Antriebsverluste

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Hallo Matthias,

Eine Rohloff ist fuer einen Kettenzug von mehr als 900N nicht ausgelegt.

das maximale Eingangsdrehmoment der Rohloff wird von Rohloff selber mit 100Nm angegeben. Wenn ich nicht völlig falsch liege, hat das kleinste Ritzel (13er) ungefähr einen Hebelarm von 0,0265m. Die Kettenkraft dürfte also gut das vierfache Deiner 900N betragen, nämlich ca. 3770N. Beim "Standard" 16er Ritzel könnte ein Kettenkraft von über 3000N wirken, ohne das maximale Eingangsmoment zu übersteigen.

Wenn Du eine billige Kette nimmst dürftest also auch Du eine Rohloff nicht zwangsläufig zerstören;-)

Viele Grüße,
Frank

P.S. 'Tschuldigung, hatte das h im Namen vergessen.
 
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Ich habe mir überlegt, weicher (mehr nachgebender) oder harter Antrieb allein kann nicht allein ausschlaggebend
für Verlußte sein. Vielmehr wäre das die Hystereseverlußte, welche wie in vorangegangener Graphik beim Spannen und Entspannen druch Kraft- und Längenänderung werden müßten.

Wenn zum Beispiel im Antrieb eine durchhängende Kette ist, so wirkt es beim Treten weich und
elastisch. Aber immer in den Augenblicken, wo weniger Kraft über die Tretkurbel eingeleitet wird, gibt die Kette, weil sie dann wieder mehr nach unten geht, Energie in das Antriebssystem zurück.

Wenn ich meine Beine zum Beispiel plötzlich anhalte, geht die Kette wieder runter und ich habe nur
statische Arbeit zu leisten, was auch für die Beine so gut wie keine höhere Energieaufwand bedeutet.

Vergleich, haltet Euch auf dem Stadtrad sitzend nur mit einer Hand an einem Moped bergauf fest. Überhaupt
kein Problem, währenddem ihr mit dem Stadtrad die gleiche Geschwindigkeit bergauf nie halten könntet oder völlig kaputt sein würdet.

Genauso wie die Kette ist es mit den Speichen, der Karbonkarosse oder anderen elastischen Teilen im
Antriebsstang. Nur die Hysteresekurve sagt etwas über die tatsächlichen Verlußte aus, so meine Ansicht.

Seilkurve bzw. der Durchang läßt sich berechnen: http://de.wikipedia.org/wiki/Katenoide
Einmal hängt das Seil (die Kette) zwischen Umlenkrolle und Kettenblatt vorn durch und auch der
Durchhang bzw. die Längenänderung zwischen hinteren Ritzel und Umlenkrolle ist da.

Hat jemand Lußt mal Übeschlagsweise zu rechnen für zB.2,5m Kettenlänge Längenänderung zwischen 1 und 50 Kp berechnen. Eigengewicht Kette keine Ahnung, zB. für 2,5 m 200g oder ?

Wie ist es beim Ultraharten K, wird da der Antrieb aufs rechte oder linke Vorderrad eingeleitet, oder auf beide wie bei dem Kinderdreirad was ich im Keller stehen habe. Das K muß ja eine ganz Kurze Kette haben, damit diese nicht so wie beim Quest durchhängen kann. Das geht ja nur mit einen Antrieb auf die Vorderräder. Oder vielleicht gar keine Kette ? wie bei dem Kinderdreirad mit festsitzender Kurbel ? Ach Entschuldigung das hat ja nur ein Vorderrad mit festsitzender Kurbel.

Aber gar kein Kettenduchhang bedeutet ja noch härter und noch weniger Verlußte - meine Idee das sozusagen Verlußtlose Kinderdreirad zum K umbauen fehlt nur noch eine schöne Verkleidung, sonst passen die Farben ja schon. :D


Neues K ohne Verkleidung.jpgDaniel, ich kann Deine Denkweise nachvollziehen, weil Du ebend noch nicht dieses Dreirad probiert hast, ich leihe es Dir aber gern aus - sozusagen als Entwicklungsanstoß für ein schnelleres K.

