Ultraleicht-Kettenblattadapter by Wolf

Dieses Thema im Forum "Fahrradkomponenten" wurde erstellt von TitanWolf, 07.02.2019.

  1. TitanWolf

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    Ein freundliches Hallo an Euch,

    aus Gründen entwarf ich in den letzten zwei Tagen verschiedene Kettenblattspacer resp. -adapter für cross-over Montage, u.A. 74er auf 110er, 74er auf 130er, Bafang BBS (60er LK) auf 110er & 130er..

    Wieso 74er? Eine Bedingung eines aktuellen Projekts (BBS => 74er => 110er / 130er für insgesamt drei Kettenblätter), wobei das Design der Adapter universell einsetzbar ist.

    Als Material wird kaltgewalztes 1.4404 / V4A eingesetzt, die fertigen Adapter liegen mir Ende Februar vor.

    Sie wurden in Belastungsrichtung ausgelegt (demnach ist die Drehrichtung vorgegeben), sind sowohl aus Liegerad- als auch aus Uprightperspektive (unterschiedliche Zugtrum-Winkel in Relation zur maximalen Trittkraftposition) einsetzbar.

    Als Augenschmaus hier die Optik im Überblick:

    74 => 110 mm Adapter, 3mm Stärke, ~50g, Statik im Kopf optimiert:

    Bafang 110 auf 74mm 5-Lochkreis Adapter V2.JPG

    74 => 130 mm Adapter, ~57g, Rest dito:

    Bafang 130 auf 74mm 5-Lochkreis Adapter V2.JPG

    Bafang BBS 01/02 => 110 & 130 mm Adapter, ~61g:

    Bafang 110 & 130mm 5-Lochkreis Adapter.JPG

    Bin auf den live-Test Ende Februar gespannt. :whistle:

    Viele Grüße
    Wolf
     
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  2. AxelK

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    Voraussichtlicher VK?
     
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    Hübsch!
    Beim 74mm -110mm Adapter find ich die Statik ziemlich gut.
    Die beiden anderen erscheinen mir ein bisschen gewagt (Druck-Abstützung auf den kleinen Lochkreis).
    --- Beitrag zusammengeführt, 07.02.2019 ---
    Ich auch! :D
     
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  4. liegerast

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    Klasse Idee!
     
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  5. Nobbi

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    wenn es mit den 74mm an der Kurbel angeschraubt wird ist das doch wurscht.
     
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  6. Marc

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    Nicht das es auf dem 74mm Lochkreis abstützt, sondern wie es auf der anderen Seite des kleinen Stegs ausschaut. ;)
    Vielleicht unterschätze ich auch nur das 1.4404, aber dort kommt halt zu Lastspitzen und es ist nicht viel Material vorhanden um die Last abzufangen oder weiterzuleiten. Wie gesagt, ich bin auf den Live-Test gespannt und würde mich freuen wenn ich mich irre!
     
    Zuletzt bearbeitet: 07.02.2019
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  7. TitanWolf

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    Hallo zusammen,

    gerade Essen zubereitet, daher verzögerte Antwort. Freut mich, wenn das Konzept auf Interesse stößt. (y)
    Das ist stark abhängig von Art und (Liefer)Umfang. Die 74er auf 110/130er bedingen, sofern am Bafang BBS01/02 verwendet, einen zweiten, inneren Adapter, welcher die Montage des 74er Kettenblatts innenliegend ermöglicht (im passenden Abstand, um sogar einen Umwerfer am Bafang montieren zu können - dessen Halterungslösung befindet sich noch am Anfang der Entwicklung) sowie die passenden Distanzhülsen / Schrauben.

    Damit sind zwei oder drei Kettenblätter am BBS01/02 möglich, inkl. "Fernschaltung" vom Lenker aus. Das gesamte Kit mit Umwerfer und geeigneten Kettenblättern wird schon etwas teurer, ist in dem Fall offiziell über Velomo zu beziehen. Natürlich nur, falls es sich bewährt und Interesse besteht.

    Der reine Adapter BBS01/02 => 110&130er LK wird wohl bei ~45€ liegen, ist bereits oberflächenverdichtet, salz- und partiell säurebeständig, entgratet und ohne tiefere Kratzer.

