HeiSchu-MBB-Ideen

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Wenn ich auf dem Sitz liege wie ein nasser Sack bewegt sich mein Schwerpunkt in Relation zum Rahmen keinen Millimeter. Selbst beim Bremsen nicht, da der Sitz ja vorne das rahmenfeste Stangerl hat.
Also doch noch mal "Gurtsitz":
Glaube ich Dir gerne! Und wenn ich Dein Rad in der niedrigen Liegeposition kräftemäßig zeichnerisch analysieren würde, würde wahrscheinlich genau das von Dir hier gesagte bestätigt.
Aber es kommt auf die Unterschiede an: Ich sprach immer von meiner Konstruktion in der 01-Version und dem Rad in der aufrechtesten der möglichen Einstellungen. Dein roter Pfeil verdeutlicht einen weiteren Unterschied, den ich vorher nicht bemerkt hatte: Bei Dir ist der vordere Sitzholm fest mit dem Hauptrahmen verbunden, bei mir zum Rahmen hin abgespannt. Deine Version ist die zweifellos bessere, ich werde ich an meiner ändern!

Genau, um verlässliche Aussagen treffen zu können sollte bei einem Kräfteparallelogramm die Richtung schon den Vorgaben entsprechen.
Der Begriff "Kräftepwrallelogramm" ist genau der, der uns weiterhelfen könnte, uns gegenseitig zu verstehen.


Du hast ein Kräfteparallelogramm für die Hinterradnabe gezeichnet.
Das eben nicht! Ich habe die HR-Schwinge geometrisch dargestellt. Das sieht einem Kräfteparallelogramm ähnlich, hat damit aber überhaupt nichts zu tun.
Selbstverständlich verlaufen innerhalb der HR-Schwinge die Kräfte innerhalb der Gitterrohre. Aber das ist wie auch die Konstruktionsart und die geometrische Gestaltung der Schwinge völlig unerheblich für die Größe und Richtung der außen an den Aufhängungen der Schwinge angreifenden Kräfte. Du kannst den Gitterrohrrahmen einfach durch ein gebogenes Rohr, dass die Verbindungspunkte miteinander verbindet, ersetzen und kommst zum selben Ergebnis für die äußeren Kräfte. Ob solch ein Rohr dann den Biegebeanspruchungen standhält, interessiert an dieser Stelle nicht. Es ist nicht Gegenstand der Untersuchung.
Zurück zum "Kräfteparallelogramm":
Weiter oben habe ich eine Skizze zu Bremskräften und ihrer Wirkung gepostet. Darin habe ich die Gewichtskraft mit jeweils einer der Bremskräfte addiert. Und weil Kräfte Vektoren sind, kommt für eine Gewichtkraft von z. B. 800 N und eine Bremskraft von z. B. 200 N nicht 1000 N sondern vom Betrag her ein Wert entsprechend der Länge der Diagonalen der aneinander gekoppelten Einzelkräfte heraus. So wie hier aus zwei Kräften unterschiedlicher Richtung eine einzige ermittelt wird, kann man jede Einzelkraft in Teilkomponenten aufspalten. In unserem Fall ist es nützlich, als Richtung der Komponenten die Senkrechte und die Wagerechte zu wählen. Damit ergibt sich eine senkrechte Komponente der Flaschenzug-Kraft und eine solche der HR-Schwingen-Druckkraft. Wenn man diese addiert, erhält man vom Betrag her die Größe der Aufstandskraft, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Die wagerechten Komponenten der Zug- und der Druckkraft sind vom Betrag her gleich groß, aber entgegengesetzter Richtung. Bildet man nun jeweils die Summe der senkrechten und der wagerechten Kräfte, erhält man in beiden Fällen den Betrag "0". Die Summe "0" erhält man auch, wenn man die drei ursprünglichen, nicht in Komponenten aufgeteilten Kräfte zeichnerisch oder rechnerisch ermittelt. Wenn das nicht so wäre, würde die HR-Schwinge in Richtung der übrigbleibenden, resultierenden Kraft beschleunigt.
Stellt man in unserem Fall die Teilkräfte zeichnerisch dar, erhält man ein Rechteck (eine Sonderform eines Paralelogramms). Wählt man für die Aufteilung der Kräfte einen von 90° abweichenden Winkel, ein Parallelogramm.
Ist vielleicht mühsam, dieser Erläuterung zu folgen und das mal zu skizzieren, wäre aber eine Möglichkeit, zu einer Verständigung zu kommen darüber, was es mit dem Kräfteparallelogramm und den bei der HInterradschwinge resultierenden Kräften auf sich hat. Vielleicht gibt es in der Wikipedia didaktisch besser aufbereitete Beiträge zum Thema? Ich habe mich bemüht.

