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Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

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Thies

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Hallo, wertes Forum!

Ich hoffe, ich bin in diesem (Sub-)Foum richtig...

Jedenfalls: Ich frage mich, welche Auswirkung die Hinterbau-Länge eines Rades auf das Beschleunigungsverhalten hat, wenn überhaupt.

Bekannter Unterschied ist klar der dadurch verlängerte Radstand, was den Geradeauslauf und die Wendigkeit beeinflusst. Beim Geradeausfahren sollte dieser Unterschied jedoch nicht spürbar sein.

Hinzu kommt die Tatsache, dass der Schwerpunkt anders liegt bzw. die Gewichtsverteilung auf Vorder- und Hinterrad, wobei ich einafch mal davon ausgehen würde, dass ein Rad sich besser fährt, wenn das Gewicht gleichmäßiger verteilt ist, was bei einem längeren Hinterbau (bei gleichem Vorderbau) ja der Fall ist.

Hintergrund: Mein Rennrad beschleunigt (gefühlt) trotz vergleichbarem LRS, vergleichbarer Sitzposition und ansonsten ähnlicher Geometrie (vllt 73° Sitz/Lenkwinkel statt 72,5°) und Radgewicht deutlich schneller und leichter als mein Crosser, der einzige mir bekannte Unterschied ist ein Unterschied im Radstand von 3cm, der komlett von der Hinterbaulänge ausgemacht wird: 45cm zu 42cm.

Wer weiß Rat?

Ich bin gespannt auf Antworten...!
 

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Re: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Aus welchem Material sind die beiden Rahmen?
Inwiefern kannst Du Dein Gefühl mit ZDF belegen?

Die Hinterbaulänge würde ich nur in Bezug zur Ausweichbewegung als Reaktion der aufgebrachten Pedalkraft als bemerkbar betrachten. Je länger der Hinterbau, desto eher weicht er seitlich der Kraft aus. Wenn der Crosser weicher ist, fühlt er sich auch weniger spriziger an. Ob das am Resultat einen wirklich messbaren Unterschied macht?
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Was wiegt dein Crosser,
und wieviel wiegt dein Rennrad??

selben Reifen verbaut??

F=m * a

Crosser wird schwerer sein und mit entsprechenden Reifen auch schlechter rollen.
Also braucht du mehr Kraft um dieselbe beschleunigung zu erzielen, oder bist eben langsamer wenn du es schaffst genau dieselbe kraft aufzubringen.

Hinterbaulänge hat hier keinen Einfluss auf das beschleunigungsverhalten.
Da du sicher nicht soviel kraft aufbringst das du kämpfen must um wheelies zu verhindern
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Ich vermute als erstes auch die unterschiedlichen Reifen. Vor allem wenn am Crosser Stollenreifen montiert sind, fühlt sich das ein wenig bremsend ( der Vorderreifen...) auf glattem Untergrund an.

Aber Thies liegt mit seiner Vermutung gar nicht so daneben.

Um es voraus zu schicken: Das Gewicht des Rades ist vernachlässigbar, da ja das Gewicht des Fahrers dominiert. Selbst bei einem Unterschied von 4kg kommen da keine wirklich relevanten ( na rechnerisch schon.........;)) oder gar spürbaren Beschleunigungsdifferenzen zustande.

Der Einfluß des Rahmenmaterials ist sogar null.

Die Beschleunigung bzw. zunächst Antriebskraft kommt zustande aus einer Kombination von eingeleiteter Kraft und der Haftreibung.
Und die Haftreibung ist wiederum ein Produkt aus dem Haftreibwert der sich treffenden Materialien ( Asphalt/ Gummi) und der (Teil-) Gewichtskraft.

Ganz genau kann man das bei Michael Gressmann - Fahrradphysik und Biomechanik - nachlesen.

Aber zum Hinterbau:
Auf der Hinterachse liegt ja nur ein Teil des Fahrergewichtes. Idealerweise zwischen 55 und 60%.
Angenommen bei Rad eins sind es genau jene 55/45% Gewichtsverteilung. Wenn nun Rad zwei vor dem Tretlager genauso gebaut ist wie Rad eins und nur der Hinterbau gewachsen ist, wird bei sonst gleichem Fahrerschwerpunkt die Gewichtsverteilung zuungunsten des Vorderbaus verschoben. Klingt erst mal unlogisch, macht dann aber Sinn, wenn man bedenkt, dass der Weg zur Hinterachse zunimmt.
Damit würde etwas weniger Gewicht auf der Hinerachse liegen, der Haftreibwert kleiner und die maximale Antriebskraft geringer.
( ich habe noch das Kräfteparallelogramm aus der Schulzeit im Kopf, physisch sattelfestere mögen mich gleich verbessern......:D).

