Berechnung: Energieverlust durch Wippen

[kurbelrechts]

Anlässlich meines Beitrags in dem Thema Eingelenker/Viergelenker will ich mal meine Berechnung zum Energieverlust durch Wippen eines Fullies vorlegen. Kritik und gegf. Korrektur ist willkommen.

Ich beziehe mich nun auf mein Fahrwerk: CUBE Eingelenker mit Rock Shox SID Race Dämpfer. Es wird der schlechteste Fall angenommen, dass der Dämpfer die gesamte Federenergie durch die Dämpfung "schluckt" und nicht wieder freigibt (also nur in Form von Wärme).


Da "Energie E ist Kraft F mal Weg x" immer gilt, ist der Energieverlust E abhängig von der Kraft, die über einer bestimmten Weg wirkt. Wenn die Kraft konstant ist, dann gilt:

E = F * x

andernfalls ist die Energie die notwendig ist, das Integral der Kraft über einen bestimmten Weg.

E = Integral( F*dx )

Das Integral (F*dx) entspricht aber anschaulich der Fläche unter einem Kraft-Federweg-Diagramm (also einer sog. Kennlinie). Diese Kennlinien werden in Zeitschriften veröffentlicht. Ein sehr großes Diagramm mit Kennlinien verschiedener Dämpfer ist in MB 5/03 zu sehen. Dem Diagramm wurde basierend auf einem Scott G-Zero-Eingelenker von MB erstellt.

Mein Eingelenker hat 100mm Federweg bei etwa 20% SAG. Meiner Erfahrung nach schwingt der Hinterbau durch Antriebseinflüsse maximal um den gleichen Betrag (20%) ein.

Den Energieverlust, der durch einmaliges Einfedern des Hinterbaus von 20% auf 40% des Gesamtfederwegs innerhalb 1 Sekunde auftritt (entspricht damit 1Hz Schwingfrequenz des Dämpfer; viel mehr ist das auch nicht nach meiner Beobachtung), kann also aus dem Diagramm durch Berechnung der Fläche unter der Kennlinie von x (Federweg) = 20mm bis x = 40mm bestimmt werden.

Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass in diesem Bereich die Kennlinie als linear angenommen werden kann. Die Fläche - und damit der Energieverlust - ist demnach E=1/2*(F(x=20mm)+F(x=40mm))*20mm

mit F(x=20mm) = 400 N
und F(x=40mm) = 700 N

ergiebt sich E = 1/2*(1100N)*20mm = 11 W

Der Energieverlust durch Antriebseinfluss ist also etwa 11 W. Dabei müsste der Dämpfer schon knapp 8mm einfedern (38,1mm Hub, Übersetzung ca. 2,6). Ein 26km/h schneller Mountainbiker würde dann immerhin noch 25km/h fahren.

So, und nun lasst euch darüber aus

 

[humpeli]

ich sag nur

wo lernt man denn so etwas hehehe.

p.s. keine ahnung ob das stimmt, aber nicht schlecht

 

[mankra]

Die Überlegung ist gut, ob die Rechnung stimmt, kann ich leider auch net sagen........

Was mich dazu noch interressieren würde, wäre wieviel Energie auf einer ebenen Asphaltstraße man bei bestimmten Geschwindigkeiten aufbringt, z.B. eben bei 15, 20, 25, 30 km/H,

 

[kurbelrechts]

Also ein 70kg schwerer Fahrer bringt bei 15km/h etwa 50 Watt auf. 20 km/h entspricht ca. 90 Watt. 25 km/h verbrät ca. 150 Watt. Für 30 km/h sind dann schon 250 Watt notwendig. Aber auch das sind nur grobe Näherungen.

Angenommen ein Viergelenkfahrer fährt mit 200 Watt etwa 28,6km/h. Der wippende Eingelenker fährt dann effektiv bei gleicher Leistung nur mit 190 Watt und daher mit nur 28,1km/h. Der wippfreie Viergelenker wäre bei einem 50km-Rennen etwa 2 Minuten schneller, also nach etwa 1h 44m 53s im Ziel.

