Lenkrollradius und Momentanpol berechnen

Beiträge
2.632
Ort
24111 Kiel
Velomobil
Quest
Liegerad
Ostrad Adagio
(m.W. "öffnen" sich bei einigen gängigen Geometrien - Quest, Strada und Verwandte - die Vorderräder in Richtung Nachspur)
Das dürfte kaum der Fall sein, da die Anlenkpunkte der Quer-, Längslenker und Spurstangen nahezu in einer Ebene liegen und sich dadurch bei Ein-Ausfederbewegungen nur minimal "längen/verkürzen".
Kann ja nur daran liegen, dass sich beim Einfedern der Querlenker weniger verkürzt als die Spurstange.
Querlenker und Spurstangen verlaufen bei df/Quest/Strada/... nahezu parallel, also bei nicht zu krassen Bewegungen bleiben sie praktisch gleich "lang".
 
Beiträge
1.909
Ort
s'Heerenberg/Niederlande
Velomobil
Sonstiges
Liegerad
Eigenbau
Auf die Seite von Velomobiel.nl gibt es auch ein virtueles model was zeigt was die aufhangung macht beim einfedern. Ich hab´s so in erinnerung; weil die federbeine sturtz haben, bewegt das rad sich normalerweise schrag nach innen, die spurbreite andert sich. Weil die innere querlenkerbefestigungspunkte (Q1 auf die skitze) hoher angebracht sind als die am lenkplatte (Q2) werden die beim einfedern leicht langer und drucken so das rad etwas nach aussen.

Bei viele velomobile haben die rader sturtz weil die achse nicht 90 grad mit das federbein ist, dabei sind aber auch die federbeine selbst nicht vertical sondern leicht nach innen geneigt angebracht. Denn sturtz ist das resultat von beider neigungen. Denn sturtz hatt zwar einfluss auf das reifen aufstandspunkt, das resultat ist aber ziemlich fix. Beim einfedern andert sich das nur sehr gering.

Velomobile mit offene radkasten und viel nachlauf konnen wegen denn nachlauf stabil geradeaus laufen. Diesen grosseren nachlauf gibt die angriffsflache fur wind, die radscheibe, aber auch ein grosseren hebel um die lenkung um zu werfen. Das ist vermutlich auch denn grund weswegen das DF mit hosen viel weniger reagiert auf seitenwind, als ohne hosen obwohl die lenkung im grunde gleich bleibt. Wegen die verkleidung pustet denn wind eben nicht mehr auf die radscheiben. Es gibt aber noch andere faktoren die genauso auf denn einfluss vom seitenwind reagieren.

Die abstand zwischen L2 und Q2 hatt auch grosse einflusse auf die lenkung. Unterbauen kann ich es nicht, aber ich bin ziemlich sicher das es ein hebel macht die die lenkung wieder in die geradeaus stellung zuruck zieht.
Gleichzeitig sorgt es dafur das das punkt M ein grossere seitliche bewegung macht bei unterschiedliche lenkstellung. Eine verlangerung nach vorn mit etwa 2 cm sorgte dafur das ich die kurve auf dem innenhof auf der arbeit nicht mehr schaffen konnte, das rad streifte schon bei weniger grad einlenkung am radkasten. Kurzen der verlangerung auf etwa 12mm sorgte dann dafur das die lenkung wieder ahnlich weit drehen konnte, aber deutlich ruhiger ist als ohne diese verlangerung.

Wenn mann sich die bilder von die neue federbeine von Daniel ansieht, die wo die lenkplatten mit 4 schrauben von unten angeschraubt sind, sieht mann das die nach vorne deutlich langer sind als die bei die Velomobiel.nl platten.

Befindet sich punkt M innerhalb von punt A zieht es bei einseitiges bremsen nach aussen, befindet sich punkt M ausserhalb vom punkt A zieht es beim bremsen nach innen. ( oder umgekehrt???). Einseitiges bremsen bewirkt normalerweise eine lenkbewegung in der richtung vom gebremsten rad. Wenn mann das punkt M unschickt platziert wird das verhalten beim bremsen aus geschwindigkeit sehr ungemutlich. Platziert mann es geschickt, dann kompensieren die in der lenkung entstehende krafte die vom bremskraft erzeugte.