Aber auch wenn ich damit recht habe, ist kaum davon auszugehen, dass nur drei Zentimeter Hinterbau mehr, die Haftung so weit heruntersetzt, dass sich das real in "langsamere" Beschleunigung umsetzt.

Ganz von der Hand zu weisen ist der Einfluß aber nicht. Gerade kleinere Fahrer, die bedingt durch kürzere Sattelhöhe bei sonst gleichen Hinterbauten etwa weiter vor der Hinterachse sitzen als große Fahrer, kennen das au eigenem Erleben, dass die Haftung des Hinterrades zum Teil dramatisch abfallen kann. Gerade beim Beschleunigen im Stehen, wenn das Gewicht noch weiter nach vorn verlagert wird, beim Wiegetritt an Steigungen, vor allem wenn der Untergrund nicht ganz fest ist oder beim Bremsen: das Hinterrad blockiert ( erreicht 100% Schlupf...) hier schneller als bei großen Fahrern....

Wie gesagt, ich denke, wenn da nicht wirklich etwas bremst, ist die lahmere Beschleunigung beim Crosser mehr gefühlt als real......
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Hey, vielen Dank für die ausführliche Antwort! :)

zunächst mal: Radgeweicht ist in etwa gleich (beide Räder weigen etwa 11kg), auch die Laufradsätze sind vergleichbar: RR: Mavic MA2 + Schwalbe Ultremo 28-622, Crosser derzeit Zweit-LRS: Macic CXP33 + Michelin Kyrilion Carbon 25-622 (sch***reifen, btw).

Sehr interessant war, was du über die Haftung geschrieben hast - das ist wohl das, was landläufig immer als "Traktion" bezeichnet wird, richtig..?

Allerdings: kann man nicht behaupten, dass eine schlechtere haftung für die Beschleunigung hinten nur dann von Belang ist, wenn das Hinterrad (wie betrieben) durchdreht...? Ansonsten wüsste ich nämlich nicht, warum es sich neg. auswirken sollte, wenn weniger Gewicht auf dem HR ist.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Bei einem längeren Hinterbau muss man auch 2*3cm Kette mehr beschleunigen..... dürfte aber kaum meßbar sein....
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Thies schrieb:
Hey, vielen Dank für die ausführliche Antwort! :)

zunächst mal: Radgeweicht ist in etwa gleich (beide Räder weigen etwa 11kg), auch die Laufradsätze sind vergleichbar: RR: Mavic MA2 + Schwalbe Ultremo 28-622, Crosser derzeit Zweit-LRS: Macic CXP33 + Michelin Kyrilion Carbon 25-622 (sch***reifen, btw).

Sehr interessant war, was du über die Haftung geschrieben hast - das ist wohl das, was landläufig immer als "Traktion" bezeichnet wird, richtig..?

Allerdings: kann man nicht behaupten, dass eine schlechtere haftung für die Beschleunigung hinten nur dann von Belang ist, wenn das Hinterrad (wie betrieben) durchdreht...? Ansonsten wüsste ich nämlich nicht, warum es sich neg. auswirken sollte, wenn weniger Gewicht auf dem HR ist.
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Bei der Betrachtung waren ja Faktoren wie Gummimischung, Aufstandsfläche oder Luftdruck ausgeblendet.

Wenn das Hinterrad durchdreht, hat es 100% Schlupf ( Gressmann nennt es so...).

Wenn das Hinterrad gar keinen Schlupf hat, klebt es fest, ergo bewegt es sich nicht.
Damit das Rad vorwärts bewegt wird, soll es idealerweise 20% Schlupf haben. ( ich zitiere hier gerade nur.....).
"Interessant ist, dass der Kraftschluss zwischen Radoberfläche und Straße nicht beim vollständigen Gleichlauf am besten ist, sondern bei einem gleichmäßigen Schlupf von 20%. Antriebs- und Bremskräfte können nämlich nur übertragen werden, wenn Schlupf vorliegt, d.h. wenn die Abrollbewegungen von einem leichten Durchrutschen des Rades überlagert wird. Der Grund liegt in den Bindungskräften zwischen den Molokülen des Reifengummis und der Fahrbahnoberfläche, die eine Reifenhaftung überhaupt erst möglich machen. ( Gressmann 2010)

Man kann es auch so sehen: über 20% wird die Haftreibung vermindert, damit auch die maximale Antriebskraft. bis zum völligen Durchdrehen ist aber eine Menge Spiel.
Darunter ist sich dann die Haftung selbst im Weg.....

