstreckt sich jede innere längsgerichtete Zwischenwand im wesentlichen über die geometrische Längsmittelachse des Schafts.
Der Schaft weist vorzugsweise wenigstens eine längsgerichtete Zwischenwand auf, die sich entlang eines Durchmessers erstreckt.
Der Schaft kann mehrere längsgerichtete radiale Zwischenwände aufweisen, die winkelmäßig um die geometrische Achse verteilt sind und sich im wesentlichen zwischen dieser Achse und der zylindrischen Wand erstrecken, wobei die Zwischenwände untereinander im Bereich der geometrischen Längsachse verbunden sind.
Zwei aufeinanderfolgende radiale Zwischenwände bilden vorteilhafterweise die im wesentlichen ebenen Flächen eines elementaren Prismas mit einem kreissektor-förmigen Querschnitt, wobei das Prisma eine konvexe Außenseite hat.
Jedes Prisma besteht aus Faserlagen, die der Kontur des entsprechenden Sektors folgend gewickelt sind.
Die Zahl der radialen Zwischenwände kann gerade sein, und die radialen Zwischenwände liegen einander im wesentlichen diametral gegenüber und sind paarweise ausgerichtet, wobei eine Gruppe derart ausgerichteter radialer Wände eine diametrale Zwischenwand bildet.
Eine äußere zylindrische Wicklung aus Fasertagen umgibt die konvexen Seiten der elementaren Prismen.
Der Schaft kann fest mit einem umgekehrt U-förmigen Einsatz aus Verbundmaterial zur Verbindung mit dem Gabelkopf verbunden sein. Der Einsatz kann ebenfalls wenigstens eine innere Verstärkungszwischenwand aufweisen.
Die Herstellung des Schafts erfolgt vorteilhafterweise um einen Dorn oder einen Kern mit einem Kreuzschlitz im Bereich der Ausbildung der Zwischenwände. Die Abmessungen der Zwischenwände können sich in Abhängigkeit von der Größe des auszurüstenden Rahmens ergeben.
Die Struktur des Schafts sowie der Zwischenwände besteht aus einer Textilbewehrung aus bidirektionalen und unidirektionalen Faserndes gleichen Typs wie die den Rest der Gabel bildenden Fasern.
Es wird eine Vorform hergestellt und in einem Werkzeug zum Herausarbeiten der endgültigen Abmessungen des Teils angeordnet. Die fasern können mit harz vor-imprägniert sein. Anschließend erfolgt das Formen. Wenn die Fasern nicht vor-imprägniert sind, wird ein Harz (Epoxid, Polyester oder ein Äquivalent) durch die Form eingespritzt. Das Harz imprägniert die gesamte Struktur, wodurch die Verbindung sämtlicher Bestandteile miteinander gewährleistet ist. Die Polymerisation erfolgt durch Erwärmen der Einheit (je nach Art des verwendeten Harzes).
Nach dem Abkühlen erfolgt das Ausformen der Gabel.
Die Herstellung der Gabel kann in einem einzigen Formvorgang erfolgen, der den Schaft, den Einsatz, den Gabelkopf, die Schenkel und die Laschen umfaßt.
Die Erfindung umfaßt, neben den zuvor genannten Merkmalen, eine bestimmte Anzahl weiterer Merkmale, die im folgenden in Zusammenhang mit einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden.
Fig. 1 der Zeichnungen zeigt eine Seitenansicht einer Fahrradgabel.
Fig. 2 zeigt zur Hälfte in vertikalem Axialschnitt und zur Hälfte in Außenansicht einen erfindungsgemäßen Gabelschaft und einen mit dem Schaft verbundenen Gabelkopf.
Fig. 3 ist ein Schnitt durch den Schaft entlang der Linie III-III der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht eines Dorns zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schafts.
Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4.
Fig. 6 zeigt, ähnlich der Fig. 4, den Dorn, wobei ein erster Sektor mit Faserlagen bedeckt ist.
Fig. 7 zeigt, ähnlich der Fig. 6, den Dorn; wobei sämtliche Sektoren mit Faserlagen bedeckt sind, um die inneren Zwischenwände zu bilden.
Fig. 8 zeigt, ähnlich der Fig. 7, den Dorn, der von Faserlagen umhüllt ist, welche die zuvor gebildeten Sektoren umgeben.
Fig. 9 zeigt, ähnlich der Fig. 8, den Dorn, an dessen linkem Ende ein U- förmiger Einsatz aus Verbundmaterial zur Verbindung mit dem Gabelkopf ausgebildet ist.
Fig. 10 zeigt schließlich eine schematische perspektivische Darstellung des unteren Teils einer Form zur Aufnahme des Dorns mit der Vorform nach Fig. 9 zum Durchführen des Formens unter Einspritzung von Harz.
Fig. 1 zeigt eine Fahrradgabel 1 mit zwei Schenkeln 2a, 2b, die an ihrem unteren Ende mit Laschen 3a, 3b zum Befestigen der Vorderradachse, die sich zwischen den Schenkeln erstreckt, versehen sind. Ein im oberen Bereich angeordneter Gabelkopf 4 verbindet die Schenkel, und ein Schaftrohr 5 ist fest mit dem Kopf 4 verbunden.
Die Längsmittelebene P der Gabel 1 fällt mit der Mittelebene des Vorderrades zusammen und definiert die Rollebene des Fahrrads.
Das Schaftrohr 5 weist eine zylindrische Wand 6 auf, die eine geometrische Längsachse X-X aufweist, welche in der Ebene P liegt.
Der Schaft 5 besteht aus einem Verbundmaterial, welches insbesondere aus in einem polymerisierten Harz vom Epoxid- oder Polyestertyp oder dergleichen eingebetteten Kohlenstofffasern besteht.
Wie in Fig. 2 und Fig. 3 erkennbar ist der Schaft 5 durch eine Wand geteilt und weist im dargestellten Beispiel eine innere längsgerichtete Zwischenwand 7 auf, die sich entlang eines Durchmessers in der Rollebene P des Fahrrades erstreckt, wobei diese Zwischenwand 7 zur Aufnahme frontaler Belastungen vorgesehen ist. Der Schaft 5 weist ebenfalls eine diametrale Zwischenwand 8 auf, die senkrecht zur Zwischenwand 7 verläuft und zur Aufnahme seitlicher Belastungen vorgesehen ist.
Die kreuzenden diametralen Zwischenwände 7 und 8 sind vorteilhafterweise durch acht innere Verstärkungszwischenwände 7a, 7b, 7c, 7d; 8a, 8b, 8c, 8d gebildet, die um 90º versetzt um die geometrische Achse X-X herum angeordnet sind und sich im wesentlichen zwischen dieser Achse und dem zylindrischen Schaft 6 erstrecken. Die Zwischenwände 7a, 7b, ..., 8c, 8d sind untereinander durch das Harz in der Zone der geometrischen Längsachse X-X verbunden.
Zwei radiale Zwischenwände, wie beispielsweise 7a, 8a, die im Winkel von 90º voneinander beabstandet sind, bilden im wesentlichen ebene Flächen eines Elementarprismas mit einem Viertelkreis entsprechendem kreissektorförmigem Querschnitt A. Dieses Prisma weist konvexe Außenfläche 9a auf. Der Querschnitt des Prismas kann hohl oder mit einem Schaum oder einem Kern mit geringer Dichte gefüllt sein.
Drei weitere rechtwinklige Sektoren B, C und D sind ähnlich dem Sektor A ausgebildet.
Jedes Elementarprisma besteht aus einer textilen Verstärkung, die aus Faserlagen erhalten wird, welche entsprechend der Kontur des jeweiligen Sektors A, B, C und D gewickelt sind. Die vier Elementarprismen werden zur Bildung einer im Querschnitt kreisförmigen Form aneinandergesetzt.
Die radialen Zwischenwände liegen einander im wesentlichen diametral gegenüber und sind paarweise ausgerichtet; beispielsweise ist die Zwischenwand 7a auf die Zwischenwand 7d ausgerichtet, die Zwischenwand 7b ist auf 7c ausgerichtet. Zwei aufeinander ausgerichtete radiale Wände bilden eine elementare diametrale Zwischenwand. Bei dem vorliegenden Beispiel besteht die Zwischenwand 7 aus zwei nebeneinander liegenden elementaren diametralen Zwischenwänden, welche durch die radialen Zwischenwände 7a, 7d einerseits und die Zwischenwände 7b, 7c andererseits gebildet sind. Das gleiche gilt für die transversale Zwischenwand 8.
Es ist daher ersichtlich, daß die textile Verstärkung, beispielsweise für den Sektor A, der Außenkontur dieses Sektors folgt, und zur Bildung der radialen Zwischenwand 7a, der radialen Zwischenwand 8a und des konvexen Bogens 9a beiträgt; an jeder Ecke des Sektors sind Abrundungen ausgebildet.
Es existiert somit in der Mitte des von den Wänden 7 und 8 gebildeten Kreuzes ein Raum 10, der im wesentlichen die Form einer Raute mit konkav nach außen gebogenen Seiten hat und nicht von Lagen Verbundmaterials durchsetzt ist. Der Raum 10 ist mit Harz gefüllt.
Aufgrund dieser Ausbildung können die Zwischenwände 7a, ..., 8d über die gesamte Länge durchgehend ausgebildet sein, ohne Unterbrechung durch eine andere dazu rechtwinklige Zwischenwand, welche sich durchquert.
Die Gruppe der vier derart gebildeten Sektoren ist von einer äußeren zylindrischen Wicklung 11 aus Faserlagen umgeben, die einer vollen kreisförmigen Kontur folgt und eine Art Bund bildet.
In der Fig. 2 sind die längsgerichteten Zwischenwände 7 und 8 im wesentlichen von außen dargestellt.
Der Schaft 5 kann separat gebildet werden, unabhängig von einem umgekehrt U-förmigen Einsatz zur Verbindung mit dem Gabelkopf. In diesem Fall kann das untere Ende des Schafts an einen metallischen Einsatz vom gleichen Typ wie in FR-B-2 684 062 beschrieben montiert werden. Das Ende des Verbundmaterialschafts ist somit fest in eine Aufnahme des Einsatzes geklemmt und mit der Wand der Aufnahme verklebt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Schaft 5 fest mit einem umgekehrt U-förmigen Einsatz 12 verbunden, der ebenfalls aus Verbundmaterial besteht. Der Schaft 5 und der Einsatz 12 werden im Verlauf des selben Vorgangs gebildet. Der Einsatz 12 kann vollständig mit Fasern gefüllt oder wie der Schaft mit Zwischenwänden versehen sein. Vorzugsweise weist jeder Schenkel des U des Einsatzes 12 einen Querschnitt auf, der demjenigen der Fig. 3 ähnlich ist, wobei sich zwei Zwischenwände in rechtem Winkel kreuzen, wobei eine der Zwischenwände parallel zur Rollebene P und die andere Zwischenwand orthogonal zu dieser Ebene verläuft. Fig. 2 zeigt schematisch Verbundmaterialfasern, die eine Verbindung mit dem Schaft 5 gewährleisten.
Das untere Ende des Schafts 5 ist von einem Loch 13 durchsetzt, dessen Achse orthogonal zur Achse X-X verläuft und sich in der Längsmittelebene P der Gabel befindet. Dieses Loch 13 nimmt eine versenkte Mutter für eine Bremssattelstützachse auf.
Der Einsatz 12 weist zwei Schenkel 14a, 14b auf, die nach unten gerichtet und durch eine umgekehrt U-förmige Basis verbunden sind. Jeder Schenkel 14a, 14b weist eine sich nach unten öffnende Ausnehmung auf, in welche das entsprechende Ende 15 eines Kerns des entsprechenden Schenkels der Gabel eingesetzt ist. Jeder Kern ist von einer Lage aus Verbundmaterial 16 umgeben, welche den Einsatz 12 umschließt, einschließlich der die Schenkel 14a, 14b verbindenden Basis.