Bei einem Bergrennen über 20km mit 10% Steigung (2000Hm) bei 250 Watt Trittleistung wäre der wippfreie Viergelenker etwa 5m 12s schneller - nämlich nach 2h 2m 26s - im Ziel.

1kg Mehrgewicht kostet die Bergfahrer ca. 3 Watt - das zu Vergleich der 10 Watt-Wippverlust. Aber wie gesagt, die 10 Watt beziehen sich immerhin auf eine ständige Wippschwingung von 20% des Federweges - also 20mm (oder fast 8mm Hub am Dämpfer) in meinem Fall.

 

[sulibats]

@mankra:
-> http://www.kreuzotter.de/deutsch/speed.htm
Wenn es dir rein um die Leistung geht, dann dürfte die Seite weiterhelfen.

Also das mit dem Wippen trifft ja eigentlich in erster Linie auf die Beschleunigungsphase zu, wo man richtige Lastwechsel hat. Auf gerade Strecke bei 25kmh da sollte der Tritt ja eigentlich so rund sein ( bzw. ist meist so rund ), dass es eh zu keinem Wippen mehr kommt, weil die Lastwechsel so gering sind und da spielt das Wippen sicher keine Rolle.

Im Wiegetritt Bergauf ist die Sache doch viel interessanter, weil der Tritt da viel unrunder wird und dann sicher wesentlich mehr Energie als 10Watt in den Hinterbau gehen, man also ggf. über einen größeren Bereich der Federkennlinie integrieren sollte

@humpeli: Sowas lernt man in der Schule

Mfg|Sulibats

 

[humpeli]

hehe...ja vielleicht an der uni im fach physik oder erweiterte mathematik.

bei uns lernt man so zeug nicht.... naja ist auch eine wirtschaftsschule..... meine güthe bin ich froh ......

 

[Fibbs79]

Hab ich da geschlafen in der Schule??????


Ist aber echt interessant!!!

 

[mankra]

@Sulibats

thx für den Link.
Die Berechnungen scheinen nicht so schlecht zu sein, wenn ich ungefähr 15% bei den Watt abzieht (wahrscheinlich wegen den höheren Luftwiderstand bei meiner Sitzpos und breitere Reifen als 1.75), dann stimmen meine Werte aus der Praxis (Berechnet mit 200Watt, aber lt. Ergometer fahr ich normal mit richtigem Puls 170Watt, 25 auf der Ebene, 6 bei 10% Steigung stimmen mit meinen Werten aus der Praxis)

@KurbelRechts

Dazu muß man erstmal einen 4G haben, der absolut 0 wippt.
Das ist schon eher ein Vergleich zu einem HT.
Weiters bei Bergrennen wird ja meist härter, mit weniger Sag abgestimmt.
Warum ist bei Bergfahrten der Rückstand des wippenden Bikes soviel größer, als in der Ebene?
Hast da mehr wippen gerechnet, oder wieso?

 

[Walpurgis]

Hallo,

Mein erster Beitrag in diesem Forum und gleich eine Klug*******rei...

Deine Rechnung ist leider von Grund auf falsch.

Du mußt unterscheiden zwischen Federkraft F*dx und Dämpferkraft F*dx_punkt, also der zeitlichen Ableitung. Die Federkraft hängt wie du richtig geschrieben hast vom Weg (un der Federsteifigkeit) ab und wirkt immer in eine Richtung.

Für den Energieverlust ist aber die Dämpferkraft verantwortlich und die ist geschwindigkeitsabhängig. Je schneller du den Dämpfer zusammendrückst,bzw. auseinanderziehst, desto größer ist die Dämpferkraft. Diese ist immer der Bewegung entgegengesetzt. Das ist der gleiche Effekt, wie wenn du langsam mit deiner Hand in eine Wasseroberfläche eintauchst oder ob du dagegenklatscht.

Was in den Zeitschriften veröffentlicht wird sind Federkennlinien. Das diese zeit- und geschwindigkeitsunabhängig sin, kannst du daran sehen, dass sie über dem Fedeweg aufgetragen sind.

Wie gesagt, was du suchst sind die (von der Einfederungsgeschwindigkeit abhängigen) Dämpferkräfte.