Die anleitung von ICB uber die neue lenkplatten zeigt das beim andern der langlenker befestigung, auch das befestigungspunkt an der lenkplatte etwas geandert werden muss. Das ist vor mich eine indikation das punkt M an gleicher stelle bleiben soll.

Ich bin ziemlich sicher das sich punkt M bei alle kaufliche velomobile innerhalb einen seitlichen bereich von 2cm um punkt A befindet. Die nachlauf ist auch sehr vergleichbar. Denn abstand zwischen das federbeinherz, drehpunkt domlager, und Q2 wird um die 2 cm legen. 18 mm, 25 mm.
Das drehtpunkt s1 liegt meiner meinung nach weiter nach vorn, die spurstange ist ungefahr gerade, nicht schrag. Die spurstange und s2 sind wichtig fur denn Ackermann, aber nicht so sehr fur das lenkverhalten. Das bewirkt das paralel ( nicht paralel) verlaufen der beide laufrader.

Die grosste unterschiede wird mann bei denn abstand zwischen drehpunkt M und L2 finden. Wichtig ist denn abstand vom L2 zum harz vom domlager zu messen und nicht zu Q2. Visualisierte mann einen zugkraft auf punkt L1, dann ist es klar das diese beidseitige zugkraft die lenkung in der geradeausstellung zieht, dabei dreht es sich um dem domlager oben und punkt M unten. Q2 macht ja auch noch denn nachlauf und befindet sich jeh nach model unterschiedlich weit vom herz des federbeins. Daher kann mann die resultate nicht L2 und Q2 nicht auf andere modele ubertragen, weil Q2 unterschiedlich weit vom herz des federbeins liegt und daher auch punkt L2 anders platziert wird wenn mann den abstand l2-Q2 mit 20 mm zwischen Q2 und federbeinherz auf ein velomobil ubertragt mit 15 mm zwischen federbeinherz und Q2.

Grusse, Jeroen
 
Beiträge
2.058
Velomobil
DF
Liegerad
Eigenbau
Das dürfte kaum der Fall sein, da die Anlenkpunkte der Quer-, Längslenker und Spurstangen nahezu in einer Ebene liegen und sich dadurch bei Ein-Ausfederbewegungen nur minimal "längen/verkürzen".
Es geht nicht nur um die Ebene, sondern ein kurzer Hebel verkürzt sich stärker, weil die gleiche vertikale Auslenkung einem größeren Winkel entspricht. Ist also grundsätzlich schon möglich; beispielsweise wenn die Spurstange am Tillergelenk in der Fahrzeugmitte befestigt ist, der Querlenker aber viel weiter außen.

Und es wird ja immer wieder berichtet, dass Leute eine leichte Vorspur einstellen, und dass Rolltests das zu bestätigen scheinen. Wegen des Sturzes hätte ich eher vermutet, dass die Räder tendenziell vorne zusammenlaufen und man daher eine leichte Nachspur einstellen müsste; aber wenn das Lenkgestänge bei Belastung von sich aus eine Nachspur verursacht, macht es Sinn, eine leichte Vorspur einzustellen.

Wie gesagt, ich konnte bei mir bisher keinen Unterschied mit/ohne Beladung messen. Aber es gibt ja Berichte, dass Beladung spürbar etwas ändert, und auch @Düsentriebin hat mal geschrieben, dass man die Spureinstellung nicht nur mit Beladung, sondern auch erst nach einem kurzen Stück Rollstrecke (50 cm?) messen soll.
 
Beiträge
2.632
Ort
24111 Kiel
Velomobil
Quest
Liegerad
Ostrad Adagio
Bei viele velomobile haben die rader sturtz weil die achse nicht 90 grad mit das federbein ist
Hier verwechselst Du evtl Sturz und Spreizung. https://auto-joerg.de/68/achsvermessung

Eine vollständige Betrachtung der räumlichen Geometrie und Kinematik ist ja leider saukompliziert und gelingt mir auch nicht.

