Kennlinie verändern

[manuka1]

Servus mitnand!

Ich hab bezüglich meiner Facharbeit (Federung am Fahrrad) ne Frage. Auf http://www.planet-interkom.de/eberminator/physik.htm habbich gelesen, die Kennlinie von Luftfederungen können vom Hersteller "praktisch beliebig gestaltet" werden, wenn man weiß, wie.
Und da hoff ich, dass mir hier einer helfen kann, WIE das jetzer kongrehd möglich is. Ich wär auch froh, wenn mir wer erklären könnt, wie man die Kennlinie allgemein verändern kann.

Merci schoamal Manuel

 

[Kili@n]

Wenn das Volumen der Luftkammer beim Einfedern linear verringert wird, dann ist die Federkennlinie progressiv.
Ich könnte mir vorstellen, dass man mehrere Luftkammern verwenden muss die wegabhängig oder druckabhängig gekoppelt sind, um an der Kennlinie etwas zu ändern.
Eine Alternative wäre eine spezielle Innenkontur des Kolbens zu verwenden, so dass beim Einfedern ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen Hub und verdrängtem Volumen entsteht. Dies ist sicherlich die elegantere Lösung.

 

[lelebebbel]

mmmmh
also vielleicht reicht einfach meine vorstellungskraft nicht aus, aber ich behaupte, man kann den zylinder garnicht so formen, dass bei einer linearen einfederbewegung ein nichtliniearer zusammenhang zwischen hub und hubvolumen entsteht

(belehrt mich eines besseren?! wie soll sowas aussehen?)

um die kennlinie zu verändern, würde ich einfach das volumen der luftkammer ändern:

wenn der luftdruck niedrig ist, aber die kammer nur so gross is, das bei voller einfederung das volumen praktisch gegen null geht, ist die federwirkung SEHR progressiv.

macht man die luftkammer dagegen riesig, so dass ihr volumen bei voller einfederung zum beispiel nur um 10% schrumpft (der luftdruck muss dann natürlich sehr hoch um ne brauchbare federhärte zu erreichen)
dann ist die federwirkung kaum progressiv, oder? stell ich mir jedenfalls so vor... physiker und ingenieure bitte vortreten!

 

[Kili@n]

Wenn der Zylinder keine konstante Wandstärke hat (das Ding ist ja nicht massiv) dann hast Du einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen Federweg und Volumenänderung.

 

[lelebebbel]

w00t?

sorry, aber das verstehe ich nicht. wandstärke des zylinders? also nicht konstanter innendurchmesser beim zylinder?

ich behaupte, solange der kolben ein konstantes volumen hat, und linear in den zylinder geschoben wird, ist die form des zylinders völlig bims.
das einzige, was für die kennlinie eine rolle spielt, ist die luftmenge- relativ zum zylindervolumen (siehe mein letzter post), die vom kolben beim einfedern verdrängt wird.
auch wenn der kolben - theoretisch - in einem zylinder läuft, dessen durchmesser sich ändert, verdrängt er immer gleich viel luft pro millimeter hub.

die einzige möglichkeit, das zu ändern, wäre ein kolben, der einen variablen durchmesser hat. also ein z.b. tricherförmiger zylinder, und ein kolben, der von oben da reingeschoben wird und beim einfedern im durchmesser schrumpft, sich dem trichter also anpasst
(mmh schwer zu beschreiben... aber technisch ohnehin nicht machbar.)

 

[Erka]

Ja, ich seh das auch wie lelebbel. Die Progressivität kann man über eine Vergößerung des Luftvolumens reduzieren. Eine echt lineare Luftfeder ist aber prktisch nicht möglich.
Bei der Gasfeder gilt: Druck (p) * Volumen (V) = constant oder P1/P2 = V2/V1
Die Federkraft F ist proportional zum Druck
Bei einer linearen Feder (wie Stahlfeder) gilt: F = D * (s+v) (D ist die Federkonstante, s ist die Einfederung, v ist der Vorspannweg).

Am besten Du rechnest einfach mal bischen rum und schaust Dir an, wie die Kraft- / Weglinien aussehen.

 

[manuka1]

hört sich ziemlich logisch an! Wär vielleicht auch selbst drauf gekommen, wenn ich nur nicht so denkfaul wär
also danke an alle ! Des werd ich dann gleich mal ausprobiern, rechnen, einbaun, ...

 

[Kili@n]

Rechne das Ding mal durch. (Ich hoffe der Dateianhang wird richtig dargestellt (habe das noch nie gemacht).

 

[Erka]

@Kilian:
Ah, jetzt versteh ich was Du meinst.
Aber überleg mal: Der konische Sporn in der Mitte hat immer das selbe Volumen, egal wie weit sich die Rohre ineinander schieben oder welche Form dieser Sporn hat. Die Änderung des Luftvolumen ist damit nach wie vor linear proportional zum Hub (nicht die Federkraft).

Das einzige nicht-lineare was ich mir vorstellen könnte wäre eventuell so eine Konstruktion wie beim Wankelmotor. Aber ich denke das ist sicher nicht damit gemeint, es geht wirklich um das Verhältnis gesamtes zu genutzes Volumen.

 

[Kili@n]

Die Bezeichnung des Durchmessers des Zylinders wurde nicht dargestellt (d).
Also wenn das Volumen V sich wie folgt berechnet:
V=h*l1+(d-k(x))*l2

dann ist deltaV (mit deltal als Hub)

deltaV=deltal(k(x)+d-h))

jenachdem wie die Funkton k(x) aussieht ist der Zusammenhang nicht mehr linear. (Proportional ist er natürlich trotzdem, doch um Proportionalität ging es ja nicht).

 

[lelebebbel]

erka hat immernoch recht
auch bei deiner zeichnung is der zusammenhang zwischen hub und verdrängtem volumen linear. auch wenn sich der kolben mit der aussparung über diesen dorn im zylinderdeckel schiebt, bleibt das delta-volumen pro hub immernoch genausogross. da könnte man auch die venus von milo da reinbauen statt dem dorn, das spielt garkeine rolle.

überleg mal, der zylinder sei zum teil mit ner flüssigkeit gefüllt, und man würde jetzt etwas flüssigkeit dazu reindrücken (ein "flüssiger kolben" quasi)
es spielt dabei keine rolle, welche tropfen- oder sonstige form die flüssigkeit beim reinpressen hat, und es ist auch egal, wie die schon im zylinder befindliche flüssigkeit grade so rumschwappt.
ihr volumen bleibt gleich, die volumenänderung hängt davon nicht ab.

 

[manuka1]

kann ich auch nur zustimmen, der Druck hängt nur vom Volumen ab, das die Kammer verkleinert, nicht von der Form.

 

[Manni]

Nur solange die Temperatur einigermaßen konstant bleibt

Aber das kann man ja wohl annehmen