Kennt sich wer in Mechanik (Physik) aus?

[Schrotti]

Allmächtiges BB-Wissen:

 

Ich suche jemanden, der sich ernsthaft mit Mechanik auseinandergesetzt hat und mit dem ich über mechanische und damit zusammenhängende tribologische Aspekte des Mountainbikens diskutieren kann.

 

In der MTB-Fahrtechnik gibt es seit jeher Behauptungen, denen meiner Meinung nach eine Begründung fehlt. Ebenso habe ich ein paar Ansätze, die ich mir mit meinem (leicht überdurchschnittlichen) HTL-Wissen physikalisch nicht 100%ig herleiten kann oder mir nicht sicher bin, welche die physikalisch korrekten Begrifflichkeiten sind, was Diskussionen mit anderen Halbwissenden schwer macht.

 

Gute Beiträge (Gressmann, Appeltauer) gibt es leider nur zum Straßenradsport, die zwar die physikalischen Grundlagen behandeln, aber eben nicht mountainbikespezifische Aspekte.

 

Ein großes Thema wäre z.B. die Drücktechnik in ihren detaillierten Aspekten.

Ich glaube nicht, dass diese Themen sinnvoll in schriftlicher Form diskutiert werden können, weshalb ich mich freuen würde, wenn sich jemand interessierter (idealerweise aus dem Großraum Wien) finden würde.

 

Also gerne per PM :-)

 

 

Grüße Peter

[Gast User#240828]

mal sehen, ob dr. gruber wirklich hier im forum schreibt.

 

könnte schwer sein, so jemanden hier zu finden, wäre nett wenn du uns verraten würdest, ob sich ein spezialist gefunden hat.

 

ps: bitte beamen!

[Schrotti]

Das es schwer ist so jemanden zu finden kann ich nach mehr oder weniger intensiven jahrelangen Suche bestätigen.

Deshalb wende ich mich in meiner Verzweiflung dem BB als letzte Hoffnung zu

 

Leider ist das Interesse in der Biomechanik auf der Schmelz sehr begrenzt, sich eine Stunde für sowas Zeit zu nehmen. Und von den "jüngeren" kommt halt kaum wer aus der Mechanik...

Bearbeitet 4. März 2018 von Schrotti

[bucket]

Vor 2-3 Jahren haben hier Leute von der TU Wien, Maschinenbau in einem thread jemanden mit powermeter gesucht um ein Projekt zu evaluieren bzw. Ergebnisse abzugleichen. Bin mir nicht sicher ob die aktive Forumsteilnehmer waren oder sich nur für den Zweck angemeldet haben, aber eine PN könnte sie ja möglicherweise erreichen.

 

Mal sehen ob ich den entsprechenden thread finde...

 

edit: bingo

 

https://bikeboard.at/Board/showthread.php?213788-Powermeter-Simulation-TU-Wien

 

user romi86 allerdings seit 2016 hier nicht aktiv gewesen

Bearbeitet 4. März 2018 von bucket

[punkti]

Servus,

 

was willst denn wissen? du bleibst ein bissl sehr wage, bis auf die Drücktechnik schreibst da jetzt nix und da wird's halt schwierig zu sagen ob das Sinn macht oder nit.

 

ansonsten kannst nohc von der FH Technikum Wien die Sportgerätetechniker anschießen. Die sollten da ganz offen dem gegenüber sein

[Mr.Radical]

Servus,

 

was willst denn wissen? du bleibst ein bissl sehr wage, bis auf die Drücktechnik schreibst da jetzt nix und da wird's halt schwierig zu sagen ob das Sinn macht oder nit.

 

...

Vor Allem erschließt sich mir nicht ganz der Zusammenhang zwischen Tribologie und Biomechanik... du suchst ja entsprechend meiner Einschätzung nach 2 Experten.

[Rikscha_89]

Komplexe Mechanik ist zwar mein täglich Brot, bin aber wie so viele Techniker in Deutsch eine Niete und darum schon bei der Fragestellung ausgestiegen...[emoji3][emoji3]

[Schrotti]

Tribologie hab ich nur geschrieben weil es sich cool anhört 😉

Nein, grundsätzlich geht’s gerade beim Kurvenfahren ja um die Reibung zwischen Reifen und Boden und ob und wie mechanische Aspekte der Kurvenlage, Radneigung, Schwerpunktslage, Lenkeinschlags oder Krafteinleitungspunkt (inneres/äußeres Pedal/Lenkerende) darauf einwirken können. Ob man dazu tribologisches Wissen braucht, oder ob da die Mechanik ausreicht weiß ich nicht.

 

Ich glaube meine Fragen sind für einen Mechaniker nichts Komplexes und relativ leicht zu beantworten. Mir geht es nicht um irgendwelche Berechnungen, sondernd um logische Herleitungen für Technikmerkmale, wie z.B. ob und warum es Sinn macht wie in der Drücktechnik die Radinnenneigung zu verstärken.

