Jetzt mal richtig Velomobil-Tüfteln!

tdt

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Hallo zusammen,
Wie ihr wisst, bin ich nicht nur ein begeisterter Velomobilfahrer, ich habe auch angefangen zu basteln. Technisch bin ich nicht super stark, aber ich arbeite sehr gerne mit Kohlfaser. So habe ich den ehemals gelben (ex-HenriP), jetzt aber ziemlich berühmten knallpinken Rubystar Red Milan SL Mk5 repariert, und auch ein Milan Mk5/Mk6 Style Hardcover für den damaligen Bülk (anstelle des YinYang) angefertigt. Für letzteres habe ich seinerzeit zwei Formen hergestellt usw., auch das läuft gut für mich.

Ich habe noch nie ein ganzes Velomobil gemacht, und das juckt mich eigentlich.
Die Idee, einen kleinen DF oder ähnliches für meinen Sohn umzubauen, hatte ich schon lange, aber ein Velomobil nach Maß macht eigentlich noch mehr Spaß, und ich habe dieses Jahr viel Urlaub übrig!

Was mir fehlt, ist das Wissen, wie man so ein Rad auch strukturell solide macht. Da ich aus Gründen des Umweltschutzes kein Material verschwenden möchte, möchte ich es gleich beim ersten Mal richtig machen, also ist es besser, etwas länger zu grübeln, als eine zusätzliche Karosserie zu bauen, weil die erste nicht funktioniert. Und, wie gesagt, das Fahrrad wird für meinen achtjährigen Sohn sein. Er ist groß und stark für sein Alter, aber mein Tuna wiegt immer noch mehr als die Hälfte seines Gewichts. Es muss ein Fahrrad sein, mit dem er auf ebenen Straßen tatsächlich Strecken zurücklegen kann; wenn es hügelig wird, ziehe ich es, das ist kein Problem.

Langer Rede kurzer Sinn: Ich bin auf der Suche nach Tipps und Legeplänen für Velomobile! Wie wird geschnitten und wie viele Lagen sind wo? Wo genau soll das Rad stark sein und wo nicht?

Ich hoffe ihr Kenner könnt und werdet mir helfen :love:
 
tdt schrieb:
aber ein Velomobil nach Maß macht eigentlich noch mehr Spaß, und ich habe dieses Jahr viel Urlaub übrig!
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Ich hab noch nie ein VM gebaut, aber ich würde einschätzen, dass das viel mehr Zeit als Dein Urlaub in diesem Jahr benötigt.
tdt schrieb:
Da ich aus Gründen des Umweltschutzes kein Material verschwenden möchte, möchte ich es gleich beim ersten Mal richtig machen, also ist es besser, etwas länger zu grübeln, als eine zusätzliche Karosserie zu bauen, weil die erste nicht funktioniert.
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Ohne Erfahrung wird es ohne Fehlversuche nicht gehen. Halte ich zumindest für sehr unwahrscheinlich, dass Du gleich immer eine akzeptable Lösung haben wirst.

Aber wie gesagt: Ich hab sowas noch nie gemacht. Und was ich hier im Forum so mitbekommen habe, haben das auch sehr wenige andere jemals gemacht, was ja vielleicht auch einen Schluss zulässt.
 
tdt schrieb:
Langer Rede kurzer Sinn: Ich bin auf der Suche nach Tipps und Legeplänen für Velomobile! Wie wird geschnitten und wie viele Lagen sind wo? Wo genau soll das Rad stark sein und wo nicht?
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Ich fürchte, genau das ist die "geheime Zutat" für jeden VM-Konstrukteur.
Meist macht man "neutrale" Decklagen und was dazwischen ist, weiß halt nur der Konstrukteur oder Hersteller. Die Kunst ist (wie Du schon sagtest) es gleichzeitig leicht und stabil zu bekommen.