Die Montage des mit dem Einsatz 12 versehenen Schafts 5 und der Gabelschenkel erfolgt in einem späteren Vorgang.
Es kann jedoch in einem einzigen Vorgang die Gesamtheit aus Gabel, Schaft, Einsatz und Laschen hergestellt werden.
Die Herstellung des Schafts 5 erfolgt vorteilhafterweise um einen beispielsweise metallischen Dorn 17 (Fig. 4) herum, der auf einem Teil seiner Länge zwei rechtwinklig zueinander verlaufende diametrale Längsschlitze 18, 19 aufweist.
Der Dorn 17 hat einen zylindrischen Körper 17a, der an seinem in Fig. 4 rechten Ende mit einem Griff 20 versehen ist. Der zylindrische Körper 17a ist nach links in Fig. 4 durch einen kegelstumpfförmigen Teil 17b mit abnehmendem Durchmesser verlängert, der wiederum selbst durch eine zylindrische Nase 17c von kleinerem Querschnitt als der Körper 17a verlängert ist.
Die Schlitze 18, 19 münden am Ende der Nase 17c, verlaufen über die Gesamtheit des kegelstumpfförmigen Teils 17b und über einen Teil der Länge des Körpers 17a.
Die Schlitze 18 und 19 definieren somit vier rechtwinklige Sektoren Ma, Mb, Mc, Md mit konvexer Außenseite, die miteinander durch den Teil des Körpers 17a verbunden sind, der keine Schlitze aufweist.
Zur Herstellung des Schafts S wird die von bidirektionalen und unidirektionalen Fasern gebildete textile Verstärkung folgendermaßen ausgebildet.
Zunächst wird jeder der Sektoren Ma, ..., Md des Dorns separat mit einer Wicklung aus Faserlagen umgeben. Zur Ausbildung dieser Wicklung wird die Faserlage in zwei zueinander rechtwinklige Teile der Schlitze 18, 19 geführt, um die beiden ebenen Flächen eines Sektors, beispielsweise Ma, zu umwickeln., worauf die Lage auf die konvexe Außenseite des Sektors Ma gewickelt wird, um sie erneut durch die beiden zueinander rechtwinkligen Teile der Schlitze 18, 19 zu führen.
Die Wicklung wird über die gesamte Nutzlänge der Schlitze 18, 19 fortgesetzt. Der kegelstumpfförmige Teil 17b und ein Teil des Körpers 17a werden wie in Fig. 6 dargestellt umwickelt.
Als Beispiel, und keineswegs einschränkend, kann die Breite der Schlitze 18, 19 des Dorns in der Größenordung von 2 mm liegen; die Dicke der die Sektoren Ma ... Md umgebenden Faserlagen kann zwischen ungefähr 0,3 und 0,5 mm liegen.
Nach Wiederholen dieses Vorgangs für die vier Sektoren Ma ... Md weisen die textilen Verstärkungen die in Fig. 7 dargestellte Konfiguration auf. Ein freier Raum kann in der Mitte der Schlitze 18, 19 verbleiben.
Die in Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebenen Zwischenwände 7, 8 entsprechen den in den Schlitzen 18, 19 gelegenen Bereichen der textilen Verstärkung.
Die Abmessungen der Schlitze 18, 19, insbesondere deren Länge, können sich aus der Größe des auszurüstenden Fahrradrahmens ergeben.
Die in Fig. 7 auf dem Dorn dargestellten Sektoren der textilen Verstärkung werden anschließend über die gesamte Länge mit einer textilen Verstärkung umwickelt, die ebenfalls aus hochfesten Faserlagen besteht, insbesondere aus Kohlenstofffasern. Die Umhüllung setzt sich axial in Richtung des Griffs 20 über das Ende der Schlitze 18, 19 hinaus fort, das heißt, über die Zwischenwände 7, 8 hinaus. Diese Wicklung 11 aus textiler Verstärkung trägt zur zylindrischen Außenwand des Schafts bei. Die zylindrische Außenwand kann nach oben, über das obere Ende der Zwischenwände 7, 8 hinaus, fortgesetzt sein, wie in Fig. 2 gezeigt.