 

Ich glaube eine schriftliche Erklärung der Sachen bringt zu viele Punkte, an denen man aneinander vorbeiredet, da ist ein persönliches Gespräch viel effektiver. Ich versuch aber gerne trotzdem mal, meine Fragestellungen zu erläutern.

 

Drücktechnik:

Rad weist eine stärkere Innenneigung als der Körper auf. Das führt zu einem Winkelversatz zwischen Rad und Fahrer, der erstens etwas Sicherheit bringt, wenn die Reifen ausbrechen, da zuerst der Winkel geschlossen wird, die Reifenaufstandsfläche unter die Wirkungslinie des KSP’s rutscht und sich damit ein kurzer Moment zum Stabilisieren ergibt. Zweitens entsteht ein Hebel, der schnellere Richtungsänderungen ermöglicht, drittens wird durch die stärkere Radneigung das seitliche Reifenprofil besser ausgenutzt was zu mehr Grip führt und viertens wird bei gleichem Radius der nötige Einschlagwinkel des Lenkers geringer. Der Reifen steht damit weniger quer zur Fahrtrichtung (Richtung der Trägheit). Hat das positive Auswirkungen auf den Kurvengrip und wenn ja, wie kann man das physikalisch korrekt und einfach erklären?

 

Zweite Sache: Ich bin ein Verfechter der starken Körperrotation. Wördehoff beschreibt aus dem Skifahren abgeleitet die Angulustechnik, bei der ausgehend von der Drücktechnik wie beim Skifahren das Becken innen bleibt und damit eine Oberkörpergegendrehung entsteht. Auch wenn ich selbst viel aus dem Skifahren fürs Biken übernehme, das kann man mMn nicht vergleichen, da die Krafteinleitungspunkte grundverschieden sind und im Skifahren die taloffene Haltung aufgrund des Hangausgleichs, Aufkantwinkels und aufgrund der einzigen Abstützmöglichkeit gegen die Fliehkraft zustande kommt.

Am Bike hat man dafür andere Möglichkeiten. Außerdem zerstört mir mMn eine Beckengegendrehung komplett die Körperspannung der ganzen Kette zwischen Pedalen und Lenker. Die brauch ich um vor allem bei hohen Geschwindigkeiten den wirkenden Kräften entgegen zu halten, bzw. die notwendige Radlast für das Vorderrad zu Verfügung zu stellen.

 

Drittens: Krafteinleitung über äußeres Lenkerende. Belaste ich in der Drücktechnik mein inneres Lenkerende heble ich mir den Reifen quasi vom Boden. Belaste ich das äußere Lenkerende presse ich den Reifen besser in den Boden. Ich versteh nicht ganz die Differenzierung zwischen der Wirkung des Körperschwerpunkts (der bei beiden Varianten gleich ist) und der Krafteinleitungspunkte. Oder kann ich mir durch ein Drehmoment, wenn ich im Extremfall das innere Lenkerende nach oben ziehe und das äußere nach unten drücke sogar zusätzliche Radlast generieren?

 

 

Das ist mal eine grobe Beschreibung meiner Unklarheiten zur Drücktechnik. Bin gespannt ob es mehr hilft als verwirrt 😊

 

Die meisten anderen Fragen richten sich nach der situativ richtigen Verwendung physikalischer Bezeichnungen bei Bewegungsbeschreibungen. Drehimpuls, Drehmoment, Zetrifugal/petalkraft, Trägheitskräfte als Scheinkräfte, Traktion, Grip, Seitenführungskraft, Reibkräfte, etc.

Grundsätzlich kenn ich alle, bzw. kann mir die physikalische Definition raussuchen, aber in der Beschreibung von Bewegungen ist das gar nicht so einfach welchen Aspekt ich verwende und ob dass dann die korrekte Bezeichnung ist. Da fehlt mir die Anwendungspraxis...

 

 

FH (Dr. Angeli) hab ich schon versucht, null Rückmeldung.

Bearbeitet 5. März 2018 von Schrotti

[Gast User#240828]

ich, mit einem echt verdienten fleck in physik (htl 1.klasse;)) bin keine gute quelle...aber die drücktechnik vs legen ist glaube ich einfach.

 

der druck auf den seitlichen teil des reifens, wo auch oft scharfes profil sitzt, wird maßgeblich erhöht u somit auch die reibung- folglich ist der grip besser, die fliehkräfte aufgrund nich so hoher geschwindigkeit sind relativ gering.

 

*beim motorrad hingegen wird in hohen geschwindigkeiten mit hanging off gearbeitet, um das gegenteil zu erwirken, nämlich die schräglage so gering wie möglich zu halten...da ja schon enorme fliehkräfte wirken, die für genug reibung sorgen..der nach innen hängende körper wirkt somit als „gegengewicht“ gegen die fliehkraft..

 

aber das wirst vermutlich selber wissen*

Bearbeitet 5. März 2018 von User#240828

[Gast User#240828]

@schrotti, kennst du?

 

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Fahrphysik_(Fahrrad)

[punkti]

ja, der Angeli hat einfach zu viel um die Ohren und für ihn ist das zu Trivial!

Außerdem, warum sollte er sich das antun, mit irgendjemanden darüber zu reden, da es ohnehin "irrelevant" ist (es ist schön wenn ich mir die Haftung zwischen Reifen und Asphalt ausrechnen kann wenn ohnehin auf Schotter gefahren wird! da scheitern große Firmen dran ) und nix dabei rauskommt (kein Paper oder eine Veröffentlichung).

 

Zeichne es dir auf und Versuch die Kräfte zu bestimmen, dann wirst sehen auf welche Ansätze du kommst. Bei deinem zitierten Ski-Paper wird auch nur gehirnt, physikalisch ist die Hüftdrehung nicht zu erfassen.

[Schrotti]

@ Reini: Nein, aber ich kenn die 700 Seiten von Peter Appeltauer

https://www.amazon.de/Kleingedruckte-beim-Radfahren-Physikalische-Radsportalltags/dp/3931965414/ref=pd_lpo_sbs_14_t_1?_encoding=UTF8&psc=1&refRID=16EGMJZ4BWYPJM358SK8

 

natürlich den Gressmann, der kurz die Drücktechnik erwähnt, aber nur in drei Zeilen beschreibt, die beiden von mir erstgenannten Vorteile nennt (aber nicht nachrechnet oder so) und dann nicht weiter darauf eingeht.

https://www.amazon.de/Fahrradphysik-Biomechanik-Technik-Formeln-Gesetze/dp/3667111088/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1520325904&sr=1-1&keywords=gressmann&dpID=51y1lsgjG8L&preST=_SY264_BO1,204,203,200_QL40_&dpSrc=srch

 

Wördehoff schreibt von der gesamten MTB-Literatur noch am besten übers Mountainbiken, auch viel aus physikalischer/mechanischer Sicht. Auf dem Level komm ich mit, meine Fragen beantwortet es leider nicht, bzw. wirft mit der Angulustechnik sogar noch mehr auf

https://www.amazon.de/Mountainbike-Freeride-Tour-Bikepark-Downhill/dp/3613506211/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1520326048&sr=1-1&keywords=w%C3%B6rdehoff&dpID=612vymWS-rL&preST=_SY264_BO1,204,203,200_QL40_&dpSrc=srch

 

@Punkti:

Das habe ich schon öfters gemacht, aber da stehe ich eben an, weil ich mir nicht sicher bin ob meine Ansätze passen. Da brauch ich wen, der mir sagt, der Ansatz geht, der nicht, weil ...

Kräftegleichgewicht und so vom Schwerpunkt aus check ich, aber wenn man dann wieter Überlegt und über unterschiedliche Krafteinleitungspunkte und deren Hebel und Drehmomente bin ich absolut unsicher.

Bearbeitet 6. März 2018 von Schrotti

[derHollander]

Hallo Peter,

 

Vielleicht kann ich dir helfen. Wir haben uns lange her mal bei ein USI Kurs kennengelernt. Und obwohl mein Fahrstil es nicht immer her zeigt, sollte ich mich theoretisch gut auskennen. Habe Maschinenbau studiert, spezialisiert auf Biomechanik, dort zusammen mit ein Freund/Studienkollege ein Paper publiziert über das simulieren von Zweiradstabilität und die Anwendung davon bei die Entwicklung von ein Liegefahrrad. Sollte irgendwo auf der Webseite von der TU Delft zu finden sein, wo ein Professor sich schon seit Jahrzehnten mit Fahrräder beschäftigt.*http://bicycle.tudelft.nl/schwab/Bicycle/

 

Wenn du willst können wir uns gerne mal wieder treffen und über Radfahren reden.

[soulride]

Um die Diskussion auf eine esoterische Ebene zu senken ein paar Worte zur Drücktechnik. Wenn ich fahre, vergesse ich sie auszuprobieren, weil mein Hirn auf Standby setzt sobalds runter geht. Was weiß ich. Ahja was ausprobieren? Das Hanging Off vom dem Reini in Post 9 spricht. Aus unerfindlichen Gründen bin ich darauf programmiert in der Kurve oder Traversen, das Rad nach innen zu legen. Ev. hab ich das vom Skifahren so drinnen, keine Ahnung. Aber im Gegensatz zum Skifahren hat man beim Bike keine Kante zum Einsatz. Die Kante ist hier Rund. Wenn ich das Bike nach innen lege, bringt das fürn Grip nüüt, und zwar bei jeder v. Die Radlast wird nicht erhöht. Beim Ski sehr wohl. Die Randstollen als pendant zur Skikante? Nei die Stollen machen das Kraut net fett. Speziell wenns feucht ist schwindet der Einfluss, glaub ich. Jaaa, ich sollte unter Technikern nicht von Glauben sprechen.