    Falls jemand seine 74er Kurbel auf 1110/130er LK adaptieren möchte, kommt der einzelne Adapter hier auf ~35€, allerdings ohne Oberflächenbehandlung, da nicht als Sichtteil ausgelegt (ursprünglich Teil eines mehrlagigen Verbunds, siehe oben).

    Andere Adapter/Halterungen, welche sicherlich folgen (abhängig von Ideen, Projekten, Notwendigkeit..) kann ich noch nicht einschätzen, das ist abhängig von Komplexität und den jeweiligen Teilelisten. Oder Sonderwünschen.
    Danke Euch! :)
    Das ist, wie @Nobbi richtig beschreibt, gewünscht: die kleinen Lochkreise sind bei angenommenen Verwendungszwecken der Befestigungspunkt des Adapters, über welchen das gesamte Drehmoment abgefangen wird - idealerweise durch seine Reibung/Druckkraft am Gegenstück, geringfügig auch durch Scherkräfte auf die Schrauben.

    Daher wird das Drehmoment über Druckstreben in die verankerten Schraubenpunkte eingeleitet, gleichzeitig wirken für geringfügig anfallenden Biegekräfte auf die Druckstreben pro Befestigungspunkt mehrere Dreieck-/Trapezstrukturen mit Zugstreben (drei bis sechs, auch der daneben liegenden Befestigungspunkte) und bei dem BBS=>110&130er Adapter auch der Innenring, welcher anliegt, eigenstabilisierend.

    Es ist ein Entwurf, die Kräfte partiell gegenläufig zu richten, wenn sie -nicht- auf die Schraubpunkte des Adapters wirken (um sie auf ebendiese umzulenken oder zu verteilen). Auch bei einer seitlichen Belastung des Adapters (durch Kettenschräglauf bspw.) sollen bei Verformung der Dreieck-/Trapezstrukturen in sich gegenläufige Kräfte entstehen, da die fünf Verschraubpunkte der Kettenblätter wiederum durch den Kettenblattring zueinander in dreieckähnlichen Strukturen münden.

    Falls die "Querstreben" sowie deren Ausrichtung abseits von der gegenseitigen Stabilisierung des "großen" Lochkreises irritieren: Es ist möglich, dass sich 1-2 Schrauben lösen, ohne, dass der Nutzer es merkt. Hierbei würden die gelösten Schraubenlochringe des kleinen Lochkreises in sich verformt, da keine seitliche Reibung/Klemmkraft mehr besteht und die Schrauben auf Scherung belastet werden, durch den immer vorhandenen elastischen Bereich der "losen" Druckstreben und des Kettenblattrings. Dies könnte das Kettenblatt oder die 74er Aufnahme selbst verformen oder die Schrauben beschädigen. Diese Kräfte sollen hierdurch gleichmäßiger verteilt werden.

    Auch ist eine gewisse Redundanz und (durch angepasste Strebenstärken - die Blechstärke bleibt gleich, doch die Breite variiert) Ausfallsicherheit integriert.

    Eventuell drehe ich ein Video dazu, in welcher ich zwei verschiedene Adapter zerstöre und hierfür Strebe um Strebe beidseitig durchknipse. Dies bei definiertem wirkendem Drehmoment zeigt dann gut die Wirkung der Strukturen.
    (y)
    Edit:
    Ah, okay! Genau diese Stelle (evtl. nicht gut sichtbar) wurde beim BBS=>110&130er Adapter verstärkt und die Kraft wird durch eine asymmetrische Rundung/Streben (und somit Materialstärke) umgeleitet resp. verteilt. Auch spielt hier der (zwangsläufig durch die durchgängige Zahnreihe vorhandene) Kettenblattaußenring eine große Rolle.

    Viele Grüße
    Wolf
     
    Zuletzt bearbeitet: 07.02.2019
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  8. liegerast

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    Ob sich sowas auch für eine alte TA Cyclotourisme Kurbel machen lassen würde? Der Lochkreis für die Anbringung des großen Kettenblatts (das für die kleineren als Stern dient) ist da schon recht nah an der Kurbelachse.
     
