LR MBB 2.0 mit Holz-Heckverschalung

[Holzwurm]

Hatte diese Wochenende etwas Zeit um am Velo weiterzuarbeiten.

Sitz mit dem Grundbrett verleimen.

Hinterer Rahmen bauen.

Verstärkungen aus Eschenleistchen einsetzen.

Zedernleistchen sägen und hobeln.

 

[Holzwurm]

2. Teil vom Schutzblech schleifen.

Erstes Leistchen aus Eschenholz verleimen.

 

[Holzwurm]

Habe auch mal einen Plan gezeichnet. Er ist zwar noch nicht ganz fertig, doch es lässt sich ev. beurteilen ob z.B. ein 40x1mm Rohr als Rahmenmaterial funktionieren könnte.

 

[Scooterbiker]

Guten Morgen Holzwurm!
Das sieht echt schon großartig aus!
Was sind das für Löcher unter der Sitzfläche, hast du da querliegende Leisten verbaut?

Gruß, Marco

 

[Holzwurm]

Hoi Marco
Ich habe das Grundbrett mit der Kreissäge viele Male eingeschnitten um das Grundbrett biegen zu können.
Liebe Grüsse
Michael

 

[Holzwurm]

@jensNBG , @Jack-Lee
Denkt ihr mein Rahmen würde auch mit 40x1mm oder 46x1mm Rohr genug stark? Mir scheint das 38x1.7mm sehr schwer zu sein.
Beim hinteren Ausfallende habe ich vor, nicht wie in der Zeichnung, die gleichen Ausfallenden wie vorne zu verwenden. Der Übergang von der hinteren "Ketten"strebe zu den grossen Ausfallenden scheint mir etwas kritisch. Nach Oben hin zur Sitz-Heckkoffer-Kombi werde ich vorne ein Gelenk und hinten zwei Elastomer Federn einbauen.
Liebe Grüsse
Michael

 

[Jack-Lee]

@Holzwurm : Finde den Durchmesser für einen Hauptrahmen zu klein. Je größer, desto besser. 50er Rohr oder 60er Rohr wären hier angebrachter. Die Lasten sind vorn am Steuerrohr schon sehr hoch bei so einer Konstruktion. Gerade wenn Baustahl und kein CrMo Verwendet wird, sehe ich hier eine nicht allzu lange Lebensdauer...

 

[jensNBG]

Ich finde es auch zu klein, das Rohr. Bei 60mm passen aber wahrscheinlich die Beine nicht gut dran vorbei. Ich rechne es mal durch, aber nicht sofort.

 

[jensNBG]

Ich habe gerechnet. Die Frage ob es hält ist schnell gestellt, die Antwort durch eine Berechnung mit FEM dauert allerdings länger.
Erstmal habe das Bild in CAD geladen, solange skaliert, bis die Maße passten. Dann habe ich eine 2D Zeichnung gemacht. Anhand der Maße der 3D Zeichnung wurde die Einzelteile im CAD gezeichnet und in der Baugruppe zusammengebaut. Dann habe ich das FEM Modell erstellt. Das Modell lief auf Anhieb. Ich habe dann die Vernetzung von ca. 100.000 Knoten bis 700.000 Knoten in 100.000er Schritten erhöht, um zu sehen , wann die Spannungen konvergieren. Ab 400.000 Knoten hat Vernetzer einige Teile nicht mehr vernetzt. Daraufhin bin ich auf einen anderen Netztyp umgestiegen. Zeitaufwand insgesamt 4h. Würde normalerweise bei mir 240,- € kosten.