Gruß Leonardi
 
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Bei über 3000nm auf der Kette ist es deutlich unter 1cm. Die Kettelängung kann ich auch nicht aufhalten. Ab dieser kraft kann man gut erkennen wie die Kurbelarme sich verdrehen. Bei Volldruck ist am Arm eine Bewegeung erkennbar. In der Praxis absolut uninteressant.
 
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Servus,

die Verluste durch Flex kommen nicht durch die Hystereseverluste..
Der Muskel ist keine Feder! Er kann nunmal keine Energie von außen speichern, sondern verbrät sie in Wärme.
Es ist dem Muskel egal ob du 100mal ein 10kg Gewicht hochhebst, oder 100 mal eine äquivalente Feder spannst/entspannst. Die geleistete Energie des Muskels ist gleich.
So verbrät man auch die Energie die man in die "Feder" Rahmen steckt vollständig in Wärme und man hat nix von.
Steifigkeit ist also sehr wichtig beim Antrieb. Lieber 1kg mehr, dafür 30% weniger Flex.
Einer der Gründe warum ich, trotz ständig durchdrehendem VR beim Sprint, gern Vorderradantrieb fahre..

Gruß,
Patrick
 
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Servus,

die Verluste durch Flex kommen nicht durch die Hystereseverluste..
Der Muskel ist keine Feder! Er kann nunmal keine Energie von außen speichern, sondern verbrät sie in Wärme.
Es ist dem Muskel egal ob du 100mal ein 10kg Gewicht hochhebst, oder 100 mal eine äquivalente Feder spannst/entspannst. Die geleistete Energie des Muskels ist gleich.
So verbrät man auch die Energie die man in die "Feder" Rahmen steckt vollständig in Wärme und man hat nix von.
Steifigkeit ist also sehr wichtig beim Antrieb. Lieber 1kg mehr, dafür 30% weniger Flex.
Einer der Gründe warum ich, trotz ständig durchdrehendem VR beim Sprint, gern Vorderradantrieb fahre..

Gruß,
Patrick
Ich denke das ist der Post des Tages.
 
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Hallo Leonardi,
Ich habe mir überlegt, weicher (mehr nachgebender) oder harter Antrieb allein kann nicht allein ausschlaggebend für Verlußte sein.
Es ist ein erheblicher Teil, und zwar aus 2 Gruenden.
- Du hast nur einen kleinen Bereich in dem Du Drehmomment auf die Kurbel bringen kannst (ca. 30°) dann sind die Winkel so unguenstig das Du zwar ein wenig zusaezulich "mitrumhelfen" kannst aber der wirkliche Loewenanteil kommt in diesen 30°.
Weicht deine Kurbel, egal aus welchem Grunde, schon am Anfang dieses Bereiches aus, fehlt Dir schlicht dieses Segment um Arbeit in die Kurbel zu schieben. Und zwar voellig unabhaengig von der Drehzahl.

- Egal zu welcher Arbeit Du Deine Muskeln heranziehst, ob nun zum halten oder bewegen, es ist dem Muskel egal, er muss dafuer Energie
verbrennen.

Der Dritte Punkt auf den Du abhebst, der aus einer vermurksten Kettenlienie in Zussammenhang mit mit der Hinterradfederung kommt,
hat mit der Hysterese der Feder an sich wenig zu tun, fuer die Energieverichtung gibt es dort ein "Extrageraet" .... den Stossdaempfer,
der keine andere Aufgabehat als jede als potentielle Energie in die Feder geleitetete Energie zu vernichten, damit sie nicht wieder als
kinetische Energie, auf das Rad zurueckwirken kann.

mfG
Matthias
 
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Hallo Leonardi,

Ich habe mir überlegt, weicher (mehr nachgebender) oder harter Antrieb allein kann nicht allein ausschlaggebend
für Verlußte sein. Vielmehr wäre das die Hystereseverlußte, welche wie in vorangegangener Graphik beim Spannen und Entspannen druch Kraft- und Längenänderung werden müßten.

Dem stimme ich zu.

