牙体缺损

首页 » 常识 » 预防 » 自行车历史上的重大发明无牙碗组成就了今天
TUhjnbcbe - 2024/5/1 17:17:00

我们的自行车之所以可以灵活的转向,全靠头管中的碗组。多年来自行车的碗组虽然千变万化,但是其基本的结构都并没有改变。顶部的锁紧顶盖-固定螺丝-吊芯-轴承盖-锥形环-轴承-轴承底座-另一个轴承-轴承底座。虽然碗组上总会有一些小创新和小惊喜,但是从结构上来看,几十年来,碗组都没有变过。我们现在把这样的碗组结构统称为无牙碗组,所以,从名字上就不难看出,曾经在它之前,应该还有一个叫做有牙碗组的东西。那么,无牙碗组是如何取代曾经是行业标准的有牙碗组的呢?

有牙碗组无一例外的包括这两颗大螺母,一颗用来调节预压量,另一个用来使其固定下来

上世纪80年代后期,标准的碗组结构就是上文提到的有牙碗组。如今的前叉虽然有各种规格的口径和锥度,但是从上到下都是光滑的。而有牙碗组的前叉则需要在顶端具有一段丝牙,通过顶部的两个螺母锁定:其中一颗用来调节轴承的预压量并压紧所有的碗组组件,和今天的顶盖+吊芯的作用类似,而另一颗则用来对锁固定,让调节好的状态保持下来。

80年代,有牙碗组是行业标注,虽然也能用,但是也会时常出现问题

而把立则具有一段可以插入前叉“轴杆”,这部分需要插入到前叉上管内,“轴杆”的末端具有楔形块,通过顶部的螺丝向上拉紧楔形块使其膨胀,就可以把把立固定到上管内部了。

这一碗组解决方案在今天看来,除了可以追求复古美学之外,确实缺点也是非常多的。首先是轴承的预压量,两颗对锁的大螺母会在颠簸和震动中松动,并且下边的预压螺母还需要一个超大的薄片扳手才可以完成调节。其次,80年代,碳纤维车架开始慢慢的被人们所接受,但是由于受到有牙碗组的限制,即使是碳纤维的前叉,也还是需要配备一个金属的上管。再有就是重量了,即使抛开那两颗大螺母不谈,单就把立上的固定“轴杆”,巨大的楔形固定块,以及超长的锁紧螺丝,就已经远超了今天把立的重量。

虽然在今天来看,这样的设计有种种的缺点,但是当时的人们却认为这套系统运行良好,尽管可能更多的还是由于当时并没有更好的替代方案吧。

原型在惊醒的夜里敲定

不过有个人并不这么想,他就是约翰·拉德(JohnRader)。80年代是山地车刚刚起步的萌芽时期,拉德就是那个年代的忠实爱好者,他们自己动手改装山地车,建造那些不曾出现的组件。给予拉德最大影响的是他的父亲,拉德的父亲曾经是一位赛车手,多年来,父亲在赛车改装上投入了大量的时间和设备,这也让拉德有机会在家就可以接触到机床。但是比学习到的技术更多的是父亲对拉德的影响。技术进步最大的障碍是创造力,汽车永远可以更快,结构永远可以更轻,但是够好?永远不够好。这就是父亲的信念。带着这样的信念,拉德把对山地车的改装变成了一种责任。这也是他第一次开始认真研究摆在自己面前的东西。

蓝色的组件就是约翰·拉德当时制造的产品原型,和当时的有牙前叉的把立和上管差别很大

在拉德的回忆中,他总是在寻求改装更轻的山地车的方法,他拆开了碗组,那里有很多多余的配件,头管里有一根巨长的螺丝和一个沉重的金属楔形块,并且前叉上管也是车架上直径最小的管材。拉德认为它应该更轻,更坚固,不应该是现在的状态。他的想法是去掉碗组上的两个超大螺母和上管上的螺纹,让所有的组件都可以沿着光滑的管壁自由滑动。然后把立可以直接夹在上管的外部,从而在此过程中增加上管的直径,减轻重量并提高刚性。拉德还意识到一旦这样改造,上管就不会被局限于仅能使用沉重的钢管,而是可以使用更多的材料,铝合金,钛合金甚至是碳纤维。

不过,这些还只是停留在他的脑子里。在一次采访中他说:我想出了这一概念,但是很长时间我都没有去完善和制造……我记得有一天晚上我醒来并翻身告诉我的妻子,我知道了!然后从那天开始没有多久,原型产品就被制造了出来。”

原型产品的诞生看起来非常的水到渠成,父亲的影响,加上自己的热情。但是,让其他人接受这一标准,并推向市场则是另一段传奇的故事。

三十秒钟

90年代的时候,是山地车最为火爆的时候。年,第一次山地自行车锦标赛在科罗拉多州举办。朋友(朋友是RossShafer公司的前任CEO),建议他可以带着他的新发明去赛场碰碰运气,兴许可以有机会把自己的发明推荐给当时正如日中天的太雅康培-美国分公司(Dia-CompeUSA)。

太雅康培和rockshox的合作在早期是互惠互利的存在。前者为后者提供了可靠的产品,并获得当时山地车红利

当时的太雅康培美国分公司以其对制造,销售和物流方面的创新想法和开放态度而闻名,很多创新设计和想法都被变成了产品并推向市场。太雅康培还是当时只是新兴的避震器品牌的rockshox早期合作伙伴。太雅康培和rockshox的早期合作非常成功,rockshox可以放心的把设计交给太雅康培来制造,因为太雅康培有着非常丰富的经验和深厚的技术积累,而太雅康培也通过rockshox,早早的就进入到了山地车避震这一火热的市场。

有多火爆?当时太雅康培在美国的公司被世界各地的车队找上门,这当然不是来寻仇,而是希望尽快的获得一个山地车避震前叉。公司的部门经理回忆道:那是一段非常激动人心的时刻,真的非常的忙,对于当时的赛车手来说,如果你的山地车没有一个避震前叉,那么你的内心真的会很挣扎。车手们几乎是祈求的向他们购买前叉。而就在这疯狂的氛围下,约翰·拉德出现了。

当时的产品经理依然保留着29年前拉德第一次给他的名片(当时拉德把他的产品命名为LightSet)

当时的部门经理回忆道:太雅康培每天都会吸引了很多专业人士来展示自己的新设计,新发明,希望可以得到投资。他说:我可以带你到会议室,想要喝茶?对不起,你的时间只有30S。

约翰·拉德早期的设计原型在今天看来虽然粗糙,但是却有力的证明了它的有点和有效性

拉德带着他自制的钛合金山地车来到会议现场,以演示他设计的转向系统(姑且这么叫吧,毕竟还不是很很完善)。他简单的松开几个螺丝,然后前叉就从车架上取了下来,然后又在一两分钟内把所有的东西都安装了回去。这在当时是有牙碗组无法实现的壮举。部门经理被眼前的这套东西完全吸引了。只要几个螺丝,前叉就掉了下来,然后插入前叉,重新简单固定,自行车就可以正常骑行了。第二天,公司的经理专门拜访了拉德,他们需要更多的沟通。

早期专利文件中的图片,可以看到顶盖是直接拧在前叉上管内部的

这一次拜访之后不久,太雅康培就成为了拉德无牙碗组的独家特许制造商,并帮助拉德完成了早期的专利文件。而拉得给自己的无牙碗组起的“LightSet”的名字也更换为了“AheadSet”,并一直沿用至今。

一把坏掉的椅子

一个看来不应该起作用的组件,却工作的异常良好,虽然很酷,但是如果想要成为消费级的产品,却有很多地方需要完善。而其中最具挑战性的就是在不增加重量和复杂性的情况下,如何精确地控制轴承的预压量。

早期方案中的一个,通过销钉把螺纹插入件固定在前叉上管内,但是在今天来看,显然不够便捷

在拉德的原始设计中,预压量调节的顶盖是直接拧在上管中的,也就是说前叉上管顶部依然需要加工一段螺纹。起初,太雅康培针对对轴承预压量的调节方法提出了两种方案。一个是在上管内直接打入一个带有螺纹的预紧盖,然后通过螺丝固定。另一个是加入一个单独的螺纹镶入件,然后通过销钉固定在上管顶部。但是这两种方案都没有提供足够的便利性和可操作性,并没有达到预期的优势。用户依然需要订购所需的上管长度的前叉,一旦需要调整上管长度,反倒没有有牙碗组的把立来的快捷。

