Der Wunsch, unsere eigenen Stoßdämpfer herzustellen, entstand aus der Tatsache, dass 1) sie nicht mehr produziert werden und in keinem weltweiten Ersatzteillager erhältlich sind und 2) die Aufarbeitung alter Stoßdämpfer bekanntermaßen unzuverlässig war und einfach nicht so neu war -Fahrradgeruch. Wir begannen mit dem Ausgleichsbehälterschlauch, dann mit dem Ausgleichsbehälter und gingen dann zum Stoßdämpfer selbst über, und zwischendurch haben wir unsere eigenen Federn hergestellt ...

Reservoir

Wofür ist das? Das Reservoir ist ein komplexes System aus Teilen, bei dem es sich im Wesentlichen um eine Flasche handelt, die auf der einen Seite Gas und auf der anderen Seite Öl speichert. Wenn der Stoßdämpfer komprimiert wird, wird Öl im Stoßdämpferkörper in den Tank gedrückt. Auf dem Weg dorthin passiert das Öl eine Hohlwelle, die sich im Inneren des Behälterdichtkopfes auf der Ölseite befindet. Am Ende der Welle befinden sich eine Reihe konzentrischer Löcher unterschiedlicher Größe, die das Öl in den Tank fließen lassen, wenn sie mit dem Kunststoffknopf an einer von vier Stellen gedreht werden (siehe Abbildung unten). Die Größe der Löcher bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich das Öl während der Kompression durch sie bewegt, und ermöglicht so einen variablen Schalter für die Druckstufendämpfung des Stoßdämpfers.

Behälterschaft und Dichtungskopf. Die unterschiedlich großen Löcher auf der linken Seite des Schafts steuern die Druckstufendämpfung.

Ordentlich, oder? Es kommt noch besser: Öl und Gas werden durch einen frei schwebenden Kunststoffkolben getrennt. Obwohl der Stoßdämpfer vollständig mit Öl gefüllt ist (und etwa die Hälfte des Reservoirs ausmacht), drücken die Stoßdämpferwelle und der Ventilblock beim Komprimieren des Stoßdämpfers durch das Öl. Bei diesem Vorgang vergrößert sich die Schaftlänge im Inneren des Stoßdämpferkörpers. Dadurch entsteht weniger Volumen, das das Öl im Stoßdämpferkörper einnehmen kann, was wiederum den Druck auf das abgedichtete System erhöht. Der frei schwebende Kolben bewegt sich mit zunehmendem Schaftvolumen nach hinten, um das ursprüngliche Volumen und den ursprünglichen Druck aufrechtzuerhalten.

Warum braucht es Gas? Die Variabilität des Gaskammervolumens ermöglicht die korrekte Funktion des Stoßdämpfers – Öl ist eine nicht komprimierbare Flüssigkeit und wenn der Stoßdämpfer komprimiert wird, muss etwas nachgeben. Wie oben beschrieben, hält das Gas das Öl unter einem konstanten Druck. Wenn sich der Kolben im Behälter jedoch nach oben oder unten bewegt, vergrößert oder verkleinert sich das Volumen der Gaskammer entsprechend, sodass sich der Druck des Gases bei jeder Bewegung ändert. Gas ist komprimierbar und ermöglicht so durch seine Wirkung die Bewegung des Stoßdämpfers. Darüber hinaus stellt der konstante Druck sicher, dass das Öl aufgrund der ständigen Bewegung und des Zusammendrückens des Öls durch alle kleinen Öffnungen im Stoßdämpfer nicht „schäumt“. Auf diese Weise kann das Öl über einen langen Zeitraum in einem guten Betriebszustand gehalten werden.

Warum ist das Gas Stickstoff? Aufgrund der ständigen Ausdehnung und Kontraktion des Gasspeichervolumens sowie der durch die Kompressions- und Rückprallzyklen erzeugten Wärme möchte das Gas heiß werden und sich ausdehnen. Normale Luft wird heiß und dehnt sich sehr schnell aus, was die Wirksamkeit des Gases verringert, den vom System benötigten konstanten Druck aufrechtzuerhalten. Steigt der Druck im System, erhöht sich auch der Kompressionswiderstand, die Ölviskosität verringert sich durch die erhöhte Hitze und die Zugstufendämpfung nimmt umgekehrt ab. Darüber hinaus enthält die Luft inkompressible Verunreinigungen, einschließlich Wasser. Wir verwenden Stickstoff, weil er einen höheren Arbeitstemperaturbereich hat und daher weniger anfällig für Ausdehnung und Kontraktion aufgrund der Auswirkungen der durch die wiederholten Stoßbewegungen erzeugten Wärme ist.

