Flattern in der Lenkung

[wia]

Hallo,
ich bin ein neuer Teilnehmer. Mein Trike ist bestellt, aber noch nicht geliefert, daher bin ich fast ohne praktische Erfahrung. Ich habe gehört, dass bei bestimmten Trikes bei bestimmten Reifen usw. ein Flattern in der Lenkung auftritt, und mich hat die Frage interessiert, warum das passiert und was man dagegen machen kann. Im Netz habe ich auf die Schnelle nichts brauchbares gefunden, also habe ich "mal eben" eine eigene Theorie gebastelt. Hier nur die Umrisse: Ursache für die Schwingungen ist, dass die Lauffläche des Reifens seitlich gegen die Felge verschoben werden kann, bzw. dass genau beim Lenken bzw. beim Flattern auch passiert. Wenn man dann mal losrechnet, kommt man darauf, dass es eine kritische Geschwindigkeit gibt, oberhalb der das Flattern auftritt, unterhalb nicht. Die kritische Geschwindigkeit berechnet sich mit der Formel

v = N D /J

wobei N der Nachlauf, D die Dämpfungskonstante für Querschwingungen im Reifen bzw. der Lenkung und J das Trägheitmoment des Reifens und der Lenkung bzgl. Lenkbewegungen ist. D.h. instabil wird jede Lenkung irgendwann, man kann aber die Geschwindigkeit, ab der das auftritt, sehr hoch wählen, damit es im normalen Betrieb nicht auftritt. Faustregel: je größer der Nachlauf, die Dämpfung in der Lenkung und je leichter die beweglichen Teile in der Lenkung, desto höher ist die kritische Geschwindigkeit. Die Frequenz der Schwingung ist

f = Sqrt(N Q / J) /2pi

wobei Q die Quersteifigkeit des Reifens ist. Es ist unter Umständen möglich, dass die Schwingung der Lenkung eine Feder-Masse-Schwingung des Rahmens+Fahrers anregt.
Etwas schwierig bei der ganzen Geschichte ist, dass ich viele Parameter (N, Q, D, J) nur raten kann, manche besser (N, Q, J), manche gar nicht (D). Mich würde jetzt interessieren:
Ist es so, dass Lenkungsflattern erst oberhalb einer kritischen Geschwindigkeit auftritt?
Weiß jemand aus Erfahrung, bei welcher Geschwindigkeit und am besten auch noch bei welchem Nachlauf?
Bei welchen Frequenzen liegt die Schwingung?
Welche Einflüsse auf das Geschehen wurden beobachtet (Reifen, Reifendruck, ...)?

Wer das ganze im Detail nachlesen will:
http://leute.server.de/wilde/lenkung.pdf

Viele Grüße,

andreas

 

[paule]

AW: Flattern in der Lenkung

Also meine Erfahrung ist das das Lenkungsflattern beispielsweise bei zu niedrigem Luftdruck bei niedrigerer Geschwindigkeit auftritt.

Paule

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Verstehe ich dich richtig: Je niedriger der Reifendruck, desto kleiner die kritische Geschwindigkeit?
Das würde meiner Theorie eher widersprechen. Ich nehme an, dass bei niedrigerem Reifendruck die Dämpfung eher zunimmt, während die Quersteifigkeit abnimmt. Dann müsste das Flattern aber erst bei einer höheren Geschwindigkeit einsetzen. Entweder die Dämpfung wird mit sinkendem Reifendruck tatsächlich kleiner, oder Theorie stimmt nicht oder ich habe mich verrechnet. Oder du täuschst dich. Hast du mal die Geschwindigkeiten, bei der das Flattern anfängt gemessen?

andreas

 

[Ivo]

AW: Flattern in der Lenkung

Mal rein handwerklich und ohne Physik betrachtet: Wenn eine Trikelenkung flattert, liegt das möglichwerweise an

-Defekten Radlagern
-Ungleich hohem Reifendruck der Vorderräder
-Defekten der Achsschenkellager
-Schlecht eingestellter Spur
-Rädern mit Höhen- oder Seitenschlag
-Ungleichmäßig ziehenden Bremsen

Ansonsten könnte es daran liegen, daß Du beim Pedalieren zu sehr mit dem Oberkörper mitarbeitest- bei direkt reagierenden Lenkungen führt das schnell zu Schlangenlinien.

