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Hinterbau Geometrie


Empfohlene Beiträge

da hat da mankra mal einiges erklärt.

 

zum selber basteln und ausprobieren is das hir recht gut:

http://www.igorion.com/_suspension/

 

in da firma hab ich n och einige links zu guten erklärungen. die kann ich aber erst morgen posten.

 

mfg

Fuxl

 

 

Original geschrieben von mankra

So, hab gerade meinen Text vom letzten Jahr herausgesucht.

 

Leider hatte ich nie die Zeit, das ganze fertigzuschreiben.

 

Also hier die angefangene Rohfassung:

 

Fahrwerk FAQ

 

Da immer wieder gleiche Grundlegende Fragen auftauchen, versuche ich hier eine kleine FAQ über Fahrwerke zu schreiben:

 

Es soll hier nicht darum gehen, welches System oder gar Marke besser ist, sondern die Vor- und Nachteile der Systeme aufzeigen und zeigen, auf welche Merkmale man achten sollte.

 

Folgende Abkürzungen werde ich im Text verwenden:

 

OR - Oberrohr

UR - Unterrohr

KS - Kettenstrebe (die Länge bezieht sich immer auf den Abstand Hinterradachse - Innenlagermitte, auch wenn Schwinge anders aufgebaut ist)

HR - Hinterrad

KB - Kettenblatt

DP - Schwingen Drehpunkt

FK - Federkennlinie

FW - Federweg

DPS - Dämpferbolzenmitte Schwinge

DPR - Dämpferbolzenmitte Rahmen

REK - Raderhebungskurve

BMA - Bremsmomentabstützung

1G - Eingelenker

4G - Viergelenker

MG - Mehrgelenker

LW - Lawill

VPP - Virtueller Drehpunkt

Sag - Negativfederweg

 

Das optimale Fahrwerk wippt nicht, spricht dabei sensibel auf Hindernisse an, Antriebs und Bremsneutral.

Alle diese Punkte Punkte lassen sich mit einer Kettenschaltung komplett vereinen, deshalb muß man Kompromisse eingehen:

 

Wippen:

Wippen kann man durch mehrere Möglichkeiten unterbinden:

 

Sperren des Dämpfers:

Vorteil: Absolut wippfrei

Nachteil: Keine Federung, hohe Belastung auf Dämpfer und Rahmen

 

Ausnutzen des Kettenzuges:

Verlängert sich beim Einfedern die KS, dann wirkt man beim Antritt mit dem Kettenzug gegen dem Einfedern. Die Schwinge wird also nach unten gezogen.

Vorteil: Beim Rollen volle Federungsperfomance, beim Treten straffere Federung

Nachteil: Je stärker man den Kettenzug ausnützt, umso mehr Pedalrückschlag.

 

Hohe LowSpeed und intelligente Dämpfung (SPV,PPD,)

Durch hohe Dämpfung bei LowSpeed, wird das Wippen unterbunden.

Sonderfälle sperren komplett ab und können über ein Massenträgheitsvenil feststellen, ob die Kraft vom Fahrer oder von unten ein Schlag kommt).

Vorteil: Völlig automatisch

Nachteil: geringfügig bis stark eingeschränktes Ansprechverhalten bei langsamer Fahrt.

 

Im Wiegetritt, wenn mit dem ganzen Körpergewicht und unruhigen Oberkörper auf die Pedale gestampft wird, bringt man, bis auf das gesperrte Fully, jedes Fully zum wippen. Dagegen helfen Punkt 2 und 3 wenig.RR und auch HT Fahrer müssen sich teilweise einen anderen Fahrstil anlernen.

Was speziell durch hohe LowSpeedDämpfung sehr gut unterbunden wird, sind Resonanzschwingungen, die sich bei einer bestimmten Trittfrequenz auf das Bike übertragen können und so ein dauerndes wippen und schwingen erzeugen.

 

Ansprechverhalten:

 

Das Ansprechverhalten hängt von folgenden Faktoren ab:

 

FK: Die Federkennlinie setzt sich aus der Abstimmung des Dämpfers und der Kinematik des Hinterbaus ab.

Für gutes Ansprechverhalten sollte sie bei 0 Beginnen und je nach Einsatzzweck linear (jedes zusätzliche KG Belastung federt den Hinterbau den gleichen Weg ein) oder Progressiv (jedes zusätzliche KG Belastung federt den Hinterbau immer weniger Weg ein, je weiter der Hinterbau eingefedert ist.)

 

REK: Fährt man auf ein Hindernis zu, ist eine REK, bei der das HR nach hinten, oben ausweicht optimal, da hier das HR mehr Zeit für das Einfedern und überrollen des Hindernisses hat.

Nachteil dabei: Dadurch verlängert sich die KS und somit entsteht ein Pedalrückschlag, der umso stärker ist, je weiter das HR beim Einfedern nach hinten ausweicht.

Einige Hersteller kompensieren diese Verlängerung der KS, indem sie beim DP eine Kettenumlenkrolle montieren und somit den Pedalrückschlag ausschalten.

Ne niedriger der DP, umso mehr zeigt die REK in Fahrtrichtung und bringt beim Zufahren auf Hindernisse zusätzliche Progression ins Fahrwerk, die im statischen Diagrammen der FK nicht erfaßt werden, da diese nur Belastungen von oben berücksichtigt, wie sie bei Sprüngen auftreten.

 

Reibung:

Weniger Lager = Weniger Reibung. Spannungsfreie Dämpferbefestigung

 

Ungefederte Masse:

Je leichter die Schwinge, umso besser. Nur macht die Schwinge relativ wenig aus, gegenüber einem kompletten HR mit Reifen, Schlauch, Kassette, Teil der Kette, Bremse, Schaltwerk.

 

Losbrechmoment und Federrate des Dämpfers:

Feder sollte nach Einsatzzweck und Gewicht abgestimmt werden.

Luftdämpfer haben Bauartbedingt ein etwas höheres Losbrechmoment als Stahlfederdämpfer.

 

Antriebsneutral:

 

Ein völlig Antriebsneutrales Fully läßt sich mit 3 KB nicht verwirklichen. Darum kommt man um einen Kompromiß nicht herum.

Wichtig hierfür ist, daß der DP so gewählt wird, daß der Abstand Kassette und die Stelle, wo die Kette auf das KB einläuft sich nicht ändert.

Wird dieser Abstand beim Einfedern kürzer, dann provoziert man durch den Klappmessereffekt das Wippen (typisches Problem bei Antriebsschwingen und tiefen Drehpunkten)

Wird er länger, entsteht Pedalrückschlag. Undrückt damit gleichzeitig wippen:

Da dies bei jedem KB ein anderer Punkt ist, muß man dabei einen Kompromiß eingehen. 100% optimal läßt es sich nur bei einem KB lösen.

Auch Kettenaufwicklung und Abwicklung beeinflussen etwas den Pedalrückschlag.

Die gleiche Längung der KS wirkt sich auf einem kleinen KB stärker aus, als auf einem großem: 1 cm Kettenzug dreht das 22Z KB doppelt soviel zurück, als wenn die Kette auf dem 44Z KB liegt.

Deshalb stört ein höher liegender DP bei einem Rad weniger, wo man nur ein großes KB fährt (meist bei DHlern).

 

Bremsneutral:

 

Der Bremssattel sollte beim Einfedern am besten keine Drehimpulse auf die Schwinge ausüben.

Am effektivsten läßt sich dieses mit einer BMA realisieren, die das Bremsmoment auf den Rahmen überträgt und somit die Schwinge neutral weiterarbeitet.

Nachteil sind der kompliziertere Radausbau, schwierigere Bremseinstellung, Gewicht (ungefederte Masse), weitere Lager und Bauteile.