Anschließend wird der Einsatz 12 ebenfalls aus Verbundmaterial hergestellt, indem die bereits auf der Nase 17c befindliche Verstärkung umwickelt wird, wie in Fig. 8 dargestellt. Auch der kegelstumpfförmige Teil 17b wird umwickelt, bis eine zylindrische Außenwand mit einem im wesentlichen konstanten Durchmesser vom Körper 17a bis zur Nase 17c erhalten wird, wie in Fig. 9 dargestellt; die beiden Schenkel des Einsatzes 12 gehen nach beiden Seiten auseinander und die Spitze der Nase 17c bleibt von jeglichem Verbundmaterial in ihrer Umgebung frei. Auf diese Weise wird die in Fig. 9 gezeigte Vorform erhalten.
Diese Vorform wird anschließend in eine Form gelegt, deren unterer Teil 21 in Fig. 10 dargestellt ist und welche die endgültigen Abmessungen des Teils aufweist. Der untere Teil der Form 21 weist eine Formvertiefung 22 zum Aufnehmen der Vorform von Fig. 9 mit einer Aufnahme 23 für die Nase 17c auf. Diese Vertiefung 23 ermöglicht ein gutes Positionieren der Vorform in dem Hohlraum 22.
Die Form wird anschließend mittels eines (nicht dargestellten) oberen Teils geschlossen, der eine komplementäre Vertiefung aufweist. Anschließend kann das Formen mit dem Einspritzen eines Epoxidharzes, Polyester, etc., durch die Form über nicht dargestellte Einspritzkanäle beginnen.
Das Harz imprägniert die Gesamtheit der textilen Verstärkung des Schafts 5 und des Einsatzes 12, wodurch die Verbindung zwischen allen Bestandteilen gewährleistet ist.
Nach einer Variante kann die Vorform mit Fasern ausgebildet sein, die mit Harzen vorimprägniert sind, so daß die beschriebene Phase des Einspritzens von Harzen in die Form nicht mehr erforderlich ist.
Die Polymerisation des Harzes erfolgt, indem die Gesamtheit von Form und Schaft je nach verwendetem Harztyp erwärmt wird.
Nach dem Abkühlen wird der Schaft und der Einsatz ausgeformt und der Dorn 17 wird gleitend von der dem Einsatz 12 gegenüberliegenden Seite herausgezogen. Die Zwischenwände 7, 8 sind im Inneren der Wand 6 im Bereich der Schlitze 18, 19 ausgebildet. Die Herstellung der Schenkel der Gabel und deren Montage mit dem Einsatz 12 und dem Schaft 5 erfolgt zum Schluß.
Nach einer Variante kann anstelle des am Ende des Formens herausgezogenen Dorns 17 ein Kern mit geringer Dichte verwendet werden, welcher die gleiche Form wie der Dorn mit kreuzenden Schlitzen aufweist, jedoch nach der Polymerisation des Harzes im Schaft verbleibt.
Die Herstellung der Gabel 1 in der Gesamtheit kann in einem einzigen Formvorgang einschließlich des Schafts 5, des Einsatzes 12, des Gabelkopfs 4, der Schenkel 2a, 2b und der Laschen 3a, 3b erfolgen.
Ungeachtet der Art der Ausbildung ermöglicht das Vorhandensein der Zwischenwände im Inneren des Schafts 5, bei einem Schaft aus Verbundmaterial, das Erreichen von Leistungen der Gabel aus Verbundmaterial die in jedem fall mit denjenigen vergleichbar sind, die mit einer Gabel mit metallischem Schaft erreichbar sind.
Die Zwischenwände 7, 8 verleihen dem Schaft 5 eine hohe Festigkeit gegenüber einer radialen Spannung, wie sie von einem Lenkrohr ohne Gewinde ausgeübt wird.
Zwar bilden die beschriebenen Zwischenwände 7, 8 ein rechtwinkliges Kreuz, jedoch kann eine andere Anordnung vorgesehen werden, beispielsweise drei radiale Zwischenwände, die um 120º beabstandet sind, wobei eine der Zwischenwände in der Rollebene und die anderen Beiden symmetrisch zu dieser Ebene angeordnet sind.