Herstellung des Reservoirkolbens

Vorratskolben

Ein scheinbar einfach aussehendes Teil war tatsächlich eines der anspruchsvollsten. Wie oben abgebildet, hat der Kolben eine dunkelgraue/grüne/khakifarbene Optik, die der Farbe von Teflon auf einem Kochtopf ähnelt. Unsere anfängliche Überlegung war, dass dieses Material Teflon (PTFE) war und wir die Kolben aus diesem Material hergestellt haben. Es stellte sich heraus, dass dieses Material nicht korrekt war. PTFE ist nicht nur in seiner reinsten Form weiß, wir haben auch recht schnell herausgefunden, dass PTFE sehr empfindlich auf Temperaturänderungen reagiert und so beim Testen die Kolben im Behälter blockierten.

Zu diesem Zeitpunkt haben wir die OEM-Kolben vollständig auf Dichte, Härte und Wärmeausdehnung untersucht und dann nach kompatiblen Produkten auf dem Markt gesucht. Wir haben ein Produkt namens PAI GF30 (allgemein bekannt als Duratron T5530) entdeckt. Es handelt sich um ein mit 30 % Glasfaser verstärktes Polyamid-Imid. Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie gut dieses Material ist, hier ein Vergleich mit PTFE:

Charakteristisch	Ziel	Teflon (PTFE)	PAI GF30
Dichte g/cc	1,6-1,7	2.2	1,62
Härte Shore D	>80	50-65	87
Wärmeausdehnungskoeffizient (x10^6)	<25	>200	15

Um dies in einen Zusammenhang zu bringen: Der CTE von Aluminium liegt bei etwa 21–24, sodass sich der Kolben mit einer ähnlichen oder etwas geringeren Geschwindigkeit ausdehnen und zusammenziehen muss als der Aluminiumkörper des Behälters. Wir hatten einen Gewinner.

Die nächste Herausforderung bestand darin, den Spielraum für die Bewegung des Kolbens innerhalb der Bohrung über den gesamten Betriebstemperaturbereich herauszufinden. Wir haben diese auf etwa 10–110 °C geschätzt. Wie bei allen Kolben- und Bohrungssituationen ist das Kolbenspiel entscheidend für die Leistung. Wir haben die freie Kolbenbewegung für verschiedene Kolbenspiele getestet und uns für ein Mindestspiel von 0,1 mm bei Raumtemperatur entschieden. Um Bearbeitungstoleranzen zu berücksichtigen, legen wir einen Bereich von 0,1 mm bis 0,15 mm fest. Das Spiel bei maximaler Betriebstemperatur (Raumtemperatur +100 °C) würde 0,136 mm bis 0,186 mm betragen (das Aluminium dehnt sich etwas stärker aus als das Kolbenmaterial). Anschließend haben wir den Zylinder einem Drucktest von bis zu 2,5 bar (250 kPa) unterzogen, um sicherzustellen, dass der Kolben-O-Ring bei maximaler Betriebstemperatur dicht bleibt.

Bisher war alles gut, aber unser nächstes Problem bestand darin, sicherzustellen, dass die Produktion innerhalb der erforderlichen Toleranzen bleibt. Die Kolbenmaße liegen alle zwischen 40,04 mm und 40,07 mm. Den Zieldurchmesser für die Bearbeitung der Bohrungen legen wir auf 40,16mm-40,20mm fest. Dies würde im schlimmsten Fall zu einem Spiel von 0,12 mm bis 0,16 mm für die kleineren Kolben und von 0,09 mm bis 0,13 mm für die größeren Kolben führen. Obwohl dieser Toleranzbereich theoretisch zu Spielabständen außerhalb der Spezifikation führen würde, könnten die kleineren Kolben an die kleineren Bohrungen angepasst werden und umgekehrt. In diesem Zusammenhang war die Größe jedes Kolbens innen eingeprägt und die Größe jedes Zylinders mit einem Markierstift darauf geschrieben. Als wir die Kolben gemessen und gestempelt haben, waren es 15 °C. Daher musste auch die Bearbeitung bei einer ähnlichen Temperatur erfolgen. Anschließend haben wir ein Computerprogramm geschrieben, um den Anpassungsprozess zu optimieren und so sicherzustellen, dass jeder Kolben einen passenden Zylinder hatte. Mit diesem Verfahren konnten wir eine Probendurchlaufquote von 96 % auf dem Druckprüfstand erreichen.

