Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

noobart · 15.09.2010

Hallo zusammen,

ich baue gerade an einem vierrädrigen Liegerad mit Lenkrad (jaja...) und grübele gerade über den Nachlauf und Steuerkopfwinkel für die Vorderachse nach. Ich bin hier beim Suchen auf einen wohl allgemein akzeptablen Winkel von 78° und einen Nachlauf von min. 40mm gestoßen.
Ein Winkel von 78° bringt mir bei meinen 20" Rädern und gerader "Gabel" (die ist schon fertig...) einen Nachlauf von ca. 50mm. Bei 80° wären's dann 43mm. Ich war auch schon mal bei 82° (-> 34mm). Ich weiß halt' jetzt noch nicht so genau, was ich nehmen soll...

Was mich interessiert ist:

Sind die Eigenschaften des Nachlaufs abhängig von der Radgröße (50mm Nachlauf bei 28" entsprechen 40mm Nachlauf bei 20")?

Gibt es einen Unterschied zwischen einspurigen und zweispurigen Vorderachsen, was die Einstellungen für Nachlauf und Steuerkopfwinkel angeht (Lenkkräfte, Geradeauslauf)?

Hat jemand Erfahrung mit so steilen Winkeln wie 82° und den Lenkungseigenschaften?

Ich möcht' halt eine gute Lenkbarkeit gerade auch mit einem Lenkrad haben, aber auch noch einen guten Geradeauslauf bei höheren Geschwindigkeiten.

Hmmm, 78°? 80°? 82°? ...

Hat jemand 'ne Idee?

Fink20 · 18.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

noobart schrieb:
Ich bin hier beim Suchen auf einen wohl allgemein akzeptablen Winkel von 78° und einen Nachlauf von min. 40mm gestoßen.
............
Gibt es einen Unterschied zwischen einspurigen und zweispurigen Vorderachsen, was die Einstellungen für Nachlauf und Steuerkopfwinkel angeht (Lenkkräfte, Geradeauslauf)?

Ja. Du fragst offensichtlich im falschen Forumteil nach.

Grüße
Ralf

Klopfer · 18.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

noobart schrieb:
Sind die Eigenschaften des Nachlaufs abhängig von der Radgröße (50mm Nachlauf bei 28" entsprechen 40mm Nachlauf bei 20")?

M.W. nicht. Der Nachlauf ergibt einen Hebelarm zur Steuerachse und die Größe des Hebelarm bedingt die Effekte. Unabhängig der Radgröße.
Allerdings verändert die Radgröße den Nachlauf.

Gibt es einen Unterschied zwischen einspurigen und zweispurigen Vorderachsen, was die Einstellungen für Nachlauf und Steuerkopfwinkel angeht (Lenkkräfte, Geradeauslauf)?

Auch hier: M.W. nein.
Vorausgesetzt, wir sprechen in beiden Fällen von einem Fahrzeug ohne Kurvenneigung.

Hat jemand 'ne Idee?

Bei einem Nicht-kurvenneigendem Mehrspurer wird ein Nachlauf sehr viel größere Rückstellkräfte bewirken, wie bei einem Einspurer. Die aus dem Nachlauf resultierenden "Schleppkräfte" treten gegenüber den Zentrifugalkräften vmtl völlig in den Hintergrund - Grund: Die Zentrifugalkräfte ergeben zusammen mit dem Hebelarm des Nachlaufs ein Moment in die Lenkung gegen das du gegenhalten musst, wenn du die Kurvenfahrt fortsetzen willst. Dieses Rückstellmoment ist sehr viel größer.
Daher sollte m.E. der Nachlauf eher sehr viel geringer ausfallen.
Einen Wert kann ich dir aber sicht sagen.

Wichtig wäre noch die Form der Radaufhängung.
Wenn du keine Gabelkonstruktion hast, bei der die Steuerachse senkrecht zur Radachse verläuft, sondern ein einseitig befestigtes Rad, musst du dafür sorgen, dass die Steuerachse auch seitlich geneigt ist. Und zwar so, dass die Verlängerung der Steuerachse durch die spur des Radaufstandspunktes verläuft (Stichwort: Lenkrollradius).

Fink20 schrieb:
Ja. Du fragst offensichtlich im falschen Forumteil nach.

Warum falscher Forenteil? Wenn nicht hier - wo dann?

noobart · 18.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

Vielen Dank erstmal für's Antworten.

Klingt, als wär's so, wie ich's mir bisher gedacht habe.

-Ich hab' mir den Nachlauf auch als Hebelarm definiert und damit wär er auch unabhängig von der Radgröße. Könnte aber sein, daß durch das geringere Gewicht eines 20" Rades gegenüber einem 28" Rad ein geringerer Hebelarm ausreicht, um den gleichen Effekt zu erzielen, oder?

