Bau Stickbike mit einstellbaren Hinterbau

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Nach dem vollgefederten Alltags Highracer ist vor dem dem Stickbike. In meiner Teilesammlung liegt mal wieder so viel rum, das es für ein Liegerad reicht. Da ich mein Klappliegerad verkauft habe, gibt es nun kein kofferraumkompatibles Liegerad mehr. Daher bekommt das geplante Stickbike, einen wegschraubbaren Hinterbau, bei dem die Geometrie auch verändert werden kann.

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Der erste Entwurf.

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Die ersten Teile für den Rahmen, ein Spender MTB, Rohr 50x1 für den Tretlagerausleger und Rohr 60x0,7 für das Hauptrohr.

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Ich habe heute mal alles vom MTB entfernt, was ich nicht mehr brauche. Das Tretlager kommt nach dem nächsten Arbeitsschritt auch noch weg
 
Die Farbe vom Tischbein habe ich mit einem Brenner entfernt und blank geschmirgelt.


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Das Tischbein hat nur eine Wandstärke von 0,6mm, das wird im Schraubstock leicht zerdrückt, deshalb verwende ich eine Vorrichtung zum Einspannen.

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Im Tischbein war noch eine Aussteifung drinnen, auf der Seite habe ich zwei Ösen für die Aufnahme des Hinterbaus angeschweißt.

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Anschließend habe ich noch einen Deckel aufgelötet. Beim Hinterbau hatte ich das Tretlager entfernt und ein Querrohr mit M8 Innengewinde eingelötet.

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Hauptrohr und Hinterbau habe ich mit zwei M8 Schrauben verschraubt.

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Der Hinterbau kann im Winkel durch die Verschraubung verändert werden.
 
Check unbedingt mal mit ein stabchen von 1cmx100 cm oder was ahnliches die geplante Kettenlinie, mit Umlenkrolle. Da konnte im Hinterbau ein problem spielen. Verlauf in 3d checken, grosste und kleinste ritzel, und wie weit die Kette aus der Rahmen mitte verlauft.
 
Bin gespannt auf den weiteren Bau-Verlauf!

(organisatorische Frage: wäre der Thread vielleicht besser im Selbstbau-Bereich aufgehoben?)
 
Heute habe ich 4 Querrohre in den Rahmen gelötet. Sie bestehen aus einem kurzen Stück 8x1,5 und einem längeren 10x1 Rohr. Das 10x1 hat eine Querbohrung bekommen und das 8x1,5 wurde so eingelötet, dass es etwas rausschaut.

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Der Rahmen hat 4 durchgehende Bohrungen bekommen, aus der einen Seite 8mm und auf der anderen 10mm. Darin wurden die Rohe eingelötet. Anschließend Überstand weggefeilt und in das kleinere Rohr M6 Gewinde geschnitten.

Die Querrohre haben die Aufgabe das Beulen zu verhindern und dafür zu sorgen, das die Schelle, an der der Hinterbau auch noch befestigt wird, fest sitzt. Zusätzlich gibt es noch eine M6 Schraube als Verdrehsicherung.

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Morgen geht es weiter mit Steuerrohr und Schellen für Sitz und Hinterbau. Freitag werden die zwei fehlenden Teleskop-Hinterbaustreben gebaut.
 
Check unbedingt mal mit ein stabchen von 1cmx100 cm oder was ahnliches die geplante Kettenlinie, mit Umlenkrolle. Da konnte im Hinterbau ein problem spielen. Verlauf in 3d checken, grosste und kleinste ritzel, und wie weit die Kette aus der Rahmen mitte verlauft.
Der Hinterbau ist ja verstellbar, da wird es sicherlich eine Lösung geben. Eine Umlenkrolle für Zug- und Leertrum habe ich gekauft, wird wahrscheinlich unter dem Sitz montiert.
 
Das Tischbein wird wohl aus dem billigsten und weichesten chinesium sein, was sich finden lässt. Bei einer Wandstärke von 0,6mm und den Nähten würde ich dem ganzen nicht mein Leben anvertrauen wollen.. ein normales Stahlrohr (50x1,5 zb) kostet in den Dimensionen keine 25€. Spare hier nicht am falschen Ende.. auch der hinterbau ist jetzt nicht die Ausgeburt der Belastbarkeit...
 
Das Tischbein wird wohl aus dem billigsten und weichesten chinesium sein, was sich finden lässt. Bei einer Wandstärke von 0,6mm und den Nähten würde ich dem ganzen nicht mein Leben anvertrauen wollen.. ein normales Stahlrohr (50x1,5 zb) kostet in den Dimensionen keine 25€. Spare hier nicht am falschen Ende.. auch der hinterbau ist jetzt nicht die Ausgeburt der Belastbarkeit...