Schließe also alle denkbaren technischen Ursachen aus, und gewöhne Dir einen Fahrstil an, der Dir ein sicheres Fahren und gute Fahrzeugbeherschung ermöglicht. langsam anfangen, dann die Limits ausloten.

Gruß

Ivo

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Stimmt, und ist beim Auto wohl auch am häufigsten die Ursache, wenn die Lenkung flattert. Es wurde hier aber auch berichtet, das manche Trikes auch dann flattern, wenn alles in Ordnung ist, und dass das Flattern nach Reifenwechsel verschwindet. "Wieso das?" ist die Frage.

Gruß,
andreas

 

[Crossfire]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo Andreas,

gehe ich recht in der Annahme, dass wenn der Nachlauf N gegen Null tendiert desto schneller kann gefahren werden. Dafür gibt es sicher sehr weing Rückstellkraft. Das bedeutet wieder man muss die Masse des Lenkers durch Handkraft ausgleichen um die Spur zu halten. Ist das so korrekt?

Schöne Grüße
Günter

 

[Ivo]

AW: Flattern in der Lenkung

Stimmt, und ist beim Auto wohl auch am häufigsten die Ursache, wenn die Lenkung flattert. Es wurde hier aber auch berichtet, das manche Trikes auch dann flattern, wenn alles in Ordnung ist, und dass das Flattern nach Reifenwechsel verschwindet. "Wieso das?" ist die Frage.

Gruß,
andreas

Keine Ahnung, vielleicht Reifen aus einer Montagsserie wie weiland bei Schwalbe?

Ich hab das Thema als "Einspurer" nicht so verfolgt, kenne also die Geschichte der "weniger Flattern durch neue Reifen"- Erkenntnisse nicht.

Ungleichmäßig geschrubbte Reifen oder durch "sportliche Fahrweise" eckig gedriftete/ -gebremste Gummis können aber durchaus Unruhe ins Fahrwerk bringen, in dem Falle würde ein Reifenwechsel sofort Besserung bringen.

Gruß

Ivo

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo Andreas,

gehe ich recht in der Annahme, dass wenn der Nachlauf N gegen Null tendiert desto schneller kann gefahren werden. Dafür gibt es sicher sehr weing Rückstellkraft. Das bedeutet wieder man muss die Masse des Lenkers durch Handkraft ausgleichen um die Spur zu halten. Ist das so korrekt?

Schöne Grüße
Günter

(vorausgesetzt, an meiner Theorie ist was dran)
Jein, Nachlauf gegen null bringt
- sehr geringe oder keine Rückstellkräfte
- sehr niedrige Flatterfrequenzen
- sehr niedrige kritische Geschwindigkeiten
d.h. wenn es überhaupt flattert, dann quasi sofort und "aus dem Stand". Kann sein, dass lässt sich gut beherrschen und/oder es kommt eine weitere Dämpfung hinzu, die nicht proportional zur Geschwindigkeit der Lenkbewegung ist, so dass es bei sehr kleinem Nachlauf nicht flattert, obwohl man quasi immer immer kritischen Geschwindigkeitsbereich ist.


Gruß,
andreas

 

[trike-biker]

AW: Flattern in der Lenkung

hallo wia,
ivo hat es doch auf den Punkt gebracht.
Mein Tip fahr erstmal ein paar tausend Km mit dem Trike,dann kennst du es genau und weist erfahrungsgemäß was zu tun ist. Anhand von irgend welchen Berechnungen das Fahrverhalten festlegen ?. Da bin ich leider der Praktiker und nicht der Theoretiker. Das ergibt sich wenn man über 4 Jahre mit dem Trike unterwegs ist. Und Reifen haben einen erheblichen Einfluss auf das Fahrverhalten, das lässt sich nicht berechnen.

klaus

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

hallo wia,
ivo hat es doch auf den Punkt gebracht.
Mein Tip fahr erstmal ein paar tausend Km mit dem Trike,dann kennst du es genau und weist erfahrungsgemäß was zu tun ist. Anhand von irgend welchen Berechnungen das Fahrverhalten festlegen ?. Da bin ich leider der Praktiker und nicht der Theoretiker. Das ergibt sich wenn man über 4 Jahre mit dem Trike unterwegs ist. Und Reifen haben einen erheblichen Einfluss auf das Fahrverhalten, das lässt sich nicht berechnen.