Claims

1. Schaftrohr der Fahrradgabel mit einer zylindrischen Wand, die eine geometrische Längsachse (X-X) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Verbundmaterial gebildet ist, das aus mechanisch hochfesten Fasern in Form von Lagen besteht und die Fasern während eines Formvorgangs in ein Harz getaucht wurden, das aushärtete, und daß es wenigstens eine längsgerichtete innere Verstärkungszwischenwand (7, 8) aufweist.

2. Schaftrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zwischenwand (7), die parallel zur Rollebene (P) des Fahrrads verläuft, und eine zu dieser orthogonale Zwischenwand (8) aufweist.

3. Schaftrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine längsgerichtete Zwischenwand (7, 8) aufweist, die sich entlang eines Durchmessers erstreckt.

4. Schaftrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere längsgerichtete radiale Zwischenwände (7a, 7b, 7c, 7d; 8a, 8b, 8c, 8d) aufweist, die winkelmäßig um die geometrische Achse (X-X) verteilt sind und sich im wesentlichen zwischen dieser Achse und der zylindrischen Wand (6) erstrecken, wobei die Zwischenwände untereinander im Bereich der geometrischen Achse verbunden sind.

5. Schaftrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende radiale Zwischenwände (7a, 8a; ...; 7d, 8d) die im wesentlichen ebenen Flächen eines elementaren Prismas mit einem kreissektor-förmigen (A, B, C, D) Querschnitt bilden, wobei das Prisma eine konvexe Außenseite (9a, 9b, 9c, 9d) hat.

6. Schaftrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prisma aus Faserlagen besteht, die der Kontur des entsprechenden Sektors (A, B, C, D) folgend gewickelt sind.

7. Schaftrohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der radialen Zwischenwände (7a, ..., 8d) gerade ist, und daß die radialen Zwischenwände einander im wesentlichen diametral gegenüberliegen und paarweise ausgerichtet sind, wobei eine Gruppe derart ausgerichteter radialer Wände eine diametrale Zwischenwand bildet.

8. Schaftrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es acht innere radiale Zwischenwände (7a, 7b, ..., Sc, Sd) aufweist, die vier aneinanderliegende Kreissektoren und zwei sich kreuzende diametrale Zwischenwände (7, 8) bilden.

9. Schaftrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine äußere zylindrische Wicklung (11) aus Faserlagen aufweist, welche die konvexen Seiten (9a, ..., 9d) der elementaren Prismen umgibt.

10. Schaftrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es fest mit einem umgekehrt U-förmigen Einsatz (12) aus Verbundmaterial zur Verbindung mit dem Gabelkopf verbunden ist, wobei der Einsatz (12) ebenfalls wenigstens eine innere Verstärkungszwischenwand aufweisen kann.

11. Fahrradgabel aus Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem einzelnen Teil mit einem Schaftrohr (5) nach einem de Ansprüche 1 bis 15 besteht.

12. Verfahren zur Herstellung eines Schaftrohrs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit wenigstens einem Längsschlitz (18, 19) versehener Dorn (17) verwendet wird, daß auf den Dorn durch jeden Schlitz des Dorns hindurch Faserlagen auf den Dorn gewickelt werden, um wenigstens eine innere längsgerichtete Zwischenwand (7, 8) zu bilden, und daß die derart gebildeten Lagen mit Faserlagen (11) umgeben werden, die um den Dorn gewickelt werden, wobei die Fasern mit Harz vor-imprägniert sein oder in einem späteren Stadium der Herstellung mit Harz imprägniert werden können.

13. Verfahren zur Herstellung eines Schaftrohrs nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (17) einen zylindrischen Körper (17a) aufweist, der durch einen kegelstumpfförmigen Teil (17b) verlängert ist, der seinerseits durch eine zylindrische Nase (17c) mit kleinerem Querschnitt als der Körper (17a) verlängert ist, wobei die Nase, der kegelstumpfförmige Teil und ein Teil des Körpers kreuzförmig (18, 19) geschlitzt sind, um mehrere prismatische Sektoren (Ma, Mb, Mc, Md) mit konvexer Außenseite zu bilden, die miteinander in einem der Nase gegenüberliegenden Bereich fest miteinander verbunden sind.

14. Verfahren zur Herstellung eines Schaftrohrs nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst jeder der Sektoren (Ma, Mb, Mc, Md) des Dorns (17) separat mit unidirektionalen und bidirektionalen Faserlagen umgibt, anschließend auf den derart verkleideten Dorn Faserlagen gewickelt werden, die eine äußere Hülle (11) bilden, und daß auf der Höhe der Nase durch zusätzliches Aufwickeln von Faserlagen ein Einsatz (12) in Form eines umgekehrten U gebildet wird.

15. Dorn zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zylindrischen Körper (17a) aufweist, der durch einen kegelstumpfförmigen Teil (17b) verlängert ist, der seinerseits durch eine zylindrische Nase (17c) mit kleinerem Querschnitt als der Körper (17a) verlängert ist, wobei die Nase (17c), der kegelstumpfförmige Teil (17b) und ein Teil des Körpers (17a) kreuzförmig geschlitzt sind, um mehrere Prismen (Ma, Mb, Mc, Md) mit konvexer Außenseite zu bilden, die miteinander am von der Nase abgewandten Ende fest miteinander verbunden sind.