Die grosse Rumeierei - ich will mein Laufrad selber bauen

[lagaffe]

Na ja, das ist nicht ganz zu Ende gedacht: Rechts hast Du ja ohnehin die deutlich höhere Spannung. Und die Seite "bestimmt" letztlich, wie hoch die Spannung links noch werden kann. Wen Du rechts nur 50% erreichst, erreichst du das mit gleich dicken Speichen oder dünneren gleichermaßen.

Ein Argment, was oft angeführt wird, ist, dass die dünneren bei gleicher Zugkraft stärker gedehnt werden, als dickere. Aber im Falle der Entlastung wird sie um den gleichen Betrag entlastet, wie eine steifere Speiche.

Ich habe auch eine Weile Hinterräder so gebaut. Ausgerechnet bei schwereren Fahrern erweisen sich dünne Speichen meist als falsche Wahl, weil die elastischeren Speichen auch stärker dazu neigen, sich zu lockern.

 

[skandsen]

Meine Überlegung ist:
Die Last von aussen (z.B. 100kg Systemgewicht verteilt auf 2 Räder + unbekannte Kraft durch Schlagloch oder so) ist konstant.
Darauf reagiert die dünnere Speiche (leicht höhere Vorspannung, da geringerer Querschnitt) mit einer stärkeren Längenänderung als die dickere.

Jetzt habe ich hinten aber links 1.5er und rechts 1.8er, also wird das Rad auf eine äussere Last etwa so reagieren, als hätte ich durchgängig 1.65er verbaut (so es denn symetrisch reagiert ?!). Da hätte ich links was gewonnen und rechts was verloren - das war ja die Idee.

Andererseits, wir kennen alle, dass die unterschiedlich geschüsselten Seiten des HR anders empfindlich auf auf Abdrücken reagieren. Hier wird jetzt das Laufrad durch Einsatz der 1.5er auf einer Seite nochmal "weicher". Wenn ich das Schlagloch also nicht ganz senkrecht, sondern blöderweise leicht seitlich treffe, ist die Gefahr der Totalentlastung auf einer Seite höher als mit einem durchgängig 1.8 engespeichten Laufrad?!

Viele Fragezeichen, was meint ihr?

 

[lagaffe]

Nein, aber einerseits ist die Be-und Entlastung in den verschiedensten Situationen sicher zu komplex, um alles im Vorhinein planen zu können, andererseits sind solche Gedankenspiele auch weitgehend überflüssig.

Im Hinterrad hat man ja schon durch die unterschiedlichen Winkel auch mit Sicherheit unterschiedliche Beträge der Ent- und Belastungen. Bei differenzieren Speichen werden die steiferen Speichen zu dem stärker in Anspruch genommen ( "Steifigkeit zieht Kräfte an"). Aber auch das ist bei üblichen Belastungen eher wenig bedeutend. Es sei denn, es wird über die Nabe gebremst.

Ein Schlagloch o.ä. kann die Belastung kurzfristig verzehnfachen. Auch das steckt das Speichenrad meist weg, auch wenn nominell die Last deutlich über der Zugfestigkeit einzelner Speichen liegt.

Im Vorfeld reicht es eigentlich, wenn man, so weit es eben geht, die minimale Vorspannung so wählt, dass sie oberhalb des Betrages liegt, wie die mutmaßlich normale Gewichtslast eine einzelne entlasten könnte ( hinten 65% Gewichtsbelastung). Viel mehr kann man im Vorfeld nicht kalkulieren.

Gelingt das nicht, kann man immer noch darauf spekulieren, dass nicht eine einzelne Speiche entlastet wird. Solche Laufräder sind dann eben jene, von denen man früher sprach, dass man regelmäßig die Speichen tauschen soll, meine ich.

Bei Scheibenbremsen sollte der Betrag möglichst höher sein, weil hier im Zweifel auf einem einzelnen Rad das komplette Gewicht als Be- und Entlastung wirken kann.

 

[HeikoS69]

Gelingt das nicht, kann man immer noch darauf spekulieren, dass nicht eine einzelne Speiche entlastet wird.

Ähm, es werden doch immer die benachbarten Speichen mit entlastet !?

 

[Salamander]

Ähm, es werden doch immer die benachbarten Speichen mit entlastet !?

So ist es, je mehr umso höher die Speichenspannung ist. Ich hab mal aus Spaß und Neugier ein Laufrad mit minimaler Speichenspannung gebaut. So dass es im Zentrierständer grade eben rund lief und dann noch etwas Spannung drauf gegeben, wieviel Umdrehungen weiß ich nicht mehr. Das war dermaßen wabbelig, man konnte praktisch spüren wie jede einzelne Speiche nachgegeben hat. Ich hab die Probefahrt nach wenigen Metern abgebrochen und zurück geschoben.

 

[Salamander]

Das ist die Idee.
Es müssen ja links die gleichen Kräfte an den Speichen anliegen- egal ob 1.5 oder 1.8.
Nun denkt man sich, dass die Spannung mit kleinerem Querschnitt höher werden muss. Ok. Dafür reagiert die dünne Speiche aber doch auch stärker auf eine Last von aussen.

Das ist aber im elastischen Bereich, also unkritisch.

Es ist ( fast) eine Nullnummer: Man gewinnt auf der flacheren Seite, also rechts, Antriebs-seitig, mutmaßlich etwas mehr Steifigkeit. Aber sonst nichts.

Stimmt, kann man aber auch anders sehen: man kriegt links weniger "Labberigkeit" und mehr Schutz vor gelockerten Speichen.

Ich habe auch eine Weile Hinterräder so gebaut. Ausgerechnet bei schwereren Fahrern erweisen sich dünne Speichen meist als falsche Wahl, weil die elastischeren Speichen auch stärker dazu neigen, sich zu lockern.

Und wie hätten sich dickere Speichen da verhalten...? Material ist unter manchen Bedingungen nunmal überlastet (asymmetrische Einspeichung, hohes Systemgewicht, oder zu sehr Leichtbau).

 

[lagaffe]

Ähm, es werden doch immer die benachbarten Speichen mit entlastet !?

Wann, wie, welche und wie weit ist nur schwer zu evaluieren. Im Zweifel wird auch mal nur eine total entlastet. Aber das spielt hier kaum eine Rolle. Mir ging es nur sozusagen um die Konzeption im Vorfeld.
Das Hinterrad wird halbwegs "safe" wenn man so vorgeht, vorausgesetzt, es ist möglich.

 

[lagaffe]

Stimmt, kann man aber auch anders sehen: man kriegt links weniger "Labberigkeit" und mehr Schutz vor gelockerten Speichen.


Und wie hätten sich dickere Speichen da verhalten...? Material ist unter manchen Bedingungen nunmal überlastet (asymmetrische Einspeichung, hohes Systemgewicht, oder zu sehr Leichtbau).

Nein, das ist der Wunsch, aber der erfüllt sich nicht. "Empirisch" war es schließlich suboptimal. Mit 1,8DD beidseitig war wieder alles bestens.

Klar, wenn links so wenig Spannung ist, hat ein schwerer Fahrer das Nachsehen. Da hilft dann nur noch anderes Material, wie asymmetrische Felgen, ein andere Nabengeometrie, noch mehr Speichen oder was auch immer, um die Micklichkeiten zu beseitigen.

 

[skandsen]

Das ist aber im elastischen Bereich, also unkritisch

Man macht das ja, um das Lockern der Speichen bzw. Totalentlastung besser zu vermeiden.

Nein, das ist der Wunsch, aber der erfüllt sich nicht. "Empirisch" war es schließlich suboptimal. Mit 1,8DD beidseitig war wieder alles bestens.

Das ist auch meine Vermutung.

 

[chkamb]

Habe eine interessante und umfangreiche Sammlung von ERDs und Naben-Maßen gefunden - vielleicht von Interesse:

Felgen: https://jmoore.me/wheelbuilder/rims/listNaben: https://jmoore.me/wheelbuilder/hubs/list
Kennt jemand eine Möglichkeit, die per Crawler o.ä. offline zu sichern?
[OT: wie kann ich verhindern, dass hier Links automatisch umgewandelt werden?]

 

[kasitier]

Hallo Martin, ich glaube hier sind die meisten froh wenn sie ein vernünftiges Programm zum Errechnen der Speichenlänge haben...….

MfG Jens

 

[Martin_B]

Moin Jens,
-> SPOCALC liefert formelmäßig Top Ergebnisse
-> ERD immer mit Meßspeichen mit Nippel (DT, SAPIM etc.) am Nippelkopf messen als absolut oberstes Limit für die Speichenlänge.
Und dann mit Abzügen der S-Länge arbeiten (z.B. 1.2mm für Schlitz als unteres Limit)

-> Bei hohen Speichenspannungen 1000N und mehr:
Angesetzte Speichenspannung auf die beiden Seiten (L/R) gewichten und in Abhängigkeit der dadurch errechneten Spannung für L/R die Längung der Speiche durch die Vorspannung abziehen. Dieser Abzug kann (bei hohen Spannungen) bis ca. 1.5mm betragen!
Für diesen Abzug kann man die Lineare anhägigkeit von Scharaner S.21 verwenden.
Genaue Berechnungen sind nicht einfach aufgund der hohen Materialspannung und den Eigenschaften des Speichenstahls.

Zusätzlich gibt die Herausforderung die Speichen handwerklich auf diese Spanungen zu bekommen ohne diese vorzuschädigen.

Trotzdem freue ich mich immer noch auf jemanden, der den Wiedemer korrekt nachgerechnet hat.
Martin B.

 

[lagaffe]

Das ist, fürchte ich ,eine weitgehend unfruchtbare Fleißarbeit. Wer Spaß daran hat, kann das ja tun.

Die "Dehnung" der Speichen wird ziemlich überschätzt. Die Ungenauigkeiten der Speichenlängen-Berechnung oder kleine Messfehler bedingen viel eher eine falsch ausgesuchte Länge, als eine nicht kalkulierte Dehnung. Ich habe das nach "irgendwasvierstelliges" Laufrädern noch nie gehabt, dass mich eine Speiche überraschte, die sich unbotmäßig verlängerte und mir deswegen in die Arbeit pfuschte.