klaus

Hallo,
ich habe den Tip bekommen, bestimmte Reifen nicht an mein künftiges Trike zu bauen, weil es dann flattert. Unter Flattern verstehe ich, ich lasse mich rollen, lasse den Lenker los und der Lenker schwingt. Das hat nichts mit Erfahrung zu tun, sondern mit Physik, und die lässt sich berechnen (*). Erfahrung brauche ich dann bloß, um nicht im Graben zu landen. Wenn ich das Flattern abstellen will, dann kann ich entweder viel herumprobieren oder nachdenken und herausfinden, woran es liegt. Genau das versuche ich.
Wenn du mir mit deinem Beitrag sagen willst, dass das Flattern bei Trikes kein Problem ist, fände ich das gut. Nach Lektüre der verschiedenen Beiträge hier im Forum scheint bei Steintrikes auch so zu sein, bei GForce z.B. nicht. Abgesehen davon finde ich die Frage, warum ein technisch einwandfreies Trike ein Flattern in der Lenkung haben kann, auch einfach intellektuell reizvoll.

Gruß,

andreas


(*) Ob ich das richtig tue, ist eine ganz andere Frage ;-)

 

[trubby]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo Andreas,

unterschiedliche Reifendicken verändern den Nachlauf und den Lenkrollradius, also auch die Lenkeigenschaften. Je nach Konstruktion des Trikes könnte sich das mehr oder weniger bemerkbar machen. Nicht ohne Grund sind bei KfZ die zugel. Reifendurchmesser recht genau vorgeschrieben.
Hinzu kommt, das sich unterschiedliche, lenkungsführende (an sich stabilisierende) Kräfte und auch destabilisierende Kräfte in Abhängigkeit der Geschwindigkeit unterschiedlich stark wirken können (z.B. Nachlauf vs. Gewichtskraft (Hebung durch Lenkeinschlag) vs. Kreiselkräfte vs. aerodynamische Kräfte).
Eine weitere Ursache könnte schlicht in einer Unwucht der Reifen begründet sein (neben den vielen anderen Gründen, wovon Ivo ja schon so einiges aufgezählt hat).

Ich habe jetzt das verlinkte pdf nur überflogen und mir nicht die Mühe gemacht, die dortige These nachzuvollziehen (den Notizen kann ich nur schwer folgen), vermisse jedoch u.a. eine Verifizierung mit der Realität, bevor trotz schon selbst eingestandener Unschärfen Schlußfolgerungen gezogen werden.
(im übrigen ist wikipedia imho keine wissenschaftliche Quelle)

Ich habe jetzt nicht alle Lenkungsflatterberichte durchsucht, aber kannst du denn Rückschlüsse daraus ziehen, das Trike X mit Reifen Y ein flattern erzeugt oder sind es eher individuelle Probleme?

Grüße,
André

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo trubby,
unterschiedlich dicke Reifen sollten den Lenkrollradius verändern, aber nicht den Nachlauf, oder? Meine These berücksichtigt nur den Nachlauf, Trägheitsmoment der Lenkung, Quersteifigkeit der Reifen und Dämpfung der Lenkbewegung. Damit komme ich zu einer Theorie, die ein Flattern der Lenkung oberhalb einer kritischen Geschwindigkeit vorhersagt. Ob andere Einflüsse (Spreizung, Sturz, Aerodynamik ...) eine wesentliche Auswirkung haben weiß ich nicht, weil ich kaum systematische Berichte über das Flattern gefunden habe, und somit schwer schätzen kann, ob meine Vorhersagen sich mit der Realität decken. Deshalb habe ich auch nach Beobachtungen/Erfahrungen gefragt. Der Reifendruck ist z.B. genau so ein Einflussfaktor, den ich (noch) nicht verstehe. Leider kann ich meine Ideen nur per Forum an der Realität spiegeln, weil ich eben noch kein Trike besitze. Von ganz früher und flatterigen Fahrrädern aber weiß ich noch, dass die nicht flatterten, wenn man langsam war, man musste schon ein gewisses Tempo drauf haben. Das gibt auch meine Theorie her. Trotzdem kann es durchaus sein, dass ich auf der völlig falschen Fährte bin, und die physikalische Ursache des Flatterns etwas ganz anders ist. Wenn ich aber richtig liege, dann kann ich das Verhalten so ziemlich jeder (technisch einwandfreien) Lenkung recht gut vorhersagen, dann wäre das kein individuelles Problem. Vielleicht kann mich einer der Trike-Konstrukteure hier im Forum erleuchten?

