Tech: Gabelprüfstand für Torsion und Biegung

[robertsmith]

hi!
was meiner Meinung nach noch sinnvoll sein könnte, wäre die Seitensteifigkeit, senkrecht zur Biegung nach hinten, damit liesse sich z.b. messen, inwieweit die Felge bei einseitiger Belastung an den Bremsklötzen scheifen könnte.

Versuchsaufbau: Gabelschaftrohr festeinspannen, im Idealfall unendlich-steifes LR einbauen, und dieses an der Felge zur Seite belasten. Dann den Abstand der Felge oben zw. den Gabelholmen zum rechten und zum linken Gabelholm messen

da es kein unendlich steifes LR gibt, die Seitensteifigkeit des LRs vorher in einer nahezu unendlich steifen Gabel messen, und dann die Differenz...

in denke, Georg versteht, was ich meine..

bezüglich der Kräfte bzw. Momente: die "bike" misst das ja auch standardmäßig, Torsionsteifigkeit bei den meisten gabeln ist zw. 15 und 30Nm/°, Biegesteifigkeit zw. 150 - 300N/°

[Cru Jones]

Es gäbe noch die Belastungsrichtung seitlich. Tritt beispielsweise ein, wenn das Vorderrad wegrutscht (Untersteuern) und dann wieder plötzlich Grip bekommt. Habe schon mal eine Gabel gesehen, die so geschrottet wurde.
Esit: Erst jetzt den Post von Robert gesehen, der meint ja das gleiche.

[robertsmith]

[georg]

Es gäbe noch die Belastungsrichtung seitlich.

Richtig.

Ich habe jetzt die Ausführung so angedacht, daß eine steife Nabe, sprich ein Stahlrohr in die Originalaufnahme der Gabel eingespannt wird. Darauf ist dann meine Aufnahme für das Testgestänge angeschweißt. Das ist sehr flexibel.

bezüglich der Kräfte bzw. Momente: die "bike" misst das ja auch standardmäßig, Torsionsteifigkeit bei den meisten gabeln ist zw. 15 und 30Nm/°, Biegesteifigkeit zw. 150 - 300N/°

Das will ich eben nachprüfen. Interessiert mich unter anderem auch ob sich die das aus den Fingern saugen oder wirklich testen.

[chrisbe]

Hi,
für ein aussagekräftiges Ergebnis würde ich unbedingt die Gabel mit original Steckachse testen. Die Kräfte könnten ja über eine art Nabe eingeleitet werden.
lg.c.

[andreas999]

find ich prinzipiell eine gute idee auch wenn der kurzfristige nutzen nicht wirklich gegeben ist.

wie schaut das ganze aus?

unten eine 20mm "nabe", das ist mir klar. entlang welcher achse willst du die torsionssteifigkeit messen?

parallel zu den rohren oder entlang der lenkachse?

ich glaub der teufel liegt hier im detail begraben

[robertsmith]

sinnvoll wäre entlang der lenkachse.
20mm-Achse einspannen, in der Mitte dieser Achse senkrecht daran ist ein Hebel befestigt. Diesen Hebel nun senkrecht zur Lenkachse ausrichten, in definiertem Abstand eine Kraft darauf, und ebenfalls in definiertem Abstand mit Messuhr messen, wieweit der Hebel zur Seite ausweicht. Aus diesem Weg lässt sich dann der Verdrehwinkel errechnen. Am Besten in einem sinnvollen Bereich verschieden große Kräfte aufbringen, und schauen, ob die Torsion in diesem Bereich linear ist. Dann einen Mittelwert bilden.
Interessant wäre auch, wieviel "Spiel" in den Führungen der Gabel ist, dieses Spiel wird dafür sorgen, dass die aufgenommene Messkurve anfangs nicht linear ist...
Aber wem sag ich das...

[Cru Jones]

Ich würde sagen weder noch, sondern in der Achse Radauflagepunkt-Nabenachse. Das entspricht ja dann etwa der Realität

[andreas999]

so einfach is es nicht. weil die gedachte verbindung zw. oberer befestigung (schätzomativ am schaftrohr) und unterer befestigung (pseudonabe) muss dann exakt parallel zur lenkachse sein.

das variert von gabel zu gabel natürlich und macht die sache nicht gerade einfacher.

nochdazu muss man rechnen, das verschiedene einbaulängen berücksichtigt werden sollten.

[robertsmith]

Ich würde sagen weder noch, sondern in der Achse Radauflagepunkt-Nabenachse. Das entspricht ja dann etwa der Realität

eine Achse definiert durch einen Punkt und eine Achse?
Ich denke, du meinst das Richtige, Radauflagepunkt - Mittelpunkt Nabenachse

Ja, klingt sinnvoll...

[DH-Rooky]

sinnvoll wäre entlang der lenkachse

warum?
das is sicher mit keinem realen Fall äquivalent, das tordiert niemals genau um die Lenkachse.
Wird ja auch vor allem von der Konstruktion der Gabel abhängen wo die Torsionsachse liegt bei gleichem Belastungsansatz also ist es auch nicht sinnvoll zu versuchen jeder gabel um eine festgelegte Achse zu verdrehen.

Wie immer, korrigierts mich wenn ich falsch lieg :o

[andreas999]

Ich würde sagen weder noch, sondern in der Achse Radauflagepunkt-Nabenachse. Das entspricht ja dann etwa der Realität

dann müsste man theoretisch auf den lenkwinkel auch eingehen, glaub ich. weiß nicht ob das eine gute idee ist.

auf alle fälle wärs einfacher lösbar.

[robertsmith]

Du hast zwei Achsen:
einmal Radauflagepunkt/Mittelpunkt Nabenachse
und
Lenkachse (=Steuerrohr)

und die schneiden sich irgendwo...

[Cru Jones]

Ich ging mal davon aus, dass die Gabel am Schaft geklemmt und das Moment an der Nabe eingeleitet wird.

[georg]

sinnvoll wäre entlang der lenkachse.

Das ist sicher der beste Kompromiss. Der Radauflagepunkt hängt wie von andreas999 schon angedeutet von dem Nachlauf ab und der wiederum nicht nur von der Gabelgeometrie sondern auch vom Lenkwinkel, und dieser hängt ab von Rahmengeometrie, Reifengröße und Reifendruck, sowie vom Fahrergewicht also dem Sag ab und wenn wir weiterdenken auch klarerweise vom Fahrzustand. Das in einem Prüfstand abzudecken ist nicht wirklich durchführbar und nicht sinnbringend.

Der Sinn des Prüfstandes ist folgendes:

- Überprüfen der Verdrehsteifigkeit in Abhängigkeit von dem Lagerabstand falls dieser variabel ist.

- Überprüfen der Auswirkungen des Lagerspieles, dazu sind wie von robertsmith schon erwähnt mehrere Messungen notwendig. Es geht darum vor allem einen Vergleich zu machen zwischen Auslenkung in Originalzustand und Auslenkung nach einer "Lagerkalibrierung". (Lagerkalibrieren klingt sehr nett, ist aber nichts anderes als eine Lagerspielvergrößerung. Teleskopgabeln benötigen ein gewisses Spiel um arbeiten zu können. Ist das zu klein -> Reibung, ist es zu groß -> vibrieren)

- Vergleichen der gemessenen mit subjektiven Werten

- Ermitteln einer eventuell vorhandenen Abhängigkeit Verdrehsteifigkeit/Nachgiebigkeit zu Bremsperformance (Schleifen, Quietschen, Abnutzung und Bremskraft) was leider mit diesenAufwand nicht objektiv zu machen ist. Aber ich hab da bei der einen oder anderen Gabel einen Verdacht den möchte ich für mich verifizieren.

- Vergleichen der selbst gemessenen und in Tests veröffentlichten Werte

20mm-Achse einspannen, in der Mitte dieser Achse senkrecht daran ist ein Hebel befestigt. Diesen Hebel nun senkrecht zur Lenkachse ausrichten, in definiertem Abstand eine Kraft darauf, und ebenfalls in definiertem Abstand mit Messuhr messen, wieweit der Hebel zur Seite ausweicht. Aus diesem Weg lässt sich dann der Verdrehwinkel errechnen. Am Besten in einem sinnvollen Bereich verschieden große Kräfte aufbringen, und schauen, ob die Torsion in diesem Bereich linear ist. Dann einen Mittelwert bilden.

Genauso ist es derzeit gedacht.

Ich bin ab morgen wieder in der Slowakei, mach´ ich denen eine Skizze vielleicht machen die mir einen Kilopreis für das Grundgestell. Ich kann das in meiner Heimfräse nämlich nicht mehr bearbeiten. :mrred: