Eine Federgabel ist eine gefederte Gabel für Fahrräder. Obwohl Federgabeln schon seit den Anfängen des modernen Niederrades bekannt sind, fanden sie erst durch die Verbreitung der Mountainbikes in den 90er Jahren den Weg in den Massenmarkt. Federgabeln haben im Downhill normalerweise 15 bis 25 Zentimeter Federweg, im Freeride 10 bis 20 cm, im Extremfreeride bis zu 30 cm und im CrossCountry um die 8 bis 10 cm. Zunehmend werden Federgabeln auch in Alltagsfahrrädern verbaut, um den Fahrkomfort anzuheben.

Teleskopgabeln

RightSideUp Einbrückenfedergabel UpsideDown Doppelbrückenfedergabel Die Federung besteht aus einem Standrohr und einem Gleitrohr, die sich beim Einfedern ineinander schieben. Das Standrohr ist das im Bezug zum Rahmen feststehende Rohr, also stets das obere. Das untere bewegliche Rohr, an dem die Nabe befestigt ist, ist das Gleitrohr. Die Standrohre werden unter dem Gabelschaftrohr durch eine Gabelbrücke zusammengehalten, die in der Mitte das Gabelschaftrohr trägt. Das innere Rohr besteht üblicherweise aus verchromtem Stahl oder, bei moderneren und/oder teureren Federgabeln, aus beschichtetem Aluminium. Exotische Materialien wie Titan oder Carbon werden bisher kaum verwendet. Das äußere Rohr besteht üblicherweise aus Aluminium.

> RightSideUp
> UpsideDown
> Doppelbrücke

Parallelogrammgabeln

Eine Parallelogrammgabel besteht aus einer starren Gabel, die über mindestens zwei Streben am Gabelschaftrohr aufgehängt ist. Die Streben sind beidseitig drehbar gelagert, sodass sich die Gabel auf und ab bewegen kann. Die Streben bilden mit ihren Aufnahmen ein Parallelogramm. Vorteilhaft bei Parallelogrammgabeln ist das sensible Ansprechverhalten und die Möglichkeit, durch entsprechende Ausrichtung der Streben das Einfedern beim Bremsen gering zu halten. Wenn die Streben und ihre Aufnahmen so bemessen sind, dass sie nur annähernd ein Parallelogramm ergeben, kann zudem durch ihre entsprechende Anordnung der Nachlauf beim Einfedern nahezu konstant gehalten werden. Problematisch sind die vielen verschleißempfindlichen Gelenke im Bereich der größten Hebelkräfte, aus denen eine eher geringe Stabilität resultiert.

Federung im Gabelschaftrohr

Dieser Typ Federgabel wird hauptsächlich von der US-Firma Cannondale unter dem Namen „HeadShok“ verbaut. Hierbei steckt die Federungstechnik nicht in den Stand- und Gleitrohren, sondern zentral im Gabelschaftrohr. Eine solche Gabel ist im Prinzip eine gewöhnliche Starrgabel, deren Gabelschaftrohr allerdings mit aufwändigen Wälzlagern federnd in einem zweiten Gabelschaftrohr gelagert ist. Dadurch bewegt sich die gesamte, eigentlich starre Gabel praktisch im Rahmen auf und ab. Die Lenkkraft wird bei solchen Gabeln entweder durch einen eckigen Querschnitt der beiden Gabelschaftrohre oder über ein Klappgelenk übertragen, das die beiden ineinander laufenden Gabelschaftrohre verbindet.

Diese Konstruktion bietet eine Reihe von Vorteilen. Der größte ist die massive Steifigkeit im Vergleich zur normalen Teleskopgabel, da nur an einer Stelle (im Steuerrohr) zwei Teile ineinander gleiten. Dadurch sind diese Gabeln fast so steif wie die gute alte Starrgabel und folgen zum Beispiel auch bei Spurrillen präzise den Lenkbefehlen. Außerdem lässt sich jede Art von Bremse leicht an der Gabel befestigen, was bei den anderen Gabelkonstruktionen nicht unbedingt der Fall ist. Außerdem benötigt man die Feder- und Dämpfungstechnik sowie die Lager und Dichtungen nur einmal und nicht doppelt.

Federung und Dämpfung

Als Nachteil ist vor allen Dingen die Notwendigkeit eines Gabelschaftrohres zu nennen, das nicht den Normmaßen entspricht. Das dürfte auch der Grund sein, weshalb diese Konstruktion, die bereits in den 50er Jahren patentiert wurde, erst in den 90ern eine gewisse Verbreitung fand.

Die Aufgaben einer Federgabel unterteilen sich in Federung und Dämpfung. Die Federn absorbieren erst einmal die Stoß-Energie. Diese Energie wird aber nur in den Federn gespeichert, die ohne Dämpfung beim Ausfedern über die Ursprungslage zurückfedern würden.

Deshalb gibt es die Dämpfung (meistens durch Öl), die schon beim Einfedern mithilft, vor allem aber die Ausfederbewegung kontrolliert und bremst. Dies wird bei billigen Federgabeln ohne Dämpfung deutlich, die besonders bei hohen Geschwindigkeiten dazu neigen, wild zu springen und zurückzuschnalzen.

Wie bei allen physikalischen Vorgängen findet auch hier nur eine Energie-Umwandlung statt, d.h. die Gabel kann die Stoß-Energie nicht einfach ins Nichts verschwinden lassen. Konkret wird kinetische in thermische Energie gewandelt. Am Anfang steht die Bewegungsenergie des Einfederns. Das Dämpfungs-Öl wird durch dünne Kanäle gepresst, erwärmt sich, und gibt so die Energie in Form von Wärme wieder ab.

Quelle: wikipedia.org