Gruß,

andreas

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo Trubby,
Korrektur: Natürlich auch den Nachlauf, wenn auch nur wenig. Der Lenkrollradius ist bei Trikes meistens nahezu null, da wird eine kleine Änderung relativ viel ausmachen, der Nachlauf ist meinstens nicht null, da machen ein paar mm nicht so viel aus.

Gruß,
andreas

 

[trubby]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo Andreas,

der Nachlauf ist vom Raddurchmesser beeinflußt, richtig?

Ich wollte auch nicht zum Ausdruck bringen, das deine These falsch (oder richtig) ist. Nur, das es sehr viele Einflußgrößen gibt, die sich auch gegenseitig beeinflussen können.

Grüße,
André

 

[trubby]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo Trubby,
Korrektur: Natürlich auch den Nachlauf, wenn auch nur wenig.

warst schneller ...

Der Lenkrollradius ist bei Trikes meistens nahezu null, da wird eine kleine Änderung relativ viel ausmachen

Das hängt vom Öffnungswinkel zwischen Steuerkopf und Radsturz ab, wieviel das ausmacht, nicht vom "Defaultwert" des Lenkrollradius.

der Nachlauf ist meistens nicht null, da machen ein paar mm nicht so viel aus.

Auch hier wieder: je flacher der Steuerkopfwinkel, desto stärker wirkt sich die Reifendicke auf den Nachlauf aus.

Grüße,
André

 

[Muckel]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo,

habe den Faden grade nur über Flogen, und hoffe ich rede jetz net dran vorbei.

Nach einem Reifenwechsel wurde mein Trike auch sehr unruhig. Ursache des ganzen war ein nicht sauber aufgezogener Marathon-Reifen meiner seits, der dardurch nicht sauber abrollte. Höhenschlag durch den Reifen! +5mm, das hatte die Folge das die Vorderräder anfingen bei ca 30Km/h unruhig zu flattern.

Bei einem Nonamereifen hatte ich das Problem nur druch Reifen Tausch lössen können.

Seit dem ich 150% bin was Montage anbelangt der Reifen ist es nicht wieder aufgetreten.

Gruß Felix

 

[Thomas Seide]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo,
nur eine kleine Anmerkung vom Hersteller der Steintrikes.
Da flattert nix. Man kann auch bei hohem Tempo die Hände vom Lenker nehmen und es läuft ruhig gerade aus.
Nur die erste Baureihe, war vor meiner Zeit (03), hatte noch eine andere Geometrie, da konnte man ein Lenkungsflattern so ab 50 km/h beobachten.

LG
Thomas

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo,
ich habe hier im Forum entdeckt, dass der Effekt im Englischen "shimmy" heißt, und bin darüber auf jede Menge Literatur gestoßen. Das Problem tritt am schlimmsten anscheinend bei Bugfahrwerken von Flugzeugen auf, dort kann es zum Abreißen des Fahrwerks führen.
Das, was ich zusammengebastelt habe, ist eine grob vereinfachte Version der Theorie, z.B. nachzulesen bei Gerhard Somieski/DLR. Allerdings scheint mir, dass vieles von dem, was man bei Bugfahrwerken braucht, bei Trikes vernachlässigbar ist. Ich werde das mal aus-X-en.
Mal so nebenbei: Hat eigentlich schon mal jemand ernsthaft Probleme oder gar einen Crash wegen Lenkungsflattern gehabt, oder ist das nur ein Komfort-Problem?


Gruß,
andreas

 

[wia]

AW: Flattern in der Lenkung

Hallo,
was habt ihr getan, um das Flattern abzustellen?

Gruß,

andreas

 

[rainerh]

AW: Flattern in der Lenkung

hatte noch eine andere Geometrie,

was habt ihr getan, um das Flattern abzustellen?

Die Geometrie verändert?

Rainer "SCNR" Rauschenberg