Wenn zum Beispiel im Antrieb eine durchhängende Kette ist, so wirkt es beim Treten weich und
elastisch. Aber immer in den Augenblicken, wo weniger Kraft über die Tretkurbel eingeleitet wird, gibt die Kette, weil sie dann wieder mehr nach unten geht, Energie in das Antriebssystem zurück.

Leider nicht. Die Kette gibt die Energie gleichermaßen auf die Kurbel und den Antrieb. Nur wenn es der Fahrer schafft, den Fuß so zu halten, dass er sich keinen Millimeter bewegt, gelangt die Energie in den Antrieb. Das aber ist utopisch, zumal das Festhalten des Fußes auch wieder viel Kraft kostet.

Insofern ist ein steifer Antrieb ein großer Vorteil.

Grüße
Andreas
 
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3000 Nanometer sind ab sind er fast nix ;)
Wenn wir schon im Mircrobereich sind kann ich mal erwähnen das bei gut 30kg am Pedal sich Armende und mein großes Kettenblatt 0,2-0,3 mm von einander entfernen.
Übrigens konnte ich bei einer neuen Kette das nachölen rausmessen und ein anderer konnte es raus fühlen der die Kurbel unter belastung währenddessen gedreht.
Die beste Erkenntnis gestern zeige wieviel 3 watt sind. Ich will es mal so audrücken Ich möchte nicht einmal 1watt verschenken wenn ich weis es geht besser.
Ich habe gestern von grossen Rollen bis kleine Rollen und Kettenrollen ohne Zähne sowie jeweils bis zu drei in einem Kettenstrang mit jeweils verschiedenen Gewichten bis zu Schräglauf alles heraus gemessen.
War sehr interessant das mal in Zahlen fest zu halten.
 
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Lenonardi
Der Meter wiegt im Mittel 200 g.
Ob der Antrieb auf den linken oder beiden Vorderräder ist hää. Da bin ich grad überfragt, ich frag mal Michel.
 
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Hoffentlich muss ich nie auf meinem Android-Smartphone schreiben :rolleyes:
Die beste Erkenntnis gestern zeige wieviel 3 watt sind. Ich will es mal so audrücken Ich möchte nicht einmal 1watt verschenken wenn ich weis es geht besser.
Ja, ein Watt sind bei so einem Magermilchkrüppel wie mir schon mal 1% der Dauerleistung :eek:
 
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Weicht deine Kurbel, egal aus welchem Grunde, schon am Anfang dieses Bereiches aus, fehlt Dir schlicht dieses Segment um Arbeit in die Kurbel zu schieben. Und zwar voellig unabhaengig von der Drehzahl.
Aber dies kann ich in der Praxis nicht bemerken, denn ich kann treten bis die Beine nicht mehr können und dabei habe ich niemals das Gefühl ins leere zu treten, sondern fühle immer richtig harten Widerstand. Genauso als würde ich mich mit einem Bein beim Roller fahren von der Straße abdrücken. Ich habe nicht das Gefühl als wäre da Schaumstoff unter der Sohle.

- Egal zu welcher Arbeit Du Deine Muskeln heranziehst, ob nun zum halten oder bewegen, es ist dem Muskel egal, er muss dafuer Energie
verbrennen.
Physikalisch ist Arbeit = Kraft * zurückgelegten Weg . Wenn man die Muskeln nur zum halten ranzieht und nicht bewegt, so wird physikalisch gesehen keine Arbeit verrichtet. Der Kurbelleistungsmesser von Daniel zeigt kein einziges Watt an, wenn er im Stand mit noch so großer Kraft gegen die Kurbel drückt, diese aber nicht bewegt. Zugegeben wird doch etwas Arbeit verrichtet, zB. durch Zittern der Muskeln wird wohl ein kleiner Weg zurückgelegt, aber das Beispiel mit dem Moped wo man sich mit der Hand ohne schneller zu Atmen auf einem Stadtrad den Berg hochziehen lässt zeigt doch, das auch der Muskel nahe an die physikalische Definition der Arbeit kommt.
Wenn es dem Muskel egal ist ob er hält oder bewegen muß, dann machen wir es so. Ich lasse mich mit dem Quest die Stecke PBP mit 40 Km/h mit dem Auto ziehen, welche Muskel ich zum halten benutzen soll, kannst Du mir aufgeben. Und Du fährst die Stecke indem Du die Muskeln bewegst. Die Energie welche unsere Muskeln verbrennen werden, könnte nicht unterschiedlicher sein.