 

[mankra]

Da das wippen ist aber relativ langsam, also ist es nicht so schlimm.

Was natürlich etwas verfälscht: Einen großen Teil der Energie, die das Federbein zusammendrücken, schluckt der Dämpfer ja nicht (es federt ja irgendwann wieder aus)

 

[Gerrit]

Original geschrieben von mankra

Was natürlich etwas verfälscht: Einen großen Teil der Energie, die das Federbein zusammendrücken, schluckt der Dämpfer ja nicht (es federt ja irgendwann wieder aus)

Ja, aber wenn die Feder die Energie beim Antritt aufnimmt, wird sie selbige erst dann wieder abgeben, wenn die Krafteinwirkung vorüber ist. Da das z.B. im Totpunkt der Kurbel der Fall ist, macht das bike dann zwar eine Aufwärtsbewegung, aber die bringt nix in Sachen Vortrieb.
Also ist die in der Feder gespeicherte Energie zwar nicht verloren, aber unbrauchbar.

greez
gerrit

 

[Walpurgis]

also ist es nicht so schlimm

Hi,

es geht nicht um eine Korrektur, sondern darum, dass der Ansatz von Grund auf falsch ist. Eine Feder schluckt/vernichtet überhaupt keine Energie.

 

[kurbelrechts]

Original geschrieben von Walpurgis


Hi,

es geht nicht um eine Korrektur, sondern darum, dass der Ansatz von Grund auf falsch ist. Eine Feder schluckt/vernichtet überhaupt keine Energie.

Der Ansatz ist nicht falsch. Zumindest hast Du mich nicht überzeugt, da:

Ich in meiner Einleitung erwäht habe, dass ich von einem idealen Dämpfer ausgehe, d.h. die Energie die in der komprimierten Feder steckt wird vollständig vom Dämpfungelement geschluckt (-> in Wärme dissipiert, das hab ich erwähnt!). Ich habe auch geschrieben, dass dies Energietechnisch am schlechtesten wäre!!! Da dann die Energie die in der komprimierten Feder steckt nicht wieder abgegeben würde!

Dass das Dämpfungelement geschwindigkeitsabhängig ist und daher die Ableitung von x eingeht ist mir bekannt (ich bekomme bald mein Maschinenbau-Diplom), ändert aber nichts an der Tatsache.

Ich habe nie gesagt, dass die Feder Energie verschluckt, sondern dass die Dämpfung idealerweise die Energie der komprimierten Feder in Wärme wandelt. Diese Energie geht der Antriebsenergie verloren. Würde diese Energie nicht durch die Dämpfung verloren gehen, würde sie später dem Fahrer bestenfalls wieder als Antriebsenergie zu Verfügung stehen. Da gibt es so eine BikeDrive-Kurbel die nach diesem Prinzip arbeitet um den Totpunkt beim Kurbeln zu überbrücken (ich will so ein Teil zwar nicht, da immer Energie verloren geht und auch das Fahrgefühl sicherlich darunter leidet).

Es spielt demnach keine Rolle ob die Energie durch die Dämpfung "verschuckt" wird, denn nur im SCHLECHTESTEN FALL wird diese Energie verschluckt. Davon bin ich aus gegangen. Dann ergibt sich ein Wert von 10 Watt.

Die Federkennlinien der Zeitschriften sind übrigens nicht zeitabhängig. Hier wird meist eine statische Kraft aufs Hinterrad ausgeübt und dann der Federweg gemessen. Das ganze wird in einem automatischen Messapparat durchgeführt.

Schade das Du Dich nicht zuvor informiert hast. Für konstruktive und berechtigte Kritik bin ich aber weiterhin offen

 

[kurbelrechts]

Original geschrieben von Gerrit


Ja, aber wenn die Feder die Energie beim Antritt aufnimmt, wird sie selbige erst dann wieder abgeben, wenn die Krafteinwirkung vorüber ist. Da das z.B. im Totpunkt der Kurbel der Fall ist, macht das bike dann zwar eine Aufwärtsbewegung, aber die bringt nix in Sachen Vortrieb.
Also ist die in der Feder gespeicherte Energie zwar nicht verloren, aber unbrauchbar.

greez
gerrit

Genau Richtig. Die Energie geht zwar nicht vollständig verloren (nur ein Teil geht in Wärme verloren durch die Dämpfung) aber Sie würde "bestenfalls" (habe ich auch unten geschrieben) sogar wieder für den Antrieb zur Verfügung stehen. Das das nicht der Fall ist hast Du gut bemerkt. Aber das tut meiner Berechnung wirklich keinen Abbruch, stimmts?

 

[Walpurgis]

Hi,

Ich versuche doch, konstruktive Kritik zu üben. Du kannst überhaupt keine Aussagen über die "verlorene" Energie machen, wenn du nicht den zeitlichen Verlauf des Dämpferweg kennst.

Nimm eine Feder und einen Dämpfer parallel geschaltet und drücke diese 10mal hintereinander um den gleichen Betrag zusammen. Damit "fütterst" du 10mal deine Feder mit der gleichen Federenergie.
Wenn du das einmal langsam und einmal schnell machst, bekommst du völlig verschiedene Werte für die "verlorene" Energie. Du kannst die Feder sogar ganz weglassen und bekommst (abgesehen von der inneren Reibung der Feder) die gleiche Verlustarbeit.

Edit: Energie und Watt haben überhaupt nichts miteinander zu tun.

 

[kurbelrechts]

Original geschrieben von Walpurgis
Hi,

Ich versuche doch, konstruktive Kritik zu üben. Du kannst überhaupt keine Aussagen über die "verlorene" Energie machen, wenn du nicht den zeitlichen Verlauf des Dämpferweg kennst.

Nimm eine Feder und einen Dämpfer parallel geschaltet und drücke diese 10mal hintereinander um den gleichen Betrag zusammen. Damit "fütterst" du 10mal deine Feder mit der gleichen Federenergie.
Wenn du das einmal langsam und einmal schnell machst, bekommst du völlig verschiedene Werte für die "verlorene" Energie. Du kannst die Feder sogar ganz weglassen und bekommst (abgesehen von der inneren Reibung der Feder) die gleiche Verlustarbeit.

Gut, für konstruktive Kritik bin ich immer gern zu haben ich empfand Deine ersten zwei Beiträge allerdings etwas unüberlegt formuliert (in Bezug auf die Wortwahl).

Ich will gar keine Aussage über die verlorene Dämpferenergie machen. Warum habe ich bereits erklärt. Aber trotzdem: Von der Antriebsenergie geht ein Teil der Energie in die Komprimierung der Feder. In der Kompressionsphase spielt die Dämpfung nur eine geringe Rolle, weil geringe Druckstufendämpfung im Vgl. zur Zugstufendämpfung. Diese Energie, die in die Komprimierung der Feder gesteckt wurde, betrachte ich als verloren, da sie sicherlich selbst beim Ausfedern nicht wieder als Antriebsenergie zur Verfügung steht. Aber selbst wenn Sie es täte: Ich wollte wie gesagt den Wort-Case berechnen, d.h. mein Ergebniss ist somit der schlechteste anzunehmende Wert - immerhin weiss ich jetzt, dass unter normalen Bedinungen nicht mehr als 10 Watt an das Feder-Dämpfungssystem verloren geht.

Übrigens ist die Gegenkraft des Dämpfungselementes des Feder-Dämpfungssystems

F= - d * x'

Also wie Du richtig bemerkt hast abhängig von der ersten Ableitung von x (die Ableitung von x schreibe ich als x').

Die Energie, die dadurch verloren geht erhält man durch Integration über F,

d.h. E = Int(-d * x')

d ist eine Dämpfungskonstante und kann deshalb vors Integral gezogen werden:

E = -d * Int( x' )

Das Integral einer Ableitung ist aber wieder ihre eigene Stammfunktion. d.h. Int( x' ) = x + C, wobei C eine Integrationskonstante ist.


d.h. die Energie die durch die Dämpfung verloren geht ist insgesamt betrachtet völlig unabhängig von der Einfederungsgeschwindigkeit!!

E = - d * x


Es spielt nur die eingestellte Dämpfungskonstante eine Rolle (Einstellung der Zugstufe) und natürlich der Hub den der Dämpfer ausführt.