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  9. TitanWolf

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    Hallo @liegerast ,

    technisch liest sich das nach einer gut umsetzbaren Lösung. Hast Du Fotos der Kurbel / des großen Kettenblatts?

    Ob das allerdings für ein Einzelstück (evtl., da nicht mehr erhältlich?) sinnvoll ist?
    Mir fehlt bis zur Spezi neben den momentan aktiven (Velomo)Projekten und meinen eigenen Spezivorbereitungen die Zeit für weitere (neue) Aufträge, das fiele dann in den Planungsbereich frühestens ab Mai.

    Viele Grüße
    Wolf
     
  10. Marc

    Marc

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    Die grössere Rundung an der Strebe des 110/130 Adapters hab ich schon gesehen. Mir würde dort etwas mehr 'Fleisch' zwischen der 110er Bohrung und der unteren Zugstrebe, und ein klein bisschen steilerer Winkel (+20°?) der kleinen Druckstrebe zum BBS Lochkreis aber besser gefallen.

    Ähnlich beim 74mm/130mm Adapter. Etwas mehr Material innen zwischen 130er Loch und unterer Zugstrebe, und vielleicht auch ein etwas steilerer Winkel der äusseren Druckstrebe zum 74er Lochkreis.
    Aber ehrlich gesagt kann ich mich soo stocknüchtern :whistle: nur beschränkt in die Druckstatik 'reindenken'. Die Zugstatik schaut mir richtig gut aus.
    Deine Chancen das es funktioniert sind also ziemlich gut. :D


    Nachtrag:
    Doch nicht verwechselt. :ROFLMAO:
     
    Zuletzt bearbeitet: 07.02.2019
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  11. Gear7Lover

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    Ein Kettenblatt-(adapter) ist wie eine Bremsscheibe. Eine am Umfang an einer Stelle einwirkende Tangentialkraft muss auf 5/6 Schrauben des inneren Flasches geleitet werden, oder re-actio.
    Die Tragstruktur ist grundsätzlich mit druckbelasteten Speichen die eine Zugspannung im Rotor erzeugen und ihn dadurch aufspannen. Die druckbelasteten Speichen sind erkennbar, jedoch aufgelöst in 3 parallele Druckstreben die (vermutlich) so breit wie dick sind und so auf beide Achsen die gleiche Knickstabilität aufweisen. Ich würde die Schwächung der Stabilität durch Biegespannungen in den Speichen durch das übertragene Drehmoment berücksichtigen und die Speichen breiter als dick wählen. Des weiteren muss noch die Biegung im Ring um die Kettenblattschrauben innen und aussen berücksichtigt werden, da diese auf Lochleibung mit unterschiedlichen Radien arbeiten. Hertz'sche Pressung und Biegung in der Lasche wie bei einer Bolzenverbindung. Ich hab eine sehr verwaschene Kopie aus dem "Technischer Ansporn", die das sehr anschaulich darstellt. Kann ich raussuchen.
     
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  12. liegerast

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    Hier mal auf die Schnelle gesucht.

    Die alten TA Sachen sind einfach zeitlos...nur das Angebot an Kettenblättern wird nicht besser...

    Hat keine Eile, melde mich dazu später im Jahr nochmal.
     
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  13. TitanWolf

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    Hallo @Marc ,
    Der Gedanke ist nachvollziehbar! Mein verwendeter Winkel ist ein Abwägen zwischen Zug-/Druckbelastungen auf die "einzelnen" Streben und ein Übergang zu verstärkten Biegebelastungen bei spitzerem Winkel / "Knick" in gerichteten Kräften, welche wiederum die Dreieckstrukturen unvorteilhafter belasten.

    Daher ein Auftreffpunkt unterhalb des Schraubenlochrings selbst, welcher durch variable Materialstärke, einen weichen Übergang mit definierter Einleitrichtung und die partiell entgegenwirkende Kraft der benachbarten Dreiecksstrukturen stabilisiert wird.
    Prust! :D
    Danke, schauen wir mal. Bei einem "Prüfmuster" werde ich evtl. die durch Verstrebung belastete Struktur zerstören und analysieren, ob die Eigenstabilisierung durch Ring, übrige Strukturen und Umleitungspunkte (über Streben) in dieser die (im Normalfall nicht vorhandene, selbst bei lockerer Schraube) Schwächung gut abfängt. Ein steilerer Winkel wäre meines Erachtens nach für die doppelte Anzahl an Streben und zwei Schraubenlochringe von Nachteil.
    (y)

    Hallo @Gear7Lover ,
    sie sind (aufrecht gestellt und aus Fahrerposition betrachtet) deutlich breiter. Ist absolut notwendig, um Biegekräfte zur Seite durch bspw. Kettenschräglauf und -zug abzufangen und gleichzeitig den notwendigen Raum zwischen montierten Kettenblättern zu gewährleisten.

    Die jeweils drei Streben sind auch nur bedingt Druckstreben. Je nach elastischer (auch seitlicher) Biegungsbelastung, aktueller Position und Vorspannung entstehen auch Zug- und Biegekräfte (welche durch die Dreieck- und Trapezstrukturen in Verknüpfung in längsgerichtete Druck- und Zugbelastungen umgeleitet und verteilt werden - wie gut dies klappt, sehen wir noch :D).
    Das ist mit Grund für die Definition ihrer Durchmesser / Radien gegenüber den üblichen Schraubenkopfdurchmessern gewesen.
    Das würde ich gerne betrachten. Falls Du es findest, kannst Du es gerne posten - passt bestens zum Thema. (y)

    Hallo @liegerast ,
    das ist nachvollziehbar. Danke für das Bild - der Lochkreis ist wirklich kompakt. Und hält dennoch. :D
    Ab Mai sehe ich kein Problem dabei, die Zeit für einen solchen Adapter zu finden.

    Viele Grüße und gute Nacht
    Wolf
    --- Beitrag zusammengeführt, 07.02.2019 ---
    PS:
    Uh, die kleine Druckstrebe ist in den meisten Fällen (abseits einer lockeren Schraube) eine schräg belastete Zugstrebe.. es sei denn, es geht etwas ordentlich schief bei der Belastung. :D
     
    Zuletzt bearbeitet: 07.02.2019
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  14. rallef70

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    @TitanWolf : hast du die wunderschöne Konstruktion durch eine FEM ala Z88AURORA gejagt?
    Da kann ja recht gut auf Überspannungen oder zuviel Material hin gerechnet werden.
    Das Tolle hierbei ist ja der Status Freeware und die intuitive Nutzbarkeit.
     
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  15. TitanWolf

    TitanWolf

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    Hallo @rallef70 ,

    nein, ich nutze für die Berechnung momentan keine Software, diese erfolgt rein kopfseitig.

    Danke für den Hinweis auf Z88AURORA - werde ich mir bei Gelegenheit anschauen. (y)

    Viele Grüße
    Wolf
     
  16. Stiefel99

    Stiefel99

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    Hallo Wolf,
    falls du Interesse hast kann ich´s mal mit SolidWorks durch Rechnen.
    Ich hab zwar nur das Professional kann damit aber Teile Rechnen, und 1.4404 ist auch in der Materaldatenbank.
    STEP oder Parasolid zum Importieren sind OK.

    Mal was auf die schnelle....
    Unbenannt.JPG

    Gruß Stefan
     
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  17. wali

    wali

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    Wenn ich das richtig verstehe, weisen die drei abgebildeten Adapter drehrichtungsmäßig in Uhrzeigerrichtung. Bin zwar in Hinsicht deiner Adapter eher ein Laie, aber aus meiner Zeit als Maschinenbauer würde ich aus meinem Bauchgefühl heraus dazu neigen, die Dreiecksverbindungsstreben zw. dem kleinen und dem nächst größeren Lochkreislöchern immer direkt auf die Lochkreislöcher richten - wie beim obigen 74-110'er also auch beim 74-130'er. Beim BBS würde ich eine Dreiecksstrebe vom 110'er zum 130'er Loch setzen. Falls dies alles von der Statik her nicht reichen sollte, würde ich evtl. notfalls eine einfache Zwischenstrebe (innenliegender zu den Dreiecksstreben ausgerichtet) zusätzlich integrieren. Dass sollte dann halten, denke ich. Na ja, Bauch ... .

