Speichenspannung und Faher(innen) Gewicht

[Kees52]

Ich spendiere darüber keine Gedanken, wenn die Strassen schlecht werden fahre ich 25 mm Reifen auf 18C felgen (28 mm hoch) mit 5,5/5,0 Bar.

Ich muss gestatten, das ich eine "insensitive bastard" bin. obwohl , letzte Woche war ich mal wieder mit ein Klassiker unterwegs, Mavic Module E2 Felgen mit 23 mm Reifen auf 7,0 Bar und das ist doch ziemlich hart...
Columbus SLX Stahlrahmen, aber die Reifen machen das Unterschied.

 

[BW-72]

Nein, denn "spannen" ist noch lange nicht automatisch "dehnen".

Ich denke, dass das Mißverständnis allein im Begriff "Elastizität" liegt: Wenn man an einer Speiche zieht, also spannt, verändert sich erstmal die Spannung, aber sozusagen nicht die Länge der Speiche.
Die Speiche "hängt" zwischen Flansch und Nippel / Felge und beschreibt quasi einen leichten "Bogen". Je stärker man die Speiche spannt, desto weniger "hängt" sie durch. Das ist sicher eine Art der Verformung und auch sicher eine Art von Elastizität.

Klingt plausibel, läßt bei mir aber einige Fragen aufkommen:

Was passiert bei einer Hammerkopfspeiche, die schon vor dem Spannen zufällig vollkommen gerade ist und sich unten befindet wenn man mit dem Laufrad über eine Kante fährt und sich die Felge kurzzeitig elastisch verformt. Die Länge verändern bei Verringerung der Vorspannung kann sie ja dann nicht.

Wird diese Speiche wenn sie in dem Moment unten ist nicht sofort vollkommen entspannt?

Bedeutet ein normales Rollen ohne Bodenunebenheiten nicht schon ein ständiges leichtes Verformen der Felge durch die Belastung am Boden?

Wie verträgt diese Speiche die ständigen Lastwechsel ohne zu ermüden?

 

[lagaffe]

Es macht im Prinzip keinen Unterschied, ob es eine Hammerkopfspeiche oder eine Speiche mit Bogen ist. Der Draht ( eine Speiche ist ja im Prinzip eben das..) bildet keine ideal gerade Linie. Er "hängt" durch, ähnlich einem gespannten Seil oder einer Saite auf einem Zupf- oder Streichinstrument.


Wenn die Speiche völlig entlastet wird, "klappert sie", ist also ohne Spannung. Komplett entspannt wird sie aber nur, wenn sie um einen höheren Faktor entlastet wird, als sie vorgespannt ist.

Und: Ja, im Prinzip genau das.

Irgendwann ermüdet sie....... Für die Ewigkeit ist kein Laufrad wirklich gebaut. Aber ein hinreichend gut gebautes Laufrad kann eine Menge wegstecken, auch Überlastungen.

 

[prince67]

bildet keine ideal gerade Linie. Er "hängt" durch, ähnlich einem gespannten Seil oder einer Saite auf einem Zupf- oder Streichinstrument.

Jedem Ingenieur und Techniker stehen da die Haare zu berge.
Wie schwer sind deine Speichen, dass sie durchhängen? selbst wenn sie mit 1000N
vorgespannt sind.

Der Boden einer Speiche wirkt wie ein Feder, bringt also eine zusätzliche Elastizität.
Der Rest der Speiche ist nahezu gerade. (Unterkreuzungen jetzt mal ausgenommen)

 

[Kees52]

Klingt plausibel, läßt bei mir aber einige Fragen aufkommen:

Was passiert bei einer Hammerkopfspeiche, die schon vor dem Spannen zufällig vollkommen gerade ist und sich unten befindet wenn man mit dem Laufrad über eine Kante fährt und sich die Felge kurzzeitig elastisch verformt. Die Länge verändern bei Verringerung der Vorspannung kann sie ja dann nicht.

1-Wird diese Speiche wenn sie in dem Moment unten ist nicht sofort vollkommen entspannt?

2-Bedeutet ein normales Rollen ohne Bodenunebenheiten nicht schon ein ständiges leichtes Verformen der Felge durch die Belastung am Boden?

3-Wie verträgt diese Speiche die ständigen Lastwechsel ohne zu ermüden?

1-Nein, es gibt zwischen voll gespannen (1000N) und volkommen entspannt (0N) ein Ganzes Gebiet von Dehnung von ,
z.b. 0,8 mm und wenn die Speiche unten ist wird das z.b. 0,4 mm.
2- Ja , stimmt...
3-Speichen sind ausgelegt auf ein bestimmtes Zahl von Lastwechsel, bei z.b. Sapim kann man das pro Type finden.
Irgendwann wird jede Speiche ermüdet.

 

[Pracer]

Wie verträgt diese Speiche die ständigen Lastwechsel ohne zu ermüden?

Für diejenigen die schon einmal damit zu tun hatten: Bei einem Motor kann man Dehnschrauben auch Handfest anziehen statt mit dem vorgegebenem Drehmoment, dann brechen sie aber eher.
Ähnlich ist es bei der Speiche, sie wird bei jedem Lastwechsel nicht nur gelängt sondern auch verdreht. Solche unterbelasteten Speichen Brechen dann meist am Gewindeansatz oder im Speichenbogen(Dehnschrauben dann unter dem Kopf). Daher die Überlegung viele Fahrradhersteller Straight-Pull einzuführen.

Aber auch Dehnschrauben haben eine Lastzahl (Smith-Diagramm) nur ist diese meist über der Lebensdauer des Motors, im bestem Falle baut man also einen Laufradsatz so dass die Speichen die Felge überleben.

