Dreh-Momente am Dienstag: Wie optimiert man eine Luftfederkennlinie? Gastbeitrag von Bommelmaster

Dreh-Momente am Dienstag: Wie optimiert man eine Luftfederkennlinie? Gastbeitrag von Bommelmaster

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Solo Air, Dual Air, Triple Air – MegNeg, Evol und noch mehr. Wer steigt da noch durch? Was soll das und was bringt was und vor allem: Wie geht man als Entwickler an die Auslegung einer solchen Luftfeder, wo sind die Grenzen? Diese Fragen klärt Cornelius aka BommelMaster, Kopf hinter Intend BC, in dieser Episode von Drehmomente am Dienstag.

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Dreh-Momente am Dienstag: Wie optimiert man eine Luftfederkennlinie? Gastbeitrag von Bommelmaster
 
Außerdem ist das Wirken der Kräfte der beiden Luftkammern sehr interessant.
Weil theoretisch müsste ja beim gleichen Druck in beiden Kammern der Dämpfer/die Gabel bis zum Ausgleichspunkt beider Kammern von allein einsacken.

Der Ausgleichspunkt ("Bypass") befindet sich exakt oder nahe am ausgefederten Zustand.
 
@BommelMaster
wie ist eine separat über Ventil befüllbare Negativ Luftkammer ggü einer mit integrierter Ausgleichsnut zu bewerten? Hat die separate nicht per se Vorteile, da ich diese individuell auf meine Bedürfnisse abstimmen kann, oder sind diese Vorteile deiner Meinung nach vernachlässigbar?
 
Danke @BommelMaster, ist auch für die Weniger-Federwegfraktion interessant und verständlich dargelegt. Bin gerade dabei in einer SID die Negativkammer-Vergrößerung von @Symion einzubauen, bin schon gespannt...
 
Hmmm...Zufall?

Zitat:"Eine Dame mit 50 kg wird die Gabel ebenso wenig optimal einstellen können wie eine Fahrerin mit 120 kg."

Das heißt, die Männer wiegen durchweg 75Kg!? Eine Interessante These... lol

Spass beiseite, sehr anschaulich und verständlich erklärt. Danke für Deine Mühe!
 
@BommelMaster
wie ist eine separat über Ventil befüllbare Negativ Luftkammer ggü einer mit integrierter Ausgleichsnut zu bewerten? Hat die separate nicht per se Vorteile, da ich diese individuell auf meine Bedürfnisse abstimmen kann, oder sind diese Vorteile deiner Meinung nach vernachlässigbar?

das spielt eigentlich gar keine Rolle, ob du sie seperat einstellst oder das System so ist, dass es genau passt.
was man will ist ja der Punkt, wo du im ausgefederten Zustand genau durch den Nullpunkt gehst mit der Kennlinie, nicht mehr und nicht weniger.

Da gibt es auch keine persönlichen Bedürfnisse, das ist ein Irrglaube, das beste ist immer maximal sensibel bei vollem Federweg. Pumpst du die Negativkammer voll auf, reduzierst du ja einfach nur den Federweg, die Kennlinie bleibt gleich.
Machst du weniger Luft in die Negativkammer, hast du einen harten Anschlag nach oben.
Ist bissl sowas wie "Einstellbarer Leerweg bei Bremsen". Der kurze Leerweg ist gerade kurz genug, die Einstellung erweitert diesen Leerweg nur ins Längere, was in der Regel keiner will. Als Kunde hat man das Gefühl man kanns "für sich optimieren" und in der Praxis stellen es dann alle ans Ende des Einstellbereichs. Da kann man es dann gleich genau so machen, ohne Verstellung, hat dann ja keinen Mehrwert.

Die sich selbst-befüllenden Systeme sind ja ideal abgestimmt, zumindest Theoretisch. In der Praxis denke ich mir, dass es von Charge zu Charge zu leichten Abweichungen kommen kann, zumindest ist das mein Glaube, da manche Gabeln ja leicht ploppen und andere nicht. Das weiß ich aber nicht genauer, weil ich in die Großserie keinen Einblick habe.


Hmmm...Zufall?

Zitat:"Eine Dame mit 50 kg wird die Gabel ebenso wenig optimal einstellen können wie eine Fahrerin mit 120 kg."