Die meisten steifen Felgen haben seitens der Hersteller eine Vorgabe von 1200 - 1300N maximaler Speichenspannung. Abgesehen davon, dass die indirekte Messung der Spannung für sich fehlerbehaftet ist, viele Hobby-Einspeicher üble Schätzeisen a la Parktool ( auch fein skalierte, teure Tensiometer messen "ungefähr") verwenden und man also leicht 100N und mehr daneben liegen kann, sind "Vorschädigungen" der Speiche selbst dann weitgehend ausgeschlossen, wenn man mit aller Macht am Speichenschlüssel dreht. Bevor die Speiche in den plastisch verformbaren Bereich kommt, ist der Nippel vergurkt, die Felge ge-chipped, das Werkzeug gebrochen oder was auch immer. Selten, und nur bei einigen Systemlaufrädern wird eine Spannung von 1500N verlangt ( +-). Und selbst das ist noch weit davon entfernt, die Speiche schädigen zu können.

 

[Martin_B]

Lieber lagaffe.
Sorry ich weiß ehrlich nicht was Du mir eigentlich mitteilen möchtest.
Mach das doch alles wie Du willst und bleib glücklich.
Ich will mich auch nicht über Speichenlängen austauschen.
Eine Antwort auf die Wiedemer Rechnung hast Du offensichtlich auch nicht.
Deswegen freue ich mich immer noch, wenn ich ne Rückmeldung zum Wiedemer bekomme.
Liebe Grüße
Martin B.

 

[lagaffe]

Na ja, ich habe auf Deine Beiträge geantwortet. Zum ersten einen kurzen Satz, zum zweiten etwas mehr.

Wiedemer hat das gerechnet / präsentiert, um etwas zu zeigen. Aber was, denkst Du, berechnest Du damit?

 

[lagaffe]

Du willst also Felgen und andere Bauteile produzieren?

 

[Martin_B]

Ich suche jemanden der mit bei der Lösung hilft.
Viele Grüße
Martin B.

 

[bartleby]

Gibts etwas das gegen Open Pro T und 25er Schlauchreifen spricht? Die offizielle Empfehlung von Mavic sind ja max. 22mm. Ist der Schlauchbettradius zu klein?

Wären Kinlin TB25 besser? Oder hat nich wer ein Paar Ambrosio Nemesis rumliegen die er mir günstig (!) geben kann. Soll ein Low-Budget LRS werden....

 

[HeikoS69]

Lieber Lagaffe,
das ist eine ziemlich geniale komplett analytische Lösung für die Differenzialgleichung am Speichenrad (Ist ja auch ein Dr.- Ing. gewesen) mit beliebigen Parametern. Also millionenfach schneller und einfacher als eine FEM Rechnung. Das kann dazu dienen eine FEM Lösung überhaupt erst zu validieren oder einfach verdammt schnell viele Radkonfigurationen zu rechnen.
Damit berechne ich analytisch exakt Durchbierungs-, Querkraft-, und Momentenverlauf. Und damit kann ich z.B. den Felgenquerschnitt Festigkeitsmäßig auslegen.
Und noch einige Dinge mehr.
Ich dachte nur noch jemand hat Interesse, zumal diese Veröffnetlichung hier im Forum gepostet wurde.
Lieben Gruß,
Martin B.

Hallo Martin, ich hatte den Artikel damals mir besorgt, gescannt und hochgeladen. Inhaltlich (im mathematischen Sinne) geht das weit über meine Kompetenzen hinaus. Damit bin ich bestimmt nicht alleine hier. @ReneHerse hat da vielleicht einen Zugang zu. Wenn ich Deine Postings richtig deute, hat die Auseinandersetzung mit den Formeln an sich schon einen Reiz für Dich. Kann ich sogar nachvollziehen.
Trotzdem denke ich, dass Du mit Deinem Anliegen hier nicht weiterkommst. Hier sind eher pragmatische Praktiker. Falls Physiker oder Mathematiker Foren betreiben, gehört Deine Frage eher dorthin.

Edit: Versuche doch mal, den Olaf Schultz zu kontaktieren, der hat zu dem Thema 1996 eine Physik-Studienarbeit geschrieben (auch mit vielen Formeln), ist immer noch fahrradmäßig engagiert. Mir hat er auch schon mal geholfen, war ziemlich nett.

 

[Martin_B]

Moin HeikoS69,
nein, keinen Reiz wegen der Formel. Sondern weil die Lösung ein starkes Werkzeug ist.
Schultz ist darauf damals nicht eingegangen in Seiner Arbeit aber auf andere Dinge, die interessant sind. Ich probiere das vielleicht. FZ kenne ich.
Vielen, vielen Dank für Deinen Upload, die sehr direkte und nette Antwort und die Links, nichts für ungut! Bleibt alle gesund!
Hummel, hummel...
Martin B.