Zum Modell: Ich habe als Ersatzgabel ein 30x1,5 Rohr verwendet. Die Steuerlager wurden durch Aluscheiben ersetzt. Das Hauptrohr wurde bis zu Hinterachse verlängert, damit die Schwinge nicht mitmodelliert werden muss. Als Kräfte wurden 2x1000N, also ungefähr 200kg eingeleitet, Annahme 100kg Last + 100kg für einen Impuls. Die Kräfte wurden an zwei Stellen im Hauptrohr im Bereich des Sitzes eingleitet. Ein Festlager ist hinten am Hauptrohr im Bereich der Hinterachse, ein Auflager ist am Ende der Gabel. In den Schnitten sind 2mm Querschotte. Dazu gibt es ein eigenes Thema im Forum "Konstruktion - Z-Rahmen mit Schnitten - Scheibe im Schnitt". Diskussionen dazu sind in dem Thema zu führen, nicht hier.

Ergebnisse: Von den Spannungen her hält der Rahmen rechnerisch, im Bereich der Schnitte mit Querschott max. 125MPa. Durchbiegung bei 200kg ca. 2,5mm.


2D Zeichnung


3D Modell mit Lasten, Auflager und Festlager


Ergebnis der Spannungen. Die höchsten Spannungen treten im Bereich des Festlagers und der Lasteinleitung auf


Ansicht des ersten Schnittes (neben dem langen Rohr)


Der erste Schnitt sondiert ergibt eine maximale Spannung von 125 MPa.


Verformung des Rahmens. Achtung wurde um Faktor 45 verstärkt!

 

[tieflieger]

Ich finde das Heck incl Sitz sieht schon aus, sauber verarbeitet auch. So ganz "nackt" sieht mir das konstruct aus Sitz und aufrechten Halter nicht ganz optimal aus. Wenn sich eins der Beide verformt, entsteht auch eine Biegebelastung, und dann gibt rasch noch mehr nach. Aber wenn das ganze mit Leisten noch verkleidet wird, verhindern die wahrscheinlich effectiv jede Bewegung. Das ganze wird dann ein tragende Kasten.

Wenn die Elastomere hinten zentral zwischen Kastenboden und Rahmen angebracht werden, muss denn bereich auch stark genug sein diese Last zu tragen. Auf die Auflageflache der beide Elastomere kommt später das ganze gewicht vom Oberkörper incl Gepack. Und wegen bewegung wurde ich da mit mindestens 2g rechnen.

So wie ich mir das ohne Cad visualisieren wurde, wird denn Boden stark, und auf eine kleine Flache auf Biegung belastet, und die Krafte fliessen dann durch denn aufrechten Sitzstander in denn Sitz. Ich vermute das eine Diagonalstrebe von denn Punkt wo Strebe und Boden einander treffen, mit etwa 45grad hoch zur Sitz eine sehr effective verstarkung wahre. Eine Querversteifung zwischen die beide stehende Leisten wahre ein Idee, wenn ungefahr dort die Elastomere befestigt werden.

Eine Escheleiste von 10mm dick und 30mm hoch als Brucke uber 30cm halt mittig "locker" meine 88 kilo. Lege ich die Leiste flach, gibt sie beunruhigend nach.

 

[Krischan]

Zum Modell:

Du hast 38x1,7 gerechnet?
Ich versteh zwar nux von Fem und modellieren, aber ich bin beeindruckt
Gruß Krischan

 

[jensNBG]

Du hast 38x1,7 gerechnet?

Ja.

 

[jensNBG]

Zum Glück hat mein CAD Konfigurationen, da ist das Ändern der Rohrdimensionen einfach und man muss am Modell nichts mehr ändern.

Also bei 40x1 sieht es so:

die maximale Spannung im erst Schnitt steigt auf 173 MPA, das ist eine Steigerung von fast 40%. Die Verformungung beträgt 3,1mm, Steigerung um 24%.


Übersicht über die Spannungen, alles rote Bestandteile können mehr als 150 MPa haben



Der erste Schnitte, sondiert ergibt sich hier ein Maximum von 173 MPa


Verformung um Faktor 34 verstärkt

Die Rechnung mit 46x1 Rohr läuft gerade, Rechenzeit ca. 10 Minuten.