    Wie ich das meine, habe ich mal mit Paint editiert (ich hoffe, Wolf ist nicht sauer wegen Urheber u. so ...) - siehe Bilder: beim 74-130'er ist die evtl. zusätzliche einfache Strebe mit dabei, beim BBS nicht, weil sie da m.E. auch nicht nötig wäre, denn da ist ja schon eine kurze vom kleinsten Lochkreis ausgehende vorhanden.
     

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  18. TitanWolf

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    Hallo @Stiefel99 / Stefan,
    danke für das Angebot, super von Dir! (y) Aktuell möchte ich jedoch nicht die Zeichnungen oder Maße herausgeben, auch fehlt bei der Analyse weiterhin der innere Träger und das äußere, verbindende (und stark stabilisierende) Kettenblatt.

    Kann virtuell drangeschraubt werden, doch die verschiedensten Lastfälle zu prüfen, um meine Kopfberechnung zu verifizieren oder widerlegen, das möchte ich in der Realität durchführen.

    Hallo @wali ,
    das ist richtig. In gegenläufige Richtung würde es deutlich eher kollabieren, dafür nicht ausgelegt.
    Das wäre ein guter Weg, solange sich die Lochkreisradien nicht allzu stark unterscheiden, wie bspw. beim 74=>110er der Fall. Bei 60/74 zu 130 mm und gleichwohl sinnvoller flacher Neigung zur Krafteinleitung wären die "rückläufigen" Streben meines Erachtens deutlich zu steil - oder die Druckstreben zu flach. Diese zwei möglichen Nachteile halte ich für gravierender, als den Stabilitätszuwachs (solange ein Kettenblatt montiert ist).

    Dies, kombiniert mit weiteren Aspekten wie z.B. dem Kettenblatt selbst, welches zwangsläufig die Aufnahmepunkte des äußeren Lochkreises zueinander stabilisiert und verbindet - beim 130er übrigens näher an den Kettenblattzähnen und deren durchgängigem Verbindungsring als beim 110er, gleiche Zahnanzahl angenommen, definiert Anzahl der notwendigen Streben und deren Wirkung selbst stark mit.

    Im angenommenen FEM-Fall von Stefan fallen zwei bis drei Aspekte der gegenseitigen Stabilisierung komplett weg, da keinerlei Verbindung des Adapters mehr durch das Kettenblatt erfolgt. Der Nachteil der niedrigeren Streben wäre ohne Kettenblatt vorhanden, keine Frage - doch selbst, wenn eine Kettenblattschraube lose ist (oder gar alle fünf Schrauben), sind diese weiterhin (fast) auf Passung durchgesteckt.

    Den Adapter ohne montiertes Kettenblatt wird vermutlich keiner mit Drehmoment veranschlagen.. :D

    Viele Grüße
    Wolf
     
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  19. Fanfan

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    Wenn aufeinander abgestimmte Kettenblätter montiert werden, wäre es für die Funktion der Schaltgassen wahrscheinlich besser, wenn die Lochfünfecke genau ganzzahlig oder bei geraden Zahnzahlen auch halbzahlig gegeneinander verdreht sind. Das ist bei dem Adapter 74mm-130mm im Moment glaube ich nicht der Fall.
     
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  20. einrad

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    Den Zugang halte ich für so einen Teil für sehr gut.
    Da der einzelne Laserteil nicht so teuer ist, kann man durchaus einen bis zur Zerstörung testen.
    Das sollte eine gute Abschätzung der Stabilität erlauben.

    Was mir in der Debatte über die Stabilität ein wenig fehlt ist, dass das neue Kettenblatt mit Adapter ja um die Blechdicke seitlich versetzt wird.
    (Bitte um Hinweis, falls ich mich täusche.) Die Belastung wird mit dieser Anfangsauslenkung doch unterschiedlich zum Lastfall in einer Ebene.

    Gruß, Harald
     
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