ICB2.0: Die dritte Dimension von Alutechs Trailbike [Design]

[luniz]

Klar geht es weiter! Ich versuche gerade, aus dem gesamten Hinterbau und dem Bauraum für diese Verbindung der Ketten- und Druckstreben ein sinnvolles Modell zu erzeugen... Garnicht so einfach!

Den Bauraum habe ich von nuts zur Verfügung gestellt bekommen, ich habe leider kein Gesamtmodell und kann so auch nicht abschätzen ob das realistisch ist oder nicht. Ich vertraue den Jungs aber, die wissen schon was sie tun ;-) Und selbst wenn es hier und da um ein paar Millimeter nicht ganz passt, die Aussage der Optimierung bleibt ja die selbe.

Deine Idee mit der Strebe zwischen den Lageraugen verstehe ich nicht ganz... Ich glaube, da ist das Sitzrohr im Weg!

Und zur Software: Generell kann man alles berechnen, es ist nur eine Frage der Komplexität des Modellaufbaus. Knicken und Beulen sind nichtlineare Phänomene, das bedeutet, dass für das Gesamtsystem kein linearer Zusammenhang zwischen Kraft und Verformung besteht. Um das berechnen zu können, braucht man einen expliziten Solver, der die Last in Schritten aufbringt und nach jedem Schritt die Geometrie des Bauteils neu berechnet (seeeehr grob erklärt!). Das geht zwar, ist aber aufwändig. In den vorliegenden Berechnungen habe ich nur linear statisch gerechnet, was meiner Einschätzung nach aufgrund des Schlankheitsgrades auch zulässig ist. Knicken ist hier sicherlich keines unserer Hautprobleme ;-)

 

[Plumpssack]

Zur Geo nochmal: Ich fand mit 1,84m und eher langen Beinen und etwas kürzerem Oberkörper (92cm Schrittlänge) das Cockpit am Sram Bike am besten (immernoch deutlich verspielt!). Jetzt habe ich allerdings kürzlich 35mm Vorbauten für mich entdecken können und würde es daher toll finden, wenn der L Rahmen mit 35mm Vorbau mindestens den gleichen Sattel-Lenker Abstand wie das Sram Bike hatte. @supurb-bicycles weißt du noch welche Länge der Truvativ Stylo Vorbau hatte?

 

[pezolived]

Deine Idee mit der Strebe zwischen den Lageraugen verstehe ich nicht ganz... Ich glaube, da ist das Sitzrohr im Weg!

Du hast bislang die beiden Fälle unterschieden, Hufeisen kann sich aufbiegen und Hufeisen kann sich nicht aufbiegen. Die Ergebnisse unterscheiden sich drastisch, und du sagst, daß die Wahrheit wohl irgendwo dazwischen liegen wird. "Dazwischen" übersetze ich jetzt mal mit "Hufeisen kann sich gegen den Widerstand aufbiegen, den die Sitzstreben nun mal bieten." Genau diesen Widerstand könnte man durch eine weiche Stützkonstruktion simulieren, die man hinten zwischen den Augen einfügt, z.B. eine gebogene Strebe, die unter Last, wenn sich die Augen nach außen bewegen, geradegereckt wird. Daß da real das Sitzrohr dazwischen steckt, stört ja nicht weiter. Uns interessieren ja nur die Auswirkungen auf den gefährdeten Querschnitt, vorne am Federbeinauge.

Zur Knickung: Ich habe hier die Rolle des immer besorgten Bedenkenträgers inne und ich hatte nicht nur Kummer mit der Gestalt des Hufeisens (nämlich genau dort, wo es in der ersten Simulation rot wird), sondern auch mit der möglichen Knickung des Zusammenbaus Hufeisen + Federbein. Wenn die Federung auf Block geht, sehe ich die Gefahr, daß dieser Zusammenbau am Dämpferauge ausknickt. Ist bislang in der Praxis nicht passiert, aber bislang wurde das Rad ja auch nur von qualifizierten Leuten nach fürsorglicher Abstimmung und Einstellung bewegt. Was da an verkorksten Landungen und sonstigen unplanmäßigen Überlastungen bislang angefallen ist, weiß ich nicht. Die Sorge ist bei mir jedenfalls noch nicht ausgeräumt.