Der Dritte Punkt auf den Du abhebst, der aus einer vermurksten Kettenlienie in Zussammenhang mit mit der Hinterradfederung kommt,
hat mit der Hysterese der Feder an sich wenig zu tun, fuer die Energieverichtung gibt es dort ein "Extrageraet" .... den Stossdaempfer,
der keine andere Aufgabehat als jede als potentielle Energie in die Feder geleitetete Energie zu vernichten, damit sie nicht wieder als
kinetische Energie, auf das Rad zurueckwirken kann.
Ích kann weder im Stand noch bei der Fahrt bemerken, das durch Kraft auf die Pedale das Federbein (Feder mit Schaumkern als Stossdämper) bewegt wird. Mir scheint es ausreichend entkoppelt zu sein.

Das die Kette wie eine Feder wirkt habe ich folgendermaßen gemeint: Lassen wir mal die Umlenkrolle weg, ist die Kette wie ein Seil, welches mehr oder weniger durchhängt. Ein Seil braucht je gerader es gespannt sein soll immer größere Kräfte, ganz gerade geht aufgrund des Eigengewichtes überhaupt nicht. Schau die mal die Bögen in den Überlandleitungen an, die auch im Winter zu sehen sind, da wirken tonnenschwere Kräfte auf die Haltepunkte. Wenn eine Seite des Seiles über eine Umlenkrolle läuft und gepannt wird, wirkt das Seil bzw. die Kette auch wie eine Feder. Zwar nicht wie eine lineare Feder, weil beim Spannen zur Geraden hin unverhältnismäßig mehr Kraft aufgewendet werden muß. Es ist wohl ein progressiver oder degressiver Berlauf im Kraft-Weg Diagramm der "Seilfeder". Aber auch hier wird die Fläche der Hysterese beim Spannen und Lockern nur klein ausfallen, also wenig Verlußte aufweisen. So kann man die Kette auch als eine Feder betrachten, das habe ich gemeint.

Bei der Betrachtung ob ein Antrieb hart oder weich ist, geht es ja um geringe Dehnungen im cm Bereich. Deshalb habe ich über die Kette nachgedacht. 3000 Nm = 300 Kp macht etwa 1 cm aus bei ca. 2m Abstand, das kommt mir wenig vor, muß ich selbst mal nachrechnen.
Danke 200g pro m, brauche ich nicht selbst rumsuchen oder nachmessen. Der Kraft im Leerlauf wird ja durch den Kettenspanner gegeben.

Also nehme ich einmal den belastungfreien Zustand 1 Kp 2m Abstand Eigenmasse 200g/m und rechne die Länge der Kette aus. Für den zweiten Fall nehme ich 300 Kp 2m Abstand ... und rechne die Länge der Kette aus. Mal sehen wie groß die Differenz ist. So kann Punkt für Punkt oder evtl. gleich als Gleichung Federkraft als Funktion vom Federweg für die ideale Federkennlinie der "Kettenfeder" ausrechnet werden. Muß nur mal mehr Zeit finden.
 
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Hallo Leonardi,
Aber dies kann ich in der Praxis nicht bemerken, denn ich kann treten bis die Beine nicht mehr können und dabei habe ich niemals das Gefühl ins leere zu treten, sondern fühle immer richtig harten Widerstand.
Du kannst nicht mehr treten als geht, das ist schon klar, aber wieviel von Deiner, Dir moeglichen Muskelleistung wirklich ins Pedal geht,
ist die Frage um die es hier geht, und die kannst Du nur ueber den Winkel messen den sich das Pedal unter maximaler Last bewegt.
Es gab schon soviele Versuche die Ergonomie der Kurbel zu verbessern, aber bislang ohne Ergebniss, der einzige Weg der bisher blieb, ist die Ergonomie nicht noch weiter als moeglich zu verschlechtern.

Ein "harter" antrieb gibt dem Fahrer die Moeglichkeit mehr zu leisten, ein "weicher" schraenkt ihn zusaetzlich ein.


Genauso als würde ich mich mit einem Bein beim Roller fahren von der Straße abdrücken. Ich habe nicht das Gefühl als wäre da Schaumstoff unter der Sohle.
fahre mit Deinem Geraet, und mit einem harten Antrieb, z.B. den laengsten und steilsten Dir moeglichen Berg, auf Puls, gegen die Uhr hinauf und Du wirst verstehen was Daniel meint.

Physikalisch ist Arbeit = Kraft * zurückgelegten Weg . Wenn man die Muskeln nur zum halten ranzieht und nicht bewegt, so wird physikalisch gesehen keine Arbeit verrichtet.
Unsere Skeletmuskulatur hat keine Getriebe. Ob du nun gegen ein bestimmtes Momment halten musst, oder bewegen,
ist fuer Deine Muskelarbeit voellig egal ... es gibt dafuer den Begiff "Haltearbeit" ... und es wird genauso Energie verbraucht.

Deine Kette, dehnt sich elastisch, bei den von Dir aufzubringenden Mommenten, nur um Bruchteile eines Millimeters.
Der Flex kommt woandersher, meist aus dem verlauf der Kette zu Rad und Schwinge und den Umlenkrollen, und deren Lage und befestigung ... aber Daniel versteht davon am VM
mehr als ich ...

mfG
Matthias
 
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Selbstverständlich zeigt er das an. Lediglich nicht in Watt sondern in Drehmonent und das verflucht genau. Nochwas allerdings ist das volkommen unabhàngig. Wenn man weich gewohnt ist merkt man dieses nicht.
 
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[EDIT] Lesen. Denken. Posten. Merk ich mir.[/EDIT]

Leonardi schrieb:
Physikalisch ist Arbeit = Kraft * zurückgelegten Weg . Wenn man die Muskeln nur zum halten ranzieht und nicht bewegt, so wird physikalisch gesehen keine Arbeit verrichtet.
Ein kleiner Test für dich, lege dich auf den Rücken. Strecke deine Hände mit der offenen Hand nach oben und lasse den Ellbogen in 90° angewinkelt. Lass dir je eine 10kg Hantel in jede Hand legen. Bewege deinen Arm nicht. Ich würde sagen du verrichtest in dem Moment echte Arbeit ;)

Gruß,
Justus
 
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Zitat von mir: Der Kurbelleistungsmesser von Daniel zeigt kein einziges Watt an, wenn er im Stand mit noch so großer Kraft gegen die Kurbel drückt, diese aber nicht bewegt.
Zitat von Daniel: Selbstverständlich zeigt er das an. Lediglich nicht in Watt sondern in Drehmonent

Was nun Daniel, zeigt er Selbstverständlich Watt an oder lediglich das Drehmoment in Nm ? Aber vielleicht ist in Deiner Welt Watt und Nm das gleiche und Du mißt auch gelegentlich mit Deiner Armbanduhr die Abstände in cm, wenn Du gerade kein Lineal zur Hand hast. :D

Hinweis: Nm ist nicht gleich N*m
http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonmeter
 
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Imrahil, meine Sichtweise
Physikalisch ist Arbeit = Kraft * zurückgelegten Weg . Wenn man die Muskeln nur zum halten ranzieht und nicht bewegt, so wird physikalisch gesehen keine Arbeit verrichtet.
wird hier http://de.wikipedia.org/wiki/Muskelarbeit_(Arbeitsstudium) auch so gesehen:


Statische Arbeit ist keine Arbeit im physikalischen Sinne. Es wird lediglich gegen eine äußere Kraft das Gleichgewicht gehalten. Unter physiologischen Gesichtspunkten wird diese als Produkt aus Kraft und Zeit bemessen (statt Kraft mal Weg in der Physik).

