Internet Community Bike: Schritt #3 - Das Fahrwerk

[DocB]

Pinion

#133

 

[Lutz-2000]

Hallo Stefan,
Ich bin Dir noch eine Antwort schuldig geblieben, wie ich zum Viergelenker vs. abgestützter Eingelenker stehe.
Beide Systeme haben Vor- und Nachteile, liegen bei optimierter Bauweise jedoch dicht beieinander.
Rein Kinematisch kann man mit einem Viergelenker über ein großes Kettenblattspektum hinweg sehr gute Antisquatwerte bei wenig Pedalrückschlag erreichen.
Der Viergelenker ist leicht und steif, insbesondere da sich der Hauptlagerpunkt und das Horstlink sehr nahe der gedachten Verbindungslinie zwischen Tretlager und Hinterradachse befinden.
Beim Eingelenker befindet sich das Hauptlager etwas weiter weg von der gedachten Linie,weist aber dafür kein Horstlink auf. Konstruktionsmäßig praktisch ein Patt.
Vorteil des Viergelenkers : sehr gutes Antisquat in vielen Gangkombinationen
Nachteil des Viergelenkers : minimal schlechteres Bremsquat.
Dazu muss ich jetzt etwas Ausholen:
Im Linkage-Programm gibt es das Diagramm A1= Antisquat
100% Antisquat im Graphen bedeutet dass an dieser Stelle des Federweges bei der gewählten Gangkombination und einer vordefinierten Tretkaft und Fahrergewicht/Schwerpunktlage, die Hinterradfederung nicht einfedert.
Bei 120% Antisquat würde das Bike beim Beschleunigen ausfedern - Bei 80% entsprechend einfedern.
So - und jetzt zum berühmten „Bremsstempeln“. Das Bremsstempeln ist ein dynamischer Schwingungsvorgang der prinzipiell bei jeder Art von Hinterradbremsystem auftreten kann.
Ich möchte aber nicht an dieser Stelle weiter darauf eingehen.(später vielleicht noch ;-))
A2= Bremsquat.
Das Diagramm A2 im Linkage betrachtet statisch die Ein- oder Ausfederungskraft welche auf die Hinterradfederung wirkt, wenn man ausschließlich die Hinterradbremse betätig.
100% Bremsquat bedeutet, wenn die Hinterradbremse betätigt wird, federt das Hinterrad weder ein noch aus, sondern bleibt in der jeweiligen SAG oder momentan anstehenden Einfederungslage stehen.
120% Bremssquat bedeutet der Hinterbau federt ein wenn die Hinterradbremse betätigt wird
80% Bremssquat bedeutet der Hinterbau federt bei einer reinen Hinterradbremsung aus.
Achtung: sobald die Vorderradbremse mit betätigt wird (oder ganz alleine) beginnt der Hinterbau je nach Stärke der Bremsung unabhängig vom Bremsquat auszufedern
„Wodurch kommt das Brem-Squat zustande?“ kann man sich jetzt fragen.
Antwort: die Lage des Schwingendrehpunktes (real oder virtuell) ist entscheidend.
Je weiter hinten und oben der Schwingendrehpunkt ist desto mehr Federt der Hinterbau ein bei einer alleinigen Hinterradbremsung- je tiefer und je weiter vorne der Schwingendrehpunkt desto stärker federt der Hinterbau aus.
Zwischen diesen beiden Lagen gibt es eine Konvergenzlinie welche beim hinteren Reifenaufstandpunkt beginnt und schräg nach vorne Aufsteigt.
Befindet sich der Schwingendrehpunkt auf dieser Konvergenzlinie spricht man von 100% Bremsquat.
Man kann sich dies mithilfe einer extremen Schwingendrehpunklage leichter Vorstellen:
Würde der Schwingendrehpunkt 1000mm senkrecht über der Hinterrad Achse liegen, würde der Hinterbau bei jeder minimalen Hintrradbremsbetätigung sich sofort „strecken“ und einfedern.
Umgekehrt das andere Extrem: würde der Schwingendrehpunkt sich z.B. an der Position der Vorderradachse befinden (extreme VPP-Lage) , müsste der Hinterbau bei jeder Bremsung sofort ausfedern (Bzw. der Rest des Fahrrades würde nach vorne klappen).
(Anmerkung: Falls der Bremsattel über eine Bremsmomentabstützung verfügt zählt der VPP des Abstützungs- Parallelogramms als Drehpunkt.)