-Klingt auch einleuchtend, daß der Nachlauf bei einer zweispurigen Vorderachse größere Auswirkungen hat als bei einer einspurigen, weil er ja zweimal vorhanden ist.
Das würde heißen, daß es tatsächlich einen Unterschied bei den Einstellungen für Ein- und Mehrspurer gibt, weil der Nachlauf einen größeren Einfluß hat.

Ich hab' mich jetzt für einen Steuerkopfwinkel von 78° (= 50mm Nachlauf) entschieden und hoffe, daß ich damit gut klarkomme. Notfalls kann ich mir 'ne neue Gabel mit 'ner Kröpfung bauen und den Nachlauf damit verringern. Schaun' wir mal...

Übrigens, den Lenkrollradius ist bei mir Null (mit 'nem entsprechend hohen Spreizwinkel...) und das Rad einseitig aufgehängt.
Und in der Kurve neigt sich eigentlich nichts. Hoffe ich jedenfalls...

Grüße von Norbert

noobart · 18.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

Hier ist auch noch ein Bild vom (noch nicht ganz fertigen) Rahmen:

Klopfer · 18.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

noobart schrieb:
-Klingt auch einleuchtend, daß der Nachlauf bei einer zweispurigen Vorderachse größere Auswirkungen hat als bei einer einspurigen, weil er ja zweimal vorhanden ist.
Das würde heißen, daß es tatsächlich einen Unterschied bei den Einstellungen für Ein- und Mehrspurer gibt, weil der Nachlauf einen größeren Einfluß hat.

Hat aber außer dir bislang niemand behauptet.

Hast du verstanden, welchen Einfluß die Zentrifugalkräfte haben?
Wenn du nur geringe Rückstellkräfte haben willst, würde ich an deiner Stelle dafür sorgen, dass der Schnittpunkt Steuerachse/Fahrbahn nicht so weit hinter dem Aufstandspunkt der Räder liegt (ich vermeide das Wort "Nachlauf" absichtlich, weil die daraus resultierenden Effekt hier eher nachrangig sind - wie ich ja zuvor schon erklärt habe).

noobart schrieb:
Rahmen

Optisch eine mMn sehr gelungene Konstruktion.
Dass es statisch besser wäre die beiden Steuerköpfe untereinander und mit dem Tretlagerausleger zu verbinden, anstatt so lange Hebelarme zu produzieren, und dass deswegen die Konstruktion massiver und schwerer werden wird, wie unbedingt nötig, weisst du vermutlich und nimmst das der Optik wegen in Kauf - richtig?

BTW
Die durchgängige Achse vorne wirkt zwar stabilisierend, wird aber das Lenken ziehmlich behindern.

(SCNR)

noobart · 19.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

Ich hab' mir bislang noch nicht so viel Gedanken um die Zentrifugalkräfte gemacht, weil ich die ja auch nicht durch die Konstruktion beeinflussen kann. Ich denk' bei Gelegenheit aber noch mal drüber nach...

Dieses Ding ist ja in vielerlei Hinsicht ein Test und auch dazu da, um Erfahrungen zu sammeln, die ich bisher logischerweise noch nicht habe.
Den Abstand des Schnittpunktes der Steuerachse/Fahrbahn zum Aufstandspunkt der Reifen wird ja durch den Steuerkopfwinkel festgelegt und das Verhältnis von Steuerkopfwinkel zu diesem Abstand läßt sich durch einen Versatz (Kröpfung) verändern. Wenn ich jetzt genau wüßte, wie groß dieser Winkel und dieser Abstand idealerweise sein müsste, könnte ich das auch so bauen (siehe meine Frage am Anfang...) Ich weiß es aber nicht.

Ist halt' auch so'n Erfahrungsding...

Aus optischen Gründen ist diese Konstruktion allerdings nicht so...
Der Tretlagerausleger und die Vorderachsrohre bekommen noch Verstrebungen, da wird der Hebelarm schon deutlich kürzer. Ist halt' noch nicht ganz fertig. Daß es so geworden ist, hat mehr mit der Lenkung zu tun. Ich hatte auch schon eine Variante, die mehr an einen Kart-Ramen erinnerte, mit einem Verbindungsbügel zwischen den Vorderachsschenkeln, der auch als eine Art Rammschutz diente. Da sollte dann auch die Lenkung vor der Tretkurbel und den Füßen langlaufen. Gefiel mir aber nicht, weil's so elendig lang wurde, wenn der Schwerpunkt noch irgendwie in der Mitte bleiben sollte. Mit dieser Variante ist es viel kürzer (-> Radstand)
OK, erwischt... Es sieht auch besser aus....

