S-P (Swing-Pedal) Antrieb für Liegeräder (Zur „Suche nach möglichen Partner für eine neues Velomobil

Mit den Kniebuckeln hast Du zum Teil recht, etwas flacher können sie aber doch ausfallen. Ansonsten vertraue ich Helges Aussage, er hat den Milan mit entwickelt.
 
Hallo an alle


Herzlichen Dank für Eure Beiträge, die zum weiteren Nachdenken angeregt haben. Nachfolgend meine Kommentare dazu:

Ja, wir sollten die Beschleunigungen beim SP Tritt berechnen. Diese sollten in die drei Phasen eingeteilt werden, wie in den Diagrammen unten dargestellt. Ich denke, durch das Fußgelenk wird ein sanfter Übergang von der / in die konstante Umfangsgeschwindigkeit möglich sein, so dass die Beschleunigungen endlich bleiben. Leider geht es bei mir mathematisch nicht so schnell, vielleicht schafft es jemand von Euch schneller, die angedachten Geschwindigkeitskurven für die Anlauf- bzw, Bremsphase zu erfassen und damit die Beschleunigungen zu berechnen. Der Vergleich sollte die Beschleunigungen der beiden Beine in den Gelenken sowohl für den runden als auch SP-Tritt enthalten, wobei meines Erachtens das „schlaffe“ Bein jeweils über den gesamten Zyklus betrachtet werden sollte.

Die angegebenen Formeln stellen natürlich eine Vereinfachung dar.

upload_2015-8-12_17-47-14.png
In den Diagrammen unten sind 3 Alternativen des Drehmomentprofils dargestellt, die alle mit der Antriebsleistung des runden Tritts identisch sein sollten. Günstig sind natürlich die Alternativen A2 und A3, da hier die Beschleunigungen pro Bein nur einmal erfolgen. A3 wäre natürlich noch günstiger, da hier die zu erreichende Umfangsgeschwindigkeit und daher die Beschleunigung in der Anlaufphase und Bremsphase geringer wird.
upload_2015-8-12_17-46-46.png

Bezüglich der günstigsten Geometrie der Beinanordnung zum SP-Antrieb bin ich noch am Überlegen. Bei 90° Hub wird es in der Tat schwierig eine neigungsstabile Pedalplattform zu rechtfertigen, der Fuß (bzw. die Ferse) muss sich wahrscheinlich sehr weit abheben. Ich denke deshalb über eine drehbare Plattform nach (ähnlich wie beim Heimtrainer), eventuell mit einer Feder um eine Mittelstellung herum versehen, die weiche Übergänge ermöglicht.

In diesem Falle könnte man auf das Parallelogramm verzichten und den Gleichlauf bzw. sogar den Gegenlauf mit Ketten und Ritzel erzeugen, wodurch das Konzept wohl etwas sperriger, aber dafür beschaffungstechnisch leichter darstellbar ist.

Ja, die beiden Pedale des SP Antriebs fallen an den Endstellungen gleichmä0ig herab. Dies dürfte mE aber kein Nachteil sein. Der Umkehrvorgang muss in jedem Falle bewusst vom Fahrer eingeleitet werden.

Der umgekehrte Fall, Drehrichtung konkav, ist richtig erkannt, von mir bereits gedanklich verarbeitet für das Zweirad mit Vorderradantrieb, aber dazu später.

Ja, beim Rückwärtsfahren werden die Freiläufe blockieren, ähnlich wie bei der Rücktrittbremse. Es ist also Anheben angesagt oder eine Kupplung einzubauen.

Hinterradlenkung: ist denn das Konzept zB von Bella Bike nicht ausreichend?

Gruß
Eginhard
 
Hallo zusammen! Hallo @EgBer :)!

Hinterradlenkung: ist denn das Konzept zB von Bella Bike nicht ausreichend?
Ein Erfahrungsbericht zu BellaBike's Hinterradlenkung: https://a2011.wordpress.com/2012/07/09/bella-bike/,

Soweit aus den Bildern mir ersichtlich wurde tendiert das Bella-RWS nicht hinreichend stabil zum Geradeauslauf. Das ist in meinen Augen ein sehr gravierender Konstruktionsfehler. Soweit aus "Left handed cyclist" ersichtlich tendiert das naive Konstruieren eines RWS nicht unbedingt zum stabilen Geradeauslauf.