Verblüffend finde ich immer wieder, wie treu und lammfromm der Geradeauslauf meines GFK-Quest (mit etwas härteren Federn) ist und wie labil der Geradeauslauf meines Evo-K. Beide mit Armstützen und aufgehängtem Tillerlenker.

In anderen Beiträgen konnte (finde ich gerade nicht) konnte man lesen, dass der Nachlauf der Vorderräder im Wesentlichen das "Lenkgefühl" beeinflusst. Für die Stabilität des Geradeauslaufs aber Radstand und Steifigkeit der Hinterrad-Aufhängung maßgeblich sind.
 
Beiträge
2.632
Ort
24111 Kiel
Velomobil
Quest
Liegerad
Ostrad Adagio
Ist also grundsätzlich schon möglich; beispielsweise wenn die Spurstange am Tillergelenk in der Fahrzeugmitte befestigt ist, der Querlenker aber viel weiter außen.
Theoretisch ja, bei Quest/Milan/Strada und df ist das ja aber nicht der Fall, auch nicht bei meinem Tiller-Evo-K.
Die wirklichen Zusammenhänge der Fahrdynamik und -stabilität müssen weit komplizierter sein....
 
Zuletzt bearbeitet:
Beiträge
1.003
Ort
SUMTKLM
Velomobil
Go-One 3
Trike
HP Scorpion fs 26
Das dürfte kaum der Fall sein, da die Anlenkpunkte der Quer-, Längslenker und Spurstangen nahezu in einer Ebene liegen und sich dadurch bei Ein-Ausfederbewegungen nur minimal "längen/verkürzen".
In den Fäden zur Spureinstellung findet man bei den genannten Velomobilen entsprechende Aussagen, die auf Messungen der Spur im belasteten und im unbelasteten Zustand beruhen.
 
Beiträge
2.632
Ort
24111 Kiel
Velomobil
Quest
Liegerad
Ostrad Adagio
durch die Verkürzung des Federbeins entstehen signifikante Änderunen der Radstellung
In geringem Maße ja, wenn auch Quest/Strada/df kein ausgeprägten Vertreter für diesen Effekt sind. (Die ungleiche Beladung von Vorder- und Hinterachse spielt beim Strada mit seinem starken Sturz mehr hinein).
Es kann bei ihnen minimal die Rollweite/das Walken beeinträchtigen, nicht aber die Fahrstabilität, auf die @Christoph Moder meinem Verständnis nach hier in diesem Thread zielt.
 
Beiträge
2.058
Velomobil
DF
Liegerad
Eigenbau
Ich hab´s so in erinnerung; weil die federbeine sturtz haben, bewegt das rad sich normalerweise schrag nach innen, die spurbreite andert sich. Weil die innere querlenkerbefestigungspunkte (Q1 auf die skitze) hoher angebracht sind als die am lenkplatte (Q2) werden die beim einfedern leicht langer und drucken so das rad etwas nach aussen.
Höher sind sie IMHO aber nur ohne Last. Dann sind Querlenker/Spurstange ganz am unteren Ende des Radkasten-Ausschnitts, mit Last dagegen in der Mitte. Und sie dürften sich nicht ausschließlich nach außen bewegen, sondern je nach Bewegung um die Horizontalllage mal länger und mal kürzer werden.
Velomobile mit offene radkasten und viel nachlauf konnen wegen denn nachlauf stabil geradeaus laufen. Diesen grosseren nachlauf gibt die angriffsflache fur wind, die radscheibe, aber auch ein grosseren hebel um die lenkung um zu werfen. Das ist vermutlich auch denn grund weswegen das DF mit hosen viel weniger reagiert auf seitenwind, als ohne hosen obwohl die lenkung im grunde gleich bleibt. Wegen die verkleidung pustet denn wind eben nicht mehr auf die radscheiben.
Nein, ich halte den Nachlauf hier für irrelevant.