Welche Gründe hab ich noch das Rad nach innen zu legen? Ich glaube es könnte mit einem subjektiven Sicherheitsgefühl zu tun haben. Wenn der Reifen ausbricht, dann schlägt zumindest erstmal das Rad auf. Man hat was zw. Körper und Gemüse. Und, wenn der Körperschwerpunkt über dem Bike liegt, lässt sichs besser auf Schläge reagieren. Wenn ich mit dem Schwerpunkt neben dem Bike liege, wie bei hang off, bin ich mehr Passagier als Pilot. Zumindest im Gelände. Abgesehen davon fühlt sichs geiler an das Gerät nach innen zu legen, als den Körper. ABER nochmals und ohne es zu berechnet zu haben, bin ich überzeugt, dass die Radlast mit der Hang off Technik höher ist und diese Technik beim MTBen unterschätzt wird. Ich glaube mich an ein Video zu erinnern wo Sam Hill oder Danny Hart bei einer Schrägfahrt auf nassem Untergrund das Bike als einzige im Fahrerfeld nach außen legen. Er fliegt souverän über die Sektion, während alle Anderen, die das Bike nach innen drücken, extrem zittern oder gar wegrutschen. Ich werd das bissl an mir probieren und wahrscheinlich eh nicht berichten. Gibts hier jemand der das Rad bewusst nach aussen drückt?

[derHollander]

Leider gibt es beim Fahrradthema, genau so wie bei viele andere Themen, eine Riesenmenge an Halbwissen die herumgeht. Internet hat natürlich sein Anteil daran.

Drittens: Krafteinleitung über äußeres Lenkerende. Belaste ich in der Drücktechnik mein inneres Lenkerende heble ich mir den Reifen quasi vom Boden. Belaste ich das äußere Lenkerende presse ich den Reifen besser in den Boden. Ich versteh nicht ganz die Differenzierung zwischen der Wirkung des Körperschwerpunkts (der bei beiden Varianten gleich ist) und der Krafteinleitungspunkte. Oder kann ich mir durch ein Drehmoment, wenn ich im Extremfall das innere Lenkerende nach oben ziehe und das äußere nach unten drücke sogar zusätzliche Radlast generieren?

der druck auf den seitlichen teil des reifens, wo auch oft scharfes profil sitzt, wird maßgeblich erhöht u somit auch die reibung- folglich ist der grip besser, die fliehkräfte aufgrund nich so hoher geschwindigkeit sind relativ gering.

*beim motorrad hingegen wird in hohen geschwindigkeiten mit hanging off gearbeitet, um das gegenteil zu erwirken, nämlich die schräglage so gering wie möglich zu halten...da ja schon enorme fliehkräfte wirken, die für genug reibung sorgen..der nach innen hängende körper wirkt somit als „gegengewicht“ gegen die fliehkraft..

aber das wirst vermutlich selber wissen*

 

An sich klingt die Theorie irgendwie mehr Druck auf die Reifen zu bringen sehr gut, vor allem weil es gefühlsmäßig mit die Erfahrungen übereinstimmt. "Mehr Druck am Lenker auf die Innenseite macht, dass ich mehr Druck am Boden habe, und damit mehr Grip" Es ist aber physikalisch nicht möglich. Wenn du durch eine konstante Kurve fährst, dann hast du in jede Ebene ein Gleichgewicht, und müssen alle Kräfte die von Außen auf das System (Radfahrer plus Fahrrad) in S. In die horizontale Ebene muss die Zentrifugalkraft gleich groß sein als die Reibung zwischen Boden und Reifen in horizontale Ebene. In die vertikale Ebene hast du deine Masse multipliziert mit die Schwerkraft, die entgegengewirkt wird von die vertikale Kraft zwischen Boden und Reifen.

 

Wenn in ein von diese Beide ebenen ein Ungleichgewicht besteht, dann entsteht ein Beschleunigung. In die Horizontale würde das sehr wahrscheinlich bedeuten, dass du wegrutscht. In die Vertikale würde das bedeuten, dass du entweder abhebst, oder im Boden versenkt. Auf dem ganze System von Fahrrad und Radfahrer arbeiten nicht mehr Kräfte von Außen, und deswegen ist es nicht möglich mehr vertikale Druck auf die Reifen zu bringen und damit die Bodenhaftung zu vergrößeren.*1

Extra Raddruck generieren würde nur gehen wenn mann der Lenker irgendwie extra mit die Umwelt verbindet und ein Gegenkraft ausüben kann. Fliehkräfte die extra Druck generieren in die vertikale Ebene kann es zwangsläufig nicht geben, weil die Ebenen senkrecht zu einander stehen. *2

 

*1 An sich ist es möglich der eigene Körper kurzfristig nach oben zu beschleunigen, und damit mehr Druck auf die Reifen zu bringen. Letztendlich ist ein Beschleunigung ein Kraft, und diese Kraft braucht ein gegengestellte Reaktionskraft die nur von die Reifen kommen kann. Die praktische Anwendung davon ist aber sehr gering, weil die Arme und Beine relativ kurz sind, und damit die Dauer von diese Kraft dementsprechend kurz.

*2 Annahme ist, dass wir von eine Kurve auf eine horizontale Ebene reden. In eine Steilkurve würde ein Fliehkraft natürlich schon zusätzliche Druck am Reifen verursachen.

[derHollander]

@schrotti, kennst du?

 

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Fahrphysik_(Fahrrad)

 

Leider ist Wikipedia in diesem Fall nicht wirklich zuverlässig. Die schreiben zum Beispiel, dass das Kreiseleffekt/ gyroskopischer Effekt und die Nachlauf die zwei wichtigste Voraussetzungen sind für ein stabiles Fahrrad. Aber als dritte Nachweis geben sie ein wissenschaftliches Artikel genannt: "A Bicycle Can Be Self-Stable Without Gyroscopic or Caster Effects." wo genau das Gegenteil bewiesen wird, dass es sehr wohl möglich ist ein Fahrrad zu konstruieren, dass stabil ist ohne Nachlauf oder gyroskopische Effekte. Zwei von die Autore sind übrigens Bekannte von mir, und ich habe denen mal die Frage vorgelegt, warum das Fahrrad in die Kurve legen sinn macht. Obwohl der Arend Schwab schon seit mehr als 25 Jahre sich nur beschäftigt mit die Stabilität von Zweiräder, müsste auch er kurz nachdenken über diese Frage. So offensichtlich ist es anscheinend doch nicht.

 

Ein gute online Erklärung von einige Themen bezüglich Fahrrad finde ich: https://sites.google.com/site/bikephysics/Home ist ein bisschen komplizierter, aber dafür meiner Meinung nach richtiger.

Bearbeitet 4. Juni 2018 von derHollander

[Gast User#240828]

Leider gibt es beim Fahrradthema, genau so wie bei viele andere Themen, eine Riesenmenge an Halbwissen die herumgeht. Internet hat natürlich sein Anteil daran.

 

 

 

An sich klingt die Theorie irgendwie mehr Druck auf die Reifen zu bringen sehr gut, vor allem weil es gefühlsmäßig mit die Erfahrungen übereinstimmt. "Mehr Druck am Lenker auf die Innenseite macht, dass ich mehr Druck am Boden habe, und damit mehr Grip" Es ist aber physikalisch nicht möglich. Wenn du durch eine konstante Kurve fährst, dann hast du in jede Ebene ein Gleichgewicht, und müssen alle Kräfte die von Außen auf das System (Radfahrer plus Fahrrad) in S. In die horizontale Ebene muss die Zentrifugalkraft gleich groß sein als die Reibung zwischen Boden und Reifen in horizontale Ebene. In die vertikale Ebene hast du deine Masse multipliziert mit die Schwerkraft, die entgegengewirkt wird von die vertikale Kraft zwischen Boden und Reifen.

 

Wenn in ein von diese Beide ebenen ein Ungleichgewicht besteht, dann entsteht ein Beschleunigung. In die Horizontale würde das sehr wahrscheinlich bedeuten, dass du wegrutscht. In die Vertikale würde das bedeuten, dass du entweder abhebst, oder im Boden versenkt. Auf dem ganze System von Fahrrad und Radfahrer arbeiten nicht mehr Kräfte von Außen, und deswegen ist es nicht möglich mehr vertikale Druck auf die Reifen zu bringen und damit die Bodenhaftung zu vergrößeren.*1

Extra Raddruck generieren würde nur gehen wenn mann der Lenker irgendwie extra mit die Umwelt verbindet und ein Gegenkraft ausüben kann. Fliehkräfte die extra Druck generieren in die vertikale Ebene kann es zwangsläufig nicht geben, weil die Ebenen senkrecht zu einander stehen. *2

 

*1 An sich ist es möglich der eigene Körper kurzfristig nach oben zu beschleunigen, und damit mehr Druck auf die Reifen zu bringen. Letztendlich ist ein Beschleunigung ein Kraft, und diese Kraft braucht ein gegengestellte Reaktionskraft die nur von die Reifen kommen kann. Die praktische Anwendung davon ist aber sehr gering, weil die Arme und Beine relativ kurz sind, und damit die Dauer von diese Kraft dementsprechend kurz.

*2 Annahme ist, dass wir von eine Kurve auf eine horizontale Ebene reden. In eine Steilkurve würde ein Fliehkraft natürlich schon zusätzliche Druck am Reifen verursachen.

 

Nicht dass ich irgendeinen Grund hätte, hier so zu tun, als hätte ich eine Ahnung - ich kenn mich so gut wie nicht mit Physik aus - aber ich fahre sehr viel Rad ;o)

 

In meiner Ausführung meinte ich (natürlich) schon die Gewichtsverlagerung nach vorne und das Rad seitlich zu stellen, hat aufgrund der verschiedenen Profile mmn. sehr wohl die Folge, dass das Gewicht auf einer kleinen scharfen Profilkante steht, und nicht auf einer breiten Auflagefläche mit wenig Luftdruck...da in diesem Fall das Gesamtgewicht auf eine kleine Aufstandsfläche trifft (die Reifenflanke ist zudem anders aufgebaut und beschichtet, als die Lauffläche) - muss dass auch mehr Reibung (beim MTB auf losem Untergrund gräbt sich die Profilkante in den Boden ein!?) und somit mir mehr Haftung zur Folge haben - oder steh ich da so auf der Leitung?