Aber vielleicht hast Du Recht, dann solltest Du den Schreiber bei Wiki aufklären, das er seinen Fehler korrigiert.


Der vorgeschlagene Test
Ein kleiner Test für dich, lege dich auf den Rücken. Strecke deine Hände mit der offenen Hand nach oben und lasse den Ellbogen in 90° angewinkelt. Lass dir je eine 10kg Hantel in jede Hand legen. Bewege deinen Arm nicht. Ich würde sagen du verrichtest in dem Moment echte Arbeit ;)
geht nur ohne wesentliche Ermüdung, wenn nicht mehr als 15 % der maximalen Muskelkraft des betreffenden Muskels eingesetzt werden: http://de.wikipedia.org/wiki/Statische_Arbeit
oder hier:
http://www.novafeel.de/fitness/training/isometrisches-training.htm
hier wird sogar behauptet, das jeder Quadratzentimeter Muskelquerschnittsfläche ein Gewicht von 0,48 kg ohne
Energieverbrauch zu halten vermag:
http://www.springerlink.com/content/g6582lj6223p567m/

Aber als Beweis, das statische Arbeit bzw. Haltearbeit viel weniger Energie als dynamische Muskelarbeit benötigt schlage ich folgenden Test vor. Du baust Dir 2 Flügel mit je 10Kg an die Arme (aus dem gleichen Material wie die Hanteln, damit es fair ist) und wir stoppen genau wer es länger kann. Ich die Hanteln statisch halten oder Du mit den gleich schweren Flügeln fliegen. Gestoppt wird ab dem Augenblick wo Du vom Boden abhebst. Ok ? :D
 
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Zitat von mbi03: fahre mit Deinem Geraet, und mit einem harten Antrieb, z.B. den laengsten und steilsten Dir moeglichen Berg, auf Puls, gegen die Uhr hinauf und Du wirst verstehen was Daniel meint.

welches Gerät mit einem härteren Antrieb soll ich nehmen, soll ich mein Rennrad zum Vergleich mit 20 Kg beladen und den Berg rauffahren, Puls und Zeit messen ? Oder welches Velomobil fährt denn mit gleichem Gewicht effektiver bergauf als der Quest, nur weil es einen härteren Antrieb als der Quest hat ?
 
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Was nun Daniel, zeigt er Selbstverständlich Watt an oder lediglich das Drehmoment in Nm ? Aber vielleicht ist in Deiner Welt Watt und Nm das gleiche und Du mißt auch gelegentlich mit Deiner Armbanduhr die Abstände in cm, wenn Du gerade kein Lineal zur Hand hast. :D

Moin Leonardi,

na ich kann dir auch versichern das ein SRM im Stand bei Druck was anzeigt und selbst verständlich sind das WATT-Angaben.
Das ist auch ganze einleuchtend: SRM misst die Verdrehung zwischen Kurbel und Kettenblatt mit Dehnmessstreifen.


Was bisher noch nicht erwähnt wurde sind Verluste durch Kettenschwingung:
Beim einem Tieflieger mit Langer Kette wabbel diese dauernd durch die Gegend.
Sie läuft nie so gut wie bei einem RR. Ok jetzt kann man sagen ein RR hat keine Rollenverluste.
Na dann nimm mal ein Fronttriebler, bei diesem läuft die Kette auch schon viel besser trotz Rollen mit riesieger Umlenkung.

Interessant wäre diesbezüglich auch ein Dalli mit Zwischengetriebe...
Ein ZG hätte im VM auch den Vorteil das man Große Übersetzungen ohne Probleme realisieren kann,
Dagegen braucht ein ZG mehr Platz. unterm Fahrer.

Tschö
René
 
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Hallo Leonardi,
Muskel erstarrt ja nicht wie beim Eingefrieren sondern verbraucht Kalorien um diese Position zu halten.
Um den Begriff Arbeit auf Muskeln anzuwenden, musst du also in die zelluläre Ebene gehen und schauen, was im Muskel passiert, wenn er kontrahiert. Die dort ablaufenden chemisch-physikalischen Abläufe gilt es zu bewerten und nicht das, was man oberflächlich sieht.
 
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