Schönen Gruß!
Heiner
 
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Das ist halt ein bisschen schwierig, wenn man sich wiederholen muss und den Eindruck hat, dass der Gegenüber sich nicht mit den erbetenen Ratschlägen auseinandersetzt.
Oder liegt es nicht viel mehr daran, dass wir ständig aneinander vorbeireden, weil wir keine gemeinsame Argumentationsbasis haben, z.B. die Statik?
 
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Da nehm ich doch lieber die Talje als den Flascherlzug! Allein schon aus Umweltschutzgründen.
 
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Heute die Doku zu meiner Version V0.5:
Nun ist der Flaschenzug integriert, aber nicht die Federung. Das muß noch geändert werden, wenn ich nicht doch eine elastische Taljenschnur verwende.
Um ausreichend Platz für den Flaschenzug zu bekommen, musste ich die Rahmengeometrie ändern, was zur Veränderung der Kraftwirkungsrichtungen und damit zu eine Erhöhung der wirkenden Kräfte geführt hat, leider. Trotzdem sind die Kräfte in dieser Konstruktion noch um ein Vielfaches geringer als mit einer Geometie wie bei der Rostbraunen.
Die angekündigte Abspannungsumlenkung der Sitzstütze ist in dieser Konstruktionsversion nicht möglich, sie würde beim Verstellen der Sitzhöhe mit dem Flaschenzug in Kollision geraten.
Eine wesentliche Änderung ist die Befestigung des vorderen Sitzholmes. Die zuvor vorgestellten Abspannung wäre nicht praktikabel gewesen. (Das schöne an so einer exakten zeichnerischen Planung und Berechnung ist, dass man viele Fehler und Unzulänglichkeiten schon vor der Realisieung des Rades erkennen und beseitigen kann.) Die Befestigung des Holms am Rahmen wird durch die unten gezeigten Schellen und Bolzen erfolgen. Jedes Rohr wird von jeweils zwei Schellen gehalten. Die Einstellung ist damit in Richtung des Rahmenrohres verstellbar, der Sitzhom drehbar. Leider konnte ich das von Bernd benutzte Kederrohr in der Bucht nicht finden. Ich wäre dankbar für die Nenneung einer Bezugsquelle. Eine wie unten vorgesehene Befestigung des oberen Holms ist auf gleiche Weise möglich, aber zeichnerisch noch nicht berücksichtigt.
Marzipan-MBB 26 Zoll o+u V0.5.jpg Marzipan-MBB Kraefte an HR-Schwinge V0.5.jpg Sitzholm-Befestigung.jpg
 
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Such einfach mit einer Suchmaschine
Kederprofil rund 30 mm.
Ggf. dann auf Bildersuche umschalten, zum einfacheren Sortieren.
 
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Danke, habe einige gefunden! Du hast wahrscheinlich oben und unten solch ein Profil verwendet, damit der Sitz variabler eingestellt werden kann?
 
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Ich hab' noch gar nichts damit gemacht...

Aber grundsätzlich Ja. Ich habe vor beide Positionen verstellbar zu gestalten.
Das ist im Moma Konzept wahrscheinlich auch einfach machbar.
 
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Korrektur-Ankündigung zur Kräfteberechnung:
Die ermittelten Kräfte in den Berechnungen nach #66 und vorangehend sind offenbar grob fehlerhaft.
Eine Kontrolle über die Berechnung der Hubarbeit beim Anheben des Rades von der tiefen in die hohe Position hat den Fehler offenbart. Danach beträgt in meiner jetzt aktuellen Version V0.9 der senkrechte Hubweg, bezogen auf den Schwerpunkt, 0,215 m. Das Gesamtgewicht (berechnet nach einer HR-Aufstandskraft von 800 N in der niedrigen Sitzposition) beträgt 1454 N. Daraus ergibt sich eine Hubarbeit von 315 Nm, entsprechend einer Arbeit, 31,5 kg einen Meter hoch zu heben. Dieser Wert muss sich dann auch für die Berechnung der über den Flaschenzug zu verrichtenden Arbeit ergeben. Begrenze ich die Zugkraft an der Flaschenzugleine konstruktiv auf 100 N (10 kg), ergibt das einen Leineneinzug von 3,15 m. Es wird wohl schwierig, in der geplanten Konstruktion so viel Leine im Flaschenzug unterzubringen: Bei 6-fach Übersetzung würde die Längenänderung des Flaschenzugs immer noch bei 53 cm liegen.
Ein interessantes Nebenresultat: In der niedrigen Position beträgt die Aufstandskraft am HR 56% der Gesamtgewichtskraft, in der hohen Position nur noch 44%. Ich habe also positionsabhängig umgekehrte Verhältnisse der Gewichtsverteilung bei der hier angenommenen Rahmengeometrie.
Marzipan-MBB Kraefte an HR-Schwinge V0.9.jpg
Sobald ich den Fehler in meinen vorangegangenen Berechnungen gefunden habe, werde ich hier die korrekten Daten angeben.
 
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Dein Hinterbau ist ein einseitiger Hebel mit dem Verhältnis von ca. 2:1 das heißt die Kräfte, die am Flaschenzug anliegen, müssten sich eigentlich verdreifachen.
 
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Die Gewichtskraft und die Aufstandskraft wirken in senkrechter Richtung, der Flaschenzug aber nicht. Die Kraft in Flaschenzugrichtung kannst Du deshalb nur über die Drehmomentberechnung ermitteln, also jeweils Kraft x Hebelarm (= senkrechter Abstand der Kraftrichtung zum Drehpunkt). Anderer Weg: Die Zugkraft in senkrechten und wagerechten Anteil aufspalten und nach dem senkrechten Anteil die Gesamtzugkraft ermitteln.
 
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Inzwischen ist mir auch klar geworden, worin mein systematischer Fehler bestand: Ich hatte fälschlicher Weise angenommen, dass über die Schwinge nur Druckkräfte in Richtung der Schwingenlagerung übertragen werden. Das würde nur stimmen, wenn es die Zugkraft des Flaschenzugs Null wäre.
 
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Hier noch ne Lösung...
SEDAN_19.8.2020-b.jpg

Johannes @seilsteiger hat sein Werk selbst unterschrieben.
Eine Kombination aus Flaschenzug, Ratschenverstellung und Federung, die Schnur hat eine definierte Arbeitsdehnung. Saubequem, leicht, billig, KISS.
Gruß Krischan
 
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Wir diskutieren hier nicht über den Flaschenzug, sondern über die Hinterradschwinge
Das bei der Berechnung der Kräfte zu trennen ist nun mal nicht möglich. Die Ursache meines Berechnungsfehlers habe ich bereits in #73 benannt. Eine statisch korrekte Berechnung ist nach dem folgenden Muster möglich:
Korrigierte Berechnung der HR-Schwingen-Kraefte V0.9.jpg
Die oben gewählte Länge der Kraftpfeile entspricht nicht den Relationen der Kraftgrößen zueinander, . Z. B. ist die Kraft "Z" vom Betrag her größer als die Kraft "Ghr".
Zur Berechnung muss als Ausgangsgröße eine der Kräfte "Ghr", "Z" oder "D" definiert werden, hier mit Ghr = 800 N. Es sind dann die folgenden Gleichungen zu erstellen:
Die Summe aller waagerechten Kräfte = 0 d.h.: Zwa - Dwa = 0
Bei der Erstellung der Gleichungen ist die Richtung der eingezeichneten Kräfte zu berücksichtigen. "Dwa" z.B. ist hier nach links gerichtet, also negativ. Durch Umstellung der Gleichung ergibt sich:
Zwa = Dwa
dann geht es weiter mit
Summe aller senkrechten Kräfte = 0,
Summe aller Drehomente um den Drehpunkt G = 0,
Summe aller Drehomente um den Drehpunkt Z = 0 und
Summe aller Drehomente um den Drehpunkt D = 0
Aus der Kombination dieser fünf Gleichungen läßt sich die Größe der Kraft "D" berechnen, im konkreten Beispiel liegt diese bei über 3000 N und stimmt mit der wesentlich einfacheren Berechnung aus der Hubarbeit nach #73 überein. Hätte ich auch gleich drauf kommen können!
 
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Ganz einfach:

Korrigierte Berechnung der HR-Schwingen-Kraefte V0.9.jpg

Das ist die Senkrechte Kraft am Flaschenzug. Die kann sich, je nach Abspannung, noch erhöhen. Spannender sind die Kräfte in der Schwinge.

Screenshot 2021-01-29 135630.jpg


Da werden dir die 16er Röhrchen nicht reichen.


Wenn du das belegen könntest wäre das sehr schön.
Ich machs dann mal selber.

Hinterbau.jpg


Das ist ja nur ein Hirnlos zusammengestückelter Haufen Schrott und Baumarktrohre. Aber einfach, überschaubar und nicht verkrampft.
 

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