Radaufhängung eines VMs

[Jack-Lee]

Hi,

ich rätzel schon seit längerem was die 3 Stangen + Lenkstange unten an der Radaufhängung machen...Und warum sie nicht an einem Punkt eingreifen.
Das müsste doch dazu führen das das Rad beim Lenken nach außen wandert.. Wird das für einen kleinen Wendekreis gemacht? Und wie bringt man denn dann den Ackermann da rein?

[Carsten K.]

Zumindest beim CB regelt die vordere Stange den Abstand zum vorderen Radkastenteil, die mittlere ist für den Abstand der Radmitten quer durchs VM zuständig und die hintere übernimmt den Einschlag (eigentliche Lenkstange). Ackermann wird durch diese Dreipunktaufhängung erreicht und die Räder wandern immer ein Stück weit, weshalb auch bei korrektester Spureinstellung der Reifenverschleiß durch jede Kurve zunimmt. (Besonders wenn die Federn zu weich sind, denn durch das starke Einsinken auf einer Seite verschiebt sich das ganze noch stärker.)

C.

[Jack-Lee]

Warum nutzt man dann keine normale Dreieckslenker oder McPhersonaufhängung mit punkteller Aufnahme am Rad?
So könnte man via Ackermann den Reifenverschleiß erheblich senken.

Ich sehe nur grade n Problem darin den Dreieckslenker lang genug zu bekommen sodas auch etwas Federweg überbleibt..

[mbi03]

Hallo Patrick,

Warum nutzt man dann keine normale Dreieckslenker oder McPhersonaufhängung mit punkteller Aufnahme am Rad?
So könnte man via Ackermann den Reifenverschleiß erheblich senken.

Du hast da was missverstanden. Das ist lupenreine "McPherson" allerdings die version fuer Arme ... wenn bei der spreizung der Federbeine auf 0-Lenkrollradius geachtet wird, dann ist auch die seitliche Bewegung beim lenken 0. Der Querlenker greift sehr dicht am Rohr an, idealer Weise koennte man den Kugekopf auch unten und maximal aussen anbringen(wie beim FAW) da kaeme man mit noch weniger Spreizung nach aussen hin und hat erheblich weniger Quervektoren im Chassis, aber so wie es dort ist, ist der Kugelkopft besser geschuetzt. Diese Konstruktion ist auch nur fuer die Trommelbremsen geeignet, weil bei einer groessern Scheibe(groesser 140) kommst Du an dem Winkel nicht mehr frei, ausserdem muss der Kugelkopf weiter nach innen, und Du musst die Federbeine erheblich weiter abspreizen, mit allen negativen Konsequenzen. Der Laengslenker der hier nach vorn zeigt, beim A4 nach hinten, ist nur fuer den Nachlauf und den Steuerkopfwinkel verantwortlich. dadurch das der Hebel so lang ist, im Gegensatz zum Alleweder, ergibt sich ein Vorteil, der Nachlauf sinkt je weiter mann lenkt, d.h. die Rueckstellkraft waecht nicht bei weiterm Lenkeinschlag ... das ist gerade am Tiller sehr angenehm. Aber wie alle McPhersons veraendern sich alle Winkel beim einfedern etwas(sehr wenig) so das es eigendlich nur einen optimalen Beladungszustand gibt, das liegt daran das Das Federbein (obere Lenker weggelassen)nicht paralell gefuehrt wird, aber bei 2-4cm funktionalem Federweg und 40cm Federbeinlaenge ist der Fehler minimal. Der Ackermann kommt dadurch das der Kugelkopf der Lenkerstange weiter nach innen auf dem Winkel gesetzt wird. Also alles da ...

Hallo Patrick,

Ich sehe nur grade n Problem darin den Dreieckslenker lang genug zu bekommen sodas auch etwas Federweg überbleibt..

Du hast ja bei dieser Konstruktionsart keinen Dreieckslenker, sondern eine klare Trennung in einen Laengslenker(mit Gelenk) , und einen Querlenker, die sich gegenseitig nicht beeinflussen(sollten).