Ich kann es mal sehr drastisch schildern: Das Fahrrad wirft dich plötzlich ab und schleudert dich - wie gegen eine Betonmauer - auf die Fahrbahn, im Bogen. Mit den Füssen festgeschnallt im Radius Körperlänge mit dem Schädel pi * Dings = Impuls. Wie eine Katze an den Hinterbeinen gepackt und mit dem Kopf gegen die Wand, was man früher auf dem Land ja so gemacht hat. Passiert bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten, und dann etwas überraschend, wenn man nicht vorher hier im Forum war. "Left handed cyclist" hat seine Finger nach seinem schweren Unfall von RWS gelassen und alle seine Konzepte komplett - absolut komplett & ein für alle Mal - umgestellt.

Ich kann es nicht besser ausdrücken in Hochdeutsch, wir sprechen hier von "schnärrt". Die Lenkung schlägt nicht um, sie "schnärrt" - mit unglaublicher Gewalt und urplötzlich aus heiterem Himmel! - um.

Entschuldige den kleinen Schrecken, die drastischen Worte, und ... ich bin nicht überbesorgt! Bzgl. RWS habe ich mich hier in diesem Thread schon weit aus dem Fenster gelehnt, man hätte es mir links und rechts um die Ohren geschlagen wenn es nicht so wäre wie ich hier schrieb.

Btw, was macht FreeCAD :p;)?


Freundliche Grüsse!

Frox
 
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Moin!

Soweit aus den Bildern mir ersichtlich wurde tendiert das Bella-RWS nicht hinreichend stabil zum Geradeauslauf. Das ist in meinen Augen ein sehr gravierender Konstruktionsfehler.

Welche konkreten Probleme vermutest Du?

Mein Eindruck ist, die Lenkungskonstruktion entspricht der eines Spornradflugzeugs. Die sind dafür bekannt, bei mangelnder Aufmerksamkeit des Piloten einen "Ringelpiez" (engl. "ground loop") einzuleiten - blitzartig.

Eine Erklärung findet sich in "Aerodynamics for Naval Aviators", kostenlos von der amerikanischen Luftverkehrsbehörde erhältlich:

http://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/media/00-80t-80.pdf

(PDF-Seite 324, Seitennr. 305, rechts unten, beginnend "The instability that allows ground loops".)

Tschüs!

Hein
 
Ja, das sehe ich auch so.
Beim Spornrad versucht im Grundsatz der Schwerpunkt das Hauptfahrwerk zu überholen. Man muss mit den Pedalen nicht nur schnell, sondern auch gedanklich dem Flieger voraus sein. Mit Erfahrung aber alles kein Teufelswerk und ich könnte mir vorstellen, dass auch eine Bella RWS mit ein wenig Eingewöhnung sehr praxistauglich und geschmeidig sein dürfte.

Liebe Grüße - Chris
 
Ich glaube nicht, dass das Bella Bike Konzept hier übertragbar ist. Die Bella Bikes sind Lastenräder mit der Last auf der Vorderachse und der Fahrer sitzt aufrecht. Der Schwerpunkt sitzt dadurch recht weit vorne, was meiner Meinung nach stabilisierend wirkt. Außerdem sind Lastenräder nur für geringe Geschwindigkeiten gedacht. Ich kann mir nicht vorstellen, dass jemand mit einem Bella Bike 30 km/h oder mehr fährt. In den vom "Left handed cyclist" beschriebenen, kritischen Bereich wird man daher mit einem Bella Bike nicht kommen, mit dem hier vorgestellten Konzept aber schon.
 
Hallo zusammen!

Drei Fragen sind noch etwas ungeklärt:
  1. Die Geschichte mit dem Knie- & Kurbelkreis und die Auswirkungen auf die Fzg.-Geometrie ( ... still work in progress here ... )
  2. Das BellaBike-RWS ( Rear Wheel Steeringsystem ).
  3. Die Spornrad-Geschichte ... @Hein: Danke:)! ... still work in progress, aber schonmal ( verlinkt auf http://plywoodvelomobile.blogspot.de/ ... ) das amtliche Bild zum Post hier:
IMG_0157.JPG

Btw, beim Thema Flugzeug denke ich immer gleich an den fiesen Fiesler Storch, wie er mit dem Schnabel im Schlamm feststeckt .... und kuckt ... ob schon einer kuckt ... also er tut mir dann schon ein bischen leid auch ... nein, kein Smiley ...


Zu 2: @Kaifly & @HappyMan: Danke:)! Nach etwas mehr Nachdenken - angeregt durch Eure Posts - darf ich sagen: BellaBike's RWS ist wahrscheinlich keine naive Nicht-Lösung! Also: Das Problem wurde wahrscheinlich erkannt, und zum Glück nicht gänzlich ignoriert. Zudem wird man durch das von Anfang an befremdliche Fahrgefühl vorgewarnt, und Händler bzw. Vorbesitzer mussten wohl auch erklären warum diese interessante Dämpfung( ? ) am Hinterrad da ist:
hinterradlenkung-dreirad.jpg

Etwas ausführlicher noch zu diesem Punkt und dem letzten Bild hier verlinkt mein heutiger Post zum Thema: https://www.velomobilforum.de/forum/index.php?threads/hinterrad-lenkung-frox-rws.42567/#post-667656


Freundliche Grüsse!

Frox
 
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Hallo zusammen! Hallo @EgBer !

Povray's anatomisch korrekter Bioman, der klassische Kurbel- und der sich daraus ergebende Kniekreis:
frog_2.jpg
Auf der Hüfte, auf dem Knie, im Fussgelenk und anderswo auf dem Körper sind die jeweiligen Gelenkmittelpunkte farbig ( blau oder rot ) markiert., die jeweils mögliche Drehebene durch einen gelben Kreis angedeutet.. Sollte es wirklich nötig sein könnte man sich überlegen den Bioman mal treten und kurbeln zu lassen ( animiert ) und unter dem Bild ein durch Povray gerendertes Diagramm mal "dazulaufen" zu lassen. Povray kann mit mathematischen Formeln gefüttert werden.

Der Bioman würde in der XY-Ebene eindeutig determiniert durch Hüftwinkel, Kniewinkel und Fussgelenkwinkel. Die Z-Ebene ist hoffentlich vorerst mal als vernachlässigbar anzusehen?

Wie ich allerdings aus Hüftwinkel, Oberschenkellänge, Schienbeinlänge, Kniewinkel, Sprunggelenkswinkel und Fussweg auf dem Kurbelkreis bzw. auf den Hub- & Druckpedalen relevante Daten für das Diagramm ableiten könnte weiss ich jetzt nicht. Ich schau mir die o.a. Formeln jetzt mal an. klare Anweisungen was da konkret gerendert werden sollte wären sehr hilfreich: So ca. tan( kniewinkel alpha ) * pi usw. ... ;), dazu noch der jeweilige x- und y-Wertebereich. Durch den bildhaft anschaulichen Vergleich der beiden Varianten ( Kurbel- & Pedalantrieb ) ergäbe sich vielleicht etwas ...

Btw noch zur Aerodynamik, möglicherweise kann man durch Linearantrieb die Fzg.-Verkleidung bis zu 20cm tiefer ansetzen, denn die Ferse schrappte ja nicht mehr.

Freundliche Grüsse!

Frox
 
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Hallo zusammen! Hallo @EgBer :)!


Ich habe Teile deines letzten Posts mal zu einem TODO-Exposee zusammengefasst ... werde es wohl nochmal mehrmals lektorieren ....

SP- & runder Tritt : Geschwindigkeit & Beschleunigung der Fußgelenke in Anlauf- & Bremsphase
  • Vergleich der Beschleunigungen der beiden Beine in den Gelenken
    • Drehmomentprofile der jeweiligen Antriebsleistung ( vermutlich Profile über die Zeit- & dazu korrepondierendem Winkel-/Hub ...? )
    • Umfangsgeschwindigkeiten und Beschleunigungen pro Bein pro Zyklus
      • Vor allem Umfangsgeschwindigkeiten und Beschleunigungen in den Anlauf- & Bremsphasen
.
  • Ein Vorschlag: Wir definieren Punkte jeweils im XYZ-Raum:
    • Hüfte_L und Hüfte_R
      • [ H_l.x, H_l.y, H_l.z]
      • [ H_r.x, H_r.y, H_r.z]
    • Knie_L und Knie_R
      • [ K_l.x, K_l.y, K_l.z]
      • [ K_r.x, K_r.y, K_r.z]
    • Knoechel_L und Knoechel_R
      • [ F_l.x, F_l.y, F_l.z]
      • [ F_r.x, F_r.y, F_r.z]
    • Die Winkel zwischen den Körperteilen als alpha, beta, gamma für jeweils den Winkel zwischen Bauch und Oberschenkel, Ober- & Unterschenkel, Unterschenkel & Fussohle

Interessant btw
imho2 war ja auch alles folgende:

Günstigste Geometrie der Beinanordnung beim SP-Antrieb
  • Keine neigungsstabile Pedalplattform: Fuß bzw. Ferse müssen sich bei 90° Hub sonst sehr weit abheben ... besser eine drehbare Plattform eventuell mit einer Feder für weichere Übergänge. ( OK, verstanden ... )
  • Kein Parallelogramm sondern Gleich- & evtl. Gegenlauf mit Ketten und Ritzel erzeugen, zwar sperriger aber beschaffungstechnisch leichter.( ... )
  • ... durch das Fußgelenk wird ein sanfter Übergang von & in die konstante Umfangsgeschwindigkeit möglich sein, so dass die Beschleunigungen endlich bleiben.
  • Die Pedale des SP-Antriebs fallen an den Endstellungen gleichmäßig ab, wohl kein Nachteil. ( An den Totpunkten, und leistungsmäßiger Abfall ... ? )
  • Der Umkehrvorgang muss bewusst vom Fahrer eingeleitet werden.( OK, verstanden ... )

Drehrichtung konkav ( umgekehrter Fall ) ... ( Verstand ich leider nicht. Wichtig? )
Rückwärtsfahren ( Freiläufe blockieren ) ergo Anheben oder Kupplung ... ( :)!)

Freundliche Grüsse!

Frox
 
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Hallo zusammen! Hallo @Dan !

Es ist leider nur der uralte "Blobman" von Povray, vielleicht besser zu finden ....

Nomen est omen: Der Blobman ist eine Ansammmlung von Povray-Blobs, recht simpel könnte man denken, nur gab es damals lebhafte Debatten und Kritik ob der anatomischen Korrektheit, und als Reaktion ganz enorme Bemühungen der Community. Ich mag ihn weil ich ihn nicht neu lernen muss und er auf meine Skripte reagiert, der Poser ist bestimmt sogar noch besser.

Ich suche in den nächsten Tagen mal nach den Blobman-Scripten in meiner Festplatten-Sammlung ... ich fand sie neulich selber nicht ... und im Netz vorher auch nicht mehr ....

Die Analyse des Frox-RWS übrigens war ja recht konstruktiv, ... So. Jetzt kuck' ich aber erst mal die Bilder ....! Danke:)!

Freundliche Grüsse!

Frox
 
Nachtrag: Deine Bilder ... überzeugend! Kunst.
 
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Hallo an alle, hallo Frox,


mir war in der Tat nicht bewusst, dass Frontantrieb / keine Kette generell mit dem Nachteil des RWS erkauft werden muss.

Die Haupttriebfeder für den SP-Antrieb war in erster Linie, eine Sitzposition wie im Auto zu ermöglichen. (Daneben bin ich nach wie vor der Überzeugung, dass eine höhere Leistung aufgebracht werden kann.)

Frontantrieb ist jedoch nicht Bedingung für einen komfortablen Sitz. Deshalb ist eine Kombination SP/Kette entsprechend der Skizze unten denkbar. (Ich hoffe, es ist verständlich.)

upload_2015-8-17_19-38-18.pngupload_2015-8-17_19-38-39.png

Dieses Konzept funktioniert in jedem Fall, es wurde von mir bereits ausprobiert. Das „Aufknallen“ auf die Freilaufkörper nach Bewegungsumkehr sollte jedoch möglichst gemildert werden.

Nochmal der Hinweis: das Endziel ist eine höhere Akzeptanz von Pedal-Pedelec-Fahrzeugen. Das Auto ist hierfür das Maß aller Dinge. Dazu gehört wesentlich
  • Eine komfortable Sitzposition (wie im Auto)
  • Akzeptabler Bewegungsumfang für die Antriebsbewegung (daher SP)
  • Sitzhöhe wie beim Auto
  • Wetter / Sicht- Schutz
  • Einstieg wie in ein Auto
  • Flexible Verkleidung, die auch "Luftfreiheit" bietet
  • Lademöglichkeit für einen Wocheneinkauf, und zwei Kleinkinder
  • Höchstgeschwindigkeit 25 km/h
Der Vergleich des Bewegungsaufwandes für SP und rundem Tritt sollte in jedem Falle durchgeführt werden. Ich bin dabei, es dauert allerdings seine Zeit.


Gruß

Eginhard
 
Hallo, Eginhard,

(Daneben bin ich nach wie vor der Überzeugung, dass eine höhere Leistung aufgebracht werden kann.)

Meinst Du "höhere Leistung" oder "höherer Wirkungsgrad" (was ja bei gleicher Eingangsleistung eine höhere Ausgangsleistung bedeutet)?

Tschüs!

Hein
 
Hallo zusammen!

Zum Kurbel- oder Pedal- und Kniekreis und deren alternativer Zusammenhang mit Verkleidung & Aerodynamik nochmal etwas genauer:
liegerad_seitlich.png

Auswirkungen auf den Kniekreis sind also gegeben, ein paar Centimeter nur zwar, aber ... die Sichtlinie! Also muss die Render-Kamera mal tatsächlich in die Augen des Blobman. Der Kniekreis ist kritisch. Kniebuckel sind kritsch, und Sichtrinnen auch. Eine steife Nose-Verkleidung bis hinters Knie ergänzt um Meuffl-Anklick? Oder nur bis vors Knie?

Ein anatomisch korrekter Sitz, eine wirklich durchdachte links-/rechts zweigeteilte Sitzkonstruktion? Maybe.

Lastentransport geht m.E. mit Hänger. RWS ist nicht nur ein Problem sondern auch die Lösung vieler anderer Probleme. Z.B. kann man das VR vllt. ca. 1m, und auch 2 VRs sehr viel weiter hinten ansetzen, der Lenkeinschlag ist ja nicht mehr kritisch weil nicht vorhanden, die Länge des Fahrzeugrahmens und damit seiner kritisch belasteten Teilkomponenten, z.B. das Hauptrohr im Bild, verminderte sich.

Eine Kette muss bei HR-Antrieb unterm Sitz durch. Das Fzg., genauer gesagt der Fahrer, muss dann zwingend etwas höher liegen, bzgl. meines persönlich-individuellen Nutzenprofils - zwingen lass ich mich nicht! - ein Nachteil. Biegbarer Kettenlauf? Ich glaube die ersten Ideen waren besser. Es täte mir leid wenn ich jd. durch meine Schilderungen der RWS-Unfallgefahr verunsichert hätte, korrekt konstruiert ist RWS OK.

Freundliche Grüsse!
 
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Nachtrag: Augenhöhe herstellen? Das könnte variabel bewerkstelligt werden durch pneumatisch-dynamische Sitzlehnenverstellung, evtl. sogar während der Fahrt. Es gab hier schon mal einen Thread ...
 
Hallo, Eginhard,



Meinst Du "höhere Leistung" oder "höherer Wirkungsgrad" (was ja bei gleicher Eingangsleistung eine höhere Ausgangsleistung bedeutet)?

Tschüs!

Hein

Hallo Hein,

Ich meine höhere Leistung: während beim runden Tritt ein Bein bei einem Zyklus den oberen und den unteren Scheitel mehr oder weniger ohne Tangentialkraft durchfährt, kann mit dem SP noch zweimal etwa das gleiche Drehmoment und damit zweimal mehr Leistung aufgebracht werden, voraussichtlich sogar mit höherer Tangentialkraft (wegen nebeneinanderliegender Pedale). Weiterhin könnte eine längere Zykluszeit (höherer Gang) beim SP zu einer gleichmäßigeren Fahrgeschwindigkeit führen (die kraftlosen Zeiten können kürzer gehalten werden).
Der Wirkungsgrad ist noch zu ermitteln aus den Beschleunigungen.

upload_2015-8-18_17-54-5.png

Gruß
Eginhard
 
Hallo zusammen!

Eine Kette muss bei HR-Antrieb unterm Sitz durch. Das Fzg., genauer gesagt der Fahrer, muss dann zwingend etwas höher liegen, bzgl. meines persönlich-individuellen Nutzenprofils - zwingen lass ich mich nicht! - ein Nachteil. Biegbarer Kettenlauf? Ich glaube die ersten Ideen waren besser. Es täte mir leid wenn ich jd. durch meine Schilderungen der RWS-Unfallgefahr verunsichert hätte, korrekt konstruiert ist RWS OK.

Freundliche Grüsse!

Hallo Frox,

bei dem Ketten-SP gibt es keinen biegbaren Kettenlauf. Wahrscheinlich ist die Zeichnung zu ungenau. Wo sollte der sein? Das Konzept mit dem Parallelogramm war im Hinblick auf die neigungsstabile Pedale entworfen worden. Diese zwingt jedoch zu einem relativ kurzen Hub, wo sich die Fußneigung nicht stark ändert. Die Kette hat den kleinen Vorteil, neben der leichteren Beschaffung mit den Zahnrädern und Freiläufen, des besseren Wirkungsgrades wegen des Formschlusses, im Vergleich zu zwei Stirnrädern für die Gegenbewegung.

In der Tat bin ich durch die Hinweise zum RWS etwas verunsichert. Nach Deinen obigen Hinweisen bleibe ich jetzt aber bei der ursprünglichen Anordnung (Frontantrieb und RWS).

Freundliche Grüße
Eginhard
 
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