Direkt auf der Schwinge montiert gilt: Je länger die Schwinge, desto kleiner ist der Hebel, denn die Bremse auf die Schwinge ausübt und somit der Einfluß der Bremse.

Bei 4G und LW stützt sich die Bremse auf einem Hebel ab, der je nachdem, wie sich dieser Hebel beim Einfedern verhält, kann die Bremse Einflußfrei sein, oder auch den ganzen Hinterbau verkanten (ein Problem einiger LW ohne BMA)

 

 

Hinterbausysteme:

 

Generell hat jedes Konzept Vor und Nachteile und mit jedem Konzept lassen sich hervorragende Rahmen konstruieren.

 

Eingelenker:

 

Vorteil: Simpler Aufbau mit wenigen, beweglichen Teilen, weniger Gewicht, bei gleicher Stabilität

Nachteil: Seitliche Belastung des Dämpfers, keine starke Progression möglich,

 

Unterteilung:

 

Eingelenker mit DP hinter oder im Sattelrohr:

Vorteil: steif, leicht

Eingelenker mit DP vorverlegt zum Unterrohr:

Vorteil: Antriebs und Bremseinfüsse geringer, besseres Ansprechverhalten

Einge 1G haben eine BMA eingebaut, um die Bremsmomente abzufangen. Diese kürzt den Hauptvorteil auf andere Konstruktionen stark ein: weitere Bewegliche Teile, die eine potenzielle Wartungs oder Fehlerquelle darstellen.

 

Mehrgelenker:

REK ist identisch mit 1G mit gleichem DP, nur der Dämpfer wird zusätzlich über diverse Hebel angelenkt.

Vorteil: wenig seitliche Dämpferbelastung, Progression frei konstruierbar

Nachteil: Viele Lager und bewegliche Einzelteile, Mehrgewicht durch diese Teile.

 

Viergelenker:

Echte 4 Gelenker mit HorstLink haben einen virtuellen Drehpunkt um den sich die Schwinge dreht, der weit von den Lagern entfernt sein kann. Beim Einfedern wandert dieser virtuelle DP, so daß sich eine REK konstruieren läßt, die keine Kreisbahn sein muß.

Somit läßt sich, selbst mit kurzen, steifen Hauptschwingen (Hauptlagerung hinterm Sattelrohr) eine REK konstruiren, die einer wesentlich höheren und längeren Schwinge (und deren Vorteile, ohne deren Nachteile) konstruieren.

Viele Hersteller bauen 4G mit einem recht kurzem Horstlink (im Verhältniss zur Kettenstrebenlänge), was eine REK ähnlich eines 1G oder MG mit dem selben Hauptlagerpunkt ergibt.

Weitere Vorteile: wenig seitliche Dämpferbelastung, Progression frei konstruierbar, wenig Bremsmoment.

Nachteile: Viele Lager und bewegliche Einzelteile, Mehrgewicht durch diese Teil.

 

VPP: Virtuell Pivot Point

Genaugenommen ist auch jeder 4 Gelenker ein VPP. Aber als VPP werden Rahmen mit einer S-Förmigen REK bezeichnet:

Bei einem bestimmtem Sag ist die KS am kürzesten. Sowohl nach unten, als nach oben wird die KS länger. somit wird der Kettenzug ausgenutzt, um das Bike in einem bestimmten Sag zu stabilisieren und wippen zu unterbinden.

War vor einigen Jahren Antriebsneutralität ein sehr wichtiges "Qualitätsmerkmal" bei diversen Testberichten, ist derzeit VPP gerade "In", die bauartbedingt nicht Antriebsneutral sind, oder es wollen.

 

 

 

Wie sollte der Hinterbau in den einzelnen Einsatzbereichen konstruiert sein:

 

Downhill:

 

Ansprechverhalten absolut wichtig, keine Bremseinflüße, aus den Kurven gut zu beschleunigen. Antriebsneutral ist nicht so wichtig, da man diese Bikes sitzend einen Berg hochtritt.