Am Ende gelang es uns zwar, doch die Einhaltung der richtigen Material- und Produktionstoleranzen führte zu Verzögerungen und einige Einheiten wurden mit OEM-Kolben mit einem Spiel von 0,1 mm ausgeliefert. An dieser Stelle ist anzumerken, dass zukünftige KX80-Stoßdämpfer (und aktuelle moderne Designs) eine Blase anstelle eines Kolbens verwenden, was eine weitaus bessere Lösung darstellt.

Kompressionseinsteller

Einer der spaßigsten Teile des Projekts war die Herstellung der Druckstufendämpfungs-Einstellbaugruppe. Wie bereits erwähnt, dreht sich im Behälterkopf eine Welle mit unterschiedlich großen konzentrischen Löchern am Ende, um beim Einfedern des Stoßdämpfers unterschiedliche Öldurchflussraten zu ermöglichen. Um die Welle zum „Klicken“ zu bringen und so dem Benutzer zu helfen, jeden Auswahlpunkt zu finden, drückt ein federbelastetes Kugellager gegen die Welle und sitzt in einem gegenüberliegenden Loch, zu dem das Öl fließt, und erzeugt so das hörbare Klicken, das man hört die Welle, die es drehte. Der schwierige Teil hier war der Frühling. Es handelte sich hierbei nicht um Federn „von der Stange“. Es genügt zu sagen, dass wir mittlerweile Experten im Messen von Federraten und der Herstellung von Federn sind ...

Stoßdämpfer

Stoßdämpferwelle und Ventilblock

Die Herstellung der Hauptstoßdämpferbaugruppe war mit vielen Herausforderungen verbunden, die größte davon war die Wellenbaugruppe. Hierbei handelt es sich um eine komplexe Hohlwelle, in der die Rückprallstange untergebracht ist. Um die Gesamtkosten im Rahmen des Budgets zu halten, haben wir uns schon früh dafür entschieden, die OEM-Schächte komplett mit dem Ventilblock wiederzuverwenden. Letztendlich versuchen wir, alle unsere Teile zu einem Preis herzustellen, der unter den Originalkosten der OEMs liegt. Zunächst kauften wir mehrere Stoßdämpfer, zerlegten sie und retteten die Wellenbaugruppen. Die Wellen wurden nach den ursprünglichen Werksspezifikationen nachgeschliffen und hartverchromt. Wir stellten jedoch bald fest, dass das ursprüngliche Kawasaki-Design diesem Ansatz nicht wirklich entsprach – die Zugstufeneinstellstange muss von der Stoßdämpferwelle entfernt werden, um sie neu zu verchromen. Infolgedessen beobachteten wir eine inkonsistente Leistung der Zugstufendämpferbaugruppe, da die Dämpferstange häufig nicht richtig an der Schaltscheibe im Inneren der Welle befestigt werden konnte. Also zurück zum Zeichenbrett – wir beschlossen, die gesamte Wellenbaugruppe mit Kolben, Ring und Ventilblock zu vervollständigen.

Nachdem wir uns für die Herstellung der Wellenbaugruppe entschieden hatten, beschlossen wir, bestimmte Aspekte davon neu zu gestalten, um die Probleme zu vermeiden, die bei der Umnutzung der Originaleinheiten aufgetreten waren. Zu den wichtigsten Verbesserungen gehörte die Neugestaltung der Art und Weise, wie die Dämpferstange an jedem Ende der Welle befestigt wurde. Dadurch wäre der Stoßdämpfer zu 100 % vollständig wiederaufbaubar und zuverlässig.

Dieses Bild zeigt die Wellenbasisverbindung mit dem Gabelkopf. Die Zugstufendämpferwelle (blau) wurde neu gestaltet und verfügt nun über ein Zahnradende. Die ursprüngliche Kayaba-Einheit hat ein quadratisches Ende. Das Zahnradende ermöglicht einen problemlosen Montagevorgang und erleichtert die korrekte Ausrichtung der Zugstufendämpferwelle und der Hauptstoßdämpferwelle (siehe Abbildung unten).