Bearbeitet 4. Juni 2018 von User#240828

[grey]

irgendwie wird hier dauernd so getan als hätte man am mtb unendlich viel Grip und würde nie rutschen, mMn. fährt man ein MTB tendenziell immer bzgl. Grip im Grenzbereich. (teils weils halt so ist, allerdings auch selbst verschuldet wegen falscher Gewichtsverlagerung)

 

mMn. rutscht man ständig, wenn auch nur geringfügig, das ist einfach "drückend" besser auszugleichen da dass Rad dann einfach ein stück aufgerichtet wird und die Kurve wieder aufgemacht wird. Im Worst case kann ich immernoch das rad weiter reindrücken, abbremsen, steh dann auf der kurveninnenseite am Boden und geh nicht kurven-aussenseite otb.

 

Beweglichkeit (gewichtsverlagerung v/h) ist stehend über dem Rad mehr gegeben als wenn ich mich einfach mit dem Rad, oder gar weiter als das Rad, reinlege und dann einfach nicht mehr korrigieren kann.

So statisch wie es sich hier liest ist kurvenfahren am mtb bei weitem nicht.

[derHollander]

In meiner Ausführung meinte ich (natürlich) schon die Gewichtsverlagerung nach vorne und das Rad seitlich zu stellen, hat aufgrund der verschiedenen Profile mmn. sehr wohl die Folge, dass das Gewicht auf einer kleinen scharfen Profilkante steht, und nicht auf einer breiten Auflagefläche mit wenig Luftdruck...da in diesem Fall das Gesamtgewicht auf eine kleine Aufstandsfläche trifft (die Reifenflanke ist zudem anders aufgebaut und beschichtet, als die Lauffläche) - muss dass auch mehr Reibung (beim MTB auf losem Untergrund gräbt sich die Profilkante in den Boden ein!?) und somit mir mehr Haftung zur Folge haben - oder steh ich da so auf der Leitung?

 

Es steht außer Frage, dass das (meistens) gröbere seitliche Profil, und wenn vorhanden die andere Gummimischung auch eine große Einfluss haben. Genauso ist es auch kein Thema, dass der eigene Körper aufrecht halten schnellere Richtungswechslungen erlaubt. Das war aber nicht die Frage von Schrotti.

 

Die ursprüngliche Frage war, ob diese Schräglage zusätzlich noch "extra Druck" oder "zusätzliche Radlast generieren" kann, und was der Theorie dahinter ist. Mein Bemerkung war, dass das rein physikalisch nicht möglich ist. Mann kann keine Kräfte generieren ohne Gegenkraft. Damit ist es nicht möglich extra vertikale Kraft auf die Reifen zusammenzubringen indem man der Lenker anders belastet. Die vertikale Kraft auf beide Reifen zusammen wird immer gleich sein an die Masse multipliziert mit der schwerkraft.

 

Ob der Auflagefläche bei Schrägstand kleiner ist, ist meiner Meinung nach fraglich. Wenn man mit eine normale Luftdruck herumfährt, und keine extrem steife Reifen hat, dann wird die Auflagefläche zwangsläufig immer gleich sein. Dein Gewicht bleibt gleich, der Druck in die Reifen bleibt (in etwa) gleich, und somit muss auch der Auflagefläche in etwa gleich bleiben.

[Gast User#240828]

Aufgrund der Bauweise der Reifen bin ich überzeugt davon, dass der Reifen an der Kante den kleinesten Aufstand hat, am "weichsten" ist er auf der Lauffläche, das mag aber von Reifen zu Reifen und auch von Profil zu Profil mehr oder weniger (garnicht) der Fall sein, das hängt wohl davon ab, wie viele TPI er hat.

Zum anderen: Kräfte werden schon generiert, und zwar durch Gewichtsverlagerung...würdest du neutral über beiden Reifen stehen, wäre das nicht der Fall - durch Verlagerung des Gewichts kommt eine zusätzliche Kraft auf den jeweiligen Reifen, auch kann man durch entlasten (Knie anziehen, Bremse lösen, bunnyhop) und belasten (Knie wieder strecken um Druck zu geben, abbremsen - ist beim Skifahren nicht viel anders) mehr Druck auch auf beide Reifen bringen, wenn er kurzfristig gebraucht wird....technisch starke Fahrer können eine Kurve so schnell durchfahren, wie es weniger gute auf dem gleichen Rad nicht können..das gilt zum Teil auch für die Straße

Bearbeitet 4. Juni 2018 von User#240828

[derHollander]

irgendwie wird hier dauernd so getan als hätte man am mtb unendlich viel Grip und würde nie rutschen, mMn. fährt man ein MTB tendenziell immer bzgl. Grip im Grenzbereich. (teils weils halt so ist, allerdings auch selbst verschuldet wegen falscher Gewichtsverlagerung)

 

mMn. rutscht man ständig, wenn auch nur geringfügig, das ist einfach "drückend" besser auszugleichen da dass Rad dann einfach ein stück aufgerichtet wird und die Kurve wieder aufgemacht wird. Im Worst case kann ich immernoch das rad weiter reindrücken, abbremsen, steh dann auf der kurveninnenseite am Boden und geh nicht kurven-aussenseite otb.