Gruß,

Clemens

 

[xTr3Me]

Simulation ersetzt eh keinen Prüfstand...

 

[luniz]

Ah ok, jetzt verstehe ich was du meinst... Ja, kann man schon so machen für die Simulation, man könnte auch ein "Federelement" mit einer definierten Steifigkeit dazwischen bauen... nur weisst du dann in etwa genauso wenig oder viel, wie nah das an der Realität ist.

Genauso verhält es sich übrigens auch mit der Knickung an dieser Verschraubung. Das zu modellieren ist schwierig, denn eine Simulation ist ja IMMER eine idealisierte Betrachtung. Wenn die Kraft aus dem Hinterbau genau in Richtung des Dämpfers geht, dann passiert nichts. Wenn zusätzlich -durch irgendeine komische Verbiegung des Hinterbaudreiecks- ein Biegemoment auftritt, dann sieht das anders aus. Aber es ist quasi unmöglich vorherzusagen, wie, wie oft ,wie viel, in welche Richtung etc... Das kann man analysieren bis man schwarz wird. Oder man baut es einfach so, dass einem der gesunde, ingenieursmäßig geschulte Verstand sagt, dass es hält ;-)

Edit: Auch auf dem Prüfstand kann man nur idealisierte Szenarien abbilden, womit man da genau das selbe Problem hat! Es gibt die Szenarien des EFBE zum Beispiel... Aber wer kann mir sagen, inwieweit die einer realen Belastung entsprechen?

 

[xTr3Me]

Die Belastungen für den Prüfstand würde ich mit Messungen am Rahmen ermitteln und indem ich die Teile, die vom Prüfstand kommen mit den Teilen, die normal benutzt wurden vergleiche. Letztendlich müsste man Simulieren, am Funktionsprüfstand testen und im realen Betrieb.. keine Ahnung was Alutech hiervon abdeckt.

 

[coastalwolf]

Ganz so einfach ist Betriebsfestigkeit aber nicht. Du brauchst ein Dauerlauf-Kollektiv für die gesamte Lebensdauer (z.B. 20.000 km). Bloß was fährt der "typische" Kunde. Nur Tour ist zu wenig. Nur Park zu viel. Und dann wäre da noch Misuse (Stürze etc.).
Für den Rahmen brauchst Du salopp gesprochen eine der Wöhlerlinie vergleichbare Kennlinie für die wesentlichen Belastungen. Z.B. wieviele Vollbremsungen sind mit welchen Lasten möglich bis die Verbindung Unterrohr/Steuerrohr versagt. Das geht nur über simulative Iteration. Dann kannst Du das DL-Kollektiv dagegenstellen und Schädigungskennziffern errechnen. Sie beschreiben die Sicherheit gegen Versagen.
Messen solltest Du die Lastkollektive mit den tatsächlichen Rahmen. Noch dazu am besten mit verschiedenen Fahrern. Trockene perfekte Bedingungen gegenüber nassen rutschigen Bedingungen können schon mal Faktor 100 bedeuten.
Kurzum: von einer echten Betriebsfestigkeit analog der Luftfahrt- und Fahrzeugindustrie ist die Bike-Industrie mindestens eine Mondreise entfernt. Aber solange auch mit Erfahrungswerten Rennradrahmen mit Gewichten um die 700g entstehen und Enduro-Fullys in Alu oder Carbon die 3kg Grenze knacken, ist die Welt für unser Hobby doch in Ordnung

 

[luniz]

Das sehe ich genau so...

Im Endeffekt muss man -sowohl auf dem Prüfstand, wie auch bei der Simulation- immer ein Gefühl dafür haben, wie groß in etwa der Fehler ist, den man macht. Weil, einen "Fehler" macht man mit der Idealisierung immer.

 

[Deleted 244202]

Wegen den Messungen der realen Kräfte könnte Nuts ja mal bei 2D anfragen. Ich glaube Canyon verwendet auch deren Equipment und die sind damit recht zufrieden.

 

[imkreisdreher]

Guten Abend, könnte mir bitte jemand erklären, warum man eine Dämpferverlängerung braucht? Ginge es nicht auch anders? Meine Überlegungen dazu, siehe Bild. Solange die Kinematik hingedreht werden kann, das sie passt, ist ein Teil weniger doch super. Zusätzlich könnte ein Schmiede/Frästeil zur Dämferbefestigung dort zwischen den Hinterbau geschweist werden, was der Steifigkeit zugute kommt.
Verzeiht, sollte ich völlig daneben geschossen haben. Ich bin nur immer der Meinung alles so einfach wie möglich zu machen.

 

[Kharne]

Bei Variante 1 freut sich der Dämpfer, bei Variante 2 haben wir wieder nen degressiven Hinterbau.

Man könnte den Hinterbau so flach halten, dass die Verlängerung (so wie bei deiner Var. 1) den Dämpfer genau grade drückt, aber ich glaube nicht, dass der dann noch halbwegs steif ist.

 

[imkreisdreher]

Bei Variante 1 freut sich der Dämpfer

Könntest du darauf bitte eingehen, das verstehe ich nicht. Ist es denn nicht besser, wenn der Hinterbau steifer ist?
Ein Teil und zwei Lagerungen weniger wäre doch ein klasse Sache, ich finde das sollte man mal durch denken.

 

[Kharne]

Deine Verlängerung drückt den Dämpfer nach unten, während es ihn nach vorne schiebt, ich bezweifle dass das Bushings und der Dämpfer selber mögen. Zumal dir das wegknickt wenn du den Hinterbau durchschlägst.

 

[ONE78]

Beides degressive Anordnungen und wir wollen etwas progrssives! Daher die Verlängerung.

 

[Piefke]

Das Problem mit der Dämpferverlängerung entsteht ja nur bei einem einfachen Eingelenker. Hätte man da gleich was Ordentliches genommen...

 

[imkreisdreher]

So, habe das mal abgeschwächt, siehe Bild. Das mit den Dämpferbuchsen würde ich als vernachlässigbar einstufen, dazu sind sie ja da. In dieser Hinsicht ist die Hufeisenvariante auch kritisch, da das Dämpferauge die erhöhte Knickspannung aufnehmen muss, die ohne Verlängerung nicht auftritt. Leichter ist es warscheinlich auch.

Edit: Noch immer degressiv, progressiv kommt gleich..

 

[ONE78]

Das thema kinematik ist doch schon lääääängst durch......

 

[coastalwolf]

Die Diskussion dazu ist bereits hinreichend erfolgt. Du bist ein bisschen spät dran. Schau Dir mal in Ruhe die alten Threads an.

 

[xTr3Me]

Ganz so einfach ist Betriebsfestigkeit aber nicht. Du brauchst ein Dauerlauf-Kollektiv für die gesamte Lebensdauer (z.B. 20.000 km). Bloß was fährt der "typische" Kunde. Nur Tour ist zu wenig. Nur Park zu viel. Und dann wäre da noch Misuse (Stürze etc.).
Für den Rahmen brauchst Du salopp gesprochen eine der Wöhlerlinie vergleichbare Kennlinie für die wesentlichen Belastungen. Z.B. wieviele Vollbremsungen sind mit welchen Lasten möglich bis die Verbindung Unterrohr/Steuerrohr versagt. Das geht nur über simulative Iteration. Dann kannst Du das DL-Kollektiv dagegenstellen und Schädigungskennziffern errechnen. Sie beschreiben die Sicherheit gegen Versagen.
Messen solltest Du die Lastkollektive mit den tatsächlichen Rahmen. Noch dazu am besten mit verschiedenen Fahrern. Trockene perfekte Bedingungen gegenüber nassen rutschigen Bedingungen können schon mal Faktor 100 bedeuten.
Kurzum: von einer echten Betriebsfestigkeit analog der Luftfahrt- und Fahrzeugindustrie ist die Bike-Industrie mindestens eine Mondreise entfernt. Aber solange auch mit Erfahrungswerten Rennradrahmen mit Gewichten um die 700g entstehen und Enduro-Fullys in Alu oder Carbon die 3kg Grenze knacken, ist die Welt für unser Hobby doch in Ordnung

Ist mir schon klar, dass es unmöglich ist die Bedingungen "im Feld" auf dem Prüfstand perfekt nachzustellen. Aber deshalb schreibe ich auch, dass man die Ergebnisse vom Prüfstand mit den Ergebnissen von den Testfahrten vergleichen muss, um sich über eine sicherlich lange Dauer hier das Know-How anzueignen. Der Weg dahin ist sicherlich nicht von heute auf morgen getan und innerhalb einem Entwicklungszyklus eines ICB 2.0's wird das sicherlich auch nicht geschehen können,.. wie gesagt, keine Ahnung wie viel Alutech davon bereits macht.. Interessant wäre es aber auf jeden Fall..

 

[Kharne]

Das Problem mit der Dämpferverlängerung entsteht ja nur bei einem einfachen Eingelenker. Hätte man da gleich was Ordentliches genommen...

Du meinst so Hinterbauten wie gewisse andere Hersteller, die degressiv ausgelegt sind, oder erst degressiv sind und dann extrem progressiv werden?

 

[imkreisdreher]

Die Hufeisenvariante sehe ich jetzt als Notbehelf, jedoch nicht als konstruktiv saubere Lösung (meine persönliche Meinung). Deshalb lege ich darauf Wert die Konstruktion zu überdenken. Es kommt immer wieder vor, dass man in der Produktentwicklung wieder von der Ausarbeitungs- zur Konzept- oder Entwurfsphase zurück gehen sollte.

 

[Kharne]

Und wann kommt die progressive Variante?

Nen progressiven Eingelenker kann man nur mittels Dämpferverlängerung oder durchbrochenem Sitzrohr bauen, nicht anders.

Du erinnerst mich en bissl an den BrandX, der wollte auch mit aller Gewalt den Hinterbau kippen als alles schon durch war...

 

[ONE78]

...wieviele Vollbremsungen sind mit welchen Lasten möglich bis die Verbindung Unterrohr/Steuerrohr versagt. Das geht nur über simulative Iteration...

Wie simuliert man denn dauerfestigkeitsergebnisse, das geht imho nur aufm prüfstand!

 

[ONE78]

Die Hufeisenvariante sehe ich jetzt als Notbehelf, jedoch nicht als konstruktiv saubere Lösung (meine persönliche Meinung). Deshalb lege ich darauf Wert die Konstruktion zu überdenken. Es kommt immer wieder vor, dass man in der Produktentwicklung wieder von der Ausarbeitungs- zur Konzept- oder Entwurfsphase zurück gehen sollte.
Anhang anzeigen 351544

drehpunkt zu hoch, ist nicht antriebsneutral. Wippt also...
btw der hinterbau wird durch diese sreben auch nicht steifer.

 

[imkreisdreher]

Und wann kommt die progressive Variante?

Nen progressiven Eingelenker kann man nur mittels Dämpferverlängerung oder durchbrochenem Sitzrohr bauen, nicht anders.

Du erinnerst mich en bissl an den BrandX, der wollte auch mit aller Gewalt den Hinterbau kippen als alles schon durch war...

Ich halte das jetzt für progressiv, kann mich aber irren. Die Hinterbaulagerung liegt quasi hinter dem Federweg, für degressiv sollte er davor liegen (ausgefederter Zustand). Ich will das nicht mit aller Gewalt ändern, mir ist das sehr Banane, mich freuen nur saubere Lösungen und genauso fuchsen mich welche die es nicht sind. Starre Denkstrukturen, die nach dem Schema "so funktioniert das und so nicht" also "alternativlos" funktionieren, sind mir sehr suspekt, meistens gibt es doch eine Lösung, die oft auch mit der Zeitqualität zu tun hat.
So, ich ziehe mich nun zurück, damit die Hufeisenära kommen kann.