Patentpatrouille: SRAM-Federgabel mit automatischem Entlüftungssystem

SRAM hat ein Patent veröffentlicht (ursprünglich letzten Sommer, am 23. Juni 2021 angemeldet), das eine Federgabel mit einem automatischen Entlüftungssystem beschreibt, bei dem sich der Differenzdruck, der zwischen der Umgebung und dem Hohlraum im Inneren der Unterschenkel entsteht, während der Fahrt selbst ausgleicht. Wir gehen davon aus, dass die Erfindung wahrscheinlich die vom Fahrer betätigten Unterschenkel-Überdruckventile ersetzen würde, die in den 2023er Rockshox ZEB-, Lyrik- und Pike-Gabeln zu finden sind. Das automatische Entlüftungssystem hätte genau den gleichen Zweck wie diese Entlüftungsventile, würde aber keine Eingaben des Radfahrers erfordern, außer dass er einfach mit dem Fahrrad über unebenes Gelände fahren müsste. Das veröffentlichte Patentdokument beschreibt eine Reihe separater Designkonzepte (oder Ausführungsformen), die jeweils implementiert werden könnten, um diese neue automatische Funktion zu erreichen. Einige davon werden wir hier skizzieren …

Erinnern Sie sich noch daran, als Fox rechtliche Schritte gegen SRAM wegen der Verwendung von Entlüftungsöffnungen am Unterschenkel an seinen 2023er Rockshox-Federgabeln einreichte? Erstere behaupteten, dass SRAM ihr eigenes Patent (Nr. 9739331) verletzte, das die Verwendung von Ventilen beschreibt, die vom Fahrer betätigt werden können, um den Druck zwischen der Umgebung und dem Raum im Inneren ihrer Gabelunterteile auszugleichen. Die Ventile dienen dazu, den Druck zu entlasten, der sich bei intensiver Fahrt (und damit bei Temperaturschwankungen) im Inneren des Unterrohrs aufbaut, oder auch Druckunterschiede zwischen den beiden Umgebungen, die auch durch Höhenunterschiede oder Fahrten von einem Wetterextrem zum nächsten entstehen würden Als nächstes mit deinem Fahrrad.

Ein neues SRAM-Patent (US 20020411007), veröffentlicht am 29. Dezember 2022, beschreibt ein automatisches Entlüftungssystem für eine Teleskop-Federgabel, das, abgesehen vom normalen Fahren des Fahrrads, jegliche Eingaben des Fahrers überflüssig macht. Einige Konstruktionen werden in dem Dokument beschrieben, aber die meisten scheinen sich auf doppellippige K-förmige Abstreiferdichtungen (in unseren Abbildungen rot) zwischen den Unterschenkeln und den Stützen zu konzentrieren, die in der Lage sind, Lufteinschlüsse (168) zwischen ihnen zu übertragen Der Umgebungsluftdruck der Außenumgebung und die ansonsten in der Gabel eingeschlossene Luft senken sich ab.

Wie? Durch eine Reihe von Vertiefungen oder eine ringförmige Aussparung (148, unten), die auf den Stützen selbst positioniert sind.

Bei diesen Konstruktionen würde die einfache Teleskopbewegung der Stützen relativ zu den Unterschenkeln während der Kompressions- und Rückprallereignisse einen Luftaustausch zwischen den beiden Räumen ermöglichen und etwaige Druckunterschiede ausgleichen, die auftreten könnten, wenn die Haupt-K-Dichtung die Vertiefungen passiert. Wichtig ist, dass der Luftstrom bei allen Designs bidirektional ist.

Wenn zwischen den beiden Umgebungen Luft ausgetauscht werden kann, liegt es nahe, dass dies auch für Feuchtigkeit, Schmutz und Öl der Fall ist. Das Patent beschreibt die Verwendung eines „luftdurchlässigen, absorbierenden“ Materials (in allen Abbildungen grün), das direkt unter der doppellippigen Abstreiferdichtung sitzt und verhindert, dass Schmieröl in den Unterschenkeln austritt. Das klingt stark nach einem generischen Schaumstoffring, der in jeder modernen Federgabel zu finden ist. In dem Dokument heißt es, dass diese Komponente aus geschlossenzelligem Schaumstoff, offenzelligem Schaumstoff oder einem Schwammmaterial aus Materialien auf Polymerbasis bestehen könnte. Unterhalb des luftdurchlässigen Absorptionsrings beschreibt das Patent die Verwendung einer herkömmlichen Buchse (in allen Abbildungen blau) mit einem kleinen Spalt, um den Luftdurchgang zwischen den darüber und darunter liegenden Räumen zu ermöglichen.