Der Querlenker geht fast bis Fahrzeugmitte(~30cm), der Laenslenker muss am Rad vorbei nach vorn(~25cm)da waehren bei 5° Drehwinkel im Kugelkopf ~12cm Federweg moeglich(die sicher so keine Sau benoetigt).

mfG
Matthias

[Jack-Lee]

Ich überlege nämlich grade wie man eine Radaufhängung mit Scheibenbremse (185mm) relativ platzsparend und leicht hinbekommt.
Die Doppeldreieckslenkergeschichte ist ja leider nicht wirklich kompakt.
Bei den McPhersonaufhängungen würde mir als Bauteil der Stoßdämpfer fehlen, zumal ich die einfachen, wegen nicht grade prallem Ansprechen, nicht so rosig finde.

[mbi03]

Hallo,

Ich überlege nämlich grade wie man eine Radaufhängung mit Scheibenbremse (185mm) relativ platzsparend und leicht hinbekommt.

Aussenliegende Scheibenbremse an einseitig aufgehaengtem Rad ist immer einfach nur Muell. Deshalb sind die beim Auto "innen" da wo die Bremstrommel der "Anderen" ist. die Fahrradscheibenbremse ist ausschliesslich fuer die Radaufhaengung in einer mittig angelenkten Gabel gedacht, und nicht nur selber schwer, sondern durch die eingeleiteten Kraefte muss auch die Gabel(und Nabe+Achse) viel schwerer als noetig gemacht werden.

Die Doppeldreieckslenkergeschichte ist ja leider nicht wirklich kompakt.

McPherson erfordert aber ein Monocoque, um wirklich einen Gewichtsvorteil zu bringen.

Bei den McPhersonaufhängungen würde mir als Bauteil der Stoßdämpfer fehlen, zumal ich die einfachen, wegen nicht grade prallem Ansprechen, nicht so rosig finde.

Du hast McPherson nicht verstanden ... Feder und Daempfer sind doch innen im Rohr .. und werden immer absolut paralel belastet, geht doch garnicht anders(Stange durch Loch zentral auf beegliche Scheibe) . Die Parelogrammdreieckslenker, sind doch die Erfindung die extra fuer die quer eingbaute Blattfeder( wie beim Trabbi) und reibdaempfung erfunden wurde .... McPherson wurde extra fuer Schraubenfeder und Hydraulikdaempfer entwickelt .... .
Andereseits verzweile ich immer an den volkstuehmlichen Vorstellungen zum Federweg(das ist wie bei den Breitreifen), die sind doch fuer ein muskelkraftbetriebenes Leichtfahrzeug schon grundsaetzlich kontraproduktiv. weil kaum Gegenmasse vorhanden ist (im gegensatz zum Auto) muss sehr intensiv gedaempft werden, und die im Daempfer vernichtete Energie kommt aus Deinen Beinen .... toll .... Da hast Du nun 15cm Federweg eingebaut, mit grosser Muehe, und die Haelfte geht verloren, schon beim einstegen(beladen), 30% sind Reserve fuer Extremereignisse, werden im normalen Gebrauch auch bei Deiner Saenfte nur 3-4cm genutzt .... und dafuer ist der Aufwand (bei Konstruktion und Betrieb) einfach zu hoch.
WAW, Milan und auch der -R haben hinten gar keine Feder mehr, aber(Milan) einen gefederten, das -R einen elastischen, das WAW einen gepolsterten Sitz! Warum wohl? Schneller, bequehmer, und leichter zu bauen.
Und Vorne schau Dir mal die Bodenfreiheit vorn bei den Raedern beim Milan an(5cm) die Frage nach dem Federweg sollte sich allein ergeben.

mfG
Matthias

[Jack-Lee]

Hm... wo du recht hast.. :/
Nur du kennst den Osten. n VM auf den Straßen ungefedert... neee.
Der Umstieg vom nur hinten aufs vollgefederte Trike war schon riesig und langsamer bin ich nicht geworden (Außer auf extrem ekligen Straßen. Dafür kann ich noch klar sehen).