Betrachtet wurde aber wirklich nur der Einfluß der Gewichtsverteilung au die maximale Antriebskraft.

Bei Gressmann sieht das so aus: FA=FH ( Haftreibung); FA= FN*µH, wobei FN die Normalkraft, in dem Fall die Teilgewichtskraft ist also das tatsächlich auf der Hinterachse bzw. dem Aufstandspunkt ruhende Gewicht ist und µH Die Haftreibungszahl ist.

Viel Text, nur um zu verdeutlichen, dass wenn einer dieser Faktoren kleiner wird, auch die maximale Antreibskraft kleiner wird. Und die mögliche Beschleunigung ist noch nicht einmal näherungsweise berührt.

Überhaupt sind die Einfluss nehmenden Faktoren so zahlreich, dass ich nicht glaube, dass es in Deinem Fall wirklich solche Auswirkungen hat. Spielen aber ein paar mehr negative Effekte eine Rolle summieren die sich u.U. zu einem virulenten Problem.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

lagaffe schrieb:
Wenn das Hinterrad durchdreht, hat es 100% Schlupf ( Gressmann nennt es so...).

Wenn das Hinterrad gar keinen Schlupf hat, klebt es fest, ergo bewegt es sich nicht.
Damit das Rad vorwärts bewegt wird, soll es idealerweise 20% Schlupf haben. ( ich zitiere hier gerade nur.....).
"Interessant ist, dass der Kraftschluss zwischen Radoberfläche und Straße nicht beim vollständigen Gleichlauf am besten ist, sondern bei einem gleichmäßigen Schlupf von 20%. Antriebs- und Bremskräfte können nämlich nur übertragen werden, wenn Schlupf vorliegt, d.h. wenn die Abrollbewegungen von einem leichten Durchrutschen des Rades überlagert wird. Der Grund liegt in den Bindungskräften zwischen den Molokülen des Reifengummis und der Fahrbahnoberfläche, die eine Reifenhaftung überhaupt erst möglich machen. ( Gressmann 2010)
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Hier wird gerade mein Physikverständnis sehr strapaziert.:)

Beim Rennrad ist das Vorderrad nicht angetrieben. Keine Antriebskraft-kein Schlupf-keine Bewegung. Jetzt weiß ich, warum ich so langsam bin.

Wenn mein Nachbar und ich zusammen die gleiche Strecke fahren, dann kommt hinterher auf dem Radtacho auch die gleiche Strecke raus. Ja, nicht auf den mm aber auf den km. Wobei er den Sensor am Vorderrad hat und ich am Hinterrad, also das mit dem Schlupf.... Da müsste ich eigentlich bis zu 20% mehr km haben....hmm.

Das mit dem Schlupf mag nach meinem Verständnis beim Mopped sein aber beim Fahrrad, 200 bis 500 W Leistung beim Hobbyfahrer.:rolleyes:

Nur weil es in einem Buch steht..."Mein Kampf" ist auch ein Buch.:(
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

lagaffe schrieb:
Wenn das Hinterrad gar keinen Schlupf hat, klebt es fest, ergo bewegt es sich nicht.
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Nimms nicht persönlich, aber hier möchte ich Dir entschieden widersprechen. Ich denke, Du bist einer Fehlinterpretation zum Opfer gefallen.

Ein Rad mit 0 % Schlupf kann stillstehen, muss es aber nicht. Kein Schlupf liegt auch vor, wenn nach einer Radumdrehung um 360 Grad das Rad sich genau um den Betrag seines mit (2*Pi) multiplizierten Abstandes Radachse-Aufstandsfläche (wirksamer Radius) auf der Rollfläche fortbewegt hat.

Die Sache mit den 20 % Schlupf interpretiere ich so, dass ein Reifen unter dieser Bedingung seine maximal mögliche Kraftübertragungsleistung erreicht. Ebenen trockenen Asphalt vorausgesetzt, würde ich den Schlupf am Hinterrad eines Sprinters im einstelligen Promillebereich einsortieren. Erreichbar ist so ein Schlupf bei starken Bremsmanövern an Vorder- und Hinterrad. Unmittelbar bevor eins der Räder blockiert wird es einen Schlupf in der Größenordnung um 20 % erreichen. Sobald die Marke der maximalen Kraftübertragung überschritten ist, lässt die Kraftübertragungsfähigkeit rapide nach und das Rad blockiert (mit den bekannten Folgen). Komm mir jetzt bitte keiner, der mir erklärt, dass er sich eher überschlägt, bevor er das Vorderrad an die Blockergrenze bringt, auf den richtigen Untergrund und mit entsprechender Gewichtsverteilung bringt ein Könner jedes Vorderrad über die Blockiergrenze.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Das mit den 0% und dem stehenden Reifen diente nur der Illustration;)

Den zweiten Satz müsstest Du mir aber noch mal erklären........

