AW: Federung ?
Hallo Dominik,
Über diese 2cm Reifenfederung + max 2cm zusätzlichen Federweg has du schon mehrfach geschrieben. Doch wie kommst du überhaupt auf diese Zahlen?
Das Fahrrad ist eine in ueber 100Jahren Handwerks und Ingenieurskunst auf den Menschen und seine "Festigkeit" abgestimmtes Geraet.
Es war schon den Erfindern klar, das es besser ist, das das Rad zerbricht, als der Pilot.
So fand man ein Optimum, die Regel, das ein Fahrrad-Drahtspeichenrad bei der 5fachen Auflast Vertikal und dem 3fachen Moment Axial optimal dimensioniert ist.
Und man so einen ausreichenden Kompromiss zwischen Gewicht Preis Haltbarkeit und Unfallschutz bekommen kann.
Diese Werte haben es bis in die DIN geschaft und sind als "State of the Art" anzusehen.
Alle Naben Speichen Felgen sollten in ihren Abmessungen dafuer passen dimensioniert werden, leider hat allerdings der sonst sehr nutzliche "Wettbewerb"
auch so seine Schattenseiten ...
Auch klar ist das an einer gewoehnlichen Trike mit einer Radlast zu rechnen ist die sich so um 35Kg herrum bewegt.
Aus der Statik des Rades hat man die 1:5 Regel fuer den Reifen abgeleitet, der gewaehrleistet dieselbe Sicherheit fuer den Reifen wie fuer das Rad, ein "mehr" ist oekonomischer Nonsens, denn mir ist es egal, wenn mich die Sanitaet von der Strasse holt, ob ich den Reifen von meinem zertruemmerten Fahrradl nochmal hernehmen kann .... ueber weniger muessen wir nicht reden ?
Optimal aufgepumpt ist also ein Reifen wenn er mit der 5fachen Auflast bis zur Felge einfedert. Aus der Thorusgeometrie und den Spannungszustaenden in der tragenden Pelle resultiert, das ein idealer (Diagonal)Reifen, egal welcher Breite (in unseren Massbereichen (von 23-50mm), bei entfernen der Ueberlast auf die normale Last etwa 2cm ausfedert. (Das ist das schon oft erwaehnte 1:5 Lastspiel)
Natuerlich gibt es durch die Qualitaetsunterschiede geringe Differenzen, aber die sind eher unbedeutend.
Der Komfort aller Diagonalreifen, auf diese Weise aufgepumpt, ist etwa gleich. Nur die anderen Parameter Traktion Spurtreue Leichtlauf und Gewichtsvorteil werde mit wachsender Breite schlechter.
Soviel zum Reifen, das ist einfache Statik. Bei der Federung wird's nun (dynamisch)komplex.
Aber vorab, mich interessiert prinzipiell nur der effektive Federweg, wieviel Strecke von mieserabelen Technikern dafuer verwurstet wird ist mir fuer meine Betrachtung egel. Bei den mit grossem Werbegetoese vermarkteten Fahrrad-Federungen kann man da schon mit dem 3-15achen rechnen, aber diese Strecken sind nur halt da, sorgen fuer jede Menge Nachteile, und sind aber am Nutzen nicht beteiligt.
Faehrtst Du auf ein Hinderniss, spaltet sich in dem Momment der Impuls in einen Horizontalen(bremsenden) und einen hebenden Vektor.
Da man nicht annehmen kann das man mit allen Raedern gleichzeitig auf dasselbe Hinderniss faehrt, hat man weil ja Masse und Geschwindigkeit im Ganzen
auf 1Rad wirken, aber nur 1/3 der Masse Horizontal zu heben ist 3mal soviel in Horizontaler Richtung die auf die Statik des Rades wirkt, und dort hast Du keine Feder!
Also kannst Du fuer jedes Hinderniss, seine Form und seine Hoehe eine Maximale Geschwindigkeit ermitteln, bei der das Rad in seiner Statik zu versagen droht.
Dabei spielt der Reifen keine Rolle. Nur 1/3 dieses Impulses kannst Du in die Federung einbringen. Der Loeffel der die Portion entscheidet ist genauso wie der Napf aus dem
mann nimmt durch das Verhaeltniss Gefederte Masse zu ungefederter Masse determiniert. eine weitere Begrenzung ist die Anstiegsgeschwindigkeit, ist die zu gering,
kann die beschleunigte ungefederte Masse, die Feder nicht mehr spannen weil die traege Masse sie nicht mehr "verdaemmen" kann und nun ihrerseits beschleunigt wird.
Das wirkt etwa so wie der Masseverschluss am Schiessgewehr, auch dort fuehrt zuwenig Pulver in der Patrone zur Katastrophe. Da nun alle Parameter bekannt sind, der maximal moegliche Impuls, die maximale (anstiegs)Geschwindigkeit und die moegliche Verdaemmung durch die traege Masse, kann man das sogar berechnen(Wenn man Berufsmathematiker ist).
Das ist nicht simpel, es gibt zum Einen Tabellen und Nomogramme dafuer, die z.B. die Unfallgutachter hernehmen, und zum anderen Menschen die das fuer sehr viel Geld auch ausrechen.
Die praktischen Erfahrungen und die Tabellen, die ich in meiner Arbeit nutzen kann sprechen fuer maximal 4cm effektiven Federweg insgesammt.
Wenn 2cm der Reifen bringt, bleiben 2cm fuer das Federbein ... bei strassentypischen Hindernissen und den fahrradtypischen Geschwindigkeiten.
Auch bei den KFZ ist das nicht anders, nur arbeitet man dort mit 2Tonnen Masse, und kann dank Motor, auf Verluste pfeiffen.
Die Autos werden auch darum nicht leichter, weil Federweg ein Werbeargument ist, und dafuer braucht man Masse und PS.
Beides haben wir an unseren Triken aber eher weniger, das eine gottseidank, das andere leider ...
mfG
Matthias