Aber in sachen Gewicht hast du recht.
Ohne Federung wäre ich gut 2kg leichter. (Rechne derzeit aber mit einem max. Federweg von 80mm und arbeite mit Strukturdämpfern http://maedler.de/de/Catalog/P/1643/1626/2182/608.aspx )
Desweiteren weiß ich jetzt wo mans leichter bauen kann (halbwegs)

[DanielDüsentrieb]

Zum besseren Verständnis.
Die Ackermann

[Jack-Lee]

Danke für das Foto

Wenn du schonmal diesen Thread entdeckt hast... Wie fährt sich n VM mit fast 0 Federung auf etwas mieseren Straßen?

Gruß,
Patrick

[DanielDüsentrieb]

Danke für das Foto

Wenn du schonmal diesen Thread entdeckt hast... Wie fährt sich n VM mit fast 0 Federung auf etwas mieseren Straßen?

Gruß,
Patrick

Nul ist heftig. Drei sind viel. Allerdings sollten dann die 3 recht hart sein um zu federn. Wie mbi schon andeutete nicht so viel einfedern lassen vom blosen reinsetzten.

[Jack-Lee]

Ich steh halt vor der Entscheidung : Federung oder nicht.
Wieviel ist eher unwichtig. Denn ob ich 30mm oder 90mm realisiere ist vom Gewicht und Aufwand eigentlich das gleiche.

HAst du schonmal über nen Stabi in der Vorderachse nachgedacht?

[DanielDüsentrieb]

Ich steh halt vor der Entscheidung : Federung oder nicht.
Wieviel ist eher unwichtig. Denn ob ich 30mm oder 90mm realisiere ist vom Gewicht und Aufwand eigentlich das gleiche.

HAst du schonmal über nen Stabi in der Vorderachse nachgedacht?

Wegen der Neigung?
Habe ich ja.

[mbi03]

Hallo Patrick,

Hm... wo du recht hast.. :/
Nur du kennst den Osten. n VM auf den Straßen ungefedert... neee.

Unser Alien ist komplett ungefedert .... allerdings mit 20mm Reifen und 16bar,
auch auf rauhem Asphalt, und "normalem" Kleinpflaster(keine Katzenkoepfe)
durchaus komfortabel fahrbar .... 2-3cm Silent, vorn, fuer Extremereignisse wuerde ich mir schon wuenschen, aber das VM ist doch eine (Schnell-)Fahrmaschine ... kein Traktor.

Habe ich 2cm im Reifen und 3cm extra muss ich keine Kante bis 5cm hoehe , bei langsamer Fahrt, fuerchten. Und bei schneller Fahrt bin ich bis zum 5G Impuls bis 2cm bei 30Km/h sowieso aus dem Reifen heraus sicher.

Aber in sachen Gewicht hast du recht.

Eine gute Renn-Hinterradnabe wiegt 250g mit Ritzeln ... spart Dir schonmal ~2Kg

Ohne Federung wäre ich gut 2kg leichter. (Rechne derzeit aber mit einem max. Federweg von 80mm und arbeite mit Strukturdämpfern http://maedler.de/de/Catalog/P/1643/1626/2182/608.aspx )

Die TA und die TS kenn ich schon ,die TR sind mir neu aber interessant, ich hatte 2xTA je Vorderrad an meinem VM verplahnt mahl sehen ob die TR eine Option waehren.

Desweiteren weiß ich jetzt wo mans leichter bauen kann (halbwegs)

naja beim 3. Trike wird's dann besser ...

mfG
Matthias

[Christian]

Hallo,

(Rechne derzeit aber mit einem max. Federweg von 80mm und arbeite mit Strukturdämpfern http://maedler.de/de/Catalog/P/1643/1626/2182/608.aspx

wo und wie würdest Du die verbauen? Wenn ich das richtig verstanden habe, ersetzen die Elemente eine Feder-Dämpfer-Kombination. Vermutlich braucht man also noch eine separate "Führmechanik"?

