Querlenker Velocar gesucht

[Misterx0]

Alu Guss..damit meinte er hoffentlich einfach die Legierngen und nicht Druckgussteile...

Warum keine Drückgussteile?
Aktuell scheint CNC günstiger zu sein bei Teilen bis ~200 aber ab ist das wohl Normal...

 

[Jack-Lee]

Weil allein eine Form für ein handtellergroßes Teil 3-6000€ kostet?

 

[Misterx0]

Weil allein eine Form für ein handtellergroßes Teil 3-6000€ kostet?

Oh ^^
Bei Guss bin ich noch nicht angekommen
CNC steht als nächstes auf der Prüfung

Ich berichte bald wieder...

 

[Fanfan]

Die tragende Struktur verläuft rechts und links des Fahrers, die Radaufhängungen sitzen da dran, die Blattfeder wäre dann etwa 20cm lang.
Das GFK müsste nun einiges dünner sein als bei euch, um bei dem kurzen Hebel einen solchen Federweg zu erreichen - ist es dann noch stabil genug zur Aufnahme der anderen Kräfte?

Ein paar unsortierte Gedanken dazu:

• Kombination aus Blattfeder und Querlenker verwenden - braucht 'ne doppelt so steife Feder.
• Eine Feder am Rahmen gelenkig aufhängen (wie einen Querlenker) und über/unter dem Rahmen durchlaufen lassen*) - macht diese Feder weicher und lässt sie zugleich als Querstabilisator arbeiten. Könnte man theoretisch auch mit einem Querlenker statt der zweiten Blattfeder kombinieren, aber wenn das Verhältnis Rahmenbreite zu Querlenkerlänge zu groß ist, ist es vielleicht zu viel Stabi und zu wenig Feder.
• Blattfedern als Längs- oder Schräglenker einbauen, das dürfte ähnlich leicht werden wie die Velomo-Achse. Aber eine geeignete Geometrie zu entwickeln, wird sicher aufwendig, es sollten ja keine großen Änderungen in Spur, Lenkrollradius und Nachlauf entstehen.

*) Edit: War evtl. nicht klar genug ausgedrückt: Ich meinte bis zum anderen Rad durchlaufen lassen. Sonst wird die Feder zwar weicher, gibt aber keine Querstabilisierung.

 

[Misterx0]

@Jack-Lee -
Hi, ich bin nebenbei an Blattfedern dran.

Alles was du gesagt hast ist logisch und auch sehr überzeugend.

Weißt du, was passiert, wenn ich den Abstand zwischen den Blattfedern erhöhe, sodass ich eine Samagaga Achse verbauen kann? Ich würde vorne die gleiche Höhe Nehmen.

 

[BB123]

• Kombination aus Blattfeder und Querlenker verwenden - braucht 'ne doppelt so steife Feder.

Ok, ist das so aus dem Bauch heraus gesprochen, oder gibt es da eine naturwissenschaftliche Basis:

• Eine Feder am Rahmen gelenkig aufhängen (wie einen Querlenker) und über/unter dem Rahmen durchlaufen lassen*) - macht diese Feder weicher und lässt sie zugleich als Querstabilisator arbeiten.

EInen Querstabilisator brauchts bei dem niedrigen Schwerpunkt und kleinen Federweg fei net.

.. Verhältnis Rahmenbreite zu Querlenkerlänge ...

Die Blattfeder-Querlenker stelle ich mir erst einmal vor wie die bisherigen Doppel-Querlenker, ~20 cm lang und am Seitenträger angeschraubt.
Die Materialstärke muss dann kleiner sein wie bei dem Modell von Jack-Lee, aber die Durchbiegung darf das Material nicht überdehnen.
Ich bestelle mal eine 4mm GFK-Platte und teste verschiedene Formen und Gewichte.

Platz ist da - unter den Knien des Fahrers - prinzipiell auch für eine durchgehende Blattfeder, aber welchen Vorteil hat das?

 

[Fanfan]

Kombination aus Blattfeder und Querlenker verwenden - braucht 'ne doppelt so steife Feder.

Ok, ist das so aus dem Bauch heraus gesprochen, oder gibt es da eine naturwissenschaftliche Basis:

Bin nicht sicher, was Du meinst. Wenn die Federung mit einer Feder so straff sein soll wie vorher mit zwei Federn, muss die eine Feder bei gleicher Auslenkung doppelt so viel Kraft erzeugen wie vorher eine von den beiden. Also doppelt so breit oder 1,4 mal so dick wie eine einfache Feder.
Gedanken würde ich mir eher darüber machen, dass die Feder sich biegt und der Lenker nur schwenkt. Die effektive Länge der Feder als Querlenker ist die Sehne im Bogen, und die wird mit zunehmender Biegung kleiner. Man kann das auf zwei Arten kompensieren (starren Querlenker etwas verkürzen oder seine Drehachse am Rahmen etwas tiefer legen). Wieviel Federweg ist denn eingeplant? Wenn Du mit 20cm Querlenker 5cm Federweg erreichen willst, lohnt es sich wahrscheinlich, ein paar Kombinationen aus diesen Maßnahmen durchzurechnen und zu schauen, wie sich Spur und Spurweite beim Ein- und Ausfedern verändern.

Die Blattfeder-Querlenker stelle ich mir erst einmal vor wie die bisherigen Doppel-Querlenker, ~20 cm lang und am Seitenträger angeschraubt.
Die Materialstärke muss dann kleiner sein wie bei dem Modell von Jack-Lee, aber die Durchbiegung darf das Material nicht überdehnen.
Ich bestelle mal eine 4mm GFK-Platte und teste verschiedene Formen und Gewichte.

Wenn ich jetzt keinen Denkfehler drin habe, sollte die Federdicke linear mit der Federlänge skalieren - vorausgesetzt, man streckt oder staucht nur eine gegebene Federform und ändert nicht ihre Breite am Rahmen. Damit bekommt man die gleiche Härte der Federung, den gleichen möglichen Federweg und auch die gleichen zulässigen Längskräfte. Allerdings musst Du dir über die Einleitung der Kräfte Gedanken machen, die wird mit abnehmender Federdicke schwieriger.

Platz ist da - unter den Knien des Fahrers - prinzipiell auch für eine durchgehende Blattfeder, aber welchen Vorteil hat das?

Wen Du keine Querstabilisierung brauchst, sehe ich keinen. Außer dass Du dickere Federn verwenden könntest.

 

[Misterx0]

Ich bestelle mal eine 4mm GFK-Platte und teste verschiedene Formen und Gewichte.

Ich werde mich sicherlich ziemlich stark an den Werten von Jack-Lee richten, aber es wäre trotzdem super, wenn du die Zeit hast, Formen zu testen.

Ich werden frühestens Anfang September dazu kommen und dann steht noch die Frage im Raum, GFK (wegen dem Preis), aber auch CFK wegen besseren Federungs-Werten (Das wird mein Test werden) ?

 

[BB123]

Wenn die Federung mit einer Feder so straff sein soll wie vorher mit zwei Federn,

Sorry, was hier diskutiert wird, ist doch, a) einen Doppelquerlenker mit -einem- Feder-Dämpfer durch b) einen Doppelquer-Federblatt-Dämpfer
zu ersetzen. Also gibt es dann zwei Federn statt einer, demnach muss die Federrate sogar halbiert werden.

Gedanken würde ich mir eher darüber machen, dass die Feder sich biegt und der Lenker nur schwenkt. Die effektive Länge der Feder als Querlenker ist die Sehne im Bogen, und die wird mit zunehmender Biegung kleiner.

Naja, man kann das ausrechnen, die Mathematik dazu ist allerdings nicht banal (las dazu gestern "Mechanische Analyse einer Leichtbauachse mit einer Querblattfeder aus GFK", B. Thonhauser, TU Graz) - dann bleibt noch der Versuch.

@Misterx0, Glasfaser-Komposit ist erstmal elastischer als Kohlefaser, GFK ist als Feder-Material bestens erforscht und in der Praxis etabliert, es gibt zahlreiche Anwendungen auch bei Sportgeräten etc.
Welche "besseren Federungs-Werte" soll CFK da bieten (die man nicht durch andere Abmessungen ausgleichen könnte)?
AFAIK ist der einzige Vorteil von CFK die niedrigere Masse bei gegebener Zugfestigkeit; und vielleicht die schönere Optik.

Ansonsten, zur Variante mit Blattfeder wurden mir noch zwei Herausforderungen klar:
1. Vorspannung - kann man bei meinem Elastomer-Dämpfer (wie bei vielen Federbeinen) via Schraube regeln. Das geht aber bei einer Blattfeder nicht so einfach, die müsste leicht nach unten geneigt montiert werden, um bei Normal-Last die bisherige Bodenfreiheit zu erreichen.
Man könnte dazu einen Alu-Block schräg durchsägen, oder auch fräsen, jedenfalls ein spezieller Fertigungsschritt; im Bild rechts.

2. Torsion - beim Bremsen wird die Querlenker-Einheit auf Verdrehung belastet, das mischt sich mit der Federfunktion.
In der Praxis treten ungünstige Bedingungen leider gern zusammen auf: a) plötzliches Hindernis (>Bremsen) b) in einer Kurve mit c) Bodenwellen.
Da sehe ich die Blattfeder-Vorderachse im Geiste lustig herumhopsen, zumal wenn es keine extra Dämpfung gibt.
Beim Veloped mag man sagen "Wer bremst hat eh verloren", für ein KFZ mit 45 km/h sieht's etwas anders aus.

 

[Jack-Lee]

Servus,
Glasfaser hat als UD Material mit hohem Faseranteil fast gleiche Festigkeit wie ein CFK Teil mit normalen Fasern. Nur das E Modul ist gern doppel oder drei mal so hoch -> Bei gleicher Belastbarkeit einer Feder ist mit GFK deutlich mehr Federweg realisierbar!
Vorspannen musss man da nix, warum auch? Das einfedern beim reinsetzen sollte man vorher durch die Einbauhöhe der Achse beachten.
Auch die Torsion ist unkritisch, duch die Breite ist die Feder quer um ein vielfaches Steifer als vertikal, daher ist die Verformung beim Bremse durch diese Kräfte gering. Aber die Federn wurden vor einigen Jahren breiter desingt um beim einseitigen Bremsen weniger Nachlaufveränderung zu erzeugen und das "zur Seite ziehen" zu verringern.

Es scheint schlicht keine Erfahurung und nur sehr wenig theoretisches Wissen im Bereich Blattfedern vor zu liegen.. Daher empfehle ich einfach mal eine Testfahrt... Jeden einzelnen Punkt hier zu besprechen dauert und ich kann einhändig nicht gerade schnell schreiben

 

[BB123]

"Das einfedern beim reinsetzen sollte man vorher durch die Einbauhöhe der Achse beachten."
Und beim Montagepunkt der Radaufhängung ist bei meiner Konstruktion, wo die Radträger am Kreuzungspunkt zweiter Rahmenrohre sitzen - wenig Spielraum, deutlich weniger als bei deinem Velo mit Zentralrohr. Wenn ich die Querlenker tiefer setzen will, müsste ich ganz neu konstruieren.
"Torsion unkritisch" gilt dann vielleicht bei deiner langen und entsprechend dicken (10mm?) Blattfeder - da sie bei mir kürzer und damit dünner sein müsste, setzt sie den Torsionskräften auch weniger entgegen. Und es bleibt die fehlende Dämpfung.
Mein Gefährt wiegt ja auch ~40 kg (ohne Fahrer mit 1 kWh Batterie), also da sind auch etwas höhere Kräfte am Werke.
Aber vielen Dank für den Einblick in deine Konstruktion, die sicher für ihren Zweck klasse funktioniert, dazu ästhetisch sehr gelungen!

 

[Jack-Lee]

Wir bauen Fahrzeuge die 290kg Systemgewicht durch die Gegend transportieren und das sogar mit der gleichen Vorderachse (bis auf Blattfederdicke) wie die 13kg leichten Trikes. Das Zeug hält was aus. Schäden an der Vorderachse gabs bisher noch keine, wenn man Unfälle und Verschleiß raus nimmt.
Und warum sollte eine Feder weniger aushalten, wenn der Hebelarm kürzer wird? Wie groß ist denn der Abstand zwischen Drehpunkt Achsschenkel und Montagepunkt am Rahmen?

 

[BB123]

Höheres Gewicht muss sich nicht auf die Lebensdauer der Blattfeder auswirken (beim Smart gab es anfangs manch gebrochene GFK-Feder, das Folgemodell hatte dann Schraubenfedern, aber die brechen auch schon mal) - meine Bedenken oben gingen nur ums dynamische Verhalten.

Ist-Abstand zwischen Drehpunkt Achsschenkel und Montagepunkt: 140mm
Durch Versatz des Montagepunktes nach innen, an einen Querträger, wären bis 200mm möglich.
Platz ist da begrenzt, drunter liegt der Akku, drüber die Knie.

 

[BB123]

Falls noch jemand in Richtung GFk-Feder denkt - habe hier einen online-Rechner gefunden, mit dem man die Durchbiegung in Millimeter und die Biegespannung in Abhängigkeit von a) Abmessungen der (quaderförmigen) Blattfeder und b) Last ausrechnen kann, mit 'Visualisierung':

Balkenrechner: Lagerreaktionen, Biegemoment, Spannungen - Strommer

Kräfte, Momente, Spannungen, Winkel & Durchbiegung statisch (un)bestimmter Träger. Grafische Darstellung: Querkraft, Moment & Durchbiegung.

www.johannes-strommer.com

Bei rotek.at fand sich ein Datenblatt, mit diesen Werten für GFK:
Elastizitätsmodul: 22.000 MPa (statt den Vorgabewerten für Stahl / Alu im Rechner eintragen)
Biegefestigkeit: 350 MPa
Bezieht sich alles nur auf statische Last, die Biegespannung (σx.m) muss also deutlich unter der Biegefestigkeit des GFK liegen, damit das bei Bodenwellen nicht bricht. Die Abmessungen der Feder je nach Federweg kann man damit aber gut vor-planen.

 

[Misterx0]

Falls noch jemand in Richtung GFk-Feder denkt - habe hier einen online-Rechner gefunden, mit dem man die Durchbiegung in Millimeter und die Biegespannung in Abhängigkeit von a) Abmessungen der (quaderförmigen) Blattfeder und b) Last ausrechnen kann, mit 'Visualisierung':

Balkenrechner: Lagerreaktionen, Biegemoment, Spannungen - Strommer

Kräfte, Momente, Spannungen, Winkel & Durchbiegung statisch (un)bestimmter Träger. Grafische Darstellung: Querkraft, Moment & Durchbiegung.

www.johannes-strommer.com

Bei rotek.at fand sich ein Datenblatt, mit diesen Werten für GFK:
Elastizitätsmodul: 22.000 MPa (statt den Vorgabewerten für Stahl / Alu im Rechner eintragen)
Biegefestigkeit: 350 MPa
Bezieht sich alles nur auf statische Last, die Biegespannung (σx.m) muss also deutlich unter der Biegefestigkeit des GFK liegen, damit das bei Bodenwellen nicht bricht. Die Abmessungen der Feder je nach Federweg kann man damit aber gut vor-planen.

Dankeschön! Wird mir sicherlich hilfreich rein.

Ich bekomme am Wochenende eine technische Zeichnung, mit der ich Mal bei ein zwei anbietern Preise anfragen werde. Ich stelle dazu grobe Preis-Details ein, weil ich nicht weiß, ob man die Angebote veröffentlichen darf.