Ein paar Gedanken eines "informierten Laien", was ich so aufgeschnappt habe:

Gewebearten
  • Leinwand ist leichter zu verarbeiten, franst nicht so schnell aus und schiebt nicht so sehr, ist aber mehr für glatte, flache Stücke
  • Köper geht leichter um Radien, Kurven, in Ecken, ist aber etwas sensibler vom Handling
  • UD (Unidirektional) ist für sehr viel Steifigkeit in genau einer Richtung, wird z. B. in Teilen der Monoschwinge, den Hauben hinten oder den DF- und Alpha-Sitzen an den Kanten verwendet
Verarbeitung
  • ich denke, ein gutes "Universalgewebe" trägt schon mal viel. So 150-200 g/m2 in Köper oder Leinwand kann man mindestens zweilagig laminieren (für sehr leichte Strukturen wie Deckel), dreilagig für etwas mehr Festigkeit - oder ganz, ganz viele Lagen an höher- und hochbelasteten Stellen (Dome, Kettentunnel etc.)
  • die Ecken von Formen vor dem Laminieren mit in einem Harz/Kohleschnitzel-Gemenge auspinseln, da hier sonst schnell Lunker entstehen, weil das Gewebe oft nicht ganz sauber in die Ecken geht
Ich habe ja hier und da Daniel über die Schulter geschaut - das war aber alles weit weg von komplexen Teilen wie Hülle, Schwinge oder Brücke - und habe das Gefühl, nicht mal ansatzweise an der Oberfläche gekratzt zu haben, was das Bauen angeht.
Da stecken unglaublich viele Gedanken drin, dass man sicher 1-2 Jahre und mehrere Versuche braucht, bis man etwas fahrbares hat (oder man ist Rentner oder hat sehr viel Freizeit).

Ich habe auch schon mal übelegt, sowas zu probieren, aber es ist eine ziemliche Lernkurve, viele viele Details, die man lösen und verstehen muss. Angefangen bei der Form mit den Trennungen, eben der Belegung und dann zig Kleinigkeiten wie Radkästen, strukturelle Teile und Kleinkram, der teilweise gar nicht laminiert wird.

Jag schrieb:
Ohne Erfahrung wird es ohne Fehlversuche nicht gehen. Halte ich zumindest für sehr unwahrscheinlich, dass Du gleich immer eine akzeptable Lösung haben wirst.
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Genau das denke ich auch.
Gerade die "neueren" Velomobile (das DF zähle ich schon mal dazu) sind deutilch komplizierter gebaut als ältere, die z. T. noch in zwei trennbaren Hälften gefertigt wurden.
Vielleicht wäre es einfacher, so einen sehr simplen Entwurf zu probieren - oder sich gar ganz etwas eigenes zu überlegen, was vielleicht nicht auf Leichtbau oder Geschwindigkeit, sondern vorwiegend einfache Konstruktion abzielt.

tdt schrieb:
Wo genau soll das Rad stark sein und wo nicht?
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Wenn jemand wie Daniel die Dinge betrachtet, sieht er quasi mit einem Röntgenblick den Weg, den die Kräfte nehmen.
So etwas muss man sich aneignen - oder halt durch Trial+Error iterativ zum Ergebnis kommen.

Der Vorteil von Carbon: Entweder es hält von Anfang an (dann war es möglicherweise überdimensioniert) - oder es versagt sofort.
Eine Ermüdung durch wiederkehrende Belastung gibt es hier nicht (oder kaum) wie bei Metallen. So meine ich gehört zu haben.

Also Du kannst (prototypisch) etwas erst mal bauen (ggf. zu leicht), wenn es irgendwo beult und zu weich ist, machst Du noch Lagen drauf - so lange, bis es gut ist.
Da wo es wirklich kritsich ist (Domlager) machst Du zur Not ganz ganz viele Lagen.
Und Belastungstests. Also Worst case * 2 oder so etwas (auch an dynamische Kräfte denken!) - und wenn es bricht, war es zu wenig.
 