Und ja, im Prinzip erreicht man laut Gressmann bei 20% Schlupf just jenes.

Ob das ein Sprinter oder Spazierfahrer ist, ist aber unerheblich.

Ich denke "Schlupf" ist als Begriff schon mißverständlich. Man interpretiert den unmittelbar als quasi Komplettverlust der Haftung, eben als "Durchdreher".

Laut Gressmann werden am Antriebsrad die "die Abrollbewegungen von einem leichten Durchrutschen des Rades überlagert........".

Also wohl generell. Und wenn diese Überlagerung 100% erreicht, dreht das Rad durch.

Beträgt die Überlagerung 20% ist der Kraftschluß zwischen Fahrbahn und Reifen optimal, darunter tritt eine andere Wirkung ein, die ich quasi als gegenläufig interpretiere. Deswegen das launige "kleben"......

Da Gressmann das nicht weiter erklärt, würde mich das interessieren.

Obwohl das ein wenig die Frage des TE sprengt.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Also, bloss weil Gressmann aus nem Physikbuch richtig abschreibt würde ich ihn trotzdem nicht zurate ziehen.
Egal, ich würde den vermutet primär subjektiv gefühlren Unterschied zum einen auf die Reifen schieben, 28/25 ist schon ein Unterschied, andererseits fährt ein Fahrrad nie ganz gerade aus. Gerade wenn man stark antritt, schlängelt es deutlich, und dann macht sich der Hinterbau bemerkbar. Vor allem in der Rückmeldung. Der kurze fühlt sich einfach spritziger an.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Oh, ich wolte jetzt keine Physik-Diskussion lostreten... ;)

Ich muss gestehen, der Crosser war damals mit etwas schwereen Felgen (Remerx Sunbow + Unterlegscheiben unter den Nippeln) versehen und mit schwereren Reifen: Vittoria Randonneur Hyper 32-622 380g, also über 100g Unterschied vorn + solbiges hinten, die es zu beschleunigen galt. Kann es sein, dass das einen gewichtigen unterschied macht...? (dann müssten sich aber 26" Räder (mit entsprechender Straßenbereifung) auch deutlich leichter beschleunigen lassen, was ich so von der Erfahrung nicht bestätigen kann).

Derzeit fahre ich den Crosser mit besagtem cxp33+krylion carbon25-622 mix, allerdings ohne direkten vergleich zum rennner. es beschleunigt schon spürbar besser als die 32-622.

es kann also sein, dass ich mir den hinterbau-unterschied als auswirkung auf die fahrweise nur einbilde.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Der Begriff Schlupf ist hier schon richtig verwendet und auch m.E. unmissverständlich.

In meinem 2. Satz hab ich doch nur erklärt, unter welcher Bedingung ein sich auf einer Abrollfläche drehendes Rad 0% Schlupf haben kann.
Sobald dieses Rad eine Kraft übertragen müsste, würde sich an dieser kraftschlüssigen Verbindung ein Schlupf einstellen. Die zu übertragende Kraft kann nun bei gleichbleibenden äußeren Bedingungen erhöht werde, bis der Schlupf ca. 20 % beträgt. Dann ist die maximal übertragbare Kraft erreicht, eine weitere Erhöhung der eingeleiteten Kraft würde zum überschreiten der 20%-Marke und damit zum Abfallen der überrtragbaren Kraft führen. Dieser Effekt tritt in der Radfahrpraxis regelmäßig bei bis zur Blockiergrenze abgebremsten Hinterrädern auf. Ein aufmerksamer Fahrer bemerkt dabei, dass die Bremskraft des Hinterrades kurz vor dem Blockieren am höchsten ist.
20% Schlupf bedeutet, dass ein Rad mit einem Umfang von 2,00 m beim Beschleunigen mit jeder vollen Radumdrehung nur 1,60 m oder im Falle der Abbremsung 2,40 m Wegstrecke zurücklegt. Ich schätze, dass selbst die widerstandsfähigsten Gummis derart malträtiert nur wenige km überstehen würden.

Sprinter und Spazierfahrer unterscheiden sich nach meiner Erfahrung durch die in den Antrieb eingeleitete Kraft ganz erheblich, demnach wird auch ein 'Sprinter bei der Beschleunigung des Rades einen größeren Schlupf am Hinterrad erreichen als der Spazierfahrer. Nicht angetriebene oder abgebremste Räder haben keinen Schlupf.