Das heißt, die Männer wiegen durchweg 75Kg!? Eine Interessante These... lol

Spass beiseite, sehr anschaulich und verständlich erklärt. Danke für Deine Mühe!


hahaha :) ja das ist eine ziemliche Minderheit, aber auch die Minderheiten mit w, 120kg, muss man ja mit einbeziehen ;)
 
Nicht exakt, er liegt etwas weiter "oben".

Hängt denke ich von der Gabel/Dämpfer ab. Siehe auch Beitrag von @BommelMaster:

zu 1.: Bei den Bypasssystemen ist das so. ja. grundsätzlich sind alle kammern so aufgebaut, dass mit einer Restkraft in den Anschlaggummi geht, auch um sicher zustellen dass die Gabel immer ausfedert und nicht 5mm weiter innen hängenbleibt aufgrund der Gesamtreibung des Systems.

Sollte aber egal sein, solange sich der Bypass unterhalb des SAG im fahrbereiten Zustand befindet (20-30%).
 
Kenn mich mit der Technik nicht wirklich aus, lese die Artikel aber immer gerne, um zu besser zu verstehen, wie das ganze System funktionert. Danke @BommelMaster :daumen:

Kurze Frage: Könnte man mit einem Nadellager, wie in der Lefty, in einer "normalen" Gabel nicht auch zumindest den ersten Zentimeter Federweg etwas besser optimieren?
 
Schöner Artikel, gut geschrieben, leicht verständlich, top!

Was mich noch interessieren würde:
3. Zum Thema Stahlfedern: Falls anstelle eines hydraulischen Durchschlagschutzes eine Progression der Feder erwünscht sein sollte (mir fallen jetzt keine Gründe ein, eher Nachteile bezüglich der Abstimmung der Zugstufe), könnte doch auch ein System mit zwei verschiedenen Federhärten wie an vielen Dämpfern im Offroad-Bereich (Rallye, Baja etc.) verwendet werden (die zweite Feder wird durch einen Ring ab einer Stelle im Hub blockiert, sodass die Federhärte steigt). Das würde doch dann selbst ohne hydraulischen Durchschlagschutz (Gummi-Anschlagpuffer ausreichend) gut funktionieren, oder?

Bei zwei Federn hat man halt zwei unterschiedliche Kennlinien, also zwei Geraden mit einem Knick dazwischen. Zusammen mit hydraulischem Durchschlagschutz sicher nicht schlecht. Aber man wird sicherlich den plötzlichen Übergang in die steilere Kennlinie spüren.
Außerdem dürfte die Blockierung der ersten Feder hörbar sein. Schlagen zwei Teile aufeinander, wie bei Push Asc3. Dazu aufwändig und schwer.
Die Frage ist wozu, wenn gute Luftfedern das inzwischen auch können.

Problem der Luftfeder ist ja die Reibung der Dichtungen. Um so geringer, umso weniger muss ein hohes Losbrechmoment ausgeglichen werden. Schmierung ist da sicher ein Thema und ist bei getrennt befüllten Kammern sicher besser zu gewährleisten, auch weil hier Öl eingesetzt werden kann. Ein anderes Thema sind die Dichtungen selbst.
@BommelMaster ist da ja jetzt bei seinen Gabeln auf aus der Pneumatik-Industrie bekannte Dichtungen gegangen, die nicht durch Quetschung abdichten, sondern durch den Druck selbst. Hat den Vorteil, dass bei niedrigen Drücken auch die Dichtung weniger stramm sitzt (und sitzen muss), als bei hohen Drücken. Es gibt nur so viel Reibung wie sein muss. Ich kenne diese Dichtungen und hab mich schon lange gefragt, warum die nicht am Mountainbike eingesetzt werden.
Hydraulische Durchschlagschütze mag ich sehr. Im Gegensatz zu brutaler Progression am Ende, "vernichten" sie einen Teil der Energie und diese Haut einem nicht mehr beim Ausfedern entgegen. Dadurch sind solche Gabeln bei Drops und harten Landungen sehr kontrolliert. Allerdings ersetzt ein h. Durchschlagschutz nicht eine zunehmende Progression. Der h.D. arbeitet nur auf den allerletzten Zentimetern und ein gewisser zusätzlicher Gegenhalt wird schon ab der Mitte des Hubes ganz angenehm.

Ich denke, dass der IRT oder AWK hier auch etwas hart im Übergang dargestellt ist. Gerade in den heutigen Topgabeln von Öhlins oder Manitou dürfte das, die richtigen Drücke zueinander in den Kammern vorausgesetzt deutlich smoother ausfallen. Damit hat so ein System den Vorteil, dass es noch individueller auf Vorlieben abstimmbar ist als zwei Luftkammern und das ohne Öffnen der Gabel. Natürlich ist das auch etwas für Leute, die sich mit der Abstimmung der Gabel beschäftigen.

