Posted by: EmilEmil
Re: Rohloff mit Flanschringen ergänzen? - 04/12/24 11:37 AM
Hab mal eine 622-19 Alu-(vermutlich Al 6061)-Felge (wegen verosteter Ösen ausgemustert !) quer gedrückt und auf einer mechanischen Personenwaage mit beiden Händen eine "Auflagerkraft" von 20 [kgf] (~ 200 [N]) erzeugt. Da findet eine meßbare (habe ich aber nur geschätzt !) Ovalisierung von ca 10 [mm] statt. Zum Vergleich: Wenn von 150 [kgf] Systemgewicht 100 [kgf] vom Hinterrad abgestützt werden, sind das 1000 [N], also 5-mal so viel. Ohne die verteilte Stützung längs des Umfangs geht es nicht !
Daher wird die Felge eines Laufrades durch die Speichenspannkraft ringsrum gestützt, was, wenn ich die Ergebnisse von FEM Rechnungen bei Jobst Brandt (bikewheels) richtig in Erinnerung habe, neben der Ovalisierung (elliptisch ?) auch zu 2 Beulen des Felgen-Umfangs nach außen führt. Die Erklärung dafür ist, daß im Belastungsbereich eine Durchsenkung (Entlastung der Speichespannkraft !) Richtung Kreismitte statt findet, die wegen der kürzeren Bogen-Länge zu den 2 Beulen etwa "Rechts und Links" des Belastungsbereichs führt. Der Durchsenkungsbogen entspricht im Prinzip der Länge der Reifenabplattung der Reifenaufstandsfläche. Er wird nur nicht so eben, weil die maßgebenden Steifigkeiten der Felgen-"Abplattung"/Stützung durch die Felgenspannkraft bei einer Reifenabplattung im Verhältnis (Reifen-Torus zu Fahrbahn-Oberfläche (harte Fahrbahn) viel extremer auseinander liegen. Der Bereich der Felgen-Durchsenkung wird aber in der Länge durch die der Reifenabplattung bestimmt, wenn man berücksichtigt, daß die "Felgenabplattung" im Sektor des Laufrades weiter innen liegt. Diese "Abplattung" der Felge ist im Prinzip schon nicht mehr sichtbar, ebenso eine Ovalisierung des Laufrades.
Eine theoretische Lösung nach Aufstellen der zugehörigen Diff.-Gl. ist wahrscheinlich möglich. Das geht dann ähnlich wie bei einer Eisenbahnschiene gelagert auf elastischer Bettung (Winklersche Bettung), natürlich muß man da einen Kreisringträger (statt eines geraden Trägers)zu Grunde legen. Die Bettung (Stützung) liegt da in der Symmetrie-Ebene des Laufrades (Längs-Ebene !).
Die laterale Stützung bereitet die meisten (theoretischen) Schwierigkeiten, weil man da einen seitlich gestützten Kreisringträger (Träger in einer Ebene mit dazu senkrechter Stützung) zu Grunde legen muß. Im Gegensatz zu den Vertikal-Belastungen hat man ein raümliches Problem, wobei auch die Steifugkeiten der Felge in die seitliche Stützung eingehen.
Bei den mitgeteilten Ergebnissen von Jobst Brandt fehlen leider Ergebnisse über die Kräfte in der Speiche. Ich meine, daß zudem der 3. Fall gar nicht behandelt ist. Dann hätte man 2 (nämlich vertikal (Gewicht) plus longitudinal (Antrieb/Bremsen)) der 3 Möglichkeiten theoretisch im "Griff". Bei Antrieb/Bremsen geht es mit einfacher Buchstabenrechnung. Die 3. Belastungs-Art (lateral) scheint die schwierigste zu sein. Eigentlich sollte ich einige Skizzen machen. Im Moment habe ich aber keine Zeit. Radfahren geht vor.
MfG EmilEmil
Daher wird die Felge eines Laufrades durch die Speichenspannkraft ringsrum gestützt, was, wenn ich die Ergebnisse von FEM Rechnungen bei Jobst Brandt (bikewheels) richtig in Erinnerung habe, neben der Ovalisierung (elliptisch ?) auch zu 2 Beulen des Felgen-Umfangs nach außen führt. Die Erklärung dafür ist, daß im Belastungsbereich eine Durchsenkung (Entlastung der Speichespannkraft !) Richtung Kreismitte statt findet, die wegen der kürzeren Bogen-Länge zu den 2 Beulen etwa "Rechts und Links" des Belastungsbereichs führt. Der Durchsenkungsbogen entspricht im Prinzip der Länge der Reifenabplattung der Reifenaufstandsfläche. Er wird nur nicht so eben, weil die maßgebenden Steifigkeiten der Felgen-"Abplattung"/Stützung durch die Felgenspannkraft bei einer Reifenabplattung im Verhältnis (Reifen-Torus zu Fahrbahn-Oberfläche (harte Fahrbahn) viel extremer auseinander liegen. Der Bereich der Felgen-Durchsenkung wird aber in der Länge durch die der Reifenabplattung bestimmt, wenn man berücksichtigt, daß die "Felgenabplattung" im Sektor des Laufrades weiter innen liegt. Diese "Abplattung" der Felge ist im Prinzip schon nicht mehr sichtbar, ebenso eine Ovalisierung des Laufrades.
Eine theoretische Lösung nach Aufstellen der zugehörigen Diff.-Gl. ist wahrscheinlich möglich. Das geht dann ähnlich wie bei einer Eisenbahnschiene gelagert auf elastischer Bettung (Winklersche Bettung), natürlich muß man da einen Kreisringträger (statt eines geraden Trägers)zu Grunde legen. Die Bettung (Stützung) liegt da in der Symmetrie-Ebene des Laufrades (Längs-Ebene !).
Die laterale Stützung bereitet die meisten (theoretischen) Schwierigkeiten, weil man da einen seitlich gestützten Kreisringträger (Träger in einer Ebene mit dazu senkrechter Stützung) zu Grunde legen muß. Im Gegensatz zu den Vertikal-Belastungen hat man ein raümliches Problem, wobei auch die Steifugkeiten der Felge in die seitliche Stützung eingehen.
Bei den mitgeteilten Ergebnissen von Jobst Brandt fehlen leider Ergebnisse über die Kräfte in der Speiche. Ich meine, daß zudem der 3. Fall gar nicht behandelt ist. Dann hätte man 2 (nämlich vertikal (Gewicht) plus longitudinal (Antrieb/Bremsen)) der 3 Möglichkeiten theoretisch im "Griff". Bei Antrieb/Bremsen geht es mit einfacher Buchstabenrechnung. Die 3. Belastungs-Art (lateral) scheint die schwierigste zu sein. Eigentlich sollte ich einige Skizzen machen. Im Moment habe ich aber keine Zeit. Radfahren geht vor.
MfG EmilEmil