Zurück zum Thema Eingelenker vs. Viergelenker:
Der Eingelenker hat bei einer üblichen Hauptlagerposition ein besseres Bremsquat wie ein üblicherweise konstruierter Viergelenker.
Der Viergelenker hat im Gegenzug ein etwas besseres Antisquat beim Beschleunigen.

Grüße,
Lutz

 

[Bordstein]

Hi Timo,

das bekommen wir schon hin ... lass uns in Kontakt bleiben und mal einen Plan machen! Viel von der Konstruktion und vom Produktmanagement finden gar nicht so weit entfernt von Dir statt.

Greez,
Stefan

Hey Timo, wir sollte über die Geschichte mal locker quatschen, aber der Stefan hat einen Narren an dir gefressen. Ein Großteil unserer Arbeit wird in Mainz erledigt und wen wir so ein Angebot machen, lassen wir dich auch beim Rest nicht im Regen stehen! Kommst Du nach Riva oder Willingen, dann könnte man sich auch mal kennenlernen!
gruß,
basti

Hi,
vielen Dank für eure Vorschläge
Mainz hört sich natürlich schon besser an, evtl. lässt sich da wirklich noch was machen, ich lasse mir das nochmal durch den Kopf gehen. Um nach Riva zu kommen besteht wieder das Problem mit der Kilometerzahl. Willingen wäre evtl. sogar möglich, ich bin nur eben wieder auf meine Eltern angewiesen, oder ich finde noch einen Freund, der Lust auf eine längere Bahnfahrt hat.
Ich würde euch sympatischen Leute wirklich gerne mal persöhnlich kennenlernen.

Sonstiges:
Sorry, dass ich in diesem Thread seit kurzem etwas weniger beitrage, bzw. meine Idee nicht wirklich von guter Qualität sind. Leider habe ich etwas mehr für die Schule zu lernen, und in meinem Kopf herrscht ein Ideenstop, mehr als die klassischen Vetreter der Hinterbausysteme fallen mir zur Zeit nicht ein (evtl. fehlt mir einfach etwas Fantasie). Falls die Wahl noch etwas hinausgezögert wird, trage ich morgen Abend noch mit ein paar Skizzen bei.

Falls ihr mein VPP-System zur Auswahl stellt, konntet ihr mir noch sagen, für welches System ihr euch entschieden habt? Für die Zeichnung mit dem schwimmenden Dämpfer, oder mit dem einfach angelenkten Dämpfer?




Sorry, deine Zeichnung habe ich übersehen...
Ich habe aber meine Idee schon begraben, da ich selber nicht von meiner Konstruktion überzeugt war.

Der Hinterbau entspricht ziehmlich sehr genau dem Entwurf, den ich mal eingebracht hatte und ist ein Eingelenker:

Bitte nimmt für die Auswahl unbedingt den Vorschlag von hixx mit in die Wahl. Ich bin von der Maschine sowohl optisch als auch technisch wirklich angesprochen worden. Obwohl "nur" ein Viergelenker, ist das Bike wirklich individuell gestaltet. Nur den Federweg würde ich erhöhen und einen 222mm Dämpfer verbauen.

MfG Timo

 

[Hasifisch]

Wow, wir werden als innovativer. Eine Turner Burner Kopie! ...

Ist doch klar, daß man - mit kleinen Variationen - immer wieder bei den Entwürfen landet, die bekannt und bewährt sind.