Aus diesen Diagrammen geht hervor, dass die gesamte Stütze mit einer Art flexibler Manschette geschützt werden müsste, um zu verhindern, dass die Aussparung der Stütze Schmutz in die Unterteile schleppt. Ohne diese Funktion würde die Aussparung lediglich dazu dienen, den Doppellippen-Abstreifer mit eventuell auf der Standrohre landenden Ablagerungen zu füllen und diese so zu blockieren, dass ohnehin nur ein geringer Luftaustausch stattfinden würde.

Bei einer anderen Version des automatischen Entlüftungssystems fehlen diese Vertiefungen bzw. ringförmigen Aussparungen an den Stützen jedoch. Um etwaige Druckunterschiede auszugleichen, ist ein Auslassanschluss weiter unten am Unterschenkel positioniert. Es bietet einen Weg für einen bidirektionalen Luftstrom zwischen der Innenseite des Unterschenkels und der Außenwelt, mit (Abb. 17) oder ohne (Abb. 18) Verwendung eines Einlassventils und eines Auslassventils (gelb), die zum Öffnen konfiguriert werden können bei jeweils vorgegebenen Druckunterschieden. Diese Ausführungsform ähnelt viel mehr den Überdruckventilen, die bei den 2023er Rockshox-Gabeln verwendet werden, obwohl es den Anschein hat, als würden sie etwaige Druckunterschiede automatisch ausgleichen, ohne dass der Fahrer einen Knopf drücken muss.

Man kann sich ein Szenario vorstellen, in dem sich während eines langen Abstiegs ein Druck in den Unterschenkeln aufbaut, und wenn dieser einen Schwellenwert erreicht, wird das Auslassventil zwangsweise geöffnet, damit dieser Druck „abblasen“ kann. Dies würde einfach während der Fahrt passieren, so dass der Fahrer keine zusätzlichen unerwünschten Ramp-Effekte durch die Unterschenkel erleiden müsste. Ich stelle mir daher vor, dass sie mit der Gabel eine viel gleichmäßigere Leistung erzielen würden.

Zumindest für Enduro-Rennfahrer könnte dies den vom Benutzer zu bedienenden Unterschenkel-Entlüftungsanschlüssen/Überdruckventilen vorzuziehen sein. Ich meine, bedenken Sie, dass EWS-Rennfahrer häufig höllisch langen Etappen ausgesetzt sind, die oft mehr als 15 Minuten in Anspruch nehmen können und dabei viele Höhenunterschiede und eine messbare Hitzeentwicklung in ihren Gabeln zurücklegen. Allerdings ist es ohne diese vom Benutzer zu bedienenden Entlüftungsöffnungen möglicherweise nicht so einfach, Drücke auszugleichen, die sich aus erheblichen Höhenänderungen ergeben.

Es könnte jedoch einen Weg geben, dies zu umgehen, insbesondere bei der Konstruktion, die auf diesen Doppellippen-Abstreifern und genoppten Standrohren basiert. Wenn die Noppen (und damit das Luftbypass-Volumen) um die Durchhangzone herum positioniert wären, müsste der Fahrer nach dem Aussteigen aus dem Sessellift einfach ein paar Mal auf der Gabel auf und ab hüpfen, um eventuelle Druckunterschiede auszugleichen entstand auf der Reise nach oben.

Das ist wirklich schwer zu sagen.

Es scheint, dass die Kombination aus Doppellippen-Abstreifer und geriffeltem Standrohr den Einsatz einer Gabelmanschette erforderlich machen könnte, um das Eindringen von Staub, Wasser und Schmutz zu verhindern, damit nicht der gesamte Schmutz, der sich regelmäßig auf unseren Abstreifern ablagert, in das Innere der Gabel gewischt wird. Und wir können uns nicht wirklich vorstellen, dass Rockshox diesen Weg einschlägt.

Das Unterschenkelventil mit automatischer Entlüftung scheint jedoch eine plausiblere Konstruktion zu sein, bei der es weniger wahrscheinlich ist, dass Verunreinigungen in die Unterschenkel gelangen. Und wenn es wie im Patent beschrieben ausgeführt wird, gehen wir davon aus, dass es den End-Rampen-Effekt beseitigen könnte, der Fahrer oft davon abhält, die letzten kostbaren Millimeter des Federwegs zu nutzen. Darüber hinaus könnte es sogar die Konstanz der Leistung einer Federgabel bei einer langen, rauen Abfahrt verbessern.