Und bei Wind denke ich nicht, dass der Unterschied von den Radscheiben kommt. Klar fängt ein offener Radkasten minimal mehr Wind ein; aber die Seitenkraft kommt von der gesamten Velomobil-Fläche, die viel größer ist als die Radscheiben. Und ich vermute, der Geradeauslauf kommt daher, weil mit Hosen einfach enger gespeichte Räder gefahren werden, bei denen der Lenkrollradius stärker negativ ist. Ich schiebe es also auf die Lenkgeometrie, nicht die Aerodynamik.
Die abstand zwischen L2 und Q2 hatt auch grosse einflusse auf die lenkung. Unterbauen kann ich es nicht, aber ich bin ziemlich sicher das es ein hebel macht die die lenkung wieder in die geradeaus stellung zuruck zieht.
Naja, wenn L2 nach vorne wandert, dann wandert M näher an den Reifen oder quert diesen sogar.
In anderen Beiträgen konnte (finde ich gerade nicht) konnte man lesen, dass der Nachlauf der Vorderräder im Wesentlichen das "Lenkgefühl" beeinflusst. Für die Stabilität des Geradeauslaufs aber Radstand und Steifigkeit der Hinterrad-Aufhängung maßgeblich sind.
Beim Nachlauf würde mich das sehr wundern, weil der erstens sowieso nur sehr klein sein kann, und zweitens bei einem Dreirad die Funktion ganz anders als bei einem Zweirad ist, wo der Nachlauf dafür sorgt, dass das Fahrzeug wieder unter den Schwerpunkt lenkt.

Und „Stabilität“: Klar bringt ein großer Radstand guten Geradeauslauf; z.B. ein Back-to-Back-Tandem läuft auch bei hohen Geschwindigkeiten wie auf Schienen. Und da das Hinterrad für die Seitenführung verantwortlich ist (siehe Skizze in meinem VM-Grundwissen), ist es kein Wunder, dass eine schlechte Hinterradfederung oder eine schwabbelige Schwinge das Fahrzeug nicht gerade gut kontrollierbar machen.
 
Beiträge
1.909
Ort
s'Heerenberg/Niederlande
Velomobil
Sonstiges
Liegerad
Eigenbau
Hallo @Christoph,

Wenn mann nur denn L2 nach vorne verstetzt wandert punkt M richtung reifen. Was aber gemacht wird ist das L2 nicht nur nach vorne sondern auch etwas richtung innen verschoben wird. Mit die verschiebung nach innen, zeigt der langslenker immer noch zum gleichen punkt M. Deswegen andert sich an punkt M nichts, oder sollte sich wenigstens nichts andern. Bei denn nach innen gespeichte rader wandert punkt A nach innen.

Ich bin noch nie ein Alpha 7 gefahren, nimm den aber mal als augangspunkt fur eine gute lenkgeometrie. Behauptet wird das er bei einseitiges bremsen, die bremskraft mit eine leichte gegenlenkkraft ausgleicht. Das kann sein, und dafur musste das punkt M bei dem ganz leicht ausserhalb vom radaufstandspunkt A liegen. In links-rechts kann mann nicht so viel mit punkt M spielen da es sonst zu viel effect auf die lenkung beim bremsen haben wurde. Vorne hinten kann mann mehr damit spielen.

Ebenfalls beim Alpha ist klar das denn ausleger nach vorne deutlich langer ist als bei die ubliche modele, meiner meinung nach sorgt das fur mehr stabilisierende krafte, die denn lenker in denn geradeausposition ziehen. Dafur braucht mann aber etwas mehr kraft zum lenken, was sich vor allem bei niedrigere geschwindigkeiten deutlich bemerkbar macht, das ist meine erfahrung mit mein experiment, und wird auch von Alpha fahrer gesagt. Es kann sein das mann damit das punkt M weiter nach vorne verschiebt und damit mehr nachlauf zwischen virtuelen lenkpunkt und reifen aufstandpunkt bewirkt. Das hab ich nachgelassen zu messen, mit eine vorher-nacher messung.

Zum thema radstand, die ist bei die meisten velomobilen Quest, Strada, Milan, Evo K, DF, Alpha so identisch immer zwischen 125 und 130 das ich mir nicht vorstellen kann das mann die 2 cm mehr oder weniger in die lenkung spuren kann. Denn negativen einfluss von ein schwabeliges hinterteil kann ich bestatigen.

