Kinetix Pro Laufräder

[Harry]

Ich hatte aber bisher den Eindruck, dass deine Speichen gar nicht im dünnen Bereich, also dort wo sie verdrehen, gebrochen sind.

Ja, interessanter Einwurf. Zur Erinnerung:

Die Speichen reißen übrigens immer an der Knickstelle zur Felge. Siehe Bilder. Da müsste der Speichenschräglauf also kleiner, oder die Löcher müssten größer sein; das ist der Konstruktionsfehler.

Und die Sapim Speichen im Detail: http://www.sapim.be/spokes/butted/laser

[Pibach]

Die Speichen sollten sich aber hauptsächlich da verdrehen, wo sie am dünnsten sind und nicht am Gewinde. Und sie sollten dabei auch nicht da destabilisiert werden, wo sie nur wenig verdreht sind.

Weiß nicht so genau.
Die Torsionskräfte belasten ja auch Bereiche, die selber nicht verdreht sind.
Vielleicht vergrößert die Torsion aber auch die Ermüdungsproblematik? Wird ja unter Zugwechsel dann auch immer wechselnd drehbelastet.

Könnte sonst auch sein, dass Kerbwirkung an der Stelle die Torsionsfestigkeit reduziert. Ist ja genau am Gewindeansatz.

[EmilEmil]

Hallo @P.Pibach nochmal: "Torsionskräfte" gibt es nicht, nur Torsionsmomente !
Ist so wie wenn ein selbsternannter Fußball-Fachmann von "Schalke halb sechs" (Heute vielleicht "Schalke eins sechs" ?) spricht.
Bei einer falschen Montage der Speichen bedeutet ein permant aufgebrachtes Drehmonent (Torsionsmoment) über die Vergleichsspannung eine erhöhte Mittelspannung der Speiche. Die Speiche ist normal mit einer (Vor-)Spannkraft von 900 [N] gespannt. Dieser Vorspannkraft überlagern sich die wechselnden Lasten von Vertikalkraft, Antriebskraft (Bremskraft) und Seitenkraft. Diese Kräfte haben die Größen-Ordnung von jeweils etwa 300 [N].
Die Vertikalkraft (Gegenpart zum Gewicht) entlastet einige Speichen in der Nähe des Radaufstandspunktes (Latsch-Ellipse) und verteilt die dann fehlende Last auf die übrigen Speichen (Zusatzlast).ZB bei 32 Speichen werden 4 Speichen entlastet und 28 belastet ( Pulsierend mit der Raddrehung).
Bei der Übertragung des Drehmoments von der Nabe zur Felge werden die nach hinten zeigenden 16 Speichen (Schleppspeichen) belastet und die nach vorn zeigenden 16 Speichen (Führungsspeichen) entlastet. Pulsierend ebenfalls mit der Raddrehung (Ungleichförmiges Drehmoment, Rechtes Bein - Linkes Bein) siehe
viewtopic.php?f=34&t=1833&p=19164&hilit ... ent#p19164
Seitenkräfte treten bei Kurvenfahrt auf, aber wesentlich relevanter bei der Fahrt im Wiegetritt. Da werden ebenfalls die Speichen in der Nähe des Radaufstandspunktes (Latsch-Ellipse) am meisten belastet bzw entlastet.
Ein permanentes Torsionsmoment vergrößert die Ermüdungsproblematik nur durch den Einfluß auf die Vorspannkraft (Vergleichsmittelspannung).
Zu "Unter Zugwechsel" : Damit sind pulsierende Zugspannungs-Ausschläge gemeint. Diese haben keinen Einfluß auf die Erhöhung der permanenten Mittelspannung infolge Torsion.
Eine wechselnde Drehbelastung kann bei einer Speiche der üblichen Konstruktion nicht auftreten und ist reine Phantasie.
Ein permanentes Torsionsmoment (Montage-Moment !) muß bei einer Speiche an zwei Punkten aufgenommen werden (Zb am Kontaktbereich Nippel Felge und in der Bohrung des Nabenflansches. Das Torsionsmoment ist solange konstant wie die Bezugsachse eine Gerade ist. An der Biegung zum Nabenflansch wird das Torsionsmoment mit dem Befahren der Biegung sukzessive zum Biegemoment. Bei 90 [Grd] Biegung bleibt kein Torsionsanteil mehr übrig (in der Realität der Konstruktion beträgt der Biegewinkel 85 [Grd], bemaßt ist der Koplementwinkel = 95 [Grd]). Die Erhöhung der Nennspannungen durch die Kerbwirkung im Gewinde-Grund gibt den Ausschlag für den Ermüdungsbruch für sich allein schon nach kurzer Belastungszeit.
Für eine Speiche Speiche (1.5 [mm] Durchmesser mit einer Zugfestigkeit von 1500 [N/mm²) komme ich auf eine max. Spannkraft = 1/4 x Pi x 1.5² [mm²] x 1500 [N/mm²] = 2651 [N].
Von dieser Höchstkraft kann man geschätzt 80% für die Schwellfestigkeit der Speiche Sigmaschwell = 2121 [N] ansetzen.
Bei ungünstiger Belastungsakkumulation hat die Speiche normal 900 [N] Vorspannkraft, dazu dann 3 x 300 [N] pulsierende Höchstlast, in Summe:
1800 [N]. Es reichen dann eine Erhöhung der Mittelspannung um etwa 300 [N] oder ein Kerbfaktor von 2121/1800 = 1.18 , um den Grenzwert zu erreichen. In Praxi liegen die Kerbfaktoren höher (1.5 ?) und bei "Torsionsmontage" liegt auch die Mittelspannung (500 [N] ?) höher, beides wirkt zusammen und verschärft die Spannungs-Situation bis hin zum Problemfall.
Schon diese (grobe) Abschätzung zeigt, daß man die Situation sehr sorgfältig analysieren sollte, um keine böse Überraschung (andauernde Speichenbrüche) zu erleben.

MfG EmilEmil

[Pibach]

Eine wechselnde Drehbelastung kann bei einer Speiche der üblichen Konstruktion nicht auftreten und ist reine Phantasie.

Durch die Zugbelastung steigen auch die Torsionskräfte (wenn man mit dem Hebel multipliziert sind es Momente, richtig).

Torsinonsmoment einer verdrehten Speiche ergibt sich aus den Materialeigenschaften plus Zugbelastung.
Ich denke das kann man genau ausrechnen, ist aber wohl nicht so einfach, steht aber vielleicht irgendwo?
Näherungsrechnung dürfte aber reichen, um die Größenordnung dieses Effektes (Größenordnung der zusätzlichen Torsionsmomente durch Zugkraft) zu bestimmen

[EmilEmil]

@Pibach, versuch mal mit "Deinen Torsionskräften" in der Nase zu bohren (in der eigenen natürlich )
Wenn Dir das gelingt, darfst Du gerne Deine Erfahrungen berichten und Dich für den Nobelpreis der "fröhlichen" Wissenschaft bewerben (Oder heißt es der "komischen" Wissenschaften ?).
Gegen Dich ist jemand, der von "Schalke halb sechs" spricht, so überlegen qualifiziert, daß er sich um das Bundespräsidentenamt bewerben könnte, was diesem Land sicher nicht gut täte.
Du solltest nicht von Dingen schreiben, die über Deinen Horizont gehen.
Dein Horizont wird halt von der Haveldüne markiert, für Normalos ist es vielleicht das Matterhorn und für echte Wissenschaftler ist es der Everest.
Fehlende Kenntnisse und Fähigkeiten kann man nicht durch Impertinenz und Geschwätzigkeit kompensieren.

Der Russe sagt, "In Moskau gibt es ein Museum der Erfinder (die Russen haben praktisch alles erfunden !) mit einem speziellen Raum für einen besonderen Erfinder, der hat alle Erfinder erfunden. Nach dem Untergang des Sozialismus wurde dieses Museum geschlossen. Leider hat dieser Erfinder am letzten Öffnungstag noch eine Erfindung gemacht: Da kam leider @P.Pibach raus und wurde auf die Menschheit losgelassen.
Eine kleine Geschichte, wer sie nicht glaubt, wird erschossen....
Es gibt gar keinen @P.Pibach (ein vitueller Typ, ein Troll ? ?), es gibt nur zu wenig Wodka!
Nasdrowje !
MfG EmilEmil

[Pibach]

Z.B. bei einem DNA Strang. Das wäre einfaches Modell einer Torsion. Und kann man sich gut vorstellen. Kaum Kraft erforderlich zum verdrehen. Unter Zug würde aber dann Torsionsmoment erzeugt.

[EmilEmil]

Die Speichen werden durch Zentrieren nicht automatisch auf etwa gleichen Zug gebracht.

Wieso nicht? Näherungsweise auf jeden Fall.

Nein. Ich kann nicht exakt erklären warum, aber ohne "messen" der Speichenspannung bekommt man es auch nicht näherungsweise hin. Das kann man duch Messungen leicht zeigen. EmilEmil hat solche Messungen hier übrigens schon vorgestellt, da musst du nichts bezweifeln.

Mac

Nimm eine Edelstahlspeiche (E = 190 000 [N/mm²]; Durchmesser 2.0 [mm]; Effektive Länge 165 [mm]; Gewindesteigung(FG 2) 0.454 [mm]),
dann ist die Querschnittsfläche der Speiche
A = Pi x r² = 3.1416 x 1² [mm²] = 3.1416 [mm²]
Aus Sigma = Spannkraft/Fläche = Epsilon x E und Epsilon = Längenänderung/Länge, folgt für eine Umdrehung am Gewinde ( = Steigung = 0.454 [mm])
DeltaSigma = DeltaSpannkraft/Fläche = DeltaEpsilon x E
DeltaSpannkraft = DeltaEpsilon x Fläche x E
Mit DeltaEpsilon = 0.454 [mm]/165 [mm] = 0.00275
DeltaSpannkraft = 0.00275 X 3.1416 [mm²] x 190000 [N/mm²] = 1641 [N]
Einer Winkeldrehung um 360 [Grd] (= eine Gewindesteigung) entspricht in dem Beispiel eine Veränderung der Spannkraft um 1641 [N].
Bei einer Soll-Vorspannkraft 900 [N] ergibt eine "zusätzliche Gewindesteigung" schon einen Gesamt-Spannkraftwert = 900 [N] + 1641 [N] = 2541 [N]
Damit wäre die Festigkeit einer Speiche schon ohne eine Betriebs-Belastung (Vertikal,Antrieb,Seite) ausgereizt.
Die unvermeidlichen Toleranzen von Nabenlochkreis, Nabenlöchern, Felgenlochkreis und Felgenlöchern (vielleicht +- 0.2 [mm] ?) sorgen dafür, daß zB eine Spannkraft-Einstellung durch gleichmäßige Winkeldrehung nicht funktioniert (Außer vielleicht in der dialektischen Physik )
Das "Näherungsweise" reicht dann von 500 [N] bis 2000 [N]. Man kann sich alles "Schön Reden", besser ist sicher "Schön-Trinken".

MfG EmilEmil

[Pibach]

Die unvermeidlichen Toleranzen von Nabenlochkreis, Nabenlöchern, Felgenlochkreis und Felgenlöchern (vielleicht +- 0.2 [mm] ?) sorgen dafür, daß zB eine Spannkraft-Einstellung durch gleichmäßige Winkeldrehung nicht funktioniert l

a) wieso nicht
b) was brächte dann ein Tensiometer?
c) was hat das mit Deinen Berechnungen zu tun?

[EmilEmil]

Dem Großmeister der "dialektischen" Physik (These-Antithese-Prothese) in Stammbuch:
Die aktuellen Toleranzen sind unbekannt, daher muß damit gerechnet werden, daß der Versuch, durch gleichmäßige Drehung eine gleichmäßige Vorspannkraft zu erzeugen, scheitert (Bei einer max. Toleranz von 0.2 [mm] bis -0.2 [mm] ist die max. Schwankung 0.4 [mm]; aus obiger Rechnung ergibt sich dafür eine Schwankung der Vorspannkraft von (0.4/0.454) x 1641 [N] = 1446 [N]).
Mit einem günstigen Tensiometer (ca 80 €) schaft man eine Schwankung von +- 50 [N], mit einem Spitzen-Tensiometer (ca 550 €) +- 20 [N].
Die akustische Methode ist für den Neuaufbau eines Laufrades nicht geeignet, es sei denn man hat ein Vergleichslaufrad zur Verfügung, an dem man den Ton abnehmen kann. Die Hinterziehung der letzten Speichenkreuzung (zB bei 2-fach oder 3-fach) verkürzt die wirksame Länge der Tonerzeugung. Die Genauigkeit der akustischen Methode liegt bei +- 100 [N]. Für eine Reparatur ist das OK, aber je kleiner der Laufraddurchmesser und je geringer die Zahl der Speichen ist, desto kritischer wird eine Toleranz von +- 100 [N].
Was das mit meinen Berechnungen zu tun hat, kann ich leider nicht sagen. Die Frage ist so intelligent gestellt, daß meine schwachen Geistesgaben nicht ausreichen, diese zu beantworten. Schuld ist immer EmilEmil, nicht der Gärtner oder Johann !
Wie stets übrigens mit den "Torsionskräften" ? Kann man damit nun in der Nase bohren oder nicht ?
Vorsichtshalber geh ich mal zum Lachen in den Keller
MfG EmilEmil

[Pibach]

Ich würde sagen diese Rechnung vergisst, dass die Gegenseite jeweils die Kräfte gegenhält, die gehen also “automatisch“ auf ein ähnliches Niveau. So lange die Speiche nicht verdreht ist scheinen die geringen Unterschiede der Zugspannung auch ausreichend unterhalb der Belastungsgtenze zu liegen. Empirisch hat sich das ja bestätigt.