Lotus 108 Replica

[insaneLX]

Hallo Forum,

 

ich bin ja eigentlich kein großer Projekte Dokumentierer. Aber ich dachte mir für dieses Projekt versuche ich es (falls es jemand interessiert). Der Anlass ist, dass ich gestern den ersten direkten Schritt zum Rad gemacht habe - aber zuerst die laaaange Vorgeschichte:

 

Das Projekt ist mein Replica des Lotus 108 von Mike Burrows mit dem Chris Boardman 1992 Olympisches Gold geholt hat. Seit damals hat mich das Design des Rads fasziniert und seit mehr als 10 Jahren spiele ich mit dem Gedanken mir eines zu bauen. Bisher läuft das Projekt als eines mit vielen Zwischenstationen...

 

Vor ca. 2 Jahren im Sommer habe ich dann beschlossen das Projekt zu starten - vor allem nachdem ich in der Zwischenzeit schon ein paar Carbonrahmen gebaut hatte kam es immer einfacher in den Bereich des Machbaren. Allerdings hatte ich bisher Carbon Rahmen nur in Carbon gemufften Rohr-in-Rohr Bauweise gemacht, aber Laminieren kannte ich vom Modellfliegen ganz gut.

Ich fuhr nach London ins Museum of Science da dort das einzige Rad war auf das ich einfach Zugriff bekommen konnte und habe es rundherum fotografiert um es vermessen zu können. Ein 3D Scan war mir dann doch zu aufwändig. Ich fuhr weiter nach Norwich zu Mike Burrows, dem Designer des Rads und habe mit ihm einen Nachmittag zum Thema Radbauen in seiner Werkstatt verbracht - das war echt cool. Auf das Lotus war er nicht gut zu sprechen aber über anderen Themen haben wir lange gesprochen. Er zeigte mir einige ungewöhnliche technische Ansätze - vor allem weil er aktuell Liegeräder (HPV) für Battle Mountain baut - Ketten mit 8mm Teilung - im Rahmen integrierte Kettenschaltung und sehr clevere Detaillösungen gab's da zu sehen. Auch seinen Hang zu einseitig aufgehängten Rädern sieht man dort - ich bin ein Einarmschwingen-Lastenrad testgefahren dessen Hinterrad 4cm aus der Spur war (das Lotus 108 ist 13mm aus der Spur aus aerodynamischen Gründen). Sonst gabs noch Carbon Speichen mit gegossenen Gewinden und selbst-gegossenen Alu Kurbeln…

Jedenfalls hatte ich dann im Herbst vor knapp 2 Jahren alle Daten um das Ding zu bauen.

Dann musste ich mal Autodesk Fusion lernen, damit ich das Ding sauber modellieren konnte. Das war auch ziemlich ein Tamtam.

Nachdem ich das Rad soweit gezeichnet hatte wollte ich auf meiner Baby-CNC Fräse die Urmodelle machen. Das erwies sich als derart problematisch, dass ich beschloss mir eine große konstruieren und zu Bauen - das dauerte gut ein Jahr und seit ein paar Monaten ist sie im Einsatz- 350kg Stahl, Hybride Stepper als Antrieb und eine blinkender LED streifen zur Beleuchtung.

So - fast geschafft. Damit das Lotus halbwegs gut würde (und ich mache Sachen nicht gern 2 mal) habe ich noch die Konstruktion eines MTB in der gleichen Bautechnologie eingeschoben, damit ich den Formenbau mit der Fräse und das Laminieren mit PET Blasen halbwegs in den Griff kriege. Der Rahmen des MTB ist halb fertig (fertig wird er erst nach dem Lotus), die Schwinge fehlt aber noch (die wird gebaut während die Formen für's Lotus in der Fräse sind)

Gestern habe ich dann tatsächlich begonnen die Formen für Gabel und Lenker zu fräsen! Yessss!

Und soweit bin ich.

 

Ich in Mikes Werkstatt

 

Erster Draft des Rahmens in Fusion

 

Die Fräse

 

3D Skizze des MTB's (Einarmschwinge, High Pivot, Rohloff im Rahmen)

 

MBT Rahmen roh aus der Form:

 

Das Lotus 108 in 3D (man verzeihe die Kurbel ;-) )

 

Und tatataaaa: die begonnene Form des Lenkers und der Gabel.