 

[jensNBG]

Die Rechnung mit dem 46x1 Rohr ist durch.

Die Spannungen im ersten Schnitt betragen 152 MPa, also geringer als beim 40x1, aber größer als beim 38x1,7 Rohr. Die Verformungen betragen 2,3mm, sind die geringsten bei allen drei Rohren, ca. 10% weniger als beim 38x1,7mm Rohr.


Übersicht über die Spannungen, alles rote Bestandteile können mehr als 150 MPa haben



Der erste Schnitte, sondiert ergibt sich hier ein Maximum von 152 MPa


Verformung um Faktor 30 verstärkt

 

[Holzwurm]

• Wenn möglich möchte ich die Heckverschalung inkl. Sitz ein wenig federn. Ich stelle mir dabei vor unter dem Gesäss ein Gelenk anzubringen und die Heckverschalung vom Hinterradlager aus federnd abzustützen. Damit möchte ich vor allem auf Kieswegen ein wenig weniger Geräusche und wenig mehr Komfort. Die Konstruktion der Feder habe ich noch nicht zu Ende gedacht. Vermutlich möchte ich etwas mit Elastomer Stücken machen. Die sollen Hoch und Runter federn. Denkt ihr das bringt etwas? Bin offen für Vorschläge!
  Anhang anzeigen 271173

Vielen Dank für die wertvollen Kommentare! Besonders @jensNBG ein herzliches Dankeschön für die für mein Projekt eingesetzte Zeit. Ich hoffe meine vorgestellten Projekte und Kommentare sind auch anderen im Forum eine Hilfe.
Oben habe ich mich selber noch mal zitiert. Auf dem verlinkten Bild meines ersten Beitrages seht ihr wie ich den Sitz inkl. Heckkoffer auf dem Rahmen montieren möchte. Hinten ist die Heckverschalung mit zwei "Federbeinen" auf die Hinterschwingen nahe der Radnabe abgestützt. Vorne möchte ich im Übergang der Bodenplatte zur Sitzfläche relativ weit auseinander den Sitz beweglich lagern.
Wenn ich die Berechnungen von Jens richtig verstanden habe so würde ein Rahmen 46x1mm genügend stark werden. Vor allem wenn ca. 30% des Gewichtes relativ direkt bei der Hinterradachse abgestützt ist.
Ich bin im Moment neben der Planung des Rahmens vor allem dabei die Heckverschalung mit dünnen Zedernleistchen hochzuziehen. Es kommt bald wieder mal ein aktuelles Foto.
Liebe Grüsse
Michael

 

[Holzwurm]

Da noch die Radabdeckung hinten. Ich wollte zuerst das Hinterrad direkt am Heckkoffer befestigen. Deshalb habe ich das Teil so aufwändig hergestellt. Bei dem aktuellen Plan brauche ich nun nur ein Teil davon. Fast etwas schade:-/

 

[Holzwurm]

Wieder ein paar Leistchen mehr!
10 Min. ein Leistchen leimen, 40 Min. etwas anderes machen. 10 Min. ein Leistchen leimen....

 

[Krischan]

Ein Traum
Ob man das 40x1 einsetzen kann, wenn man es oval presst?
Gruß Krischan

 

[Holzwurm]

Ganz in der Nähe bei mir gibt es einen Rahmenbauer, der ein grösseres Rohrlager hat. Ich gehe Anfang Woche mal vorbei und frage was er hat. Ev. bekomme ich bei ihm das passende Rohr und noch zwei einfache Ausfallenden. Dann könnte ich endlich anfangen die Lehren für den Rahmenbau anzufertigen.

 

[Holzwurm]

Viele Stunden später habe ich den einfachen Teil mit Leistchen beplankt.
Heute habe ich nun die Innen- und Aussenseite mit Hobel, Schaber und Sandpapier geebnet und geschliffen.

Das Resultat sieht nun so aus: