Studie zum Bau eines Vierrades (Quad)

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Nach mehr als fünf Jahren und mehr als 10000 km auf einem Anthrotech Trike mit Hinterradfederung habe ich mir einen Kindheiststraum erfüllt: ich habe mir ein Tretauto (Vierrad, Quad) selbst gebaut.

Auch von mir ein großes Lob. Das sieht wirklich gut aus! Ich mache mir ja auch zu einem Quad Gedanken und werde hoffentlich einiges von deinen Erfahrungen nutzen können. :)

Was mich als erstes interessiert: Wie sind denn die Maße, Gewicht und Wendekreis? Und wie gefällt die das Fahrverhalten?
 
Mich würde noch der Punkt "Hinterradaufhängung" interessieren, welche Erfahrungen hast du damit gemacht das der Aufhängungspunkt für die Hinterradschwinge gleichzeitig auch die Antriebsachse ist und du somit beim treten auch immer die Lager in der Hinterradschwinge drehen musst.
Normalerweise würden die ja nur belastet wenn die Federung belastet wird.
Wie sehen dazu so die Meinungen aus?
 
Wie sehen dazu so die Meinungen aus?

Wenn die beiden mechanischen Komponenten voneinander entkoppelt sind, sehe ich kein Problem (auch nicht im Falle eines Versagens). Allerdings sollten sie derart dimensioniert werden, dass die Belastung für die Haltbarkeit kein Hindernis darstellt und im Falle des Bauteilversagens nur eine Komponente (Antrieb oder Federung) seinen Dienst verweigert.

Viele Grüße
Wolf
 
Wenn die beiden mechanischen Komponenten voneinander entkoppelt sind, sehe ich kein Problem

Ich habe das mal zeichnerisch aufgedröselt
Bildschirmfoto 2014-09-27 um 13.18.13.png

Wenn ich das ganze richtig gelesen habe ist das so prinzipiell aufgebaut.
Da sehe ich allerdings keine mechanische Entkopplung, alles hängt an der "Antriebsachse" wenn diese sich dreht müssen sich nicht nur die beiden Stehlager (1 & 3) drehen, sondern auch die Innenlager (2) da die Hinterraschwinge im idealisierten fall sich nicht bewegt.
Gebe ich also an die Antriebsachse eine Drehzahl "n" drehen sich also pro Hinterrad schon 4 Kugellager. wenn jetzt auch noch die Hinterradschwinge federt kommt zu "n" noch die entsprechende Bewegung im Innenlager hinzu auf selbige hinzu.

Wenn ich das mechanisch entkoppeln würde sähe das so ähnlich aus:
Bildschirmfoto 2014-09-27 um 13.27.17.png

Bei Drehzahl "n" an der Antriebsachse muss ich mit meiner tretkraft jetzt nur noch die beiden Stehlager (1 & 3) mitdrehen.
Die Innenlager (2) werden nur dann in Drehung versetzt wenn die Federung in der Hinterradschwinge federt.
Das minimiert Lagerkräfte und den verschleiß im Innenlager, ich glaube sogar das bei dem Fall in Bild 1 die Lagerkräfte im Innenlager sogar noch höher sind weil die Innenlager ja permanent mit ca. 1/4 Gesamtgewicht belastet sind.



So genug gelabert, habe ich irgendwo einen Denkfehler oder sind die Probleme die dadurch entstehen nicht so gravierend und werden durch den Vorteil das, das Antriebskettenblatt im Drehpunkt der Hinterradschwinge ist und die Kette somit nicht länger oder kürzer wird beim einfedern, wieder ausgeglichen?

So und nun bin ich gespannt was ich zuhören bekomme?
Ich konstruiere im Moment auch ein 4Rad Velomobil, erstmal allerdings nur im CAD, hab grade keine Zeit und kein Geld um ein neues Velomobil zu bauen. (Mehr dazu wens interessiert auf meiner hp.)
 
Hallo,

Ich habe das mal zeichnerisch aufgedröselt

so hatte ich es auch verstanden. Es ist dann nur insofern entkoppelt, dass bei einem Versagen der Stehlager-Kugellager (Seizure) die Federung noch funktioniert.

So genug gelabert, habe ich irgendwo einen Denkfehler oder sind die Probleme die dadurch entstehen nicht so gravierend und werden durch den Vorteil das, das Antriebskettenblatt im Drehpunkt der Hinterradschwinge ist und die Kette somit nicht länger oder kürzer wird beim einfedern, wieder ausgeglichen?

Der große Vorteil dabei ist in der Tat die unveränderliche Kettenlänge sowie die gleichbleibenden Verluste, egal, wie weit die Schwinge eingefedert ist (bei einer Kettenleitrolle oder einem Kettenleitrohr sähe dies anders aus).

Gerade der überflüssige Kettenspanner erspart in dem hier gezeigten Fall etwas Gewicht (da beiderseits erspart). Nebenbei ist es auch einfacher zu kapseln, falls gewünscht.