Gruß,

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Wenn eine Einspeichung nicht unterdimensioniert ist wird sie eine Felge immer überleben – die ist ja bei Felgenbremsen ein Verschleißteil.

 

[lagaffe]

Jedem Ingenieur und Techniker stehen da die Haare zu berge.
Wie schwer sind deine Speichen, dass sie durchhängen? selbst wenn sie mit 1000N
vorgespannt sind.

Der Boden einer Speiche wirkt wie ein Feder, bringt also eine zusätzliche Elastizität.
Der Rest der Speiche ist nahezu gerade. (Unterkreuzungen jetzt mal ausgenommen)

Das gilt eigentlich für alles, was zwischen zwei Widerlagern gehängt oder gespannt wird, egal wie dick, wie schwer oder mit welcher Spannung. Wie weit, ist eine andere Frage..

 

[BW-72]

Es macht im Prinzip keinen Unterschied, ob es eine Hammerkopfspeiche oder eine Speiche mit Bogen ist.

Wollte nur eine eventuelle Längenveränderung durch den Bogen beim Spannen von vornherein aus der Diskussion nehmen.

Wenn die Speiche völlig entlastet wird, "klappert sie", ist also ohne Spannung. Komplett entspannt wird sie aber nur, wenn sie um einen höheren Faktor entlastet wird, als sie vorgespannt ist.

Klar, und deine These habe ich soweit auch verstanden. Deine Antwort hilft mir aber bei meinen Fragen noch nicht weiter.
Wenn sich die Länge der Speiche beim normalen Vorspannen gar nicht ändert dann wird sie doch schon beim minimalen Nachgeben der Felge immer gleich komplett entlastet und nicht nur teilweise.
Wie stark die Speiche vorgespannt ist würde dann nicht mal eine Rolle spielen weil sich ihre Länge dadurch ja nicht ändert, oder?
Was gleicht denn dann die Verformung der Felge aus damit die Speiche nicht bei jeder Umdrehung des Rades vollständig entlastet wird, was ja wohl sehr schädlich sein soll?

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Natürlich sind die Speichen ein Stück weit elastisch gedehnt. Halt nen knappen mm bei typischer Vorspannung eine DD-Speiche

 

[PilotPirx]

Ich verstehe schon was @Kees52 uns da sagen will, und bin der Meinung dass er damit auch recht hat. Materialtechnisch gesehen fängt die Dehnung einer Speiche sofort an wenn sie auf Zug belastet wird. Das was in diesen Diagrammen die ansteigende gerade Linie ist.

Und alles was jenseits dieser geraden Linie passiert (dauerhafte Verformung) interessiert in Verbindung mit Laufrädern eh niemanden weil das restliche beteiligte Material gar nicht soweit mitkommen würde...

Edit: Streckung durch Dehnung ersetzt damit es begriffstechnisch stimmt

 

[GerdO]

Natürlich sind die Speichen ein Stück weit elastisch gedehnt. Halt nen knappen mm bei typischer Vorspannung eine DD-Speiche

Der Spokomat errechnet die Längung der Speichen anhand ihrer Specs. Macht bei der Superspoke, 1200 N, 282mm etwa: 1,2 mm aus. Was ich sehr viel finde, ist aber auch eine verdammt dünne Speiche (1,8x1,4x1,8).
CX-Ray: 1,13 mm
Laser: 1,1 mm
Race: 0,78 mm
Strong: 0,64 mm

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Ja und da kommt man mit typischer Verwendung der Speichen halt auf nen knappen mm Dehnung.
Laser und CX Ray sitzen eher eher vorn und hinten links, da ist die Vorspannung deutlich unter 1200 N. In den meisten Fällen wird es nicht zur Totalentlastung kommen, sprich sagen wir mal grob nen halben mm flext die Speichung unter typischer Beasltung. Das recuht um vertikale Spitzen abzumildern, wegfedern müssen andere Teile am Rad + der Fahrer als größtes Dämpfungselement oben drauf.

 

[Pracer]

Jetzt muss es doch raus.

[...] Aber umgekehrt haben wir sehr oft den Fall, dass ausgewiesene "Materialexperten", angehende "Ingenieure" oder gar efahrene solche, an der mal zu einfachen Mechanik, dafür umso komplexeren Physik des Fahrrades gnadenlos scheitern.[...]

Ich sehe wie einfache Laufradbauer mal am Euler, dafür aber umso öfter am Metallwinkel einer Verdichterstufe gnadenlos scheitern.
Bedenke: du hast das alles auch nicht in 10 min. gelernt!

Gruß,

 

[whitewater]

Wenigstens sollten beide einig sein, wass denn "Dehnung", "Längung", "Streckung" meinen soll.

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Dehnung ist elastisch, Streckung plastisch. Längung ist da wenig eindeutig, könnte beides heißen

 

[BW-72]

Wenn jetzt noch beiden die für den Laufradbau wichtigen Grundlagen der Mechanik geläufig wären, wenigstens aber einem, dem professionellen Laufradbauer.

 

[Osso]

leicht OT aber passt vielleicht im weitern Sinne ganz gut.
Kann es sein das ein LR mit 24 radial eingespeichten Messerspeichen unkomfortabler ist als ein LR mit 32 3 fach gekreuzten Laser ?

 

[funbiker61]

Jo. Kann sein. Ich bin deshalb auch großer Fan von max. gekreuzt eingespeichter Vorderräder. Meine radialen Vorderräder sind alle vergleichsweise unkomfortabel.

 

[Gelöschtes Mitglied 37900]

Durchaus denkbar.
Bei Radialspeichung darf die Vorspannung nicht zu gering sein, da sonst die Nippel in den Löchern tanzen.
Die Laser sind im Mittelteil mit 1,5mm sehr dünn und "stretchfähig", zudem bei 3-fach-Kreuzung länger als bei radial.