Bearbeitet 16. Februar 2019 von insaneLX

[Inigo Montoya]

Respekt! Das nennt man Hingabe. Der thread ist abonniert.

[hermes]

hallo alex,

das lotus hab ich auch immer geil gefunden. spitzenidee von dir. bin gespannt.

[exotec]

Das muss beobachtet werden!

[bs99]

Wahnsinnsprojekt, mich fasziniert der Fräsenbau fast mehr als der Rahmen.

Die Formen sind aus MDF?

[insaneLX]

Ja die sind aus MDF. Zuerst auf 0.2 mm Übermaß gefräst und dann mit heißem Infusionsharz getränkt und auf Maß geschichtet. Die Platten sind nur verschraubt und nicht verklebt damit die platten am Übergang noch saugfähig sind. Das klappt halbwegs, die Formen sind halt nur bis 50-60 Grad verwendbar und nicht besonders stabil. Sicher ok für 2-3 Abformungen aber eher nicht für mehr

[ventoux]

Warum ist Burrows auf das Lotus nicht gut zu sprechen? Ist doch sein Prestigeobjekt oder etwa nicht?

Und was bringt eine versetzte Spur für die Aerodynamik?

 

Auf jeden Fall cooles Projekt. Vergleichbares gab es hier noch nicht.

[insaneLX]

Es gab Differenzen zwischen Mike und dem von Lotus zugeordneten Ingenieur. Mike war mit ein paar Lösungen nicht einverstanden durfte aber nicht mitreden. Genaueres weiß ich aber nicht da er die Sachen nur angedeutet hat. Soweit ich weiß gab es auch Differenzen bezüglich des Rechtes an der Konstruktion. Ich habe da nicht weitergebohrt.

Der Versatz am Hinterrad (13mm nach links aus der Spur) hilft die Querschnittsfläche des Rahmens zu reduzieren. Das Rad hat hinten eine Einarmschwinge auf der rechten Seite. Die braucht eine gewisse Mindeststärke. Würde das Rad in der Mitte sitzen, dann müsste die Strebe rechts über den Rahmen hinausragen (wie bei jedem normalen Rad) und die linke Seite (d.h. das Hinterrad) würde nach rechts eingerückt sein und sich damit nicht ideal hinter dem Rahmen "verstecken". Wenn man das ganze Aussermittig macht, sind Strebe und Hinterrad ideal hinter dem Rahmen ohne diesen zu verbreitern.

Man sieht's recht gut auf dem Bild:

Bearbeitet 17. Februar 2019 von insaneLX

[insaneLX]

Kurz 2 Stunden in der Werkstatt gewesen - Formen sind im Grobdurchgang fertiggefräst und mit Harz getränkt damit ich sie in den nächsten Tagen überfräsen kann. Plan dafür ist Dienstag. Das Orange Ding ist ein Heizlüfter damit das Harz gut aushärtet.

 

[bob600]

Sehr geil! Bin gespannt

[ziller]

Astrein.

[feristelli]

Beeindruckend!

 

Der Versatz am Hinterrad (13mm nach links aus der Spur)

 

Wirkt sich das nicht auf das Fahrverhalten aus?

[Tom Elpunkt]

Des Radl is urschiach! Aber deine Hingabe! ABO

[ziller]

Wirkt sich das nicht auf das Fahrverhalten aus?

 

Glaube kaum. Kenne bayerische Motorräder mit ganz anderen Leistungsdaten, wo das 'serienmässig' auch so ist.

Und bei diversen Fahrrädern für viel Geld will ichs gar nicht wissen...

[insaneLX]

Wirkt sich das nicht auf das Fahrverhalten aus?

 

Angeblich wirkt sich das nicht merklich aus. Das Lastenrad das ich bei ihm gefahren bin hatte tatsächlich 4-5cm Versatz da das Hinterrad einfach seitlich am zentralen Rahmenrohr angebaut war. Beim Freihändig-fahren hab ich's deutlich gemerkt, sonst kaum.

[feristelli]

Beim Freihändig-fahren hab ich's deutlich gemerkt, sonst kaum.

 

So etwas hab ich mir gedacht. In den Kurven wird man's auch merken, aber durch sehr viele unterschiedliche Kurven muss man ein Bahnrad ja nicht steuern

 

Baust übrigens noch Bambusräder?

[kandyman]

Super, bin gespannt! Ich hab auch grad mit Kohlefaser zum Basteln angefangen, allerdings auf etwas simplerem Niveau

[insaneLX]

Baust übrigens noch Bambusräder?

 

Selten, aber doch - dieses Wochenende ist wieder Workshop. Wir bauen 2 Bambusräder und ein Kohlerad

[insaneLX]

Schlichten der Form - man beachte das beste Feature der Lillifee (so heißt die Fräse): flashiges LED Licht.

Leider war das Harz noch nicht komplett durchgehärtet will es in der Werkstatt sehr kalt war. Es war gerade noch so zu Fräsen aber die Oberfläche muss ich deshalb etwas mehr schleifen als eigentlich sein müsste und der Fräse verklebte ein wenig.

Frasstraregie: ein Durchgang 0.8mm parallele Konturen in x Richtung, dann Konturfräsen mit 0.8mm Schritten in z für alle Flächen die steiler sind als 30 Grad. 6mm Fräser mit einem Kopf. 3600mm/min Vorschub.

 

An Wochenende ist Rahmenbaukurs d.h ich bin 2 ganze Tage in der Werkstatt - ich hoffe ich kann die Rahmenform beginnen.

 

[ventoux]

Wahnsinn für eine selbstgebaute Fräse. Ich nehme mal an du hast sie auch selbst programmiert.

[insaneLX]

Programmiert hab ich sie nicht. Ich hab einen chinesische NC gekauft - 200eur und geht ganz gut.

[insaneLX]

So, am Wochenende ist nicht viel weitergegangen da der Rahmenbau Workshop doch Recht zeitintensiv war. Dafür hab ich jetzt eine Konstruktion fürs Ausfallende für die Kombi Bambusrahmen/Flat mount Bremsen/ steckachse.

Die Gabelform ist überfräst und 2 von 5 sind grob geschliffenen.

Bei der Rahmenform konnte ich zumindest die Grundform machen.

 

[exotec]

Gabel/Lenker ein Teil? org

[insaneLX]

Ich war leider 2 Wochen in den USA (mit Rad yeah) und somit war mein Projekt kurz auf Eis. Aber heute ist ein wenig was weitergegangen.

Ich konnte die restlichen MDF Platten für die linke Rahmenform einspannen und fräsen - damit fehlt noch ca. 4 STd fräsen, einmal Harz tränken und dann überfräsen für die linke Rahmenform.

Die Gabelform habe ich gorb geschliffen - weil fein schleif ich nie was - und Gabelscheide und Lenker in rechten Winkel zueinander gebracht.

 

Das beinahe Wichtigste war aber, dass wir (Falk & Ich) den weiteren Bauverlauf beschlossen haben:

Zuerst werden wir ein PET Sackerl bauen (mit Lötkolben schweissen), dass T-förmig ist und das mit Karton aussteifen. Dann saugen wir die Luft raus damit das Sackerl gut am Karton anliegt. Es wird später die Blase, die die Kohle-Lagen von innen gegen die Form drückt. Dann laminieren wir die Lagen in die einzelnen Formen, wobei linke Lenkerhälfte und linke Gabelhälfte fest in einem Stück gearbeitet wird, die anderen teile werden separat laminiert. An den strukturell wichtigen Stellen werden wir 9 Lagen 250 Gramm/qm Gewebe nehmen. Alu Inserts machen wir der Einfachheit halber jetzt keine. Die kleben wir danach trocken ein - hält nicht so gut, aber wir brauchen nicht so viel denken. Immerhin ist es das erste mal dass wir in so einer komplizierten Form bauen. Zwei oder drei Lagen werden 1-2 cm über die T-förmige Blase umgeschlagen, damit sie sich mit der anderen Hälfte der Gabel und des Lenkers verbinden. Danach wird die Form geschlossen und in einen Vakuum Sack gegeben. Das Sackerl hat Umgebungsdruck und damit +1 Bar relativ zum Vakuum. Das genügt sicher um die Lagen and den Flächen gegen die Form zu drücken, vermutlich aber nicht bei den spitz zulaufenden hinteren Kanten. Dort hoffen wir, dass der Karton-trick hilft, Mal sehen.

Ich hoffe das ganze geht sich noch diese Woche aus. Ich möcht' endlich kein MDF mehr sehen, sondern Kohle.

 

 

Beim Fotografieren ist mir aufgefallen, dass gerade in paar lustige Räder in der Werkstatt sind:

Martin's MTB mit gebrochenem Ausfallende (muss ein Baufehler gewesen sein, weil Konstruktionsfehler gibts bei uns nicht )

 

Das alte Bambus Stufentandem mit neuem Sitz (temporär):

 

Ein Uralt DH MTB im Vordergrund und ein Carbon/Bambus Zerlegerad im Hintergrund:

 

Und dann noch ein uraltes Bambus Stadrad von Falk, diesmal gepimpt mit Korblenker:

Bearbeitet 14. März 2019 von insaneLX

[insaneLX]

Blasen bauen

 

Konnte nicht in die Werkstatt - deshalb Trockenübungen: Die Blasen bauen die im Bauprozess von innen das Carbon gegen die Form drücken. Ich wollte hier mal die Prozesssicherheit erhöhen und schauen welches Material und welche Art der Verarbeitung zum Erfolg führt. An sich gibt es einige Videos zu dem Thema im Netz - aber irgendwie scheint es als müsste ich alle Fehler zuerst mal selbst machen bis ich den Anleitungen glaube bzw. verstehe was sie mir sagen wollen.

Also die Aufgabe ist es eine Blase zu machen, die während des Laminierens in die Form eingebaut werden kann und die sich dann ohne zu reissen von innen anlegt. Dazu muss sie eine Öffnung zum Umgebungsdruck haben - d.h. aus dem Vakuumsack der die Form umschließt heraus.

Ich hatte schon ein paar Versuche in der Werkstatt zu dem Thema gemacht, die aber nicht immer gut ausgingen. Als Material hatte ich die PE Folie genommen, mit der die Carbonrollen eingeschlagen sind wenn sie geliefert werden - also einfach Verpackungsfolien. Heute hatte ich zuhause keine solche Folie also hab ich's mit einem Müllsack versucht. Die Erkenntnis daraus ist, dass dieses Material vermutlich aufgrund der geringen Dicke (und auch aufgrund des anderen Kunsstoffs) sehr empfindlich gegen die vom Lötkolben seitlich ausgestrahlte Wärme ist und nahe der Nahtstelle anschmilzt wo es dann leichter reisst. Ich habe es nicht geschafft eine ohne Nacharbeiten dichte Blase aus einem Müllsack hinzubekommen.

Im Gegensatz zu den Versuchen in der Werkstatt habe ich Backpapier anstatt normalem Papier untergelegt und auch zwischen Lötkolben und Folie zwischengelegt. Das erwies sich als gut, denn das Backpapier macht die Lötkolben-Temperaturen besser mit und es klebt nicht am geschmolzenen Plastik der Nahtstelle fest. Dann habe ich noch die Lötkolbenspitze auf ca. 1.5mm Breite geschliffen und mit 800er Schleifpapier schön abgerundet, damit sie über das Backpapier gut gleitet. Als dritte Änderung im Bauprozess bin ich wieder auf PE Folie umgestiegen - diesmal in Form von Tiefkühlsäcken (Billa Clever). Das hat im Großen und Ganzen gut geklappt. Die Nahtstellen scheinen keine Schwachstelle zu sein: Ich habe 3 Blasen gebaut und langsam zerplatzt und keine ist an einer Naht aufgerissen ist. Die Reissdehnung dürfte bei ca. 200% liegen was OK sein müsste falls sich die Blase in einer unzugängliche Stelle anlegen muss ohne dass das Material nachrutschen kann. Eine weitere Erkenntnis ist, das der Zuluftkanal der Blase leicht zusammengerückt werden kann und den Luftfluss stoppt. D.h. ich werde irgendein Material einlegen, das den Luftfluss sicherstellt selbst wenn der Kanal verwurschtelt ist, z.b. einen dicken Wollfaden oder evtl. gleich ein Röhrl.

 

Zusammengefasst folgende Erkenntnisse:

 

- ?PE? Folie von Tiefkühlsäcken scheint gut zu sein

- Lötkolben abrunden und glattschleifen.

- Backpapier nehmen.

- Der Prozess ist überraschend stabil gegenüber der Lötkolbentemperatur und der Ziehgeschwindigkeit.

- Nicht durcsichtige Folie wäre ideal weil man durch das Backpapier die Folie dann erkennt

 

 

 

Bearbeitet 16. März 2019 von insaneLX