Die oben gezeigte Lösung ist sicherlich nicht die effektivste, denn durch vier sich drehende Kugellager und die Verwindung der Drehachse durch die Schwingenbelastung (und somit einen leichten Unrundlauf, welcher zu geringerer Effizienz führen kann) entstehen, je nach Auslegung, etwas höhere Verlustleistungen.

Eine Entkopplung bei Beibehaltung des Kettendrehpunktes in der Schwingenachse wäre z.B. durch innere Lagersitze in dem Schwingenaufnahmerohr für die Drehachse/Antriebsbewegung und äusseren Lagersitzen aussen an diesem Schwingenaufnahmerohr für die Federbewegung möglich. Dies bedingt jedoch technisch deutlichen Mehraufwand, welcher in einer Hobbywerkstatt möglicherweise nicht durchzuführen wäre.

Viele Grüße
Wolf

Edit: Die Probleme, welche dadurch entstehen, halte ich für nicht gravierend, wenn die Komponentenauslegung steif und stabil genug dimensioniert wurde. Es ist ein einfach umzusetzender Ansatz, das ist halt ein zusätzlicher Vorteil.
 
Sicher hat Gerhard deswegen auch STUDIE geschrieben und wird nach einigen Lehrfahrten wissen was besser ist oder wäre und entsprechende Maßnahmen einleiten oder in einem Neubau einfließen lassen. Die Denkansätze sind aber sicher nicht verkehrt. Ich finde toll dass er es umgesetzt hat.
G Gruß Edgar
 
Was mich als erstes interessiert: Wie sind denn die Maße, Gewicht und Wendekreis? Und wie gefällt die das Fahrverhalten?

Maße:
Gesamtlänge zur Zeit 2,20 m. Die Gesamtlänge ist davon abhängig, wie hoch das Tretlager im Verhältnis zum Sitz positioniert wird. Im Moment sind die Querlenker vor dem Tretlager angeordnet, damit die Pedale und die Schuhe nicht die querliegende Verbindungspurstange berühren. Bei höherer Tretlageranordnung können die Querlenker unter dem Tretlager angeordnet werden, so daß das Quad kürzer wird. Ich habe auch die Anordnung der Querlenker direkt vor dem Sitz ausprobiert. Das Hinsetzen und Aufstehen wurde aber dadurch unbequem.

Gewichte:
Vorderteil mit Zentralquadratprofil 23,5 kg, davon 9 kg Panasonic-Tretkurbelmotor, 3,1 kg Zentralquadratprofil 50x50x2 mm.
4 Räder 7,6 kg
Welle mit Schwingen 5,0 kg
Traverse 24 mm Siebdruckplatte 8,0 kg
Sitz Terassensitz aus dem Baumarkt mit Holzsockel 5 kg
Transportplattform 80x60 cm mit Tragholmen 6 kg (noch nicht montiert)
2 Stoßdämpfer mit Dreieckswiderlager 5,4 kg
zusammen 60,5 kg

Wendekreis:
Der Wendekreis ist zur Zeit eine Straßenbreite. Dieses Maß ist aber für mich unbedeutend. Wichtiger für mich ist, das Rückwärtsrangieren aus einer Parklücke heraus. Hier ist das Quad einem Trike mit Anhänger haushoch überlegen. (Ich habe 5 Jahre Erfahrung mit Anhänger am Anthrotech).

Fahrverhalten:

Das Quad liegt wie ein Brett auf der Straße. Es fährt ruhig und federt angenehm. Bei den ersten Probefahrten war die Lenkung etwas nervös. Das konnte ich nach und nach, auch in Verbindung der Einstellung von Sturz und Spur, korrigieren.
 
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Mich würde noch der Punkt "Hinterradaufhängung" interessieren, welche Erfahrungen hast du damit gemacht das der Aufhängungspunkt für die Hinterradschwinge gleichzeitig auch die Antriebsachse ist und du somit beim treten auch immer die Lager in der Hinterradschwinge drehen musst.
Normalerweise würden die ja nur belastet wenn die Federung belastet wird.
Wie sehen dazu so die Meinungen aus?

Deine Argumente sowie die Gegenargumente von TitanWolf habe ich mir vor dem Bau auch durch den Kopf gehen lassen. Dabei war für mich nicht so sehr ein eventueller Leistungsverlust, sondern eine von mir durchführbare Bauweise und die Stabilität des Fahrzeugs im Vordergrund. Ich habe ja ein Transportfahrzeug gebaut, mit dem ich meinen Hund und/oder meine Einkäufe transportieren kann. Da kommt es mir auf Stabilität, nicht auf Geschwindigkeit an. Bergab erreiche ich auch bei leichtem Gefälle sehr rasch 30 km/h nur durch Rollen; das ist mir mit Hund oder Einkäufen schnell genug. Wichtig ist mir auch, daß ich meine täglichen Steigungen hochkomme, die erreichbare Geschwindigkeit in der Ebene ist für mich nicht bedeutsam, da ich im hessischen Bergland wohne.