Ich kannte das Turner nicht. Mir war aber klar, das ich keinesfalls der Erste sein kann, der auf dieses Fahrwerk kommt...ganz so naiv bin ich nicht.
Allerdings bestätigt mich die ganze Sache in meiner Ansicht, das es (nicht nur im Fahrradbereich) in den letzten Jahren weniger auf echte Innovationen ankommt, sondern auf gutes Marketing.
Wenn ich also - und das ist für mich die Erkenntnis dieses Threads - bei den teilweise sehr aufwendig und kompliziert designten aktuellen Bikes keinen bis nur ein geringen Vorteil bei der Federung im Vergleich zu einer einfacheren Konstruktion habe, wird mir einiges klar.
Ich würde doch zu gern mal so eine ältere Konstruktion in einer modernen Umsetzung fahren, also aktuelle Federelemente, Lager und Materialien und ein darauf neu abgestimmtes Design. Vermutlich fährt es sich ähnlich wie ein ach so innovativer aktueller Entwurf.

 

[alf2]

Ich werfe jetzt noch eine Skizze von einem Eingelenker mit niedriger Dämpferübersetzung ins Rennen.

 

[garbel]

Ich würde doch zu gern mal so eine ältere Konstruktion in einer modernen Umsetzung fahren, also aktuelle Federelemente, Lager und Materialien und ein darauf neu abgestimmtes Design. Vermutlich fährt es sich ähnlich wie ein ach so innovativer aktueller Entwurf.

Ich hab gerade gestern erst ein paar Sachen zum Orange Five AM gesehen (Eingelenker). Scheint ne echte Sorglos-Unkaputtbar-Trailmaschine zu sein

 

[tibo13]

@Lutz-2000

Danke für den sehr informativen Beitrag

 

[Bordstein]

@Lutz-2000

Ein wirklich interessanter Beitrag Da du dich ebenfalls wirklich auskennst, und ein Profi auf diesem Gebiet bist, hätte ich eine Frage an dich:
Bist du auch der Meinung, dass VPP nur entwickelt wurde um das Horstlink-Patent zu umgehen, wie z.B. Stefan? Oder siehst du auch Vorteile von VPP gegenüber Viergelenkern und/oder abgestützten Eingelenkern.
Vielen Dank!

MfG Timo

 

[BommelMaster]

@lutz2000:

Die Sache mit dem Bremssquat muss ich da nochmal ansprechen.

Der Große Vorteil beim Viergelenker/Bremsmomentabstützung ist ja die Tatsache, dass durch das von der Bremse auf die Sitzstrebe eingeleitete Moment eine beliebige Charakteristik des Hinterbauverhaltens erreicht werden kann.

Je nach Lage der Wippe kann man somit steuern, ob ich den Hinterbau zusätzlich ein, ausfedern oder neutral lassen will.

Das Argument dass Viergelenker daher schlechteren Bremssquat haben kann ich somit nicht nachvollziehen, weil es auf die Umsetzung ankommt, dies aber bei einem Eingelenker konstruktionsbedingt nicht möglich ist.

 

[Bordstein]

Habe mir grad auch Tibos Bikes angeschaut, da ich etwas Zeit hatte.
Ich muss sagen, ganz große Leistung, sowohl für die Ideen, als auch für die Umsetzung

Mein Favorit:

Alutech hat eine "Wildsau" und du das "Hängebauchschwein"

MfG Timo

 

[iRider]

@lutz2000:

Die Sache mit dem Bremssquat muss ich da nochmal ansprechen.
.....
Je nach Lage der Wippe kann man somit steuern, ob ich den Hinterbau zusätzlich ein, ausfedern oder neutral lassen will.

Seh ich genauso. Auch ist die Aussage dass ein ganz weit vorne liegender Drehpunkt zu brake jack führt ist mir irgendwie suspekt (es sei denn ich habe die Theorie dahinter nicht verstanden). IMO kann nur ein Drehpunkt hinter der Hinterradachse (Lawwill wie z.b. in den Yetis) zu brake jack führen, alle anderen haben squat.

 

[jan84]

Mal zwei Fragen bzgl. der Kinematikauslegung bzw. Linkage & co.. Vorwiegend an die die schonmal nen Bike durchentwickelt haben. Vorweg ich habe es noch nicht länger als ne viertel Stunde -planloses Durchklicken in der Demo - benutzt.

1) Wenn von den verschiedenen Kennwerten für die Antriebseinflüsse, Kettenlängung und Bremsreaktion geredet wird. Wie sensitiv sind die Werte? Sprich wie stark verändert sich das verhalten beim Verschieben von Lagerpunkten im Bereich von bis zu 2-4 mm? Wäre es hilfreich wenn das flexible Verhalten des Rahmens - ggf. auch der Lager - berücksichtigt werden könnte?
2) Rein vom Workflow unterstelle ich mal Linkage > CAD > FEM, letztere Beide wahrscheinlich mit ein paar Iterationen. Wie siehts hier mit den Schnittstellen aus, gerade Linkage <> CAD sind die praktikabel oder ist da immernoch ne (analoge) Zeichnung oÄ zwischen?


Und in dem Zuge noch, v.A. an Stefen, Lutz oder anwesende Bike-Konstrukteure mit praktischer Erfahrung:
Habt Ihr mal Tests durchgeführt wie das Einfederverhalten von sonem Hinterbau unter Torsion aussieht? Also Fixierung des Hauptrahmens unter üblichen Randbedingungen auffm Prüfstand, Hinterradachse um die Fahrtrichtungsachse dann aber einige Grad eingedreht?

Die Fragen kommen jeweils vor dem Hintergrund, dass ich mich im Rahmen meiner Diss. (nen Fraunhofer Institut + Uni, bisher keine Unternehmen) uA. mit der Thematik Fahrdynamiksimulationen an MTBs auseinandersetze.

grüße,
Jan

 

[Lutz-2000]

@Bommelmaster
Die Gegenüberstellung von einem Eingelenker und einem Viergelenker in Bezug auf Antisquat und Bremssquat, bezieht sich auf eine übliche Konstruktion, mit Rockerarm und stehendem Dämpfer. Natürlich kann auch ein Viergelenker mit einem guten Bremssquat konstruiert werden, ebenso ein Eingelenker mit sehr gutem Antisquat. Normalerweise bevorzugt man aber ein Viergelenker wenn man eine Momentanpolbahn ( verlauf des virtuellen Drehpunktes)generieren will der etwas vor dem Rahmen liegt, bzw. in einem Bereich verläuft der nicht mit einem Eingelenkdrehpunkt erzeugt werden kann. In diesem Fall leidet das Bremssquat zugunsten eines guten Antisquats. Richtig beliebig kann man leider den Bremssattel nicht bei einem Viergelenker positionieren wenn die Federbeinanlenkung via Rockerarm berücksichtigt werden muss. Eine separate Bremsmomentabstützung würde das Problem lösen, lohnt aber vom Bauaufwand meist nicht. Das Bremssquat wird in der Regel etwas überschätzt. Auch das Antisquat funktioniert nur gut wenn ein gutes Dämpfersetup und eine optimale Kraft- Weg -Anlenkung zusammentreffen.

 

[BommelMaster]

Hallo.

Du schreibst richtig beliebig kann man den Bremssattel nicht positionieren? Das ist doch für das entstehende Moment egal wo ich den positioniere, das entstehende Moment um die Hinterradachse bleibt ja davon unabhängig.


Sehe ich auch so, dass dieser Bremssquat nicht ganz so senibel angesehen werden sollte. 3/4 aller Viergelenker haben die falsche Positionierung der Wippe, um ein ausfederndes Moment zu erreichen.

Aus Marketingteschnischen Gründen ist halt meiner Meinung nach der 4 Gelenker dem abgestützen Eingelenker auf jeden Fall vorzuziehen, da ja wie schon beschrieben der Konstruktive Aufwand sehr ähnlich ist, es noch ein paar Vorzüge gibt, die auch schon genannt wurden - und der Kunde im Laden einfach denkt "jo - dat isn 4gelenker - da wippt nix"

Auch wenn Canyon da keinen Laden hat - die Gedanken am Rechner von den Kunden sind wohl die gleichen

 

[Moonboot42]

DANKE Lutz,Kannst du noch was dazu sagen, warum ihr trotz freiem Patent ehr vom DW oder VPP abstand genommen habt?

Bremsquat ist halt so eine Sache, man muß es schon merken und hassen ums abzulehnen. Ein stempelnder Hinterbau wird meißt anderen Effekten in der Bremssituation zugeschrieben.
da kann man guten Gewissens eher auf die Antriebseffizienz gehen, aber da besteht bei vielen Rädern das Problem, daß zu sehr das Wippen eingedämmt wird(siehe aktuelle Abstimmung). Lieber leichtes Wippen als Propedal und 10mm Sag Richtwerte.

Allerdings bestätigt mich die ganze Sache in meiner Ansicht, das es (nicht nur im Fahrradbereich) in den letzten Jahren weniger auf echte Innovationen ankommt, sondern auf gutes Marketing.

Ich würde doch zu gern mal so eine ältere Konstruktion in einer modernen Umsetzung fahren, also aktuelle Federelemente, Lager und Materialien und ein darauf neu abgestimmtes Design. Vermutlich fährt es sich ähnlich wie ein ach so innovativer aktueller Entwurf.

Ah, jetzt hat er es.
Falls du mal die Möglichkeit hast probier es aus und gib den Orange Morewood und Heckler mal ne Chance, die gehen teils richtig gut.
Mit nem Tunebaren Dämpfer kann da was gutes rauskommen, leider haperts manchmal an denOEM Tunes der Dämpferhersteller.

 

[crossboss]

Jo, es ist jetzt wirklich Alles mehrfach gesagt die Vor und Nachteile der Systeme mehr als ausreichend diskutiert , es wird sowieso ein toller Viergelenker gebaut. Abstimmung und gut is
Nächstes Thema bitte nicht so tot diskutieren, wir sind hier nicht im BundestagJörg

 

[tibo13]

Ich hätte da nochmal zwei kurze Fragen zum Anti-Squat A1:

1.) Bei welchen Übersetzungskombinationen wird der Anti-Squat in der Regel betrachtet oder schaut man, dass man einen möglichst gleichbleibenden Ant-Squat-Effekt über die gesamte Übersetzungsbandbreite hat und überprüft diesen demnach bei jeder einzelnen Übersetzung?

2.) Welche Werte sind bei welcher Übersetzung erstrebenswert bzw. gibt es Richtwerte für einen Wertebreich, der ein antriebsneutrales Fahrwerk "garantiert", dass für den Einsatzbereich AM/Enduro taugt?

Würde mich freuen wenn Lutz oder Stefan dazu evtl. was sagen könnten. Besten Dank.

 

[Lutz-2000]

@Tibo
Zu 1/2:
Zu allen drei Kettenblättern vorne wird ein entsprechender Gang hinten aufgelegt.
Zu jedem der drei Kettenblättern wird ein unterschiedlich großer SAG-Wert festgelegt.
Zu jedem der drei Kettenblatt/Sag Kombinationen wird eine bestimmter Antisquatwert definiert. (viel Antisquat auf dem kleinen KB weniger auf dem mittleren und großem KB)
Diese(Richt) Werte werden nicht auf dem Linkage-Programm ermittelt und unterliegen einem Betriebsgeheimnis. Wobei dieses "Geheimnis"jetzt nicht etwas übertrieben besonderes ist. Letztlich darf jeder seine eigene Theorie entwickeln. Zum Schluss muss das Bike sich gut anfühlen und gut fahren ;-)

 

[Rocky-92]

@Tibo
Zum Schluss muss das Bike sich gut anfühlen und gut fahren ;-)

Eine Frage von nem technischen Laien:
gibt es genau einen Lösungsweg, damit sich ein bestimmter Fahrer auf einem Bike gut fühlt? Oder führen verschiedene Setups subjektiv zu ähnlichen/gleichen Ergebnissen?

 

[MTB Maade]

@Tibo
zu deinem Entwurf mit dem Aufrechten Dämpfer das hat Specialized mehrere Jahre beim Stumpjumper so verbaut wenn man den Dämpfer ein oder zwei Zentimeter höher legt um den Rahmendurchbruch zu verhindern was in diesem Fall absolut sinnvoll ist.

 

[BommelMaster]

Eine Frage von nem technischen Laien:
gibt es genau einen Lösungsweg, damit sich ein bestimmter Fahrer auf einem Bike gut fühlt? Oder führen verschiedene Setups subjektiv zu ähnlichen/gleichen Ergebnissen?

hallo

ich würd mal hier gern antworten:

Jain

die diskrepanzen entstehen einfach durch jeden Gang den du einlegst(auch die hintere Gangwahl hat einfluss auf das Verhalten des Hinterbaus beim einfedern, nicht nur die Gangwahl vorne), durch das Fahrverhalten(nach vorne gelehnt, nach hinten gelehnt, agressivität etc)

Jedoch ist das Ideal natürlich, dass beim Antreten keine Energie verloren geht, oder es vom Fahrer zumindest geglaubt wird
Das führt insg zu einer Problematik, die etwas kurios erscheint:

Konstruiert man ein Fahrwerk, das beim Antreten so wenig Federreaktion als möglich hervorruft, verliert man theoretisch Energie, aus einem ganz einfachen Grund:
Durch die Beschleunigung des Rades und der Trägheit des Menschen steigt die Auflagerkraft an der Hinterradachse, dies führt zu einem(relativ zum Hauptrahmen) Einfedern aufgrund der nach hinten verlagerten Masse des mensch. Körpers.

Um nun KEINE reaktion des hinterbaus beim antritt zu erreichen, muss die Hinterradfederung durch Kettenzug AUSFEDERN.
Je Nach Gangkombination, Antrittstärke, Geometrie des Rades, Körpergewicht wird dies mehr oder weniger unterstützt.
Wie Lutz2000 schon sagte, kann man hier grobe Mittelwerte festlegen, die der Hinterbau rein theorietisch erreichen sollte.

Das führt aber unweigerlich dazu, dass bei jedem Tritt durch den Kettenzug das eigene Körpergewicht hochgehalten werden muss, also ein Teil der Kettenkraft geht in das Halten des Körpers und ist somit für den Antrieb verloren.

Lutz2000/canyon hat deshalb, soviel ich informiert bin, die Race Fully Modelle Lux nicht auf wippfrei wie eben beschrieben konzipiert, sondern auf eine möglichst Antriebsverlustfreie Funktion hin getrimmt.

Das bedeutet dass der Hinterbau natürlich dann etwas einfedert beim Beschleunigen. Dies rührt aber nur von der dynamischen Radlastverteilung, nicht aber vom Antrieb her.
Positiver Nebeneffekt davon ist, dass der Pedalrückschlag geringer ist, da eine ausfedernde Komponente beim Hinterbau nur durch vertikale Distanzänderung der Kettenstrebenlänge hervorrufbar ist(wenn du an einer Vertikalen ziehst, wirst du diese nicht an seiner postion verändern - um es mal so auszudrücken)

 

[benzinkanister]

So ich habe den Entwurf jetzt nochmal etwas schöner und vor allem maßstäblich skizziert.
Bei der Geometrie habe ich mich dabei an hixx 4-Gelenker-Entwurf gehalten, fand ich erstmal nicht verkehrt
Hatte leider keine Zeit die Drehpunkte in Linkage zu prüfen, aber ich denke man bekommt damit eine ordentliche Kennlinie und einen neutralen Antrieb hin.

Die Idee dahinter ist, dass die Wippe nach hinten gezogen wird und die Druckstreben verkürzt. Die Wippe kann man dann nach belieben steif ausführen. Mit Steckachse hinten kann dann eventuell auf eine Verstrebung der Druckstreben verzichtet werden.
Der Schwerpunkt müsste auch tief sein.
Ich bin normalerweise auch kein Fan von großem Hydroforming, aber da wo es Sinn macht find ich es in Ordnung.

 

[Moonboot42]

"Maßstäblich" heißt 1:1 Maßstab?

Nachtrag:
So, ich glaub ich hab jetzt alles gesehen. Sieht echt gut aus das Teil!

 

[benzinkanister]

"Maßstäblich" heißt 1:1 Maßstab?

Nachtrag:
So, ich glaub ich hab jetzt alles gesehen. Sieht echt gut aus das Teil!

danke

maßstäblich ist das falsche wort, stimmt -.- "proportional"?

 

[Lt.AnimalMother]

Hmm, sieht aus wie ein geschrumpftes Tues, aber gefällt. Wobei mir TiBos Entwurf mit dem Dämpfer im Unterrohr noch etwas besser gefällt. Da müsste echt die Funktion dann den Aussschlag für eine ENtscheidung geben...