Klopfer schrieb:
Die durchgängige Achse vorne wirkt zwar stabilisierend, wird aber das Lenken ziehmlich behindern.

Das behindert nicht nur das Lenken, ist auch beim Treten ziemlich störend. Ich glaub', da muß ich noch was ändern...

Klopfer · 19.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

noobart schrieb:
Ich hab' mir bislang noch nicht so viel Gedanken um die Zentrifugalkräfte gemacht, weil ich die ja auch nicht durch die Konstruktion beeinflussen kann.

Das nicht, aber du kannst durch die Konstruktion beeinflussen, wie groß die Zentrifugalkräfte auf die Lenkung wirken.

Den Abstand des Schnittpunktes der Steuerachse/Fahrbahn zum Aufstandspunkt der Reifen wird ja durch den Steuerkopfwinkel festgelegt und das Verhältnis von Steuerkopfwinkel zu diesem Abstand läßt sich durch einen Versatz (Kröpfung) verändern.

Versteh ich jetzt nicht ganz, wie du das meinst.

Es gibt ja zwei Neigungswinkel/ebenen:

Den Winkel von der Seitenansicht aus gesehen, der innerhalb eines gewissen Rahmens durchaus variiert und dem gewünschten Fahrverhalten angepasst werden kann (Nachlauf)

und den Winkel von der Vorder- oder Rückansicht aus gesehen, der in Abhängigkeit von der Radgröße und Achskonstruktion so gewählt werden sollte, dass die Achse möglichst genau durch den Radaufstandspunkt geht (Lenkrollradius).
Da sind keine Erfahrungswerte nötig, denn da gibt's eigentlich nichts zu variieren.

noobart · 21.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

Klopfer schrieb:
Es gibt ja zwei Neigungswinkel/ebenen:

Den Winkel von der Seitenansicht aus gesehen, der innerhalb eines gewissen Rahmens durchaus variiert und dem gewünschten Fahrverhalten angepasst werden kann (Nachlauf).

Und der Nachlauf wird durch den Steuerkopfwinkel festgelegt. Das ergibt bei einem bestimmten Steuerkopfwinkel einen entsprechenden Nachlauf. Also bei 78° Steuerkopfwinkel ca. 50mm. Wenn es jetzt aber so sein sollte, daß dies der "ideale" Winkel wäre, aber z.B. 35mm Nachlauf besser wären, kann ich das durch einen Versatz (Kröpfung) beeinflussen, ohne den Steuerkopfwinkel zu verändern (wie die Kröpfung der Gabel beim normalen Fahrrad ja auch den Nachlauf verändert). Und diese für mich "idealen" Werte muß ich halt durch Probieren herausfinden. Ich hatte gehofft, hier zumindest so einen ungefähren Anhaltspunkt zu bekommen, da die Vorderachse beim Trike ja so funktioniert. Ich hab' mal gelesen, daß auch die Werte für ein normales Fahrrad sich wohl eher durch Versuch und Irrtum entwickelt haben...

Klopfer schrieb:
Das nicht, aber du kannst durch die Konstruktion beeinflussen, wie groß die Zentrifugalkräfte auf die Lenkung wirken.

Wie kann ich das denn beeinflussen? Meinst Du die Zentrifugalkräfte, die durch die Rotation der Reifen beim Fahren entstehen und so wie ich es verstehe vor allem eine Stabilisierung der Lage der Reifen bewirken?

Klopfer · 21.09.2010

AW: Nachlauf/Steuerkopfwinkel für 2-spurige Vorderachse

noobart schrieb:
...kann ich das durch einen Versatz (Kröpfung) beeinflussen, ohne den Steuerkopfwinkel zu verändern (wie die Kröpfung der Gabel beim normalen Fahrrad ja auch den Nachlauf verändert)

Ist soweit klar, nur hast du doch keine Gabel, wo du sowas verändern kannst und so, wie das Bild aussieht, geht die Steuerachse durch die Radachse.
Es sei denn, du hast vor, das nochmals zu verändern.

Wie kann ich das denn beeinflussen?

Eben durch den Nachlauf.
Oder ganz einfach gesagt:
Wenn du in Kurvenfahrten keine Lenkeinflüsse haben willst (oder die möglichst klein sein sollten), solltest du keinen oder nur geringen Nachlauf haben (je nach Gewichtung). Geht natürlich zu Lasten eines ruhigen Geradeauslaufs.
Was dir da wichtiger ist, kannst nur du entscheiden.