Konstruktion und Simulation: Unterschied zwischen den Versionen
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=== Biegung === | === Biegung === | ||
Sowohl die Zuladung als auch die Gewichtskraft des Fahreres oder der Fahrerin führen zu einer Biegebelastung des Rahmens, bei der Fahrt durch Schlaglöcher wird die Belastung noch verstärkt. Diese Bleastung fürht zu einer Durchbiegung des Rahmens und kann ggf. zu einer ungewollten Eigenlenkung des Lastenrades führen. | |||
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==== Eigenlenkung ==== | |||
Die Durchbiegung aufgrund der Gewichtskräfte führt zu einer Verschiebung der Vorderadgabel nach vorne (der Radstand vergrößert sich). Oftmals wird die Vorderradgabel nur einseitig von der Lenkstange gehalten, die Verschiebung der Vorderradgabel führt dann zu einer ungewollten Lenkbewegung: Bei einer einseitigen Lenkstange auf der rechten Seite führt also die Durchbiegung z.B. bei der Fahrt durch ein Schlagloch zu einem ungewollten Lenkausschlag nach rechts. | |||
Ein umgekehrter Effekt tritt auf, wenn stark mit dem Vorderrad gebremst wird, nun wird die Gabel nach hinten verschoben (Radstand wird verkürzt). Eine einseitige Lenkstange auf der rechten Seite führt also beim Bremsen zu einem ungewollten Lenkausschlag nach links. | |||
=== Torsion === | |||
Eine Torionsbelastung tritt auf, wenn Kräfte seitlich am Vorderrad wirken. Diese Käfte entstehen insbesondere bei schnellen Richtungswechsel (z.B. beim Ausweichen eines Hindernisses.) oder durch Fliekräfte bei einer Kurvenfahrt. Die Torsionsbelatung führt zu einer Verdrehung des Rahmens und damit zu einer ungenauen Lenkung, das Fahrverhalten fühlt sich "schwammig" an. | |||
=== Lenkung === | === Lenkung === | ||
Die meisten Lastenräder sind mit einer starren Lenkstange ausgestattet, Lenksysteme mit Seilzuglenkung werden hier deswegen nicht betrachtet. Bei der Lenkstange handelt es sich oft um ein gebogenes Rohr mit Gelenkköpfen oder Gabeln an den Enden. Ein solches Bauteil wird in der Festigkeitslehre als "Pendelstütze" bezeichnet, die Wirklinie der Kraft verläuft hierbei immer gerade zwischen den Gelenkköpfen. Aus Sicht der Bauteilfestigkeit wäre ein gerades Rohr die stabilste Variante für eine Lenkstange, jedoch muss die Lenkstange gebogen sein um beim Lenken nicht mit dem Vorderrad zu kollidieren. Eine gebogene Pendelstütze hat jedoch nur eine geringe Steifigkeit, lässt sich keicht verformen. Die leichte Verformbarkeit der Lenkstange führt zu einem "schwammingen" Lenkverhalten. | |||
== Vorgehensweise == | == Vorgehensweise == | ||
Version vom 20. Juni 2021, 15:53 Uhr
Einleitung
In diesem Artikel sollen Möglichkeiten erläutert werden, die Fahreigenschaften und Sicherheit von Lastenrädern mit vorne liegender Ladefläche (Long John, Long Andre) durch höhere Rahmensteifigkeit zu verbessern.
Bedingt durch die große Rahmenlänge sind diese Fahrräder empfindlich für Verforungen durch Durchbiegung und Torsion. Des Weiteren sind die gebogenen Lenkstangen leicht verformbar, was zu einem "schwammigen" Lenkverhalten führt. In vielen Konstruktionen sind an verschiedenen Stellen Verstärkungsbleche vorgesehen, um diese Effekte zu verringern. In diesem Kapitel werden die verschiedenen Möglichkeiten mit Hilfe von Compustersimulationen (FE-Simulation) systematisch untersucht und verglichen.
Problembeschreibung
Die größten Verforungen treten durch durch folgende Belastungen auf:
Biegung
Sowohl die Zuladung als auch die Gewichtskraft des Fahreres oder der Fahrerin führen zu einer Biegebelastung des Rahmens, bei der Fahrt durch Schlaglöcher wird die Belastung noch verstärkt. Diese Bleastung fürht zu einer Durchbiegung des Rahmens und kann ggf. zu einer ungewollten Eigenlenkung des Lastenrades führen.
Eigenlenkung
Die Durchbiegung aufgrund der Gewichtskräfte führt zu einer Verschiebung der Vorderadgabel nach vorne (der Radstand vergrößert sich). Oftmals wird die Vorderradgabel nur einseitig von der Lenkstange gehalten, die Verschiebung der Vorderradgabel führt dann zu einer ungewollten Lenkbewegung: Bei einer einseitigen Lenkstange auf der rechten Seite führt also die Durchbiegung z.B. bei der Fahrt durch ein Schlagloch zu einem ungewollten Lenkausschlag nach rechts. Ein umgekehrter Effekt tritt auf, wenn stark mit dem Vorderrad gebremst wird, nun wird die Gabel nach hinten verschoben (Radstand wird verkürzt). Eine einseitige Lenkstange auf der rechten Seite führt also beim Bremsen zu einem ungewollten Lenkausschlag nach links.
Torsion
Eine Torionsbelastung tritt auf, wenn Kräfte seitlich am Vorderrad wirken. Diese Käfte entstehen insbesondere bei schnellen Richtungswechsel (z.B. beim Ausweichen eines Hindernisses.) oder durch Fliekräfte bei einer Kurvenfahrt. Die Torsionsbelatung führt zu einer Verdrehung des Rahmens und damit zu einer ungenauen Lenkung, das Fahrverhalten fühlt sich "schwammig" an.
Lenkung
Die meisten Lastenräder sind mit einer starren Lenkstange ausgestattet, Lenksysteme mit Seilzuglenkung werden hier deswegen nicht betrachtet. Bei der Lenkstange handelt es sich oft um ein gebogenes Rohr mit Gelenkköpfen oder Gabeln an den Enden. Ein solches Bauteil wird in der Festigkeitslehre als "Pendelstütze" bezeichnet, die Wirklinie der Kraft verläuft hierbei immer gerade zwischen den Gelenkköpfen. Aus Sicht der Bauteilfestigkeit wäre ein gerades Rohr die stabilste Variante für eine Lenkstange, jedoch muss die Lenkstange gebogen sein um beim Lenken nicht mit dem Vorderrad zu kollidieren. Eine gebogene Pendelstütze hat jedoch nur eine geringe Steifigkeit, lässt sich keicht verformen. Die leichte Verformbarkeit der Lenkstange führt zu einem "schwammingen" Lenkverhalten.
Vorgehensweise
t.b.d.
Ergebnisse
t.b.d.