Zuletzt bearbeitet:
Also Carbon kann auch Faser für Faser reißen. Dann wird es immer weicher. Und das ist auch gut so, denn man weiß dann, dass man sich auf ein Totalversagen zubewegt. Was meines Wissens von jetzt auf gleich versagen kann, sind Sandwichbauteile. Die sind sehr steif, was die Illusion ergibt, sie seinen seien sehr stabil.
Ich würde sowieso mit Glas anfangen zu bauen. Erstens deutlich billiger, zweitens elastischer (biegt sich also deutlich, bevor es bricht), drittens kann man die einwirkenden Kräfte besser sehen, weil es sich eben mehr biegt, und viertens als Bonus: es ist hell im VM. Hauptsächlich würde ich mit Gelege arbeiten und nur die äußere Schicht mit Köper- oder Leinwandgewebe, je nach Krümmung der Karosse. Die Fasern immer in Belastungsrichtung ausrichten. Diese dürfte nach unten (Schwerkraft) und zur Seite in der Kurve sein.
Vielleicht ist es auch eine Idee, zuerst ein Trike zu bauen und die Karosse dann drumherum (um den Fahrer). Vielleicht ein Rahmen mit Carbonrohren. Dadurch vielleicht Zeitersparniss und einen ersten Eindruck über die Belastbarkeit ist auch möglich.
 
ChristianW schrieb:
Ich fürchte, genau das ist die "geheime Zutat" für jeden VM-Konstrukteur.
Meist macht man "neutrale" Decklagen und was dazwischen ist, weiß halt nur der Konstrukteur oder Hersteller. Die Kunst ist (wie Du schon sagtest) es gleichzeitig leicht und stabil zu bekommen.
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Ich habe mein Velomobil komplett selber gebaut.
Genau das ist die Kunst mit dem Leicht und Stabil, wie ChristianW schrieb.
Ich hab es nicht hin bekommen und werde es auch nicht.
Ist mein erstes und letztes Velomobil welches ich selber baue.
Hat Spaß gemacht und das war wichtig.
Urlaub braucht man sehr sehr viel. Ich habe insgesamt 5 Jahre gebraucht bis ich zufrieden war.
Nicht jeden Tag daran gearbeitet.
Vielleicht 2 Jahre intensiv und den Rest der Zeit so wie ich Zeit und Lust hatte mit ständigen optimieren und verbessern.
Jetzt ist es gut.
Meins ist stabil aber nicht leicht, es wiegt 50kg allerdings mit Motor und Akku.
Ist zu schwer, würden viele sagen. Mir Egal.
Ich komme damit zurecht und hab Freude am fahren.
Langsam bin ich damit auch nicht unterwegs.
Ich wünsche dir viel Spaß beim
tdt schrieb:
Ich habe noch nie ein ganzes Velomobil gemacht, und das juckt mich eigentlich.
Die Idee, einen kleinen DF oder ähnliches für meinen Sohn umzubauen, hatte ich schon lange, aber ein Velomobil nach Maß macht eigentlich noch mehr Spaß, und ich habe dieses Jahr viel Urlaub übrig!
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bauen.
Gruß Ralf
 
Ich hab mir schon mal selber ein Velomobil gebaut, und das ist tatsachlich fahrbar. Perfect ist es nicht, aber das gelingt selbst Daniel nicht, der ist mittlerweile ja auch bei model soviel, weil man eben lernt, sich weiter entwickelt und erst dann versteht wie es noch besser geht. Perfect wird es nicht werden, aber so gut wie moglich ist auch ein Ziel.

Wichtig ist erst mal zu verstehen wie ein Velomobil funktioniert, welche Krafte drauf wirken, und wie die dreidimensionale Form die aufnimmt. Besser gut geklaut als schlecht ausgedacht. Es gibt schon viele gute Velomobile, teilweise sind da Lösungen, strukturen gut sichtbar, gibt es bekannte schwachstellen, manchmal gibt es auch deutliche nachbesserungen in die nachste evolutionstufe vom Model sichtbar werden. Sehe Milan Mk2 vs MK7, sehe EVO K vs DF, vs Alpha. Auch im Auto bereich gibt es vieles was als Inspiration wirken kann. Leiterchassis, Spaceframe, Unibody,
( und was tragt dann eigenlich bei so ein Unibody?) Wenn man das im grossen ganzen ein bisschen versteht, hilft das enorm.