 

Beweglichkeit (gewichtsverlagerung v/h) ist stehend über dem Rad mehr gegeben als wenn ich mich einfach mit dem Rad, oder gar weiter als das Rad, reinlege und dann einfach nicht mehr korrigieren kann.

So statisch wie es sich hier liest ist kurvenfahren am mtb bei weitem nicht.

 

Eigentlich wird nirgends behauptet, dass man unendlich viel Grip hat, sondern genau das Gegenteil. Egal ob man ein bisschen, ganz viel oder gar nicht wegrutscht in die Kurve, du hast immer ein Gleichgewicht von Kräfte. Und wenn man es Theoretisch betrachten will, was ja der Ursprungsfrage war, dann ist es mal eine gute Ansatz mit ein quasi-statische Situation anzufangen. Zum Beispiel eine Kurve mit konstante Radius und konstante Geschwindigkeit.

 

Wir können natürlich auch sagen, dass es alles viel zu kompliziert ist, und viel zu viele Faktore mitspielen. Was auch sicher so ist in die echte Welt. Das bringt aber Schrotti nichts weiter, wenn er uns explizit fragt nach eine theoretische Hintergrund für sein Praxiswissen.

[grey]

geht jetzt weniger um den OP als um die Art in welche Richtung sich die Diskussion entwickelt..

 

 

Edass das rein physikalisch nicht möglich ist. Mann kann keine Kräfte generieren ohne Gegenkraft. Damit ist es nicht möglich extra vertikale Kraft auf die Reifen zusammenzubringen indem man der Lenker anders belastet.

 

an der Aussage z.b. stoße ich mich halt in der Realität.

Du kannst punktuell deutlich mehr Druck aufbauen als in deinem statischen-bewegungsablauf-erklärungen möglich, dass das nix mit Lenker so-oder-so belasten zutun hat, ist dann halt eine andere Sache.

Wie? Leicht-Schwer machen, muss jetzt nicht mal springen sein über eine Kuppe oder Wurzel in Richtung Scheitelpunkt, reicht schon wenn man das Rad vorher nur aus dem Sag hebt -> schon baust du mehr Druck auf als bei deinem rein statischen Bewegungsablauf möglich.

Auch wenns ärgerlich ist, dass es das nur komplizierter macht, ändert das recht wenig daran, dass die so stark vereinfachte Theorie hier einfach an der Realität vorbei geht.

 

Was ist schon ein Kurvenradius? Nicht unbedingt das, wie die Kurve aussieht, sondern das was man daraus macht. Du kannst eine Kurve mit wwi. 2m radius in eine Kurve mit 5m radius fahren, zwingt einem ja niemand jede Kurve mitte-mitte-mitte auszufahren.

[derHollander]

Nun ja, das ist schon ein bisschen selektiv quoten und aus dem Kontext geholt. Ich habe versucht zu erklären, dass wenn man durch eine Kurve fährt, und das Fahrrad dabei mehr in die Kurve hinein lehnt, oder das innere oder außere Lenkerende anders belastet, dabei keine extra Kräfte entstehen können die mehr Normalkraft zwischen Reifen und Boden erzeugen. Nicht mehr und nicht weniger. Muss man nicht glauben, aber ist halt der erstes newtonsches Gesetz.

[Gast User#240828]

ich denke nicht, dass man das anzweifelt - es werden aber auch fakten nicht berücksichtigt, die in der praxis schlagend werden, in der theorie aber nicht.

[derHollander]

Stimmt das viele andere Sachen mitspielen, und aus die ursprüngliche Frage ist es auch offensichtlich, dass der Schrotti sich davon bewusst ist.

Drücktechnik:

Rad weist eine stärkere Innenneigung als der Körper auf. Das führt zu einem Winkelversatz zwischen Rad und Fahrer, der erstens etwas Sicherheit bringt, wenn die Reifen ausbrechen, da zuerst der Winkel geschlossen wird, die Reifenaufstandsfläche unter die Wirkungslinie des KSP’s rutscht und sich damit ein kurzer Moment zum Stabilisieren ergibt. Zweitens entsteht ein Hebel, der schnellere Richtungsänderungen ermöglicht, drittens wird durch die stärkere Radneigung das seitliche Reifenprofil besser ausgenutzt was zu mehr Grip führt und viertens wird bei gleichem Radius der nötige Einschlagwinkel des Lenkers geringer. Der Reifen steht damit weniger quer zur Fahrtrichtung (Richtung der Trägheit). Hat das positive Auswirkungen auf den Kurvengrip und wenn ja, wie kann man das physikalisch korrekt und einfach erklären?

Die Frage ist damit, ob diese Schräglage vom Fahrrad, neben alle oben genannte Vorteile, irgendwie zusätzlich Kurvengrip erhöhen kann.