Um dieses zu erreichen, ist eine REK nach hinten, oben Vorteilhaft. Dieses erreicht man mit einem höheren DP über den KB.

Je höher, umso besser spricht die Schwinge an und umso weniger wippt es beim Herausbeschleunigen aus Kurven, umso weniger LowSpeedDämpfung braucht man beim Dämpfer, welches das Ansprechverhalten wiederum verschlechtern würde.

Weiterer Vorteil: Bei den großen FW und den flachen Lenkwinkel von DH Bikes verkürzt sich der Radstand bei einer REK nach hinten nicht so extrem, als bei tiefem DP

Contra: Je höher der DP, umso schlechter das Ansprechverhalten beim Antritt.

Fazit: Je höher der DP, umso besseres Ansprechen beim Rollen, besseres Beschleunigen, dafür schlechteres Ansprechen beim Antritt.

Die Verlängerung der KS durch den hohen DP wirkt sich durch das einzige, große KB nicht so stark.

Federkennlinie sollte bis ~90% recht linear sein und die letzten 10% stark progresiv.

Läßt sich nicht immer realisieren. In diesem Fall nimmt man gelegentliche Durchschläge in Kauf bzw. verläßt sich auf den Anschlagpuffer im Dämpfer.

Ob man lieber ein Antriebsneutrales oder gut Beschleunigendes Fully fährt oder eine Mischung dazwischen, muß man selbst herausfinden.

 

Freeride - Hardcore: 1 KB, Hauptsächlich Shuttle:

 

Hier ist Geschwindigkeit nicht das wichtigste, sondern Spaß, ohne zu großem Materialaufwand.

Um Dämpfer und Rahmen zu schonen ist eine progressive FK wichtig.

Ansonsten gilt das oben gesagte.

 

Freeride/Enduro/ - 3 KB

 

Hier sollte der DP tiefer gewählt werden, damit der Pedalrückschlag auf dem kleinerem KB nicht zu groß wird.

DP auf Höhe des großem KB bedeutet auf diesem Antriebsneutral, beim mittleren vernachläßigbaren Pedalrückschlag.

Auf dem kleinem KB hat man einen spürbaren Pedalrückschlag. Zumindest wenn man darauf achtet. Ob dieser Pedalrückschlag schon störend ist, muß man für sich selbst herausfinden.

vorteil dieser Anordnung: Auf kleinem KB weniger wippen, dabei ist man nicht mehr so schnell unterwegs, daß die Federung so schnell arbeiten (muß) und der Pedalrückschlag so schlimm wäre.

Mittlere KB ist schon fast neutral.

Stört der Pedalrückschlag doch, dann ist ein DP auf Höhe den mittleren KB sinnvoller.

Mit dem Nachteil, mit normalen Dämpfern, ohne höhere LowSpeedDämpfung oder LockOut eher ein Wippen ins Fahrwerk zu bekommen.

Auf dem großem KB hat man geringen Pedalvorschlag, der z.B. bei schneller Straßenfahrt, wippen etwas fördert.

 

Tour/Hobby Marathon

 

Für lange Anstiege und Vielfahrern am kleinem KB ist ein DP auf Höhe Mittleres KB wahrscheinlich Kräfteschonender. Ansonsten gilt obengesagtes.

 

CrossCountry/Marathon Race

 

Hier ist schneller, kräfteschonender Antrieb das wichtigste. Das kleine KB kommt selten bis nie in Einsatz:

Die Luftdämpfer mit ihrem etwas höheren Losbrechmoment verhindern etwas das wippen.

DP auf Höhe zwischen mittleren und großem KB bitten hier meist den optimalen Kompromiß. Bei den geringen FW dieser Bikes, ist die REK nicht wichtig. Eine leicht degresive Anlenkung des Dämpfers unterbindet das wippen etwas mehr und gleicht die Progression des Luftdämpers aus. Ist aber bei modernen Dämpfern eher kontraproduktiv und eher für Fahrer, die nur die gröbsten Stöße wegfedern wollen.

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