Viele Teile vom VM sind fast nur Hulle, eine Schale die kaum was macht. Da kann sehr dunn laminiert werden. Sehe z.b. Daniels Glasbomber. Dabei sieht man auch sehr gut in Schwarz die Kohlefaser verstarkungen an wichtige stellen. Anderseits macht die Hulle wegen seinen Form auch struktureles wo es nicht so offensichtlich ist. Die Nase ist fast uberall recht dunn, tragt wegen seine Formgebung, aber wesentlich an die Steifheit der Nasenaufnahme vom Tretlagerausleger bei.

Beim Milan mk7 erkennt man gut viel tragende Teile. Die Rippen am Boden, Querversteifung fur hintere Rolle, Y träger vom Ausleger, Querversteifung oben zwischen die beide Federbeindome. Andere sind nicht so offensichtlich sichtbar, aber auch da. Den Rand vom Einstiegsloch, die Radkasten, vorn und hinten. Hinten verbindet den Radkasten auch die Unterseite mit Rippen und Querversteifung, mit den Rand vom Einstiegsloch und die Uberrollbugel(Kopfhaube). Bei Daniels modelle geht es fur mich teilweise um unsichtbare Kraftaufnahme, schwarze Magie. Da lasst sich teilweise weniger abschauen. Was Daniel sehr geschickt macht ist die Einsatz von Formgebung, Form hilft auch enorm, nicht nur Materialstarke, Faserorientierung.

Schau mal wie sich die vordere Mastaufnahme/ Kettenrollenaufnahme entwickelt vom EVO K, uber den Dreieck beim DF, in die Wasserrutsche. Das Teil erledigt zwei Aufgaben, es ist nicht enorm viel Material, aber wegen seine Form nimmt es die Rolle z.b. mit ein viel kurzere Schraube auf als bei die Vorgänger, auch die Mast wird von Aufnahme nur an die Brucke erweitert mit die Nasenaufnahme, und beim Alpha liegt der Mast nicht nur auf den Trager, wird auch seitlich getragen.

Carbon kann enorm viel Zugaufnehmen, Druck aber nicht so gut, bis sehr schlecht. E glass ist auch ne Option zum uberwiegen. Glasgelege ist zu vermeiden. Das tut structurel fast nichts, sogar im vergleich zu das gleiche gewicht in Glasgewebe. Wo sich die Materialstarke feststellen lasst, kann man das auch grob zuruck rechnen. Wenn 200gr Carbongewebe 0,2 mm Materialstarke ergibt, und die Stelle ist 2mm dick, dann sind da ungefähr 10 lagen verbaut.
 
Noch eine Idee zum "Reverse-Engineering" der Schichtdicke:
  • laminiere mit "Deinem" Gewebe mal Proben mit 2, 3, 4, 5 … 10 Lagen
  • miss die Gewebeproben von der Dicke, dann hast Du eine Idee, wieviel Lagen Du z. B. für 2 mm Stärke brauchst
  • es gibt aus dem KFZ-Bereich so magnetische Werkzeuge zur groben Bestimmung von Lack- und Spachteldicke. Da zieht man gegen eine Fder einen Magneten von der Karosse ab und der Punkt, wo er die Haftung verliert, kann man ablesen. Nimmt man ein Stück Stahl oder Blech und hält es von der einen Seite satt gegen das Velomobil, kann man von der anderen Seite grob die Schichtdicke messen (das ist dann aber Gewebe + Spachtel + Lack - aber immerhin eine Hausnummer, vielleicht gibt es noch direktere Messverfahren)
  • den Wert vergleicht man dann mit einer Messung an seiner eigenen Gewebeprobe
So hat man zumindest eine ganz grobe Idee, ob an der betreffenden Stelle eher 3 oder eher 10 Lagen sind - die Faserrichtung oder die Gewebeart muss man dann natürlich selbst noch ableiten.

