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AW: Eigenbau Projekt Velomobil 2014
Was ist ein "schwerwiegender Punkt"? Und mach mir bitte nochmal genauer klar, welche Schwerpunkte du genau meinst. Wenn man auf dem Level arbeitet, wie wir hier diskutieren, reicht meiner Ansicht nach die Betrachtung des Fahrzeuggesamtschwerpunktes aus.
Ja, das stimmt. Es gibt Federn, die keine konstante Federhärte aufweisen (die Federkonstante ist nicht konstant...), sondern bei denen sich die Federhärte über den Federweg ändert. Das ist bei Elastomerfedern z.B. so. Diese haben dann keine lineare, sondern eine progressive Kennlinie im F-s-Diagramm (Federkraft über dem Federweg aufgetragen). Normal gewickelte Stahlfedern haben IMMER eine lineare Kennlinie. Progressive Stahlfedern erreichen ihre nicht-lineare Kennlinie dadurch, daß nach einem gewissen Weg einzelne Windungen auf Block gehen und damit nicht weiter zur Verfügung stehen. Die Federhersteller, mit denen ich bisher gesprochen habe, lehnen so ein Verhalten ab: Die Blocklänge darf niemals erreicht werden, die minimale zulässige Länge einer Feder muß so groß sein, daß noch Platz zwischen den Windungen ist. Ich weiß nicht, warum das so ist, nehme aber an, daß das auf-Block-gehen, sofern es denn von den Materialkennwerten her vertretbar wäre (Federdraht bleibt im elastischen Bereich), im praktischen Betrieb vermieden wird, weil Fremdkörper zwischen den Windungen dort Kerben verursachen können, die zur Schwächung des Querschnitts führen und damit zu frühzeitigem Bruch.
Außerdem kann man auch mit einer linearen Feder ein progressives (oder degressives) Verhalten am gefederten Rad selbst erreichen, nämlich darüber, wie man die Anlenkkinematik der Feder konstruktiv gestaltet.
Ich komm nicht drauf, wie du das mit dem Verhältnis gemeint haben könntest.
Ein negativer. Alles andere muß durch Testen herausgefunden werden. Je nach Bauraumvorgaben und Einfachheit der Konstruktion ist man aber eh eingeschränkt in die negative Richtung (wie schon hier im Thread ausgeführt, die Auflösung des unteren Querlenkers in zwei einzelne Lenker hat ja außer dem Vorteil der höheren Einfachheit zur Folge, daß man den Lenkrollradius damit verkleinern kann). Das exxos, mein letztes Selbstbau-VM, hat im Modell -20mm und es könnte noch ein bißchen weniger sein. Das hängt aber auch von den anderen Werten ab (Spreizung, Nachlaufwinkel, Nachlaufstrecke, andere Hebelarme).
Hier kann ich mit deiner Verwendung von physikalischen Begriffen echt nichts anfangen und nur raten, was du wirklich meinst. Weil es mir ein persönliches Bedürfnis ist, kommt jetzt ein bißchen Urschleim:
Druck ist ein Maß, das die Kraft, die auf eine Fläche wirkt, beschreibt, also p= F/A [N/mm²]. Das hat mit Antrieb von Fahrzeugen nur insofern was zu tun, daß auf manchen Flächen Kräfte wirken (also faktisch Drücke herrschen), die dann im Endeffekt zu einem Drehmoment (am Antriebsrad) umgewandelt werden. Beispiele: Verbrennungsmotor: Brennraumdruck bei Verbrennung (bzw. Druck auf dem Kolbenboden). Fahrrad: Pedaldruck am Fußballen. Druck ist bei der Betrachtung der kinematischen Vorgänge am Fahrwerk ziemlich uninteressant.
Einfederung eines Fahrwerks wird durch Kräfte verursacht. Z.B. beim Aufsitzen des Fahrers durch die Gewichtskraft der Person. Die Erhöhung der Kraft auf die Federn führt dazu, daß diese sich verkürzen (Federkonstante c = F/s Kraft/Weg).
Leistung ist das Maß dafür, wieviel Arbeit in einer bestimmten Zeit verrichtet werden kann. Das ist also nichts, was irgendeine Wirkung im physikalischen Sinne entfalten kann, sondern einfach eine Eigenschaft (einer Maschine z.B.). Bei unseren Betrachtungen zu Fahrwerken geht es darum, welche maßlichen Veränderungen durch Kräfte verursacht werden. Wie komme ich von Leistung zu Kräften? P = W/t (Leistung ist gleich Arbeit pro Zeit) -> ich muß also wissen, in welcher Zeitspanne etwas geschieht, das ist hier völlig irrelevant. W = F * s, also Arbeit ist Kraft mal dem Weg, z.B. verrichte ich Arbeit, wenn ich eine Masse (in einem Kraftfeld wie dem Schwerefeld der Erde), die eine Gewichtskraft hat, um einen Weg s senkrecht nach oben anhebe. Diese Arbeit ist für unsere Betrachtungen hier auch nicht relevant.
Was wichtig ist sind Kräfte und Wege, die gegebenenfalls zu Drehmomenten M führen, welche lustigerweise dieselbe Einheit wie die Arbeit, nämlich Nm, haben.
So, um mal vom Urschleim zurück zu deinem Satz zu kommen: Es kann sein (! muß aber nicht), daß durch Antriebskräfte (also Kräfte, die vom Motor erzeugt werden und sich an der Fahrbahn abstützen), Bewegungen der Räder in Einfederungsrichtung verursacht werden. Das kann z.B. durch Kettenzugkräfte selbst oder durch Änderungen der Radlasten an Vorder- und Hinterachse (durch die Trägheitskraft, die am Schwerpunkt des Gesamtsystems als Reaktion auf die Antriebskraft auftritt) passieren und das ist möglicherweise auch das, was du von Auto und Motorrad kennst: Ich geb Gas und hinten federts ein und vorn aus. Das MUSS aber, wie gesagt, nicht so sein. Mit einer entsprechenden Auslegung des Fahrwerks kann man soetwas nahezu vollständig kompensieren (Stichwort: Wippen beim Fahrradantrieb bei einem Fahrrad mit gefedertem Hinterbau, Lage der Kette zum Schwingendrehpunkt). Genauso ist es beim Bremsen: Du bremst, und vorne federts ein und hinten aus. Auch dem kann man konstruktiv entgegenwirken (Stichwort: Lage des Nickpols O.)
Ich gehe völlig mit dir konform, wenn du sagst, daß sich die Fahrwerksgeometrie bei einer solchen Ein- und Ausfederbewegung ändert. Diese Änderungen so auszulegen, daß sie möglichst positive und möglichst wenig negative Auswirkungen aufs Fahrverhalten haben, ist die Kunst der Fahrwerkskonstruktion.
Grüße, Martin
Was ist ein "schwerwiegender Punkt"? Und mach mir bitte nochmal genauer klar, welche Schwerpunkte du genau meinst. Wenn man auf dem Level arbeitet, wie wir hier diskutieren, reicht meiner Ansicht nach die Betrachtung des Fahrzeuggesamtschwerpunktes aus.
Ja, das stimmt. Es gibt Federn, die keine konstante Federhärte aufweisen (die Federkonstante ist nicht konstant...), sondern bei denen sich die Federhärte über den Federweg ändert. Das ist bei Elastomerfedern z.B. so. Diese haben dann keine lineare, sondern eine progressive Kennlinie im F-s-Diagramm (Federkraft über dem Federweg aufgetragen). Normal gewickelte Stahlfedern haben IMMER eine lineare Kennlinie. Progressive Stahlfedern erreichen ihre nicht-lineare Kennlinie dadurch, daß nach einem gewissen Weg einzelne Windungen auf Block gehen und damit nicht weiter zur Verfügung stehen. Die Federhersteller, mit denen ich bisher gesprochen habe, lehnen so ein Verhalten ab: Die Blocklänge darf niemals erreicht werden, die minimale zulässige Länge einer Feder muß so groß sein, daß noch Platz zwischen den Windungen ist. Ich weiß nicht, warum das so ist, nehme aber an, daß das auf-Block-gehen, sofern es denn von den Materialkennwerten her vertretbar wäre (Federdraht bleibt im elastischen Bereich), im praktischen Betrieb vermieden wird, weil Fremdkörper zwischen den Windungen dort Kerben verursachen können, die zur Schwächung des Querschnitts führen und damit zu frühzeitigem Bruch.
Außerdem kann man auch mit einer linearen Feder ein progressives (oder degressives) Verhalten am gefederten Rad selbst erreichen, nämlich darüber, wie man die Anlenkkinematik der Feder konstruktiv gestaltet.
Ich komm nicht drauf, wie du das mit dem Verhältnis gemeint haben könntest.