Grusse, Jeroen
 
Beiträge
3.347
Ort
22043 Hamburg
Velomobil
Milan
Trike
ICE Vortex
Bei meinen neuen Lenkplatten hatte ich das Loch für den Längslenker um 15mm nach vorn verschoben.
Beim kräftigen einseitigen bremsen ist der GT jetzt sehr neutral.

Da ich aber nicht genug Winkel-Alu zur Hand hatte, sind die Lenkplatten jetzt nur 191mm lang und der Kugelkopf der Lenkstangen ist nun ebenfalls um 35mm nach vorn "gerutscht" (von original 105mm bis Mitte Federbein auf 70mm).
Das hat natürlich den "Bauer" leicht gemordet und ich denke, daher ist die Lenkung bei hoher Geschwindigkeit jetzt ein bisschen nervöser. Bin mir aber noch nicht ganz sicher ob mich das genug stört, denn der Vogel fühlt sich nun bei niedrigen Geschwindigkeiten (enger Radweg, etc) sehr wendig an.

Die Windanfälligkeit der Lenkung wie bei den alten Lenkplatten (durch versetzen der Querlenker-Aufnahme um 10 oder 12mm nach vorn) kann ich aber nicht feststellen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Beiträge
14.767
Ort
Bundesstadt
Velomobil
Go-One Evo K
Warum sollte man es sich so schwer machen? Guckt euch doch nur Lenkachse und Aufstandspunkt an, da gibts nur zwei Werte, Nachlauf und Lenkrollradius. Der richtige Lenkrollradius sorgt für stabiles Bremsverhalten was das Vertrauen ins Rad verbessert und der Nachlauf sorgt für die Lenkkräfte, leider sowohl Geradeauslauf als auch Windeinflüsse. Also gibts auch da ein Optimum.
Was man an der Lenkplatte machen muss um diese ausgewogenen Werte zu erreichen ist auch klar.
Wenn man von der Lenkplatte ausgeht landet man leicht auf dem Holzweg wie tieflieger.
Wenn die Kiste den perfekten Lenkrollradius hat ist es doch egal wie ich das erreicht habe, da gibt es ja nicht nur eine Möglichkeit.
 
Zuletzt bearbeitet:
Beiträge
1.003
Ort
SUMTKLM
Velomobil
Go-One 3
Trike
HP Scorpion fs 26
Beiträge
2.632
Ort
24111 Kiel
Velomobil
Quest
Liegerad
Ostrad Adagio
Hier mal reale Meßergebnisse an einem Quest und einem Strada:
Ja, das klingt spektakulär, 4 mm Veränderung zwischen belastet und unbelastet, aber bei Messabstand 1 Meter.
Mit Spurlehre an der Felge gemessen (Sehne des Kreisabschnittes auf Höhe der Felge ca. 38 cm) sind es noch 1,5 mm. Das ist fast nichts. Minimaler Rollweitenunterschied bei +/- 1/2 Umdrehung am Gabelgelenk.
Das verändert beim Quest im Sinne von @Christoph Moders Fragestellung hier im Thread nicht das Geringste am Fahrverhalten, das habe ich oft genug ausprobiert. Ein Wechsel der weichen Serienfederung verbessert die Straßenlage allerdings erheblichst, es fühlt sich an wie ein ganz anderes Fahrzeug.
 
Beiträge
1.003
Ort
SUMTKLM
Velomobil
Go-One 3
Trike
HP Scorpion fs 26
Auf die Federung wollte ich *hier* allerdings nicht eingehen.
 
Beiträge
762
Liegerad
Toxy-CL
Trike
HP Scorpion
Ich würde mal kurz Eure Hilfe benötigen. :)

Wenn man die Baugruppe Rad (Reifen, Felge, Achse, Federbein, Lenkplatte) als starren Körper beschreiben wollte, dann könnte man das vermutlich auf Basis der folgenden Skizze tun (die dargestellte Lage der Baugruppe ist willkürlich):

radbaugruppe.png


Meine Fragen (Annahmen entsprechend einer kurzen Fotorecherche im Forum):
  1. sind die beiden 90°-Winkel in der Regel auch solche?
  2. ist lambda in der Regel wirklich ungleich 90°?
  3. wie sollte man die Baugruppe bemaßen, damit sich die Lage der charakteristischen Punkte einfach messen und angeben lässt?
Vielen Dank schonmal.
 