Dieses Bild zeigt das Kolbenende der Welle. Die Schaltscheibe ist jetzt fest mit der neu gestalteten Dämpferstange verbunden. Zuvor hatte Kayaba die Scheibe als eingefasste, verschiebbare Lasche gehabt, die über eine Keilverzahnung mit der Dämpferstange verbunden war und einen komplizierten Montageprozess erforderte, um sicherzustellen, dass alle Löcher richtig ausgerichtet waren. Unser Design ist im Vergleich zu den Originalgeräten 100 % zuverlässig.

Wir haben auch den Ventilstapel vereinfacht und die Anzahl der Komponenten von 20 auf 14 reduziert. Im Bild unten zeigen die hervorgehobenen Elemente die drei Komponenten des Ventilstapels. Kayabas ursprüngliches Design verwendete 9 separate Unterlegscheiben.

3-teiliger Ventilblock

Natürlich konnten wir nicht anders und gingen noch einen Schritt weiter, indem wir die Materialarten auf Basis moderner Technologie optimierten. Dank moderner CNC-Bearbeitungsverfahren konnten wir beispielsweise den Kolben aus Aluminium statt aus Weichstahl herstellen, der bei den Kayaba-Einheiten verwendet wird, und so die ungefederten Massen reduzieren. Die Komponenten des Ventilstapels bestehen aus einer exotisch gehärteten Edelstahllegierung für eine bessere Hitze- und Korrosionsbeständigkeit und der Schaft selbst besteht aus kaltgezogenem, spannungsarmem 1050-Stahl.

Ist der Schaft wichtig? Ja! Die Gabelkopf-/Wellenbaugruppe ist das einzige bewegliche Teil der gesamten Stoßdämpferbaugruppe. Es wird am Gabelkopf (dem U-förmigen Aluminiumstück an der Basis des Stoßdämpfers) montiert und oben auf der Welle sitzt der Ventilblock. Dazwischen befindet sich der Dichtungskopf, durch den sich die Welle bei jedem Kompressions- und Rückprallvorgang bewegt.

Stoßdämpferwellenbaugruppe mit (von oben nach unten) Dichtkopf, Packer, Anschlagpuffer, Anschlagpufferschale, Gabelkopf. Der Rückprallklicker ist an der Basis der Gabelkopfbaugruppe sichtbar. Das Rückprallloch ist oben am Schaft sichtbar.

Ok, wie funktioniert die Zugstufendämpfung? Wir haben bereits darüber gesprochen, wie der Ventilblock und die Welle beim Komprimieren das Öl durchdrücken. Wenn dies geschieht, wird eine kleine Menge Öl (das durch das vergrößerte Volumen der Stange im Inneren des Stoßdämpferkörpers verdrängt wurde) in den Behälter gedrückt, aber was noch wichtiger ist, das Öl bewegt sich auch durch den Ventilblock zur Unterseite des Stoßdämpfers. Wenn der Stoßdämpfer ausfedert (denken Sie daran, dass die Hauptfeder des Stoßdämpfers den Stoßdämpfer wieder nach unten drückt), muss das Öl, das sich jetzt unter dem Ventilblock befindet, seinen Weg zurück zur Oberseite des Stoßdämpfers finden. Wichtig ist jedoch, dass das Öl nicht durch den Stapel zurückfließt (im Ventilstapel befindet sich eine zusammenklappbare Unterlegscheibe), sondern durch ein kleines Loch an der Oberseite des Schafts. Es ist dieses Loch, das die Möglichkeit für variable Rückpralleinstellungen schafft. Die zusammenklappbare Unterlegscheibe ermöglicht einen separaten Ölkreislauf für Zug- und Druckstufe.

Die grüne Außenscheibe gleitet mit Hilfe der sternförmigen Feder auf den Innenscheiben auf und ab. Am oberen Ende der Bewegung dichtet diese Unterlegscheibe die Unterseite des Kolbens ab (der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) und sorgt dafür, dass das Öl an der Unterseite des Ventils beim Ausfedern durch den Schaft gedrückt wird.