Vor einigen Tagen habe ich bemerkt, daß sich die Traverse in der Mitte um 2 mm, bei Belastung um 3 mm durchgebogen hat. Ich habe daher die Siebdruchplatte 18 mm durch eine Siebdruckplatte 24 mm ausgetauscht und werde noch zusätzlich 2 U-Profile unter der Platte anbringen.
 
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Hallo Edgar,

Sicher hat Gerhard deswegen auch STUDIE geschrieben und wird nach einigen Lehrfahrten wissen was besser ist oder wäre und entsprechende Maßnahmen einleiten oder in einem Neubau einfließen lassen.

mir ging es überhaupt nicht darum, was "besser" sein könnte, ich bezog die Gedanken lediglich auf die Überlegungen von titanium2006. :) Dies deshalb, da ich die Umlenkung in der Schwingenachsposition ebenfalls als sehr vorteilhaft empfinde, aber die einzelnen Beurteilungen der Vor- und Nachteile in Punkto Wichtigkeit natürlich auseinandergehen.

Viele Grüße
Wolf
 
Achso okay, Standartverfahren eben.
Ich hatte gedacht das du vielleicht irgendwie einen Rückwärtsgang realisiert hast, mich hätte das gewundert aber ich kann ja auch nicht alles wissen ;)
 
Das Quad liegt wie ein Brett auf der Straße. Es fährt ruhig und federt angenehm. Bei den ersten Probefahrten war die Lenkung etwas nervös. Das konnte ich nach und nach, auch in Verbindung der Einstellung von Sturz und Spur, korrigieren.

Danke für die vielen Informationen. Die Maße entsprechen in etwas dem, was ich auch plane. Zu dem Fahrverhalten: wie musste du Spur uns Sturz einstellen, damit es gut läuft?
 
wie musste du Spur uns Sturz einstellen, damit es gut läuft?

Das Messen von Sturz und Spur habe ich bei Belastung mit meinem Körpergewicht von einer zweiten Person durchführen lassen, da sich beides bei Belastung/Entlastung ändert. An den Vorderrädern wurden die Werte vorn und hinten in Achshöhe, sowie oben und unten von Reifenmitte zu Reifenmitte gemessen. Bei Belastung ist der Sturz 0, die Spur hat minimal Nachspur, also Räder vorne schräg nach außen. Ich habe mit verschiedenen Einstellungen Rolltests auf ganz leichtem Gefälle durchgeführt und die Einstellungen behalten, mit denen ich ohne Pedaliern am weitesten rollen konnte.
 
Inzwischen habe ich einige Änderungen vorgenommen. Die Siebdrucktraverse 18mm wurde durch eine Platte 24mm ersetzt und zusätzlich U-Profile unter die Traverse montiert.

Momentan wird nur das linke Hinterrad angetrieben. Auf der rechten Seite der Welle mußten Ritzel und Schwinge ihre Plätze tauschen als Vorbereitung für den Linksantrieb des rechten Hinterrades. Ich warte auf die Lieferung einer Nabe mit Left Hand Drive (LHD) http://www.staton-inc.com/store/pro...ge_Hub_Left_and_right_hand_threads-885-0.html und Freilaufritzel LHD aus den USA.

Der Sockel des Sitzes wurde mit leichtem Paulownia Leimholz und inneren Verstärkungen aus Siebdruck neu erstellt. Der Sitz ist hinten mit Scharnieren auf der Traverse befestigt. Vorne sind 2 Überfallen montiert.

Der Akku bekam seinen Platz unter dem Sitz.

Die Transportplattform konnte endlich fertiggestellt werden. Ich habe Paulownia Leimbinder als Träger und 2 Paulownia Leimholzplatten 60x40cm als Boden der Transportplattform gewählt. Es war mir besonders wichtig, die Maße einer halben Europalette 80x60cm als Transportplatte zu wählen. Ich kann somit 2 Transportboxen 60x40cm auf die Platte stellen. Die Bodenplatten werden mit eingesteckten Schrauben mit den Trägern verbunden, so daß sie nach Herausziehen der Schrauben leicht entfernbar sind. Festgezurrt wird das Transportgut mit Spanngurten.
 

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Hallo gerhard, das holz ist leicht, aber auch fragil! es bricht recht abrupt aber ohne splitter. Grusse Jeroen
 
Hallo gerhard, das holz ist leicht, aber auch fragil! es bricht recht abrupt aber ohne splitter. Grusse Jeroen

Die Belastung der Transportplatte erfolgt durch meinen Hund mit 21kg Gewicht oder durch Einkäufe. Ich habe mich probehalber auf die Transportplatte gesetzt, es ist nichts passiert.

Bei den Einkäufen werde ich mit1 bis 4 Getränkekästen langsam das Gewicht steigern, solange ich noch damit meinen Hausberg hochkomme.
 
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