Die grosse Rumeierei - ich will mein Laufrad selber bauen

[Gelöschtes Mitglied 101963]

Also bei einer H Plus Son TB 14 mit 36 Speichen, einer Spannungsverteilung von 110 rechts zu 55 links (kgf) und 1,8 mm Speichen rechts, wird eine linksseitige 1,8 mm Speiche bei 150 kg vertikaler Last (sonst keine) vollständig entspannt, eine linksseitige 1,5 mm Speiche bei 174 kg.

Und was bedeutet das jetzt für Dich?

 

[HeikoS69]

Und was bedeutet das jetzt für Dich?

Na, wenn ich nicht weiß, ob das eine oder andere besser ist, nehme ich einen Kompromiss von beiden

Das wäre links dann die Sapim D-Light mit 2,0/1,65/2,0 mm, und rechts eine 1,8 mm Speiche, vorzugsweise Sapim Force mit 2,18/1,8/2,0.

So habe ich das die letzten Male sowieso gemacht, brauche nicht mal was ändern

 

[lagaffe]

Gestern habe ich was für mich Spannendes gefunden, einen Speichenradsimulator, der die Spannungsverteilung unter Last im Laufrad ausrechnet und grafisch darstellt.

Relevante Größen wie Speichendurchmesser, -anzahl, Flansch/Mitte Abstände, Vorspannung (in kgf) und verschiedene Lasten (auch Bremsen oder Treten, auch in kgf) kann man eingeben.

11 verschiedene Felgen mit ihren Steifigkeiten sind vorgegeben, kann man aber auch selbst eingeben (aber woher hat man die Steifigkeitswerte schon), H Plus TB 14 ist auch dabei.

https://bicyclewheel.info/wheel-simulator/
Wir hatten hier ja kürzlich die Diskussion, ob es sinnvoll sei, hinten links dünnere Speichen zu wählen als rechts.

Also bei einer H Plus Son TB 14 mit 36 Speichen, einer Spannungsverteilung von 110 rechts zu 55 links (kgf) und 1,8 mm Speichen rechts, wird eine linksseitige 1,8 mm Speiche bei 150 kg vertikaler Last (sonst keine) vollständig entspannt, eine linksseitige 1,5 mm Speiche bei 174 kg.

Na das ist doch mal 'ne erfreulich diplomatische Lösung, einerseits nicht zu vernachlässigen, andererseits in der Praxis womöglich nicht relevant...

Um die linke Speiche, die mit 55kgf vorgespannt ist komplett zu entlasten, genügt allerdings eine Gewichtsbelastung von etwa 56kg.....

 

[HeikoS69]

Um die linke Speiche, die mit 55kgf vorgespannt ist komplett zu entlasten, genügt allerdings eine Gewichtsbelastung von etwa 56kg.....

Wenn Du mit Gewichtsbelastung das meinst, was ich darunter verstehe, nämlich eine vertikal von oben nach unten auf die Laufradachse wirkende Gewichtskraft, dann zumindest nach der Simulation nicht (TB 14, 36 Speichen, 110 zu 55 kgf, bei 1,8 zu 1,5 mm Speichen):
Bei einem Gewicht von 56 kg verbleibt eine Spannung von knapp unter 40 kgf (man kann die Einheit bei der Simulation leider nicht auf N umstellen):

 

[Bursar]

Na, wenn ich nicht weiß, ob das eine oder andere besser ist, nehme ich einen Kompromiss von beiden

Na laut Simulator ist doch die 1,5mm Speiche besser.

 

[HeikoS69]

Na laut Simulator ist doch die 1,5mm Speiche besser.

Der Simulator bewertet nicht was besser oder schlechter ist, der rechnet nur.

Die paar % Unterschied machen den Kohl auch nicht fett, außerdem hatte ich die D-Light auch vorne in der selben Länge, da war die Wahl einfach.

 

[Gelöschtes Mitglied 101963]

Na, wenn ich nicht weiß, ob das eine oder andere besser ist, nehme ich einen Kompromiss von beiden

Das wäre links dann die Sapim D-Light mit 2,0/1,65/2,0 mm, und rechts eine 1,8 mm Speiche, vorzugsweise Sapim Force mit 2,18/1,8/2,0.

So habe ich das die letzten Male sowieso gemacht, brauche nicht mal was ändern

Was genau sagt denn dieser Speichensimulator aus?
Er sagt nur aus, daß die dünnere Speiche bei einer höheren Gewichtsbelastung völlig entlastet wird.
Selbstverständlich ist das so!
Die dünnere Speiche stretcht sich stärker, längt sich stärker. Sie verhält sich wie ein gespanntes Gummiband.
Daß sie erst völlig entlastet wird, wenn sie ihre ursprüngliche Länge wieder erreicht, ist doch klar.
Dünnere Speichen sorgen somit für ein viel elastischeres Laufrad.
Und das ist bei stark asymmetrischen Hinterrädern und schweren Fahrern keineswegs immer sinnvoll.
Dahingehend sehe ich nicht unbedingt einen Sinn darin, sich auf solche Rechenbeispiele zu verlassen.

 

[vorTrieB]

https://bicyclewheel.info/wheel-simulator/

Schönes Ding, vielen Dank für den Hinweis! Damit lässt sich vor allem eine günstige Vorspannung finden.

Weiß einer von Euch, warum er bei asymmetrischen Rädern bloß eine Seitensteifigkeit angibt & welche das ist? Oder bin ich nur zu doof, um den Rechner zu verstehen?

 

[HeikoS69]

Was genau sagt denn dieser Speichensimulator aus?
Er sagt nur aus, daß die dünnere Speiche bei einer höheren Gewichtsbelastung völlig entlastet wird.

Nein, nicht nur.
Der Simulator wirft Zahlen für diese Selbstverständlichkeit aus, die zumindest einen Hinweis darauf liefern, wie relevant irgendwas sein könnte.
Weil die Aussage eine Selbstverständlichkeit ist, ist sie ohne Zahlen ohne besonderen Wert.

 

[HeikoS69]

Schönes Ding, vielen Dank für den Hinweis! Damit lässt sich vor allem eine günstige Vorspannung finden.

Weiß einer von Euch, warum er bei asymmetrischen Rädern bloß eine Seitensteifigkeit angibt & welche das ist? Oder bin ich nur zu doof, um den Rechner zu verstehen?

Der Autor des Simulators verweist auf bei "lateral stiffness" auf Damon Rinard:
https://www.sheldonbrown.com/rinard/wheel_index.htmlDer stellt unter Nr. 3 fest:

If it exists, the difference is very small: on the order of just a few thousandths of an inch, i.e. within the error of my measurement, even under the larger-than-life load of 25.78 pounds that I used for this test. Even if a small difference exists in this artificially high-load case, no one will notice the even smaller difference the wheel might display while riding.

 

[dasulf]

Schönes Ding, vielen Dank für den Hinweis! Damit lässt sich vor allem eine günstige Vorspannung finden.

Weiß einer von Euch, warum er bei asymmetrischen Rädern bloß eine Seitensteifigkeit angibt & welche das ist? Oder bin ich nur zu doof, um den Rechner zu verstehen?

die Seitensteifigkeit kann nur einen Wert haben, ansonsten würde das Rad kollabieren. Was du wahrscheinlich meinst ist die Verformung zu einem Chips im Wiegetritt oder bei Schräglage in einer Kurve. Dazu musst du zusätzlich eine Kraft lateral bei 0° eintragen. Wenn die Asymmetrie zu krass ist und die Speichen auf beiden Seiten gleich dick sind und du zusätzlich noch etwas Gepäck drauf packst und die Zugkraft auf den antriebsseitigen Speichen relativ gering bei 700N einstellst, bekommst du auch eine Warnung, daß mindestens eine Speiche lose ist. Schraubst du dann LINKS den Durchmesser der Speichen herunter, ist wieder alles fest. Das dazu passende Diagramm ist Twist, am besten linear, damit du den flex der Felge auch beziffern kannst (schleifen am Bremsbelag zum Beispiel).
Und eine tangentiale Kraft sollte man auch noch hinzufügen, sonst rollt man ja nur.

Gruß
dasulf

Edith: sorry, bin rechtsLINKS verwechsler

 

[skandsen]

Lateral/Radial force to buckle spokes: The maximum force that can be applied before the first spoke buckles. Beyond this point the wheel will lose stiffness and strength.

Das ist NICHT die Kraft zum Entspannen der Speiche.
Deshalb ist die auch bei dünnen Speichen größer, weil die später Knicken.

Edit: Folgender Absatz ist wohl falsch:
Die Last zur Vollentspannung ist schlicht und einfach in etwa die Kraft, mit der die Speiche auch gespannt wurde (ohne die Felge zu berücksichtigen).
Und die ist für die dünne wie für die dicke Speiche gleich (abgesehen von den i.d.R. vernachlässigbaren Anteilen durch benachbarte Speichen).

Edit: Das wiederum stimmt.
Lest euch Smolik nochmal genau durch. Ausser der üblichen Banalität (dünn längt sich mehr) schreibt er eben NICHT, dass dünne Speichen links bei gleicher Last länger halten. Das ist eine Schlussfolgerung in den Köpfen der Leser (und m.E. falsch).

 

[Bursar]

Lest euch Smolik nochmal genau durch. Aussen der üblichen Banalität (dünn längt sich mehr) schreibt er eben NICHT, dass dünne Speichen links bei gleicher Last länger halten. Das ist eine Schlussfolgerung in den Köpfen der Leser (und m.E. falsch).

Nach Jobst Brandt ist ein Laufrad mit vielen dünnen Speichen und einer steifen Felge am haltbarsten.
Aber steife Felgen habt ihr hier im Klassikbereich ja nicht

 

[Steff_N]

Lest euch Smolik nochmal genau durch. Ausser der üblichen Banalität (dünn längt sich mehr) schreibt er eben NICHT, dass dünne Speichen links bei gleicher Last länger halten. Das ist eine Schlussfolgerung in den Köpfen der Leser (und m.E. falsch).

Wo brechen denn Speichen üblicherweise? Kurz nach dem Speichenkopf. Das ist zumindest meine Erfahrung mit Laufrädern die ich nicht gebaut habe. bzw. deren Vorleben ich nicht kenne. An der Stelle sind die dünnen Speichen aber mit den dicken identisch. "to buckle" kann auch nur verbiegen, verbeulen, stauchen heissen. Knicken werden die Speichen vermutlich nicht, sie werden gestaucht, auf Druck statt auf Zug belastet und das Rad wird somit instabil.

 

[skandsen]

Ich denke, dass sich dahinter einer der Eulerschen Knickfälle verbirgt.
Also eine Druckkraft > 0 und keine Totalentspannung (Zugkraft = Druckkraft = 0)

 

[HeikoS69]

Die Last zur Vollentspannung ist schlicht und einfach in etwa die Kraft, mit der die Speiche auch gespannt wurde (ohne die Felge zu berücksichtigen).

Die Felge ist aber ein Bestandteil des Konstrukts Laufrades. Man muss die Felge in den Überlegungen und erst recht den Formeln berücksichtigen.

 

[lagaffe]

Wo brechen denn Speichen üblicherweise? Kurz nach dem Speichenkopf. Das ist zumindest meine Erfahrung mit Laufrädern die ich nicht gebaut habe. bzw. deren Vorleben ich nicht kenne. An der Stelle sind die dünnen Speichen aber mit den dicken identisch. "to buckle" kann auch nur verbiegen, verbeulen, stauchen heissen. Knicken werden die Speichen vermutlich nicht, sie werden gestaucht, auf Druck statt auf Zug belastet und das Rad wird somit instabil.

Na ja, die meisten brechen eigentlich am Bogen. Aber kurz hinter dem Speichenkopf ist eine nicht weniger übliche Stelle. Und sehr oft, weil aufgrund ungünstiger Winkel die Speichen dort "abknicken".

Auf Druck werden die Speichen gar nicht belastet.
Wenn das Rad auf Druck belastet wird, wird Spannung zwischen quasi "Auf- und Widerlager" in der Speiche abgebaut.

 

[Steff_N]

Auf Druck werden die Speichen gar nicht belastet.

Ich weiss. Ich wollte nur die etwas unglückliche deepl-Übersetzung aus dem Posting #1.977 von @skandsen
"The maximum force that can be applied before the first spoke buckles."
korrigieren.

 

[lagaffe]

Die Felge ist aber ein Bestandteil des Konstrukts Laufrades. Man muss die Felge in den Überlegungen und erst recht den Formeln berücksichtigen.

Natürlich ist die Felge Bestandteil des Rades. Genauso wie die Speichen und die Vorspannung.

In Einzelbetrachtungen wird die Bedeutung jedes Bauteils gerne überschätzt oder auch mal vollständig weg gelassen.

So nebenbei: man kann sich darüber streiten, aber man kann es auch messen. Und nur auf die Schnelle und sehr grob: Ich habe einfach das Tensio ( P&K Lie) in die Speichen gehängt und den Sattel belastet ( mit mir) und aus der "Rennposition" das Tensio abgelesen. Ich wiege vermutlich gerade 65-66 kg. Bei 60 % wäre das eine Belastung von 39,6kg, also 388N, laß es etwas mehr sein, um 400N.

Im Hinterrad, die Speiche genau zwischen Nabe und Boden, die ganz unten steht ( 32 Speichen, TB14 links Laser, rechts Race 3x) hatte unbelastet eine Vorspannung von ca 550N, belastet 390N. Rechts von 1100N auf ca. 920N.

Das Ganze habe ich mit einem Rad wiederholt: 24 Sapim CX-Ray, rechts 3x, links radial ( und da muß ich dringend die Speichen nachziehen, haha): rechts von 1100 auf 950 und links ist das kaum noch wahr, von ca 400 auf einen Rest von 100 oder 150 N. Das lag außerhalb des Bereiches der Kalibrierungstabelle.

Auch habe ich den Tensio mal in die obersten Speiche gehängt, um zu sehen, ob auch die Mehrbelastung meßbar wäre. Aber der Zeiger bewegt sich kaum. Einmal habe ich, glaube ich was provozieren können ( 0,02mm), aber wenn, ist der Wert zu klein zum messen.

Das ist natürlich nicht wirklich belastbar. Aber in dem Bereich bewegt man sich.

 

[vorTrieB]

die Seitensteifigkeit kann nur einen Wert haben, ansonsten würde das Rad kollabieren.

Das halte ich für ein Missverständnis. Die Kräfte, mit denen die Speichen die Felge zur Seite ziehen, sind natürlich auf beiden Seiten gleich, aber das sagt nichts darüber, wie viel die Felge bei welcher Seitenkraft nachgibt. Bei gleich dicken Speichen geben Hinterräder nach links erheblich mehr nach als nach rechts.