Also so würde ich vorgehen, wenn ich von bestehenden Modellen einen groben Plan entwickeln müsste, wie sie etwa laminiert sind (ohne sie zu entlacken oder aufzuschneiden).

Nebenbei: hat man einmal die Außenhülle geschafft, ist man ja lange noch nicht fertig. Solche "Einbauteile" wie Radkästen, Schwinge, Mast mit Abstützung etc. muss man ja auch noch machen. Und auch hier steckt teils enorm viel Know-How drin.
Hinterrad-Schwinge könnte man zur Not als Ersatzteil von VM.ro bestellen. Mast selbst auch noch.
Radkästen aber müsste man selber bauen und auch da steckt enorm viel Detailarbeit drin, weil man ein Optimum aus Fahrzeugbreite, Innenraum für die Beine, Wendekreis und Platz für die gewünschten Reifen anstrebt.
 
ChristianW schrieb:
  • aminiere mit "Deinem" Gewebe mal Proben mit 2, 3, 4, 5 … 10 Lagen
  • miss die Gewebeproben von der Dicke, dann hast Du eine Idee, wieviel Lagen Du z. B. für 2 mm Stärke brauchst
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Nicht nötig. Es gibt Laminatrechner, z.B. der hier:

Laminatrechner - R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH

www.r-g.de www.r-g.de
tieflieger schrieb:
Carbon kann enorm viel Zugaufnehmen, Druck aber nicht so gut, bis sehr schlecht.
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Das gilt doch für jede Faser. Den Druck nimmt das Harz auf. Ich sehe da nicht, wie E-Glas da im Vorteil sein soll?
tieflieger schrieb:
Glasgelege ist zu vermeiden.
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Warum das? Ich hab gelesen, je gestreckter die Fasern, um so stabiler.
tieflieger schrieb:
Besser gut geklaut als schlecht ausgedacht.
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Hätte für mich gar keinen Reiz. Ich bin eher neugierig, ob meine eigenen Ideen funktionieren. Was wär sonst ein guter Grund, es selber zu machen? Geld zu sparen. Aber das ist mit der wahrscheinlich notwendigen Kette von Versuch und Irrtum etwas fraglich, ob das gelingt.
 
This is not "positive" but probably realistic, new projects take about 6 times as long and cost about 4 times as much as you think they will, more if you don't already have the tools and knowledge. I like the suggestion that you build a shell for a trike instead of a velomobile. One really big advantage is you get to see if your son likes riding a trike that he gets to ride right away before a muti year project to try to build a velomobile that he maybe doesn't like or has outgrown and now he's into cars or girls.

A more do-able option to fiberglass or carbon is to construct a shell for a trike out of coroplast.

Coroplast shell on a trike:

Pluses: Low cost materials easily stored, future changes are relatively simple. Non toxic construction and no fibers to inhale, easy to repair and make changes.

Minuses: Can look home made (but there are programs for laying out the shell pieces to look zeppelin like).

To build a velomobile "properly" out of fiberglass or carbon is a massive undertaking and you could end up with a garage full of molds that (might) get used once.

8 mile high overview, take your son on vacations or find some project you can do together so you both have good memories of doing fun things instead of him looking back on all the time dad spent in the workshop by himself. Kids just want to be with their parents until they don't, the time goes by fast.


Bottom line: is the project for you or for him, I understand wanting to learn new things and going from idea to something you have made, maybe you can find a small project to work with fiberglass and carbon to satisfy that need.
 
