Rahmenflattern - Ursachen / Abhilfe??

Dani

Dani

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27. September 2001
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1.678
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Rünenberg, Schweiz
Hallo Theoretiker, Praktiker und unter dem Phänomen "Rahmenflattern" Leidende.
Ich verstehe unter Rahmenflattern, wenn bei einer bestimmten Geschwindigkeit beim Freihändigfahren der Lenker (und somit das Vorderrad etc) wild hin- und herzuschlagen beginnt, wenn man mit dem Knie einen Initialstoss an das Oberrohr gibt.
Das ganze Phänomen ist m.E. ein Resonanzproblem: Bei bestimmten Werten von Gabelvorlauf, Lenkwinkel und Gabelhöhe (= Radnachlauf), Gewichtsverteilung von Vorbau, Lenker und Rad, Schwerpunktposition des Körpers (von Rahmengeometrie abhängig), Rahmensteifigkeitswerten, wobei ich diese in Hinterbausteifigkeit und Dreiecksteifigkeit unterteilen möchte, Radstand und Geschwindigkeit trifft man mit der Flatterfrequenz genau die Eigenfrequenz des Systems und das Flattern wird stärker und bleibt erhalten, bis man etwas am System ändert.

Ich habe mit einem Bike, das dieses Phänomen zeigt, diverse Versuche gemacht: Gabeln mit gleichem Vorlauf aber anderem Federweg (und somit Einbauhöhe) montiert (100-130 mm Federweg). Ergebnis: Flattern immer noch vorhanden, vielleicht mit minim anderer Geschwindigkeit.
Gabel eines anderen Herstellers mit anderem Vorlauf montiert: Ergebnis wie vorher.
Lenkerhörnchen montiert, um den Lenkerschwerpunkt zu verschieben - flattert immer noch.
Hinterbau weniger steif gemacht (Verstärkungssteg zwischen den 2 Umlenkwippen demontiert): Flattern immer noch vorhanden
Sattel weiter nach hinten gestellt: Das Flattern wurde deutlich schwächer und beruhigte sich von selbst.
Die Geometrie des Bikes ist nicht ungewöhnlich, 70 Grad Lenk- und 73 Grad Sitzwinkel.
Die Rahmensteifigkeit des Bikes ist eher hoch, wobei der Hinterbau steifer ist als das Frontdreieck.

Am meisten Effekt hätte wohl eine Verkürzung des Gabelvorlaufs, damit der Nachlauf des Rads grösser wird, leider gibt es Federgabeln nicht mit verschiedenen Vorlaufwerten...


Was meint ihr zu diesem Thema, was könnte man ändern, ohne die Sitzposition "opfern" zu müssen. Wo könnten noch weitere Ursachen für das Problem liegen?

Ich freue mich über möglichst viele Anregungen und Gedanken...

Gruss
Dani
 
Die Erkenntnis stammt zwar aus dem Motorradbereich, könnte hier aber auch helfen:
Reifen und Reifendruck ändern, insbesondere natürlich am Vorderreifen!


Ich geh mal davon aus dass bei deinen Bikes Steuersatz, Radnaben und Hinterbaulager leichtgängig und spielfrei sind.
 
Hallo !

Also mich wundert daß das Zurücksetzen des Sattels das Flattern verringern - meiner Erfahrung nach tritt dieses Problem eigtl. nur bei einer (starken) Entlastung des Vorderrades auf, bei mir (allerdings auch recht selten) nur beim Freihändigfahren. Wird wieder Gewicht aufs VR gebracht (oder Griffel an Lenker, was ja aufs selbe rauskommt) ist das dann meist gleich vorbei. Das mach ich dann meist aber recht schnell, ein Abgang dank Resonanzkatastrophe beim Freihändigfahren > 30 kmh ist sicher äußerst unangenehm :(

MfG, Stephan.
 
genau das Problem hatte ich ganz deutlich auch bei meinem Vorgängerbike. Das war ein 2001er Specialized Stumpjumper FSR mit einer 80mm Manitou SX-R Gabel. Immer beim freihändig Fahren.
Habe dann irgendwann auf eine 80mm Marzocchi Marathon S (2002er)umgerüstet und das flattern war fast komplett weg.
Habe jetzt nicht die Abmessungen der Gabeln im Kopf. Aber imho baute die Marzocchi einiges höher (damit auch mehr Fahrergewicht auf Hinterrad); Steifigkeit müsste auch höher gewesen sein, da sich das Bike danach deutlich exakter dirigieren ließ.
Habe dann mit der Zeit noch heraus gefunden, dass die Flatterneigung noch durch die Reifen beeinflusst wird. Mit Schwalbereifen etwas größere Flatterneigung, mit Michelin XLS Tubeless weniger. Mit Specializedreifen war die Flatterneigung sehr hoch, insbesondere mit den sehr hoch und breit bauenden Enduro 2.2.
Bei mir machte es keinen Unterschied, ob ich ein 28Loch radial eingespeichtes VR (Mavic 221) oder ein 32Loch 3fach gekreuzt (Rigida Zac 19) eingebaut hatte.

Insgesamt war die Änderung durch die Gabel weitaus am deutlichsten. Dagegen war der Einfluss der Reifen gering.

Ich halte das für ein klassisches Resonanzproblem, bei dem die Steifigkeit am gesamten Vorderbau entscheidet über die Geschwindigkeit, bei der das auftritt. Wie weit die Ausschläge sind, wird durch die Dämpfung beeinflusst. Vielleicht hast du ja eine Starrgabel mit ähnlicher Einbaulänge zum probeweisen Einbau parat? Währe interessant, was dabei rauskommt.
 
geklaut, hoffentlich gibts keinen Ärger:
Aus der FAQ der Newsgroup rec.bicycles.tech (shimmy = flattern):

Subject: 8h.5 Shimmy or Speed Wobble
From: Jobst Brandt <[email protected]>

"Shimmy is not related to frame alignment or loose bearings as is often
suggested. Shimmy arises from the dynamics of forward motion and the
elasticity of the frame, fork, and wheels, and the saddle position.
Both perfectly aligned bicycles and ones with wheels out of plane to
one another shimmy nearly equally well. The same is true for bearing
adjustment. In fact shimmy is more likely with properly adjusted
bearings than loose ones. The bearing or alignment concept is usually
offered as a cause of shimmy and each airing perpetuates the idea.

Shimmy, the lateral oscillation at the head tube, depends primarily on
the frame and its geometry. The inflation of the tire and the
gyroscopic effects of the front wheel make it largely speed dependent.
It cannot be fixed by adjustments because it is inherent to the
geometry and elasticity of the components. The longer the frame and
the higher the saddle, the greater the tendency to shimmy, other
things being equal. Weight distribution also has no effect on shimmy
although where that weight contacts the frame does.

In contrast to common knowledge, a well aligned frame shimmies more
easily than a crooked one because it rides straight and without bias.
The bias force of a crooked frame impedes shimmy slightly. Because
many riders never ride no-hands downhill, or at least not in the
critical speed range, they seldom encounter shimmy. When it occurs
with the hands on the bars it is unusual and especially disconcerting.
There is a preferred speed at which shimmy initiates when coasting
no-hands on a smooth road and it should occur every time when in that
critical speed range. Although it usually does not initiate at higher
speed, it can.

Pedaling or rough road interferes with shimmy on a bicycle that isn't
highly susceptible. When coasting, laying one leg against the top
tube is the most common way to inhibit it. Interestingly, compliant
tread of knobby tires give such high lateral damping that most
bicycles equipped with knobbies do not shimmy.

Shimmy is caused by the gyroscopic force of the front wheel that acts
at 90 degrees to the axis of the steering motion. The wheel steers to
the left about a vertical axis when it is leaned to the left about a
horizontal axis. When the wheel leans to the one side, gyroscopic
force steers it toward that side, however, the steering action
immediately reverses the lean of the wheel as the tire contact point
acts on the trail of the fork caster to reverse the steering motion.

The shimmy oscillates at a rate that the rider's mass on the saddle
cannot follow, causing the top and down tubes to act as springs that
store the energy that initiates the return swing. The shimmy will
stop if the rider unloads the saddle, because the mass of the rider is
the anchor about which the oscillation operates. Without this anchor
no energy is stored. The fork and wheels may store some energy,
although it appears the frame acts as the principal spring.

Shimmy can also be initiated with the hands firmly on the bars by
shivering, typically in cold weather. The frequency of human
shivering is about the same as that of a typical bicycle frame."

Also nichts mit krummen Rahmen, zu weichem oder harten Rahmen, sondern ein komplexes Zusammenspiel vieler Faktoren. Und vor allem kein Zeichen einer schlechten Konstruktion.

Und der Passus mit dem Muskelzittern bei kaltem Wetter entspricht absolut meinen Erfahrungen.

Ich persönlich würde als erstes den Steuersatz testweise mehr oder vor allem weniger vorspannen im vernünftigen Ausmaß.
Gruß von Würfelglück
 
Das ist wirklich ein guter Artikel, danke sehr.
Was mich halt doch wundert, ist die Tatsache, dass ein anderes Exemplar des selben Rahmentyps nicht flattert...
Gruss
Dani
 
Dani schrieb:
Das ist wirklich ein guter Artikel, danke sehr.
Was mich halt doch wundert, ist die Tatsache, dass ein anderes Exemplar des selben Rahmentyps nicht flattert...
Gruss
Dani
Zum Vergrößern anklicken....
Wenn ich den Artikel richtig deute gibt es eigentlich kaum zwei identische Rahmen bzgl. solcher Flatterfrequenzen. Jedenfalls keine zwei gleichen Reifen oder Felgen. Wenn man durch variieren der Steuersatzvorspannung die Frequenz ausreichend verschieben kann finde ich das eleganter als den Luftdruck zu ändern.
 
Habe ich auf Kopfsteinpflaster mit zwei von drei Fahrrädern, kann bei mir kompensiert werden indem die Trittfrequenz erhöht wird - also somit auch die Geschwindigkeit.
 
Hi,

ich hatte bei meinem NC1 ebenfalls ab ca. 40 km/h das "Flattern", aber ziemlich übel.

Durch Tausch des Reifens in einen "Schwalbe Racing Ralph" ist jetzt fast nichts mehr zu spüren.

fatmani
 
Hallo Leute,
mein Rad ist jetzt ein halbes Jahr alt (1600 km).
Habe auch schon die unmöglichsten Experimente gemacht.
Das Flattern bleibt.
Fahre mit Lenkeraufsatz, ist für mich einfach viel bequemer und Hände schlafen nicht ein.
Meine Werkstatt ist stinke sauer, weil ich selbst das Problem angehe. Nachdem die Werkstatt mir sagte, ich muss damit leben.
Ich fahre jetzt bergab immer mit den Händen an den Griffen. So muss ich am Bergende (Tal) nicht umfassen um zu bremsen.
Aber eine Lösung ist das nicht. Zumal liegend auf dem Lenkeraufsatz war viel schöner und schneller.
Leider kann ich kaum englich. Was steht denn da bei "Würfelglück"?
Würde mich freuen, wenn mal einer wieder in das Thema reinschaut. Letzte Antwort war ja schon im Januar
Allen einen schönen Radel- Sommer Willi- Rad
 
Bitte beachte unsere Verhaltensregeln beim Antworten. Danke 🙂
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