Beiträge
2.058
Velomobil
DF
Liegerad
Eigenbau
ist lambda in der Regel wirklich ungleich 90°?
Wie du selbst schon gefunden hast: Ja, bei den meisten VMs sind das mWn 86°. Bei ein paar wenigen aber auch 90°.
sind die beiden 90°-Winkel in der Regel auch solche?
Jein:
  • Der Winkel auf dem rechten Bild scheint wirklich 90° zu sein, jedenfalls beim DF. Die Schraubenlöcher sind gleich weit vom unteren Ende des Federbeins entfernt, und an der Lenkplatte sieht das auch gleich hoch aus.
  • Der Winkel auf dem linken Bild scheint aber nicht 90° zu sein, sondern das Federbein ist auch geringfügig nach hinten geneigt (also in die gleiche Richtung wie das Rad).
Am unteren Ende des Federbeins ist ein rechteckiger Aufsatz. Dieser hat vorne die Fläche, mit der das Federbein an der Lenkplatte angeschraubt ist; und die Kanten links und rechts davon haben jeweils eine Fase.

Ich habe mal versucht, das auszumessen:
  • Der Aufsatz ist 20 mm hoch.
  • Oben ist die Fase ca. 7.5 mm breit, unten ca. 3.5 mm.
  • Die innere Kante der Fase sieht parallel zum Federbein aus; d.h. die Breitenänderung der Fase kommt nur davon, dass die andere Fläche gekippt ist.
  • D.h. wenn man annimmt, dass die Fase im 45°-Winkel verläuft, ist die Höhe oben 7.5/sqrt(2) = 5.3 mm und unten 3.5/sqrt(2) = 2.5 mm
  • => auf 20 mm verringert sich die Höhe der Fase um 2.8 mm, d.h. atan(alpha) = 2.8/20 => alpha = 8°
  • Die Breite der Fläche mit den Schraubenlöchern verringert sich von unten 26 auf oben 20 mm; d.h. pro Seite 3 mm, was im Rahmen der Messgenauigkeit den 2.8 mm entspricht.
Auf dem unteren Foto sieht man, dass rechts die Befestigung der Achse ähnlich schäg gestellt ist; aber der Achsträger ist höher (24 mm statt 20 mm), und die Fase nimmt weniger stark ab, d.h. spricht klar dafür, dass der untere Teil mehr als 4° geneigt ist.
P1034239_scaled.jpg
P1034241_scaled.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:
Beiträge
762
Liegerad
Toxy-CL
Trike
HP Scorpion
Vielen Dank @Christoph Moder für die Messungen und die anschaulichen Erläuterungen --> man müsste also den unteren Winkel im linken Bild für das gemessene Beispiel auf ca. 98° erhöhen.

Wenn man bedenkt, dass nun noch zusätzlich die Geometrie der Lenkplatte (Dicke, Lage der Gelenkbohrungen) sowie der Kugelkopfversatz angegeben werden muss, um zu den eigentlichen Gelenkzentren zu gelangen, und außerdem auch noch der Weg über die Achse zum Mittelpunkt der Nabe und von dort zum Aufstandspunkt ... dann ist das in Summe ein nicht unerheblicher Messaufwand.

Zur Bestimmung der Lenkkinematik (wenn man es denn wollte :sneaky:) wäre ja lediglich die Lage der Gelenkpunkte zueinander von Bedeutung. Man könnte theoretisch also auch vom Radaufstandspunkt zu allen drei Gelenkköpfen, zum Domlager und zu einem weiteren Punkt auf der Mittelachse des Federbein messen (x/y/z-Koordinaten): Waagerechten Untergrund für die Karosserie suchen, Vorderrad auf Millimeterpapier stellen, ausrichten und dann ausloten - wäre das vielleicht einfacher?
 
Oben