Ja, weich ist das Rohr, aber auch groß und es hat den E-Modul von Stahl. Das Rad wird ein Stickbike, d.h. kein Schnitt im Rahmen, Kettenzug in Längsrichtung.

Große und dünnwandige Rohre verhalten sich nicht mehr wie Rohr, sondern wie Blech. Dies ist eindeutig bei 60x0,6mm, 60x0,8mm, 80x1mm so. 55x1mm verhält sich noch wie Rohr.

Weil das Rohr weich ist, wird auch keine Sitzbefestigung, keine Umlenkrolle und auch nicht die Befestigung von Sitzrohr/obere Hinterbaustreben an das Rohr geschweißt. Wegen dem Übergang hart/weich gibt das nur eine Kerbe und irgendwann einen Riss. Wäre auch bei festeren Stahlrohr so, nur dauert es dann bis zur Rissbildung länger. Deshalb werden oben genannte Bauteile mit Schellen befestigt.

Für die Schellen nehme ich 63,5x1,5mm Auspuffrohr, hat 25€ pro Meter gekostet. Das Auspuffrohr hat einen Innendurchmesser von 60,5mm und wenn die Schelle mit der Bügelsäge durchgeschnitten wird, kann man die Schelle auf Block ziehen und sie sitzt sehr fest ohne das Rohr zu verbeulen und die Schrauben zu verbiegen (deshalb nehme ich da M8 Aluschrauben). Bei der Sitzschelle braucht man keine Aussteifungen, bei der anderen Schelle für Sitzrohr/obere Hinterbaustreben schon.

Der Hinterbau ist super stabil. Das Hauptrohr ist bei den Laschen doppelt ausgesteift, durch die innere Aussteifung und den Deckel, d.h. das Rohr verhält sich dort nicht mehr wie Blech.

Kommerziell würde ich so ein Rad auch nicht bauen, dafür sind einige Kunden viel zu grausam mit dem Material. Aber wenn der Konstrukteur selber fährt und ein Knarzen als Rissbildung interpretiert und dann auf die Suche geht, kein Problem. Meist dauert das bei Stahl auch etliche 100km vom Anriss bis zum Abriss. Kein Vergleich zu Alurahmen. Meine Räder müssen auch nicht länger als 15.000km halten, dann baue ich eh wieder ein Neues.

Bevor in Ende der 90ziger Jahre die hochfesten Bleche in der Automobilindustrie eingeführt wurden, wurden sehr weiche Tiefziehbleche verwendet und diese wurden meist punktgeschweißt. Durch die hochfesten Bleche wurden die Karosserien leichter (nicht die Fahrzeuge!) und es wurde das Laserschweißen eingeführt, allerdings nur damit die Karosserien steifer und dadurch leiser werden.
 
Ich kenne mich ganz gut mit Berechnungen von Festigkeiten und Radbau aus, ich baue mit Velomo seit 12 Jahren Räder aus Stahl... Und Maschinenbau Ing bin ich auch noch. Aber eben genau daher kommen meine Bedenken.
 
Ich kenne mich ganz gut mit Berechnungen von Festigkeiten und Radbau aus, ich baue mit Velomo seit 12 Jahren Räder aus Stahl... Und Maschinenbau Ing bin ich auch noch. Aber eben genau daher kommen meine Bedenken.
Bedenken darf man haben. Ich baue seit 38 Jahren Stahlrahmen und bin Fahrzeugtechnik Ing. und weiß das ist knapp. Aber nur so geht Leichtbau, ausprobieren und schauen was passiert. Und daraus lernen und die Schwachstellen vermeiden.

Das Problem bei Betriebsfestigkeit von komplexen Bauteilen ist, was ist die zulässige Spannung? Wo bekomme ich meine Wöhlerkurve oder Smith Diagramm her? Wie ist das Lastkollektiv?

Fragen die schwer zu beantworten sind. Man kann natürlich Annahmen treffen und rechnen, aber spätestens bei dem Lastkollektiv bin ich raus, weil ich die Einfluss des Fahrbahnbelages durch Schlaglöcher auf das ungefederte Stickbike nicht kenne.

Beispiel: Wöhlerkurve für Schrauben kenne ich, da gibt es genug Richtlinien. Man kann auch leicht Versuche mit einem Pulser machen, ca. 18h pro Versuch. Aber Wöhlerkurven für ein verschraubtes Bauteil wie eine Pleuelstange, da wird es dünn.