Glasgelege ist wie UD Carbon, ganz viele lange Faser. Fur beide gilt das bei bruch Faser oft brechen bei die nachste gleich stabile Querfaser. Und genau die hatt man bei Gelege nicht, bei Leinwand legt die direct an. Die Folge ist das Gelege und UD beide sehr lange und scharfe splitter geben können bei bruch. Weiter noch das Gelege Kurven oder andere kompliziertere Formen längst nicht so einfach mitmacht wie z.b. Köper gewebe. Und beide lassen weniger Dehnung vor den Bruch zu. Geweben haben ein S form weil Faser uber/unter die Nachbar geht. Bei dehnbelastung wird trotz Epoxidmatrix so ein S etwas geradegezogen. Gelege l ist schon gerade.

E Glass ist leichter als normales Glass aber sehr ahnlich belastbar.

@Jag ob es fur dich kein zweck hatt etwa ab zu schauen war fur mich nicht das Thema, mir geht es um die Frage vom Topicstarter. Der will ein VM fur ein 8 jahrigen und die gibt es noch nicht. Das man dabei etwas von anderen Lernen kann, heisst noch nicht das man selber nicht denken muss.
 
Zuletzt bearbeitet:
I never built one myself,
* the amount of expertise and machines required seem prohibitive to me. Extracting the vapours when working with epoxy; a curing oven, spraying booth etc. But maybe you can borrow some stuff or outsource part of the production? But as mentioned this might get expensive
* you have to understand all the forces playing on the vehicle, aerodynamics, effects of steering geometry, etc. If you design it wrong, you might end up with a dangerously unstable vehicle. This might also take you a long time to master.
* You can't just scale down an existing velomobile, wheels come in standard sizes, aero doesn't scale linearly, so there are no shortcuts to a good velomobile.

By the time you are ready he might be ready for a full size.

If you want to build one, maybe you should build one for yourself as you are not growing anymore I suppose :)And just buy him a small velomobile, a DF (not XL) or a snoek, like Wouter (from ICB).

Regarding the thickness, I think you are on the safe side if you copy the wall thicknesses of your tuna. I think you can measure these non-destructively
 
tdt schrieb:
Tipps und Legeplänen für Velomobile!
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sind genau
ChristianW schrieb:
die "geheime Zutat" für jeden VM-Konstrukteur.
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tieflieger schrieb:
Besser gut geklaut
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Das sehen Konstrukteure häufig anders (insbesondere die, die Originäres konstruieren).

Ich stimme @ncaudio insbesondere in Hinblick auf die Zeit mit Deinem Sohn zu!
Ihr könntet ja ein Alu-Alleweder zusammen bauen (eine fremdkraftbetätigte Nietzange vorausgesetzt).
Bis ihr fertig seid, ist er vielleicht groß genug, um damit zu fahren ;)
 
wolfson schrieb:
Ändert nichts an meiner Einstellung zu Ideenklau.
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Sehe ich auch so. Wobei ist da Idee = Form/Funktion? oder Idee = Know-How, Herstellung, Belegung gemeint?

Ersteres ist schlecht schützbar und wird gerne kopiert.
Letzteres ist nicht ohne Grund wohlgehütet und ich sehe da auch keinen schnellen Weg, das zu kopieren - höchstens grob anzunähern.

Und je länger ich darüber nachdenke, desto weniger sinnvoll scheint mir dieses Vorhaben, ein CFK-Velomobil zu bauen, weil einfach viele Unbekannte, viel Trial+Error und kein schneller Erfolg in Sicht sind.
Und gerade letzteres wäre für ein Projekt mit einem Kind/Jugendlichen viel wichtiger als die beste Belegung, die schönste Form oder die größte Performance.

Ich schließe mich daher auch dem Vorschlag an, ein
wolfson schrieb:
Alu-Alleweder zusammen
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zu bauen - oder so ein Agilo Velomobil in Holz wie es @anotherkiwi mal gebaut hat.

Das ist beides ein erprobtes Konzept, leicht zu verstehen und zu bauen und mit deutlich(!) höherer Erfolgschance.
 
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