Dreh-Momente am Dienstag: Rotierende Massen

Die Diskussion um Laufrad-Größen ist in aller Munde – und oft ist in diesem Zusammenhang auch von rotierenden Massen zu hören. Doch was sind rotierende Massen überhaupt? Wie wirken sich diese auf das Fahrverhalten aus? Und ist mehr in diesem Fall auch schlechter? In der neuen Ausgabe von Dreh-Momente am Dienstag hat sich Stefanus zu diesem Thema Gedanken gemacht!


→ Den vollständigen Artikel „Dreh-Momente am Dienstag: Rotierende Massen“ im Newsbereich lesen

 

[f_t_l]

Meine Devise:
Relativ leichtes Bike mit schweren, stabilen Laufrädern und Schlappen.
Der Laufruhe, der Schwungmasse und der Unkaputtbarkeit wegen...
...und weil die Beine es hergeben

 

[Oldie-Paul]

Ja. Und da gibt es auch große Unterschiede zwischen 26", 650B und 29".

Aber hier geht es doch erst einmal um rotierende massen. Der artikel über fahrstabilität kommt sicher auch irgendwann.

 

[Deleted 8566]

Wohl, wohl, aber was soll man da schon groß machen. Man kann sich zwischen 650B und 29" entscheiden, vielleicht auch noch für 26" und das war es. Niemand wird die Auswahl seiner Komponenten an den rotierenden Massen fest machen. Reifen wählt man nach dem jeweiligen Einsatzspektrum, Felgen deto. Da kommt man nicht aus.

 

[garbel]

Ich darf nur noch mal an das Verhältnis rotierende/ unrotierte Masse (praktisch alles außer Laufräder) erinnern. Dann ist die rotierende Masse gar nicht mehr so pöhse.

 

[Masira]

Niemand wird die Auswahl seiner Komponenten an den rotierenden Massen fest machen. Reifen wählt man nach dem jeweiligen Einsatzspektrum, Felgen deto. Da kommt man nicht aus.

Dazu ein klares "Jain"!
Natürlich muss ich für ein Enduro-Bike entsprechende Komponente wählen. Aber selbst im z.B. Enduro-Felgen Segment habe ich die Wahl zwischen einem Carbon-LRS mit 1500gr oder einem Alu-LRS mit 2500gr. Da ist massig Spielraum und aus eigener Erfahrung kann ich sagen, dass man schon 250gr am LRS mehr als deutlich merkt.

 

[LB Jörg]

Die einzig interessante Frage ist doch, kann ich mit indem stylischer Wipp, genau richtig ausgeführt, Geschwindigkeit in der Luft generieren....so wie am Boden durch pumpen.
Ich glaub der Danny Hard hat mindestens einen Lauf nur deswegen gewonnen....

G.

 

[jammerlappen]

Warum wird bei den Überlegungen immer die "Rotation um den Aufstandspunkt der Räder" aussen vor gelassen? Das Rad zu drehen ist ja eine Sache, kommen da nicht noch die Effekte, dass das Rad unten fixiert ist, hinzu?

 

[DR_Z]

Warum wird bei den Überlegungen immer die "Rotation um den Aufstandspunkt der Räder" aussen vor gelassen? Das Rad zu drehen ist ja eine Sache, kommen da nicht noch die Effekte, dass das Rad unten fixiert ist, hinzu?

Du drückst dich nicht besonders verständlich aus.
Meinst du, dass das Rad auf der Lenkachse beim Lenken rotiert und sich dabei auf dem Aufstandspunkt dreht?
Wenn du das meinst, dann sind bei den gefahrenen Geschwindigkeit die Auswirkungen auf die Lenkkräfte sehr gering.
Da spielt die Lenkgeometrie eine wesentliche größere Rolle.
Sieht man gut an dem Unterschied wenn man mal von einem Enduro auf ein CC umsteigt.

 

[HannesW]

Aber eine flasche rotiert nicht
Zzz wieder einer der nicht augepasst hat

Dass die Flasche nicht um die Nabe rotiert, heisst nicht, dass sie garnicht rotiert.

 

[jammerlappen]

Du drückst dich nicht besonders verständlich aus.
Meinst du, dass das Rad auf der Lenkachse beim Lenken rotiert und sich dabei auf dem Aufstandspunkt dreht?
Wenn du das meinst, dann sind bei den gefahrenen Geschwindigkeit die Auswirkungen auf die Lenkkräfte sehr gering.
Da spielt die Lenkgeometrie eine wesentliche größere Rolle.
Sieht man gut an dem Unterschied wenn man mal von einem Enduro auf ein CC umsteigt.

Nee, ich meine, dass wenn man das Rad ohne Bodenkontakt beschleunigt (frei dreht) Energie aufwenden muss. Die ist aber nochmal höher, wenn der Bodenkontakt fest ist und sich das - um die Nabe drehende - Rad ja auch noch um die Kontaktfläche dreht/drehen müsste. Also Trägheit in zwei Ebenen(?)!

Sorry, aber mir fehlen da die Fachbegriffe.

 

[DocB]

Der Kreiseleffekt ist mitnichten alleine dafür verantwortlich, dass sich ein Rad stabilisiert. Dafür sind die Kräfte viel zu klein in Vergleich zu der trägen Masse aus Rad UND Fahrer. (Die Experimente werden immer nur mit Rad ohne Fahrer gemacht...). Um die 20km/h ist der Effekt schon da und wirksam, aber viel größer (Faktor 100) sind
* Einlenken: Fahrrad kippt mit Fahrer, der lenkt in die Richtung des Kippens, die Zentrifugalkraft der Bahnkurve wirkt dem Kippen entgegen. Stark unterstützt durch den Nachlauf (Vorderrad wird "hinterhergezogen"). In Wirklichkeit lenkt man sogar est kurz "falsch"..
* Gewichtsverlagerung bei hohen Geschwindigkeiten (so fahren Motorräder).

Kreiselkräfte braucht man beim Radfahren nicht! (helfen aber ein wenig)
siehe https://www.uni-muenster.de/imperia...tik_physik/publikationen/fahrradgleichgew.pdf

 

[aibeekey]

Nee, ich meine, dass wenn man das Rad ohne Bodenkontakt beschleunigt (frei dreht) Energie aufwenden muss. Die ist aber nochmal höher, wenn der Bodenkontakt fest ist und sich das - um die Nabe drehende - Rad ja auch noch um die Kontaktfläche dreht/drehen müsste. Also Trägheit in zwei Ebenen(?)!

Sorry, aber mir fehlen da die Fachbegriffe.

Da kannst dein Bezugssystem auf die Achse beziehen oder auf den Aufstandspunkt. Nach einer Systemtransformation wirst du aber die gleichen Werte berechnen. Die zwei Systeme addieren sich nicht.

 

[DR_Z]

Nee, ich meine, dass wenn man das Rad ohne Bodenkontakt beschleunigt (frei dreht) Energie aufwenden muss. Die ist aber nochmal höher, wenn der Bodenkontakt fest ist und sich das - um die Nabe drehende - Rad ja auch noch um die Kontaktfläche dreht/drehen müsste. Also Trägheit in zwei Ebenen(?)!

Sorry, aber mir fehlen da die Fachbegriffe.

Drehmomente soll ja die Physik und Technik des Bikens beleuchten.
Wenn ich es noch mal möglichst verständlich versuche:
Das frei drehende Laufrad benötigt zur Beschleunigung die Energie, die mit der Masse des Rades immer größer wird.
Also, fetter 29er Downhiller beschleunigt bei gleichem Energieeintrag deutlich schwächer als ein 26er CC -Laufrad.
Läßt man das Rad nun auf dem Boden mit dem Gesamtgewicht aus Bike und Fahrer rollen, dann ändert das nichts an dem grundsätzlich größeren Energiebedarf für die kurzzeitige Überwindung der Massenträgheit.
Die Rollwiderstände auf dem Boden kommen einfach dazu. Hierbei wird dem 29er Rad ja eine "deutlich" bessere Eigenschaft beim Überrollen von Hindernissen und dem Rollwiderstand auf weichem Untergrund unterstellt weil das größere Rad eine flachere Überrollkurve am Hindernis hat und weniger tief einsinkt. Die Gesamteigenschaften im Fahrbetrieb sind dann wieder so, dass für das größere Rad in der Summe weniger Energie benötigt wird. Der kleinere Rollwiderstand nutzt dir ja ständig und die etwas größere Energie zum Beschleunigen benötigst du ja nur in den kurzen Beschleunigungsphasen und bekommst sogar ein Teil davon beim Rollen zurück.
Also, großes Rad bringt dich schneller ins Ziel und deswegen fahren die schnellen Jungs auch immer mehr große Laufräder.

 

[Deleted 304599]

Aber eine flasche rotiert nicht
Zzz wieder einer der nicht augepasst hat

Es sei denn sie sitzt auf dem Bike, dann kann es vorkommen.........

 

[Darth Happy]

@DR_Z :
Wobei man auch hier wieder unterscheiden muss. Plusreifen z.B. gehen über Hindernisse deutlich besser als "normale", sodass dann unter Umständen das 26/27+ wieder schneller ist als das 29er mit 2.4ern...
Die Räder sind außer mit über 3 bar Luftdruck einfach nicht komplett starr
Extrembeispiel: Fatbike

 

[crack_MC]

26" wollen "WIR" doch nicht mehr!!!!!
...und gibt es doch so gut wie gar nicht mehr
Aber der Bericht bestätigt meine Fahreindrücke

Ich hätte noch eine Bitte:

Könntest du ( @nuts ) auch noch die Werte für 26" in deine Rechnungen mit aufnehmen.
Meinetwegen mit 27,5" als Referenz.
Dann hätte man für 29" einen Zuwachs um xx%
und für 26" eine Abnahme um xx%

Danke und Gruß

Sven

 

[loris-s]

Wie wirken sich eigentlich die neuen 1-fach Antriebe aus? Durch die größeren Kasetten muss man ja jedes mal mehr Masse beschleunigen. Auserdem ist die Gewichtsverteilung im Gegensatz zu 2x10 schlechter, da mehr Gewicht am Hinterrad und nicht am Tretlager ist(besserer Schwerpunkt) ?

 

[Deleted 28330]

Kreiselkräfte braucht man beim Radfahren nicht! (helfen aber ein wenig)
siehe https://www.uni-muenster.de/imperia...tik_physik/publikationen/fahrradgleichgew.pdf

da gehe ich nicht mit. ich bin der meinung, dass sportliches kurvenfahren mit dem entgegenlenken überhaupt erst ermöglicht wird. wenn wir beim biken serienfotos machen, dann kommt vor jedem richtingswechsel immer das gegenlenken. die frage ist ja, wie diese gewichtsverlagerung überhaupt erfolgt. für eine gewichtsverlagerung ist eine beschleunigung nötig, die eine kraft, welche wiederum eine reaktionskraft erfordert. wenn man geradeaus fährt und sich nirgendwo abstoßen kann, wie kann diese reaktionkraft entstehen? wenn ich an ein reinhacken in einen anlieger denke, müsste diese gewichtsverlagerung echt massiv ausfallen. auch die wirkungsweise eines flicks lässt sich mit dem gegenlenken erklären.

 

[bobbycar]

Ich erspare mir das Lesen.

ICH FAHRE EINFACH.

... Werde ich nun gelyncht?

 

[Oldie-Paul]

da gehe ich nicht mit. ich bin der meinung, dass sportliches kurvenfahren mit dem entgegenlenken überhaupt erst ermöglicht wird. wenn wir beim biken serienfotos machen, dann kommt vor jedem richtingswechsel immer das gegenlenken.

Das gegenlenken ist eine notwendige folge des gabelnachlaufs und hat mit der kreiselei nichts zu tun. Nimm dein bike, richte es schön senkrecht aus, schlage die gabel ein und lass das bike los. Es fällt aus der kurve. Wenn du die aufstandspunkte der räder markierst und die ungefähre lage des schwerpunktes ebenfalls, siehst du auch sofort, warum das so ist. Falls du keine lust dazu hast, hier ein schemabild dazu:

Der schwerpunkt liegt etwa bei 3/5 der verbindung hinterer zu vorderer aufstandspunkt nur ein wenig in richtung des einschlags verschoben. Damit gibt es ein kippmoment nach außen.

 

[DR_Z]

Das gegenlenken ist eine notwendige folge des gabelnachlaufs und hat mit der kreiselei nichts zu tun. Nimm dein bike, richte es schön senkrecht aus, schlage die gabel ein und lass das bike los. Es fällt aus der kurve. .

Ich weiß nicht was bei dir "aus der Kurve" ist aber durch den Nachlauf wird beim Lenkeinschlag der Aufstandspunkt nach außen verlegt (entgegen dem Lenkeinschlag) und das Rad fällt "in die Kurve.
Diese Betrachtung hat aber nicht viel mit dem dynamischen Fahren zu tun und ist rein statisch, da die wirkenden Kräfte im dynamischen und erst recht im sportlichen Fahrbetrieb deutlich höher sind als die, die durch die Schwerpunktverlagerung entstehen. Dies wird in dem Bericht von DocB auch deutlich beschrieben. Die Geometrie wirkt nur unterstützend.
Wie habe ich meinen Schülern schon immer beim Fahrtraining gesagt:
Verstand ist beim Vögeln und im Grenzbereich nur hinderlich

 

[Deleted 28330]

Das gegenlenken ist eine notwendige folge des gabelnachlaufs und hat mit der kreiselei nichts zu tun. Nimm dein bike, richte es schön senkrecht aus, schlage die gabel ein und lass das bike los. Es fällt aus der kurve. Wenn du die aufstandspunkte der räder markierst und die ungefähre lage des schwerpunktes ebenfalls, siehst du auch sofort, warum das so ist. Falls du keine lust dazu hast, hier ein schemabild dazu:

Der schwerpunkt liegt etwa bei 3/5 der verbindung hinterer zu vorderer aufstandspunkt nur ein wenig in richtung des einschlags verschoben. Damit gibt es ein kippmoment nach außen.

danke für die darstellung, die frage ist, welche rolle dieser effekt in der realität spielt. aus erfahrung weiß ich, dass das gegenlenken bei mir umso mehr ausgeprägt ist, je tiefer ich in die kurve reingehen will, was dafür spricht, dass das phänomen dynamischer natur ist. ich habe einge tutorials vom motorrad fahren gefunden, in welchen behauptet wird, dass lenken bei geringen geschwindigkeiten funktioniert und das gegenlenken bei höheren geschwindigkeiten benötigt wird. die analogie von motorrad zu fahrrad halte ich für geeignet, da auch motorräder einen nachlauf haben.

 

[DR_Z]

danke für die darstellung, die frage ist, welche rolle dieser effekt in der realität spielt. aus erfahrung weiß ich, dass das gegenlenken bei mir umso mehr ausgeprägt ist, je tiefer ich in die kurve reingehen will, was dafür spricht, dass das phänomen dynamischer natur ist. ich habe einge tutorials vom motorrad fahren gefunden, in welchen behauptet wird, dass lenken bei geringen geschwindigkeiten funktioniert und das gegenlenken bei höheren geschwindigkeiten benötigt wird. die analogie von motorrad zu fahrrad halte ich für geeignet, da auch motorräder einen nachlauf haben.

Bin als Guide und Trainer für Motorrad und auch für MTB unterwegs. Man lernt nirgendwo so viel über Fahrphysik als wenn man nach Wegen sucht sie den "Schülern" verständlich und umsetzbar rüber zu bringen.
Du kannst das leicht ausprobieren wenn du dir einen Untergrund suchst, der es zuläßt mit einer Hand am Lenker und möglichst dich zur Lenkachse zu fassen. Dann wird ganz deutlich was du am Lenker machst. Bis zu einem bestimmten Tempo ca 15 km/h lenkt man noch in und ab da auf einmal gegen die Kurve - beim Einlenken. Danach stellt sich dann wieder ein Zustand ein, der ohne große Kraftweinwirkung stabil ist wenn keine weitere Richtungsänderung ansteht.
Beim Motorrad sind wegen der höheren Massen die Kräfte am Lenker, ganz besonders bei schnellen Richtungswechseln auf der Rennstrecke so hoch, dass viele Lehrgangsteilnehmer das in zwei Tagen Training immer noch nicht umsetzen können. Dort merkt man auch in schnellen Wechselkurven, so über 150 km/h wie die Massenträgheit der Räder den Richtungswechsel erschwert. Ducati´s konnten in den 90er Jahren wunderbar durch den Umbau von Alu-Rädern auf Magnesium zu einem handlichen Motorrad gemacht werden.

 

[Jussi]

Also, großes Rad bringt dich gefühlt schneller ins Ziel und deswegen fahren die Marketingopfer auch immer die großen Laufräder.

Hab’s mal korrigiert!

 

[DR_Z]

Hab’s mal korrigiert!

Alleine deswegen bin ich nach wie vor mit 26" unterwegs und dann möglichst erster oben und erster wieder unten. Ich denke aber schon, dass so ein Schurter nach 4h Fahrzeit durch die großen Räder mindestens 5 cm eher im Ziel ist