Zur Frage des TE: Unter normalen Bedingungen haben im üblichen Rahmen verschieden lange Kettenstreben keinen Einfluss auf die Beschleunigung. Oben wurde schon mal die duch die verschieden langen Kettenstreben verursachte unterschiedliche Gewichtsverteilung angesprochen. Ich könnte mir vorstellen. dass unter Extrembedingungen (Zugversuch mit Normalreifen auf Glatteis) eine Differenz in der möglichen Beschleuigung messbar wäre.

Edit sagt gerade: Selbstverständlich dürfen sich die verschieden langen Farräder ausschliesslich durch die Hinterbaulänge unterscheiden, alle anderen Bedingungen müssen für den Versuch identisch sein.

Für Heute bin ich jetzt raus.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Gewichtsverteilung, aber ja!

Wie wirkt sich denn die Gewichtsvertailung auf das Fahr- und Beschleunigungsverhalten aus?

ich sprach heute mit einem Rahmenhersteller (so mit löten und so.. Stahl! darum das ganze... ich will mir einen rahmen löten lassen...), der meinte, weniger gewicht auf dem vorderrad, leichteres lankverhalten, wenigeres fahrgefühl, man fühlt sich schneller.

welche gewichtsverteilung ist denn optimal...?!
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

@andreas_s: und diesen zweiten Satz hatte ich schlicht nicht verstanden. Deine Erläuterung macht einiges klarer.......Danke...

@Thies: Gemeinhin gilt wie weiter oben schon gesagt, eine Gewichtsverteilung von 55-60% hinten und 40-45% vorne als optimal.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

hm.. und wie erreiche ich die, wenn ich nen sitzwinkel von 73° habe, 79cm sattelhöhe und den sattel recht weit hinten habe, weil es sich für meine knie besser anfühlt...? ;)
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Durch einen längeren Hinterbau:D......

Vorausgesetzt, Du sitzt wirklich so ungewöhnlich weit hinter dem Tretlager ( was bei 73° Sitzwinkel, der dem "Dogma" des Rahmenbaus entspricht, auch mit vielleicht zwei Zentimeter Versatz wohl noch nicht unbedingt der Fall sein wird...), muß aber auch der Vorderbau etwas "mitziehen", das Oberrohr etwas kürzer etc und damit wandert die Vorderachse auch etws hinterher, bis die Gewichtsverteilung wieder stimmt.

Aber auch bei Deinen Voraussetzungen würde ich nicht von einer allzu abweichenden Geometrie ausgehen.

Möglicherweise kann auch eine andere Kurbellänge dazu beitragen, die Knie zu schonen.
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

magst du mir die letzten beiden sätze noch genauer eklären..?

ich bin 1,83 groß und habe eine schrittlänge von ca 89cm, eher merh als weniger. ich werde mir beizeiten eine 180er kurbel zulegen, aber ob das viel besser für die knie ist..? ;)
 
AW: Auswirkung der Hinterbau-Länge auf das Beschleunigungsverhalten

Ich habe kurz überschlagen, dass Du bei 73° und 79cm Sattelhöhe möglicherweise noch nicht hinter der Hinterradnabe sitzt....

Rein rechnerisch kommt für Dich eine 185mm Kurbel in Frage. Damit würde sich im Vergleich zu den "Durchschnittskurbeln" Deine Sitzposition automatisch wieder etwas weiter nach vorne verlagern..........

Schlechter für Deine Knie kann es nicht sein, wenn eine Kurbelumdrehung das "ganze Bein" fordert ( es sei denn, die ist viel zu lang - das ist richtig Mist....- , aber dafür müßte man bei Dir noch etwas drauflegen, so 190mm+)


Wenn Du jetzt jetzt ernsthafte Knieprobleme hast gelten natürlich wieder ganz andere Bedingungen............. aber da kann wenn, nur Dein Orthopäde helfen.
 
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*lacht* nein, hinter der HR-Achse sitze ich definitiv nicht. Wobei ich manchmal, bei extrem kurzen Hinterbauten schon das Gefühl hatte.

185mm? das klingt nach ganz schön viel! Aber auf der anderen Seite halte ich dann endlich mal die "Knielotregel" ein. Ich wollte mir erstmal eine 180er Kurbel zulegen, oder kann man mir ernsthaft zu einer 185er raten..?

Nein, ernsthafte knieprobleme habe ich wirklich nicht, aber meine Knie merken manchmal an, dass sie zu viel Belastung nicht gut finden (wie vermutlich alle anderen Knie auch)
 
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