Bis jetzt habe ich zwei Läden gefunden. Bei dem einen muss ich selber schneiden und der andere schneidet gleich mit.

Mein Zwischenfazit:
- die günstigen Querlenker kosten mich bei der geringen Stückzahl mit Lagern etc. pro Stück ~ 100€. Davon benötigt 8 Stück...
- die auf dem Markt erhältlichen passen nicht, da ich eine Axe hinten durchstecken muss. Da ist die Aufnahme der Federung im Weg.
- Querlenker muss man gut berechnen, da der obere immer kürzer sein muss.
- die Radträger kann ich CNC bearbeiten lassen (inkl. Lenkloch, Scheibenbremse Löcher und Macpherson Aufnahme) das Stück bei 120€
- Macpherson spart einen Querlenker (4x -100€)
- GFK wird immer interessanter und interessanter. Wird jetzt am den Angeboten liegen, die ich erhalte.

Ich sammele noch viele Daten, aber bis zur eurobike gibt's eine kleine Pause. Am September recherchiere ich weiter und gebe Updates (ggf. zwischendrin)

 

[Jack-Lee]

Vorder und Hinterachse fix und fertig bei Velomo kaufen, ist für die allermeisten günstiger als der erste Versuch im Selbstbau (welcher meist Misslingt..)

 

[BB123]

@Misterx0 - wie hast du die Radträger denn konstruiert, gibst du dem CNC-Fertiger dann eine 3D-Datei?
Bei Macpherson braucht es einen oberen Montagepunkt, beim PKW mit selbsttragender Karosserie liegen die im Motor- und Kofferraum.
Wie willst du das bei deinem Velocar machen - extra Rahmen?

 

[Misterx0]

Vorder und Hinterachse fix und fertig bei Velomo kaufen, ist für die allermeisten günstiger als der erste Versuch im Selbstbau (welcher meist Misslingt..)

Ihr bietet auch Scheibenbremsen-Modelle an? Trommelbremsen werden wir nicht nutzen.

Dass die ersten Versuche misslingen werden, da bin ich mir schon fast sichern

 

[Misterx0]

@Misterx0 - wie hast du die Radträger denn konstruiert, gibst du dem CNC-Fertiger dann eine 3D-Datei?
Bei Macpherson braucht es einen oberen Montagepunkt, beim PKW mit selbsttragender Karosserie liegen die im Motor- und Kofferraum.
Wie willst du das bei deinem Velocar machen - extra Rahmen?

Da bin ich die nächsten Wochen dran ^^ Aber ich denke da an eine geschweißte T Form vorne und hinten, sodass ich an beiden Ende (rechts&links) des oberen T-Stücks die Federung dran machen kann. Ich rede hier aber auch von einem Alu/Stahl Träger, der mit entsprechender Dicke die Kräfte aushält. Einen Rahmen braucht man sowieso (wzB. bei Citkar), somit auch einen Schweißer und dann kann man sich die eine oder andere Strebe gleich mit dran machen lassen.

Ich habe mir versucht den Schweißer zu sparen und durch Schraubverbindungen zu arbeiten, ja, das geht fast immer, aber sobald man eine bestimmte Form benötigt, kommt man am Schweißen/an CNC nicht vorbei.

Ich habe meinen Schwerpunkt aktuell noch nicht auf die Optimierung vom Gewicht gelegt. Aktuell sind wir in dem Preisleistungsverhältnis zum Gewicht. Wenn ich 50g mehr nehmen muss, um 15€ pro Stück zu sparen, ist mir das recht.

 

[Jack-Lee]

Scheibenbremsen sind möglich, nutzen wir aber selbst bei den Lastenrädern nicht.
Aber den Achsschenkel selber ganz man recht einfach auch selbst "schnitzen".

PS. bau mitte nicht einfach das nächste 300kg Möchtegern-KFZ, dass im Alltag so unpraktisch wie unfahrbar ist ohne 10kW+ Antriebsleistung.