Gruß,

Christian

[Jack-Lee]

Da ich ein etwas anderes Chassi plane kann ich solche "Dämpfer" nutzen.
Dieses Element wird zwischen Rahmen und Dreieckslenker gesetzt, ca. 30cm vom Mittelpunkt des Fahrzeugs entfernt.
So habe ich die richtige Federhärte, und außen gut 85mm Federweg der zudem noch progressiv ist
(Das liegt halt an den Dämpfer, die haben ne recht progressive Kennline)

@ Matthias
Ich bin ewig lang n ungefedertes Up gefahren.. Als ich auf das vollgefederte (aber straff ausgelegte) Tourrad eines Bekannten steigen konnte, wollte ich eigentlich nix anderes mehr...

Gruß,
Patrick

[Joerg046]

Ohne Federung wäre ich gut 2kg leichter. (Rechne derzeit aber mit einem max. Federweg von 80mm und arbeite mit Strukturdämpfern http://maedler.de/de/Catalog/P/1643/1626/2182/608.aspx )
Desweiteren weiß ich jetzt wo mans leichter bauen kann (halbwegs)

Das erinnert mich an eines der ersten Checker - pig MTB's vom Anfang der 90er Jahre.
Da hat man sowas auch verbaut, soll deine Federung im Prinzip ähnlich aussehen ? Checker Pig CPX
Ich hatte damals ein Cannondale mit klassischer Aufhängung (das erste Fully von C'dale )

[Jack-Lee]

Nicht ganz, aber ähnlich
Sieht irgendwie ulkig aus.
Aber die Dämpferelemente sind mit 150g unschlagbar leicht

[Reinhard]

Und Vorne schau Dir mal die Bodenfreiheit vorn bei den Raedern beim Milan an(5cm) die Frage nach dem Federweg sollte sich allein ergeben.

Ich kann Dir zumindest zum Milan ohne SL sagen, das der sehr komfortabel ist, aber trotzdem eine Top-Straßenlage hat.

[Jack-Lee]

Ok, ich hab mir noch ein paar Gedanken gemacht und langsam ergibt alles ein Bild

Danke für die Infos.

Gruß,
Patrick (der grade eine gut schweißbare Stahlsorte mit Dehngrenze von min. 790N/mm² gefunden hat)

[Martin]

Warum nutzt man dann keine normale Dreieckslenker oder McPhersonaufhängung mit punkteller Aufnahme am Rad?
So könnte man via Ackermann den Reifenverschleiß erheblich senken.

Hallo Patrick,

hier mal meine Sicht der Dinge, die ich mir im Studium, aus entsprechender Fachliteratur (z.B. Reimpell/Betzler - Fahrwerktechnik Grundlagen) und durch die Beschäftigung mit der Problematik angeeignet habe.

Es IST im Grunde genommen McPherson. Oder zumindest das, was allgemein als McPherson bezeichnet wird.

Die ursprüngliche McPherson-Achse ist ein radführendes Federbein (also eins, was auch für die Positionierung des Rades zuständig ist und nicht nur zum Federn (wie z.B. bei Doppelquerlenkervorderachsen)) mit einem Querlenkerstab (also einem einzelnen Querlenker, der Richtung Fahrzeugmitte geht) und einem radführenden Stabilisator (also einer Stabilisatorstange, die nicht nur eine Drehstabfeder ist und ausgebaut werden kann (wie Scorpion fs) sondern auch eine radführende Funktion hat, nämlich die, das Rad an Bewegungen in der Längsachse zu hindern. Ausgeführte Achsen siehe Polo 86C oder die Bilder vom woelowmobil.

Allgemein wird auch alles, was einen Dreiecksquerlenker und ein radführendes Federbein hat, als McPherson bezeichnet.

Die Flevo-Vorderachse, die bei vielen VM eingesetzt wird, ist im Prinzip sowas, hat aber anstatt eines Dreiecksquerlenkers zwei getrennte Lenker (die Gewindestäbe), welche einen virtuellen Drehpunkt für die Lenkachse des Rades bilden (das ganze ist ein "Getriebe" mit vier Gelenken und drei Gliedern - das dritte Glied ist das L-Blech unten am Federbein, der virtuelle Drehpunkt ist der Momentanpol, den die Gewindestäbe bilden). Das Rad wird also um die Achse "Momentanpol - oberer Aufnahmepunkt des Federbeins im Radkasten" gedreht. Die Verlängerung dieser Achse bis auf den Boden ergibt einen Durchstoßpunkt. Der Abstand dieses Punktes von der Radmittenebene auf dem Boden ist der Lenkrollradius. Diesen negativ zu halten (also Durchstoßpunkt weiter außen als Radmittenebene) wirkt sich positiv aufs Fahr- und vor allem Bremsverhalten aus. Das ist mit einem festen Drehpunkt an einem Dreiecksquerlenker nicht einfach, weil bei einem Speichenlaufrad kein Bauraum "im Inneren des Rades respektive der Speichen" nutzbar ist, wie z.B. bei einem Scheibenrad eines Autos (man muß mit dem Drehpunkt unten möglichst weit nach außen). Andere Möglichkeit wäre noch, die Spreizung sehr groß zu machen, was aber ungünstig für die Lenkkräfte ist. Außerdem hat man beim VM nich unendlich viel Platz oben nach innen, weil da Beine im Weg sind. Bleibt als Lösung also der virtuelle Drehpunkt, den man sehr weit nach außen legen kann, ohne daß man Bauraum braucht, den man nicht hat.

Das Problem ist, daß sich der Momentanpol beim Lenken in seiner Position (je nach Geometrie des "Getriebes" sehr stark) ändert und damit die Auswirkungen dieser Wanderung in Form von Kinematikveränderungen schwer zu kontrollieren sind. Im Grunde genommen muß man aus meiner Sicht sowas in 3D simulieren, weiß dann aber immernoch nicht wirklich viel - also bauen und guggen wie es geht. Und daß sich alle möglichen Geometrien fahren lassen, beweisen ja die VMs, bei denen die beiden Gewindestäbe je nach Modell verschieden angeordnet sind.

Durch die Positionierung der Anlenkpunkte an der Karossiere und der Drehpunkte des Federbeins im Raum lassen sich die Kinematikwerte der Achse, also die Bewegungskurve des Rades und insbesondere des Radaufstandspunktes beim Einfedern beeinflussen. Es gilt hier auf guten Geradeauslauf, geringen Reifenverschleiß und gute Seitenkraftübertragbarkeit in Kurven zu optimieren (Hauptforderungen, da kommt noch einiges hinzu, was man beachten kann). Teilweise laufen die Realisierungsmöglichkeiten bestimmter Forderungen anderen entgegen - wie so oft beim Konstruieren muß hier halt Kombinationen festgelegt werden, mit denen man leben kann. Geringe Veränderungen in der Lage der Punkte kann hier schon zu wesentlich schlechteren Werten führen.

Zum Thema Ackermann, was bei der Auslegung natürlich auch mit reinspielt: Die Ackermannbedingung gilt nur für seitenkraftfreie Kurvenfahrt. Also quasi nur, wenn man ganz ganz langsam eine Kurve fährt. Alles andere ist Ermessenssache des Konstrukteurs und Auslegungssache des Fahrzeugs. Wohl so ziemlich jedes Fahrzeug ist "unter-Ackermann" ausgelegt, heißt, das äußere Rad lenkt weiter ein als es nach der Bedingung dürfte. Vorteil: geringerer Wendekreis bei Langsamfahrt und bei schnellerer Kurvenfahrt kommt es durch die Seitenkräfte eh zu einem Differenzwinkel (dessen genauer Name mir gerade nicht einfällt .. Spurdifferenzwinkel glaube ich) aufgrund von Schlupf. Das kurvenäußere Rad ist also weiter eingeschlagen als dem tatsächlich gefahrenen Kurvenradius entsprechen würde. Hier gilt es also abzuwägen und entsprechende Lenkungskinematiken zu simulieren und deren Verhalten zu beurteilen, was meiner Meinung nach nur mit Erfahrung bzw. Ausprobieren oder irgendwelchen Richtwerten von anderen Baufreunden geht.

Konstruktive Grüße

Martin