Ich hab mir heute eine Manitou Mezzer bestellt. Drei Luftkammern, mit größerer Negativkammer als bei der Mattoc und vom Ansprechverhalten weiter optimiert. Dazu hydraulischer Durchschlagschutz. Damit lässt sich, denke ich, arbeiten ...

Und schöner Artikel übrigens...
 
Ich habe (obwohl ich mich als technisch interessierten Ingenieur bezeichnen würde) ein ziemliches Problem das Konzept der Negativfedern zu verstehen:

Es wird immer ein wenig so getan, als ob die Positivfeder das System regelrecht vorspannen würde, und genau diese Vorspannung erst überwunden werden müsste damit das System überhaupt arbeitet.

In meiner Welt ist es aber so, dass wenn ich mich als Fahrer aufs Bike setze, ich die Federgabel eh komprimiere (SAG) - ergo sind im Betrieb (Positiv-)Federkraft und Gewichtskraft des Fahrers ausgeglichen. Jede noch so kleine (Kraft-)Änderung (die die Haftreibung überwindet) würde also das System zum arbeiten bringen! Warum (anschaulich) brauche ich jetzt eine weitere (Negativ-)Feder, egal ob Stahl oder Luft, damit das System besser anspricht?

Weiter: Ich füge nun gedanklich eine Negativ-Luftfeder hinzu. Durch die zusätzliche Kraft muss ich nun, um den gleichen SAG zu erreichen, den Druck in der Positivkammer erhöhen (damit ich am SAG-Punkt wieder ein Kräftegleichgewicht habe). Beim Einfedern nimmt der Druck (und damit die Kraft) in der Negativfeder exponentiell ab und der Druck/die Kraft der Positivfeder exponentiell zu - dies resultiert für mich eher in einem progressiveren Federweg!?

Wäre toll, wenn mir da mal jemand anschaulich auf die Sprünge helfen könnte.
 
In meiner Welt ist es aber so, dass wenn ich mich als Fahrer aufs Bike setze, ich die Federgabel eh komprimiere (SAG) - ergo sind im Betrieb (Positiv-)Federkraft und Gewichtskraft des Fahrers ausgeglichen. Jede noch so kleine (Kraft-)Änderung (die die Haftreibung überwindet) würde also das System zum arbeiten bringen! Warum (anschaulich) brauche ich jetzt eine weitere (Negativ-)Feder, egal ob Stahl oder Luft, damit das System besser anspricht?

Gibt doch auf jeder Abfahrt zig Situationen, in denen die Gabel ganz ausfedert. Und damit meine ich nicht einmal mega Drops und Sprünge sondern ganz normales MTB Gelände.
 
@-Robert- wenn du meinetwegen eine Gabel mit 80psi Druck aufpumpst, sind ja im komplett ausgefederten Zustand diese 80psi, die auf den Kolben drücken. Ohne Negativ-Feder müsstest du jetzt 80psi * Fläche des Kolben an Kraft überwinden, damit sich die Gabel bewegt. Es ist ja nicht so, das der Druck in der Positiv-Kammer auf 0 sinkt wenn die Gabel komplett ausfedert.
 
Weiter: Ich füge nun gedanklich eine Negativ-Luftfeder hinzu. Durch die zusätzliche Kraft muss ich nun, um den gleichen SAG zu erreichen, den Druck in der Positivkammer erhöhen (damit ich am SAG-Punkt wieder ein Kräftegleichgewicht habe). Beim Einfedern nimmt der Druck (und damit die Kraft) in der Negativfeder exponentiell ab und der Druck/die Kraft der Positivfeder exponentiell zu - dies resultiert für mich eher in einem progressiveren Federweg!?

Ist ja auch so. Guck'dir mal Diagramm #6 an, da sieht man diesen Effekt. Die blaue Linie wird zum Ende hin progressiver als die grüne.
Der Trick ist nun eine möglichst lange Negativkammer zu nehmen, sodass die Progression erst ganz am Ende, bzw. gar nicht zum tragen kommt. (rote Linie in Diagramm #7).
 