调节凳子腿高低和固定办公椅轮子的星型螺母,我们现在叫它碗组吊芯

太雅康培办公室一个掉下来的轮子,成就这个配件,解决了关键问题

然后有一天戏剧性的一幕发生了……太雅康培产品经理DougBeeler的办公椅一歪,把DougBeeler摔到了一边。就在Doug检查办公椅的轮子时,他看到了内部的星型螺母,这就是今天的膨胀吊心被发现的经历,不经意的一摔,成就了奇迹。星型螺母成了解决轴承预压的关键,省去了前叉上管顶部的螺纹。想要多长的上管,切掉以后,打入星型螺母就可以了。还长,再打入一些,继续裁切就可以了。重量轻,操作简单。

不久之后产品就定型了。至此,有牙碗组普遍存在的问题在很大程度上已经被这件产品解决了。碗组不会再因为颠簸而需要经常调节了;调节更简单了,一颗螺丝就可以拉紧所有组件,并完成轴承预压。然后拧紧把立,就可以骑行了。

捆绑销售,开疆拓土

正如我们今天正在经历的,每天都在有新的想法,新的产品,每天都有你没有见过的东西正在发生。不过,提出革命性的产品是一回事儿,能不能把其成功的商业化,并成为标准就是另一回事儿了。

当年投放的无牙碗组的广告。虽然无牙碗组从组件数量来说并不少,但是可调节性和重量都大大的减少了

还记得rockshox吧,太雅康培和其有着深入的合作。当时太雅康培为其OEM客户提供各种解决方案。因为有牙碗组和前叉需要前叉具有多种长度以适应于不同长度的头管,不过,即使这样,很多前叉上管也依然要在车店自行修剪一部分。太雅康培首先为Rockshox提出的方案就是提供预先裁切好并安装了星型螺母的前叉。此外,作为AheadSets的独家生产商,太雅康培很容易就可以和rockshox达成合作,把新前叉和新碗组做成捆绑销售的产品,加速完成标准化。不过比较可惜的是,当时的太雅康培并没有自己生产把立。(事后,当事的产品经理吉尔伯特曾坦言说他们错过了最好的时机。)不过,凭借上下游的关系,他们也很容易就找到把立的供应商。

rockshox和一起捆绑销售的aheadsets碗组

不过,前两年的销量并不是十分乐观。毕竟在当时来说,避震前叉并不是一件便宜的东西,即使新碗组和前叉做了捆绑销售,每年的OEM订单也只有几百个,其中主要的品牌包括了如今我们熟悉的Norco,RockyMountain和Raleigh这样的山地车领军品牌。

当年在自行车杂志上投放的安装教程,确实体现出了其可靠性和可调节性

随着用户的增加,这种碗组的好处也开始显现出来。绝对快速的安装,前叉无需螺纹也能正常工作。对于自行车品牌来说,这不仅缩短了组装时间,也减轻了重量,越来越多的知名品牌开始加入其中(包括了像GT,崔克,闪电等大公司),这其中也包括了公路车市场,毕竟对于公路车来说,减重和刚性绝对是产品升级中的关键要素。当精通技术的公司发现这一点时,成为标准将只是时间问题。

CaneCreek成立

CaneCreek后来也开始制造无牙碗组的把立

太雅康培美国公司最终脱离总公司,成立了名为CaneCreek的新公司,今天依然运行良好。如今,无牙碗组的专利已经到期,从最初的几百个OEM的订单,到几天的数以百万计,无牙碗组凭借其强大的优势成为了自行车的新标准。今天,当我们走进自行车店,除了一些廉价的童车和通勤车以外,没有哪辆车不是使用的无牙碗组。而对于那些复古的精品自行车,如果你想获得有牙碗组的组件,你甚至还需要加钱来购买,即使这样也许你都无法选择到你钟意的配件。

曾经沉重的有牙碗组在今天的CaneCreek这里已经成为各种艺术品,这是一个碗组的特别版本

你有一个碗组(提供年质保)说明你很土豪,而如果你拥有上图这个钛合金镶木限量版就只能说你很幸运了

20多年的时间,当你回头看去的时候似乎就是转瞬间,被浓缩在这篇多字的文章中。但是如果你真正经历这些时间,你会发现,如果不是无牙碗组的出现,就不会有后来如此众多的衍生设计和创新(包括全碳前叉,各种口径的前叉上管,各种内走线等等)。你可能会说,没有它,自行车也许会朝着另一个更好的方向发展。也许吧,虽然不能说谁成就了谁,但是历史就是这样,只能向前发展,不会重新来过。所以,下一个掌握行业标准的人,是不是就是拿着手机的你呢?对,就是你!

参考:cyclingtips

翻译整理:单车基械匠

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