Rebound „Clicker“

Das Loch an der Oberseite der Stoßdämpferwelle hilft dabei, die Geschwindigkeit des Öls zu steuern, wenn es zur Oberseite des Stoßdämpfers zurückfließt. Die Lochgröße wird durch Drehen einer kleinen Welle innerhalb der Hauptwelle mithilfe des 4-Positionen-Wahlschalters unter dem Gabelkopf geändert. Der Wähler dreht eine Stange, die fast über die gesamte Länge der Welle verläuft. Die Stange ist mit der kleineren Welle über konzentrische Löcher unterschiedlicher Größe verbunden, die mit dem Loch in der Stoßdämpferwelle übereinstimmen. Es funktioniert auf die gleiche Weise wie der Druckstufeneinsteller – je kleiner das Loch gewählt wird, desto langsamer fließt das Öl durch das Loch und erhöht somit den Zugstufenwiderstand.

Das Ventilsystem ermöglicht, dass Öl bei Kompressionsvorgängen ungehindert durch die Kolben-/Ventilbaugruppe strömen kann. Beim Rückprall wird Öl durch das Loch in der Welle (blau) gedrückt und tritt am Ende der Welle aus, wobei der Ventilblock vollständig umgangen wird. Die Dämpferstange kann in eine von vier voreingestellten Positionen mit jeweils unterschiedlich großen Löchern gedreht werden. Dadurch ist eine variable Rückfederung möglich!

Der Rückprall-Clicker funktioniert weitgehend auf die gleiche Weise wie der oben beschriebene Kompressions-Clicker. Ein federbelastetes Kugellager sitzt beim Drehen in den Rillen der Stange. Eine der Herausforderungen, vor denen wir bei der Rebound-Clicker-Baugruppe standen, war die Herstellung einer kleinen Filzscheibe auf der Rückseite des Clicker-Knopfs. Wir haben mehrere Monate gebraucht, um einen Lieferanten zu finden, der diese Unterlegscheiben tatsächlich in der gewünschten Größe und Dicke und mit einer selbstklebenden Rückseite herstellen konnte ...

Anschlagpuffer

Was ist der Anschlagpuffer? Es handelt sich um den kleinen Gummistopfen an der Basis des Schafts, den Sie auf dem Stoßdämpferfoto unten sehen.

Ist es wichtig? Ja! Der Anschlagpuffer ist die letzte Widerstandslinie für den Stoßdämpfer während eines Kompressionsvorgangs. Seine Größe, Form und Härte sind äußerst wichtig, um den Stoßdämpfer abzufedern, wenn er durchschlägt. Ohne einen Anschlagpuffer gäbe es nichts, was verhindern könnte, dass die Stoßdämpferbasis (Gabelkopfbaugruppe) bei jedem Aufsetzen des Stoßdämpfers mit dem Stoßdämpferkörper in Kontakt kommt.

Wir haben uns für die Verwendung eines echten KYB-Anschlagpuffers entschieden, da diese auf dem Markt leicht erhältlich sind.

Siegelkopf

Wir haben uns für die Verwendung eines leicht erhältlichen Aftermarket-Dichtkopfs zur Vervollständigung unserer Stoßdämpferbaugruppe entschieden.

Stoßdämpfer-Rahmenmontagebuchse

Wir haben uns hier für die Verwendung einer OEM-Kawasaki-Einheit entschieden und diese in den Stoßdämpferkörper gepresst.

Obere Stoßdämpferbuchse

Stoßfeder

Wie die meisten 80-cm³-Motocross-Maschinen der 1980er Jahre wurde die KX80 so konzipiert, dass sie den Durchschnittsalters-, Gewichts- und Größenmerkmalen der jeweiligen Klasse (Jungen im Alter von 9 bis 16 Jahren) und einem Durchschnittsgewicht von 40 kg/90 lb (kleines Rad) und 50 kg entspricht /110lb (Großrad). Nichtsdestotrotz haben wir uns an die Arbeit gemacht und steifere Federn für die Jungs entwickelt, die sie immer noch fahren.

Kawasaki gab die serienmäßige Federrate mit 4,2 kg/mm ​​an (4,6 kg/mm ​​für das Big Wheel-Modell). Unsere Tests haben gezeigt, dass diese Federraten für bis zu 70 kg/150 lb gut sind (mit etwas zusätzlicher Vorspannung und nicht optimaler statischer Nachgiebigkeit). Deshalb haben wir drei Federraten zur Auswahl entwickelt: 5,5, 6,0 und 6,5 kg/mm, die für Fahrer ab 70 kg (150 lb) und mehr geeignet sind, abhängig von Ihrem Fahrstil, Alter, Könnensniveau und der Art des Fahrens, das Sie unternehmen möchten.

Jede Feder wurde gestrahlt, verzinkt und original matt-silber pulverbeschichtet.