 

Ich glaube, dass ein Teil vom Antwort in die Geometrie vom Fahrrad liegt. Jedes Fahrrad (plus Fahrer) hat zwei Eigenschaften die zusammen Großteils die Eigenstabilität von ein Fahrrad bestimmen. Diese kannst du beeinflüßen mit eine Schräglage vom Fahrrad.

 

Effektive Nachlauf

Aus der Versatz im Gabel und der Winkel vom Lenkerachse ergibt sich ein Nachlauf. Normalerweise die Abstand zwischen den virtuellen Punkt wo die Lenkerachse am Boden kommt, und den Punkt wo der Reifen am Boden steht. Normalerweise ist diese Abstand leicht zu berechnen, und wenn das Fahrrad aufrecht steht auch recht konstant. Beim Schräglage vom Fahrrad, ändert der Nachlauf sich aber sehr stark, und wird relativ schnell sehr klein oder sogar negativ. In unten stehende Grafik sieht man, dass sogar schon bei 10° Schräglage und ein Lenkwinkel der Nachlauf durch null geht und ein Vorlauf wird.

source: https://sites.google.com/site/bikephysics/Home/4--lenkgeometrie-und-nachlauf

 

Gewicht vor die Lenkerachse

Das Gewicht vor die Lenkerachse führt dazu, dass bei gemäßigte Geschwindigkeiten, das Vorderrad dorthin lenkt wo das Fahrrad sich hinneigt. Und damit immer das Vorderrad unter dem Schwerpunkt lenkt. Mit Hilfe von der Nachlauf resultiert das in ein schöne Slalombewegung, die man sehen kann wenn man ein Fahrrad ohne Fahrer schnell genug wegschmeißt, aber auch wenn beim MotoGP wieder mal ein Motorrad sein Fahrer verliert.

 

Stabile Geschwindigkeit

Ein normales Fahrrad hat aber diese Eigenschaften, dass er von alleine aufrecht bleiben kann, nicht ab 0km/h bis 50km/h. Meistens (abhängig von der genaue Geometrie) sind Fahrräder erst Stabil ab in etwa 5 bis 10km/h. Das ist der Geschwindigkeit wo es drunter eigentlich nicht mehr möglich ist ohne Hände zu fahren. Eigentlich gibt es auch ein maximum Geschwindigkeit wo das Fahrrad noch stabil ist, aber die Instabilität bei höhere Geschwindigkeit ist so gutmütig und das umkippen so langsam, dass man es kaum merkt und trotzdem auch schneller ohne Hände fahren kann.

source: http://ruina.tam.cornell.edu/research/topics/bicycle_mechanics/stablebicycle/index.htm

 

Bedeutung in die Kurve

Wenn man das Fahrrad dann in eine Kurve verwendet, hat es durch die Geometrie eigentlich für jede Geschwindigkeit ein einprogrammierte Neigungswinkel und Lenkwinkel. An sich schön, aber manchmal passen die Geschwindigkeit und Radius nicht zusammen mit unsere Strecke und Ehrsucht. Resultat ist, dass das Fahrrad mittels ein Drehmoment um die Lenkachse gezwungen werden muss, eine andere Kurve zu folgen als das die Geschwindigkeit vorgibt. Das resultiert in ein ziemliches Drehmoment um die Lenkachse. Da beim normalen Radfahren das Drehmoment benötigt zum Lenken eigentlich sehr klein ist (http://www.bicycle.tudelft.nl/ProceedingsBMD2010/papers/cain2010comparison.pdf), führt das wieder zu das Gefühl Passagiere zu sein am eigenen Fahrrad.

 

Effekt von Schräglage

Und jetzt kommt der Trick. Wenn mann das Fahrrad in die Kurve legt, änderst du sowohl die Einfluss von die Masse am Lenker, als auch die effektive Nachlauf. Da die Zentripetalkraft am Lenkermasse eine ungünstigere Winkel zu Lenkachse bekommt, wird der weniger Einfluss haben und es leichter sein eine kleine Kurve zu fahren. Da die Nachlauf kleiner wird, wird das Fahrrad instabiler, wodurch du weniger vom Fahrrad gelenkt wird, und mehr selber lenken kannst. Und letztendlich, wie Schrotti schon erwähnt hat, brauchst du eine kleinere Lenkwinkel für die gleiche Kurvenradius, wodurch die Fahrradgeometrie vorgetauscht wird, dass das Fahrrad eine größere Kurve fährt. Damit nehmt das benötigte Drehmoment am Lenker ziemlich ab, bzw wird fast weg sein.

Diese drei Punkte machen nicht, dass du mehr Grip hast. Es macht aber, dass du die Eigenstabilität vom Fahrrad kurzfristig verkleinert (Einfluss von Masse und Nachlauf) beziehungsweise zu einen für dich optimale Gebiet verschiebst (Geometry größere Kurve vortauschen). Das wird auf jeden Fall dazu führen, das Gefühl zu haben genauer Lenken zu können. Letztendlich wird das damit auch ganz sicher in eine höhere Geschwindigkeit resultieren.