Einen Liegeradrahmen pulsen ist schon Aufwand. Geht wahrscheinlich nur hydraulisch und schon dauert es 10x länger und wenn man noch eine Wöhlerkurve will, wird man wahrscheinlich 20-30 Rahmen bis zum Bruch pulsen.

FE Rechnungen sind gut zum Vergleich von unterschiedlichen Geometrien. Man kann auch aus den lokalen Spannungen Lebensdauern rechnen, aber dann brauche ich wieder zulässige Spannungen und Wöhlerkurven.

Einen Prototypen für sich selber bauen ist was anderes wie eine Serie für Kunden.
 
@jensNBG : Ich bin Maschinenbauer meist von der "sicher ist sicher" Seite gewöhnt. Lieber etwas zu viel Material als zu wenig. Wenn du hier etwas experimentierfreudiger bist, aber weißt was du tust (was der Fall zu sein scheint), ist das ok.
Man könnte aber mit bekannter Wandstärke über ein heraus getrenntes Stück des Bleches einen Biegeversuch unternehmen und so grob die Streckgrenze ermitteln. Da hat man wenigstens einen Anhaltspunkt obs besseres Eisen oder was vergütetes ist. :)

@einrad : An Fahrrädern deren Rahmen über 20€ kosten, wird mindestens "Hi-Ten Stahl", also besserer Baustahl verwendet. Im Regelfall ists aber 25CrMo4. Ist nicht wirklich teuer, hält aber in Sachen Biegewechselfestigkeit 3-4x mehr als normaler S235J2 Baustahl aus.
 
Hi Patrick,

den recht kurzen Hinterbau des Brommis habe ich von Hand geweitet, als ich die 8er Nabenschaltung eingebaut habe.
Daher kommt meine eigene Einschätzung "weicher, allgemeiner Baustahl".

Wenn's Dich interessiert: Vielleicht gibt's ja im Netz irgendwelche Angaben zu den Brommis.
Mir genügt die eigene Erfahrung und die daraus resultierende Einschätzung.

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Hi Jens,

in Deiner Beschreibung geht mir die Info ab, ob das Tischbein ein nahtloses oder ein geschweißtes Rohr ist.
Wenn geschweißt, gehe ich davon aus, dass Du die Schweißnaht in die neutrale Faser gelegt hast?

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Gruß, Harald
 
Daher kommt meine eigene Einschätzung "weicher, allgemeiner Baustahl".

Wenn's Dich interessiert: Vielleicht gibt's ja im Netz irgendwelche Angaben zu den Brommis.
Das Netz sagt: definitv kein CroMo beim Brompton.

Große und dünnwandige Rohre verhalten sich nicht mehr wie Rohr, sondern wie Blech. Dies ist eindeutig bei 60x0,6mm, 60x0,8mm, 80x1mm so. 55x1mm verhält sich noch wie Rohr.
Was ist denn der Unterschied zwischen verhält sich wie "Blech" und wie "Rohr"? 60x1.0 und 57x1.0 ist auch noch "Rohr" oder irgendwo dazwischen?

Die Frage hat jetzt keinen tieferen Sinn, ich möchte es nur ansatzweise besser verstehen.
 
Bedenken darf man haben. Ich baue seit 38 Jahren Stahlrahmen und bin Fahrzeugtechnik Ing. und weiß das ist knapp. Aber nur so geht Leichtbau, ausprobieren und schauen was passiert. Und daraus lernen und die Schwachstellen vermeiden.

Das Problem bei Betriebsfestigkeit von komplexen Bauteilen ist, was ist die zulässige Spannung? Wo bekomme ich meine Wöhlerkurve oder Smith Diagramm her? Wie ist das Lastkollektiv?

Fragen die schwer zu beantworten sind. Man kann natürlich Annahmen treffen und rechnen, aber spätestens bei dem Lastkollektiv bin ich raus, weil ich die Einfluss des Fahrbahnbelages durch Schlaglöcher auf das ungefederte Stickbike nicht kenne.

Beispiel: Wöhlerkurve für Schrauben kenne ich, da gibt es genug Richtlinien. Man kann auch leicht Versuche mit einem Pulser machen, ca. 18h pro Versuch. Aber Wöhlerkurven für ein verschraubtes Bauteil wie eine Pleuelstange, da wird es dünn.

Einen Liegeradrahmen pulsen ist schon Aufwand. Geht wahrscheinlich nur hydraulisch und schon dauert es 10x länger und wenn man noch eine Wöhlerkurve will, wird man wahrscheinlich 20-30 Rahmen bis zum Bruch pulsen.

FE Rechnungen sind gut zum Vergleich von unterschiedlichen Geometrien. Man kann auch aus den lokalen Spannungen Lebensdauern rechnen, aber dann brauche ich wieder zulässige Spannungen und Wöhlerkurven.

Einen Prototypen für sich selber bauen ist was anderes wie eine Serie für Kunden.

Mit Lastenrad Bausätzen (Bronte XL) hatte ich mal etwas Mühe mit einer eingebauten Schwachstelle. Nach den ersten Rissen eine Verstärkung angeschweißt, mit der die Spannung laut Fe-Rechnung mit max. Zuladung (ohne Sicherheit!) nur gerade so noch unter der Dehngrenze ist. Hält trotzdem seit 2 Jahren im Kurierbetrieb mit hoher Zuladung und häufigem Kopfsteinpflasterfahren. Ein MTB Rahmen der als Basis dafür verwendet wurde bekam in der Zwischenzeit schon Risse. Die Ladefläche verhält sich sehr elastisch, denke das hilft auch die Vibrationen an hoch belasteten Stellen abzuschwächen. Ohne Sicherheit zur Dehngrenze würde ich einen Rahmen natürlich nicht selbst auslegen. Aber ist interessant, dass es doch möglich sein kann, da relativ nah dranzugehen.
 
Was ist denn der Unterschied zwischen verhält sich wie "Blech" und wie "Rohr"? 60x1.0 und 57x1.0 ist auch noch "Rohr" oder irgendwo dazwischen?
Also Rohrtest ist einfach: Rohr in den Schraubstock spannen. Wenn das Rohr nicht richt fest sitzt und ich den Schraubstock immer weiter zusammendrehen kann, eher Blech. Wenn das eingespannte Rohr sich beim Absägen verdreht, dann verhält es sich wie Blech.

Blech bedeutet, aufgesetzte Verbindungen auf dem Rohr für Sitz, Umlenkrollen usw. vermeiden und eher Querrohre in das Rohr einlöten oder Schellen verwenden. Bei Blechen lange Nähte vermeiden, eher Punktschweißen. Übergang hart-weich ist ein Problem, da muss man aussteifen.
 
Heute habe ich das Steuerrohr eingebaut, weil 90 Grad eigentlich einfach.

Ich habe eine 35mm Lochsäge für das 36mm Rohr genommen, weil wird immer etwas größer. Dann mit einer Halbrundfeile so aufgefeilt das es passte und die Winkel stimmten.

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Mit den ersten beiden Heftpunkten wird das Steuerrohr in die richtige Richtung gezogen ( zweiter Punkt gegenüber auf der anderen Seite).

Dann mit Neusilberlot verlötet. Das Lot ist nicht so dünnflüssig wie Silberlot und hat einen hohen Nickelanteil und eine hohe Festigkeit. Beim Schleifen trage ich Atemschutz.

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In diesem Fall aber nur mit der Feile verputzt, weil sonst evtl. Material vom Rohr abgetragen wird.

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Dann habe eine Vorrichtung aus zwei Alublechen für die Schellen gebaut und die kleinen Rohre auf das große Rohr gepunktet.
 
Bevor es hier zu sehr Richtung Festigkeit abschweift:
Was war die Idee von dem Rahmen?

- Der Rahmen bietet viele Verstellmöglichkeiten und ist modular konstruiert, kann z.B. problemlos auf eine Federung oder andere Radgrößen umgebaut werden
- Auch minderfeste Rohre sollen durch die Konstruktion halten
- Leichtbau: Sicherheit durch Materialansammlung, z.B. dickwandige Rohre, wird vermieden. Statt dessen werden bestimmte Stellen ausgesteift
- Der Rahmen ist wahrscheinlich nur zeitfest. Wie lange die Zeit ist, ist abhängig von Konstruktion, Fahrer und Randbedingungen (z.B. Gepäck, Untergrund)
- Krafteinleitung in das Hauptrohr nur durch relativ stabile Schellen. Diese sind leicht zu ersetzen

Ich bitte von Brompton, CroMo usw. Diskussionen abzusehen. Ggf. dafür einen neuen Faden aufmachen.
 
Aber wir haben durch die Diskussion einen Forumsnamen für das Rad:
In dem Fall nicht die Rostbraune, sondern das Tischbein.
(Ehrentitel kann man nicht vergeben, die muss man sich erarbeiten...)

:) , Harald
 
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