Voorvorken.

Voorvorken.

Tijdens het fietsen moet de voorvork zware klappen opvangen en ook door het remmen worden er grote krachten op de vork uitgeoefend. Vooral de remkrachten belasten de vork zwaar omdat deze belasting haaks op de vork gericht is en de vork daardoor sterk op buiging wordt belast. Door een naafrem (trommelrem, rollerbrake of schijfrem) wordt het onderste gedeelte van de schede van de voorvork zwaarder belast dan bij een velgrem. reden hiervoor is dat de rem lager op de vork aangrijpt dan een velgrem en de remkrachten in een naafrem veel hoger zijn. Lichtgewicht voorvorken voor velgremmen kunnen daarom niet zomaar met een naafrem gemonteerd worden.
Bij het kroonstuk is de belasting door de remkrachten bij gebruik van velg en naafrem even groot. Op de plek waar het onderste balhoofdlager is gemonteerd zijn deze buigende krachten het grootst. Dit is dan ook het kwetsbaarste punt van de fiets dat bij een controlebeurt goed gecontroleerd moet worden op scheuren en vervormingen. Een breuk van een voorvork kan ernstige ongelukken veroorzaken.

De voorvork besteed uit de volgende onderdelen:

• De binnen balhoofdbuis.
• kroonstuk.
• Twee vorkscheden.
• Voorpatten.

In de binnen balhoofdbuis wordt de stuurpen gemonteerd en de bovenste balhoofdcup met borgmoer geschroefd. Op de plek waar de binnen balhoofdbuis in het kroonstuk is gesoldeerd komen de grootste krachten op de vork. Hier is de buis dan ook dikwandig uitgevoerd zodat de buis hier voldoende sterk is. Omdat de uitwendige diameter van de binnen balhoofdbuis niet groter gemaakt kan worden dan de binnendiameter van de balhoofdlagers en de inwendige diameter bijna altijd 22,2 mm is voor de bevestiging van de stuurpen, kan de sterkte van de binnen balhoofdbuis niet vergroot worden door de buitendiameter te vergroten.

De sterkte van de binnen balhoofdbuis moet uit het materiaal gehaald worden. De binnen balhoofdbuis is dan ook altijd van een (hoogwaardig) staallegering gemaakt. De buis is single butted uitgevoerd om bij de bevestiging van het kroonstuk voldoende sterk te zijn. Columbus heeft de butted ellipsvormig uitgevoerd omdat evenwijdig aan het frame de grootste krachten op de vork komen. Dwars daarop zijn de krachten veel minder en hoeft de binnen balhoofdbuis mindersterk te zijn. Daarnaast zijn bij sommige vorken ook spiraalvormige verstevigingen aangebracht. Heel soms worden oversized binnen balhoofdbuizen toegepast op mountainbikes en tandems. Consequentie is dat ook de stuurpen en balhoofdlagers oversized uitgevoerd moeten worden

Als extra beveiliging wordt in de binnen balhoofdbuis soms een veiligheidsbuisje geplaatst. Dit buisje zorgt ervoor dat bij breuk van de binnen balhoofdbuis het wiel niet plotseling onder de fiets wegvalt (afb constructie van de binnen balhoofdbuis)

Het kroonstuk is over het algemeen uit plaatstaal geperst. Hoogwaardige kroonstukken zijn gesmeed of gegoten. Bij het gebruik van stalen kroonstukken worden de binnen balhoofdbuis en de vorkschede hierin gesoldeerd. Bij gebruik van aluminium worden de binnen balhoofdbuis en de vorkschede gelijmd of geperst. Op het kroonstuk is de zitting aangebracht voor de perspassing van de onderste balhoofdconus. Het kroonstuk is voorzien van een gat voor de bevestiging van een knijprem of spatborden, (afb 26). Tegenwoordig worden voorvorken ook uitgevoerd zonder kroonstuk. De vorkschede worden direct aan de binnen balhoofdbuis gelast.

Omdat de meeste krachten op de vorkschede bij de inklemming komen en de krachten vooral evenwijdig aan het frame lopen zijn de vorkscheden ovaal uitgevoerd en lopen ze naar de uiteinden dun uit. Als materiaal wordt zowel staal, aluminium, titanium als koolstofvezel gebruikt. Het gebruik van aluminium is bij voorvorken veel minder zinvol dan bij frames omdat het oversized uitvoeren van de vorkschede niet fraai zou zijn en de wanddiktes die voor stalen vorkpoten gebruikt worden nog lang niet bij het minimum liggen. Zo gebruikt Columbus in zijn lichtste buizenset van Nivacrom staal een wanddikte voor de vorkpoten van 0.8 mm bij de inklemming en 0.6 mm bij de uiteinden. Voor de bovenbuis echter zijn de wanddiktes 0.65 mm en 0.4 mm. Het gebruik van een voorvork van aluminium zou alleen maar leiden tot een voorvork die even zwaar is met vorkpoten met een wanddikte die drie keer zo hoog ligt als bij het gebruik van staal. Een ander voordeel van stalen voorvorken is dat de plastische vervorming groter is dan van aluminium. Hierdoor functioneren stalen voorvorken als een kreukelzone bij een frontale botsing.

Op eenvoudige voorvorken worden de patten gevormd door de vorkbuis aan de uiteinden plat te stansen, eventueel met versteviging. Betere voorvorken zijn voorzien van gesmede of gegoten patten, zie afbeelding (27). De patten zijn meestal voorzien van nokken voor de bevestiging van spatborden en voordragers. Halverwege de vork kunnen de vorkbuizen ook voorzien zijn van nokjes voor de bevestiging van laaghangende voordragers (low riders). Dit is vooal van belang voor fietsen die voor vakanties gebruikt worden.

Een gewone voorvork kan niet in een tandem gezet worden. Een voorwiel van een tandem wordt veel zwaarder belast dan een gewoon wiel door de hogere massa en de veel grotere remkrachten. Op tandems worden dan ook extra sterke voorvorken gemonteerd.