Ich denke, dass der IRT oder AWK hier auch etwas hart im Übergang dargestellt ist. Gerade in den heutigen Topgabeln von Öhlins oder Manitou dürfte das, die richtigen Drücke zueinander in den Kammern vorausgesetzt deutlich smoother ausfallen. Damit hat so ein System den Vorteil, dass es noch individueller auf Vorlieben abstimmbar ist als zwei Luftkammern und das ohne Öffnen der Gabel. Natürlich ist das auch etwas für Leute, die sich mit der Abstimmung der Gabel beschäftigen.

Ich hab mir heute eine Manitou Mezzer bestellt. Drei Luftkammern, mit größerer Negativkammer als bei der Mattoc und vom Ansprechverhalten weiter optimiert. Dazu hydraulischer Durchschlagschutz. Damit lässt sich, denke ich, arbeiten ...

Und schöner Artikel übrigens...

So ist es auch, das lässt sich schon schöner abstimmen, wie auch erwähnt im artikel, aber :


Ohne, wirklich ohne zu wettern, ich halte das awk für eine super sache, für genial um ein system das so ist wie es ist, mit schwächen behaftet, zu optimieren.

Wenn ich aber die wahl habe, und zwischen einem system wählen muss, dass mehr abstimmungsaufwand benötigt, mehr Teile benötigt, mehr reibung hat als die eh schon schlecht verurteilte luftfeder im allgemeinen

Oder einem mit niedrigerer Reibung, weniger Teilen, gleicher bzw noch besserer Kennlinie, ganz ohne Abstimmaufwand.

Was würdest du dann wählen?
 
Gibt doch auf jeder Abfahrt zig Situationen, in denen die Gabel ganz ausfedert. Und damit meine ich nicht einmal mega Drops und Sprünge sondern ganz normales MTB Gelände.
Entschuldige, dass glaube ich nicht ganz. Sicherlich wird der Negativfederweg genutzt, aber ein komplettes Ausfedern sollte bei einem korrekten Setup sicherlich genauso selten vorkommen wie ein "Durchschlagen".

@-Robert- wenn du meinetwegen eine Gabel mit 80psi Druck aufpumpst, sind ja im komplett ausgefederten Zustand diese 80psi, die auf den Kolben drücken. Ohne Negativ-Feder müsstest du jetzt 80psi * Fläche des Kolben an Kraft überwinden, damit sich die Gabel bewegt. Es ist ja nicht so, das der Druck in der Positiv-Kammer auf 0 sinkt wenn die Gabel komplett ausfedert.
Ja - aber wir betreiben unsere Gabeln eben nicht im ausgefederten Zustand. Egal ob mit Negativfeder oder eben rein aufgrund der Gewichtskraft durch den Fahrer im Sag - es herrscht Kräftegleichgewicht ohne Vorspannung...?
 
Ja - aber wir betreiben unsere Gabeln eben nicht im ausgefederten Zustand. Egal ob mit Negativfeder oder eben rein aufgrund der Gewichtskraft durch den Fahrer im Sag - es herrscht Kräftegleichgewicht ohne Vorspannung...?

ohne Negativkammer wird sich die Gabel bei 70psi nicht vom "nur im Sattel sitzen" Bewegen, (mal überschlagsmäßig Fox 36, Innendurchmesser 34mm => r²pi sind 9cm² Kolbenfläche, bei 70psi sind das knapp 45kg). D.h. von 0kg - 45kg Belastung passiert nix, erst dann bewegt sich die Gabel.
Eine Negativ-Feder macht eben jetzt, das sich die Gabel von 0kg +- ;) schon bewegt.
 
Entschuldige, dass glaube ich nicht ganz. Sicherlich wird der Negativfederweg genutzt, aber ein komplettes Ausfedern sollte bei einem korrekten Setup sicherlich genauso selten vorkommen wie ein "Durchschlagen".

bei jedem Sprung federt die Gabel komplett aus. Vielleicht nicht Bordstein runterhüpfen, aber so bisschen im Gelände mit dem Vorrderrad in der Luft, das reicht schon.
 
Also ich fahr seit letztem Jahr die Dorado mit IRT (meine erste Luftgabel) und muß sagen, das ist von der Abstimmbarkeit die beste Gabel die ich je hatte. (Unabhängig davon ob man USD mit allen Vor und Nachteilen mag)
Relativ simpel in der Federhärte abzustimmen, überschaubare Dämpferparameter, sackt nicht durch, schlägt nicht durch, effektive Dämpfung, stellt extrem schnell zurück.
Ich such natürlich nicht die letzten Sekunden beim fahren, aber viel mehr Setup brauchen wohl kaum mehr als max. 10% der meisten Fahrer.
Mehr ist nicht immer besser, zumal aus der Überschneidung von Feder und Dämpferparametern ein wirkliches Unverständniss entstehen kann.
 
ohne Negativkammer wird sich die Gabel bei 70psi nicht vom "nur im Sattel sitzen" Bewegen, (mal überschlagsmäßig Fox 36, Innendurchmesser 34mm => r²pi sind 9cm² Kolbenfläche, bei 70psi sind das knapp 45kg). D.h. von 0kg - 45kg Belastung passiert nix, erst dann bewegt sich die Gabel.
Eine Negativ-Feder macht eben jetzt, das sich die Gabel von 0kg +- ;) schon bewegt.
Da ist ziemlich sicher ein Fehler drin. Zum einen wird eine Fox 36 nicht nur 1mm Wandstärke haben (32mm -> 8cm² -> 40kg), zum anderen könnte man dann ja problemlos auch nur 50psi fahren (da eben keine Negativfeder zu kompensieren ist). Ich behaupte weiterhin: Im SAG ist Kräftegleichgewicht, da ist nix mit Vorspannung.

bei jedem Sprung federt die Gabel komplett aus. Vielleicht nicht Bordstein runterhüpfen, aber so bisschen im Gelände mit dem Vorrderrad in der Luft, das reicht schon.
Glaube ich nicht. Wenn ich mein Vorderrad entlaste kann ich meine Gabel noch nen ganzes Stück "rausziehen". Und dynamisch in dem Bereich wird die auch hoffentlich aufgrund einer funktionierenden Zugstufe nicht unkontrolliert "überschwingen".
 
Entschuldige, dass glaube ich nicht ganz. Sicherlich wird der Negativfederweg genutzt, aber ein komplettes Ausfedern sollte bei einem korrekten Setup sicherlich genauso selten vorkommen wie ein "Durchschlagen".

Da sieht man, dass es öfter passiert, als man denkt:


Klar, nicht jeder fährt so ein Tempo, aber grundsätzlich kommt die Gabel schon auch oft komplett raus. Das wird beim Hobbyfahrer mit 160mm nicht anders sein.
 
Wir driften ab:
  • Zum einen: wo siehst du da eine komplett ausgefederte Gabel??? Ich sehe dass sie ausfedert - von Anschlag sehe ich da nichts?
  • Zum Anderen: weil Sprünge dynamisch sind und vor allem weil die Gabel vor der Landung auch gegebenenfalls wieder ein Stück einfedert. Sie kehrt in ihre Ruhelage zurück, die aber auch ein (steifer, aber nicht vollkommen harter weil aus Gummi) Ausfederbegrenzer sein könnte. Selbst da ist dann Kräftegleichgewicht zwischen Gummi-Feder und Luftfeder.
Ändert nix an meiner Frage: Warum bringt mir eine Negativfeder besseres Ansprechverhalten wenn die Gabel 99% der Fahrzeit NICHT komplett ausgefedert ist sondern immer ein dynamisches Kräftegleichgewicht herrscht?
 
Ändert nix an meiner Frage: Warum bringt mir eine Negativfeder besseres Ansprechverhalten wenn die Gabel 99% der Fahrzeit NICHT komplett ausgefedert ist sondern immer ein dynamisches Kräftegleichgewicht herrscht?

Weil deine Annahme mit den 99% meiner Meinung nach nicht stimmt. Sag ist ein statischer Zustand. Im dynamischen Fahrbetrieb wirst du sehr oft teilweise (über den Sag hinaus) ausfedern bis ganz ausfedern. Und dann hast du kein Gleichgewicht mehr, sondern der nächste Schlag geht in die Handgelenke bis wieder Kräftegleichgewicht herrscht. Falls du im Fuhrpark oder Bekanntenkreis noch eine alte RS mit Dual Air hast, kannst du es ja sogar ganz einfach testen. Das wird sich nicht schön fahren, wenn die Negativkammer leer ist.
 
Ändert nix an meiner Frage: Warum bringt mir eine Negativfeder besseres Ansprechverhalten wenn die Gabel 99% der Fahrzeit NICHT komplett ausgefedert ist sondern immer ein dynamisches Kräftegleichgewicht herrscht?

Was denkst du denn, welchen Arbeitsbereich (mm Federweg von voll ausgefedert) eine Negativfeder hat?
 
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