Ein negativer. Alles andere muß durch Testen herausgefunden werden. Je nach Bauraumvorgaben und Einfachheit der Konstruktion ist man aber eh eingeschränkt in die negative Richtung (wie schon hier im Thread ausgeführt, die Auflösung des unteren Querlenkers in zwei einzelne Lenker hat ja außer dem Vorteil der höheren Einfachheit zur Folge, daß man den Lenkrollradius damit verkleinern kann). Das exxos, mein letztes Selbstbau-VM, hat im Modell -20mm und es könnte noch ein bißchen weniger sein. Das hängt aber auch von den anderen Werten ab (Spreizung, Nachlaufwinkel, Nachlaufstrecke, andere Hebelarme).
Hier kann ich mit deiner Verwendung von physikalischen Begriffen echt nichts anfangen und nur raten, was du wirklich meinst. Weil es mir ein persönliches Bedürfnis ist, kommt jetzt ein bißchen Urschleim:
Druck ist ein Maß, das die Kraft, die auf eine Fläche wirkt, beschreibt, also p= F/A [N/mm²]. Das hat mit Antrieb von Fahrzeugen nur insofern was zu tun, daß auf manchen Flächen Kräfte wirken (also faktisch Drücke herrschen), die dann im Endeffekt zu einem Drehmoment (am Antriebsrad) umgewandelt werden. Beispiele: Verbrennungsmotor: Brennraumdruck bei Verbrennung (bzw. Druck auf dem Kolbenboden). Fahrrad: Pedaldruck am Fußballen. Druck ist bei der Betrachtung der kinematischen Vorgänge am Fahrwerk ziemlich uninteressant.
Einfederung eines Fahrwerks wird durch Kräfte verursacht. Z.B. beim Aufsitzen des Fahrers durch die Gewichtskraft der Person. Die Erhöhung der Kraft auf die Federn führt dazu, daß diese sich verkürzen (Federkonstante c = F/s Kraft/Weg).
Leistung ist das Maß dafür, wieviel Arbeit in einer bestimmten Zeit verrichtet werden kann. Das ist also nichts, was irgendeine Wirkung im physikalischen Sinne entfalten kann, sondern einfach eine Eigenschaft (einer Maschine z.B.). Bei unseren Betrachtungen zu Fahrwerken geht es darum, welche maßlichen Veränderungen durch Kräfte verursacht werden. Wie komme ich von Leistung zu Kräften? P = W/t (Leistung ist gleich Arbeit pro Zeit) -> ich muß also wissen, in welcher Zeitspanne etwas geschieht, das ist hier völlig irrelevant. W = F * s, also Arbeit ist Kraft mal dem Weg, z.B. verrichte ich Arbeit, wenn ich eine Masse (in einem Kraftfeld wie dem Schwerefeld der Erde), die eine Gewichtskraft hat, um einen Weg s senkrecht nach oben anhebe. Diese Arbeit ist für unsere Betrachtungen hier auch nicht relevant.
Was wichtig ist sind Kräfte und Wege, die gegebenenfalls zu Drehmomenten M führen, welche lustigerweise dieselbe Einheit wie die Arbeit, nämlich Nm, haben.
So, um mal vom Urschleim zurück zu deinem Satz zu kommen: Es kann sein (! muß aber nicht), daß durch Antriebskräfte (also Kräfte, die vom Motor erzeugt werden und sich an der Fahrbahn abstützen), Bewegungen der Räder in Einfederungsrichtung verursacht werden. Das kann z.B. durch Kettenzugkräfte selbst oder durch Änderungen der Radlasten an Vorder- und Hinterachse (durch die Trägheitskraft, die am Schwerpunkt des Gesamtsystems als Reaktion auf die Antriebskraft auftritt) passieren und das ist möglicherweise auch das, was du von Auto und Motorrad kennst: Ich geb Gas und hinten federts ein und vorn aus. Das MUSS aber, wie gesagt, nicht so sein. Mit einer entsprechenden Auslegung des Fahrwerks kann man soetwas nahezu vollständig kompensieren (Stichwort: Wippen beim Fahrradantrieb bei einem Fahrrad mit gefedertem Hinterbau, Lage der Kette zum Schwingendrehpunkt). Genauso ist es beim Bremsen: Du bremst, und vorne federts ein und hinten aus. Auch dem kann man konstruktiv entgegenwirken (Stichwort: Lage des Nickpols O.)
Ich gehe völlig mit dir konform, wenn du sagst, daß sich die Fahrwerksgeometrie bei einer solchen Ein- und Ausfederbewegung ändert. Diese Änderungen so auszulegen, daß sie möglichst positive und möglichst wenig negative Auswirkungen aufs Fahrverhalten haben, ist die Kunst der Fahrwerkskonstruktion.
Grüße, Martin