Ich habe das gerade nur im Handtuch bekleidet geschrieben, weil ich gerade vom Biken zurück bin. Vielleicht ist da doch noch ein Hund drin, aber ich glaube momentan nicht.

 

[Walpurgis]

Hi,

Nur eins vorweg, damit keine gereizte Stimmung aufkommt. Ich will hier wirklich weder besserwissern, noch einen kleinlichen Streit vom Zaun brechen. Ich lese hier in diesem Forum sehr gerne mit, hab mich aber als reiner Hobbybiker bisher noch nie beteiligt. Nur im Tech Talk-Bereich muss ich immer wieder so haarsträubende Dinge lesen, dass es mich manchmal ärgert.

Zum ersten mal eingemischt hab ich mich jetzt, weil du einen Beitrag mit "fast wissenschaftlichem Anspruch" geschrieben hast, der wirklich von der Grundüberlegung her falsch ist. Auch deine Ausführung mit der worst-case-Überlegung. Die Dämpferenergie könnte auch viel höher sein als die Federenergie (bei kleinem x und großem dx/dt).

Und:

d.h. die Energie die durch die Dämpfung verloren geht ist insgesamt betrachtet völlig unabhängig von der Einfederungsgeschwindigkeit!!

E = - d * x

Entweder glaube ich dir nicht, dass du Maschinenbau studierst, oder du meinst das nicht im Ernst.

Zugegeben: dein "schade, dass du dich nicht informiert hast", hat mich auch bissl geärgert, ich bin Maschinenbau-Ingenieur.

 

[der alte ron]

verdammtermistundzugenäht ! Was läuft den hier gerade ab ? Moderator !! Hiiilfe !!!

 

[kurbelrechts]

Original geschrieben von Walpurgis

Die Dämpferenergie könnte auch viel höher sein als die Federenergie (bei kleinem x und großem dx/dt).

Naja, Streit will ich sicherlich nicht. Dass ich fast fertiger Maschinenbauer bin hab ich auch nur erwähnt, weil Du sinngemäß einfach nur "Das ist falsch. Amen" gesagt hast ohne konkrete Argumente.

Nichts für ungut, aber Du verwechselt offenbar ENERGIE mit KRAFT.

Die Gegenkraft eines Dämpfungselements ist abhängig von der Einfederungsgeschwindigkeit - richtig!

Die ENERGIE (!!!) die über den gesamten Federungsvorgang verloren geht (in Wärme) ist NICHT abhängig von der Geschwindigkeit, sondern nur vom Weg.

Bedenke das bitte nochmal, oder erkläre mir, was an meiner Beweisführung, dass die ENERGIE(!) nicht von der Geschwindigkeit abhängig ist (Beweis mit Integral) falsch ist... Dann ändere ich auch gerne meine Meinung.

Ich will hier nochmal klarstellen: Dass die GegenKRAFT des Dämpfers NUR von der Geschwindigkeit des Einfederns abhängig ist ist mir klar und das ist Fakt. Aber ich rede von der ENERGIE!!!

Kritisiere meine Beweisführung, dass die Energie (des Dämpferelementes des Feder-Dämpfungssystems) unabhängig ist von der Einfederungsgeschwindigkeit und ich werde mich gegf. korrigieren. Doch erneut hast Du keinen Gegenbeweis geliefert, warum?? Zitat: "Das meinst Du doch nicht im Ernst?" Was soll mir diese Aussage helfen??? Sag einfach was nicht stimmt - wenn denn was nicht stimmt

Vielleicht schaut ja mal ein anderer Maschinenbauer vorbei, der meine Rechnung bestätigt (ich meine damit nur den Beweis, dass F = d * x' ist, aber E = d * x ist! Also die Energie unabhängig von der Geschwindigkeit ist).

Bis dahin warte ich auf wirklich konstruktives (ich bereue, das ich erwähnt habe, dass ich fast Dipl-Ing. bin - wie leicht kann man das sagen, ohne dass jmd es nachprüfen kann?).

Also: Gebt mir bessere Kritik als "das meinst Du doch nicht im Ernst"

 

[Walpurgis]

Hi,

Dein x´ist die Ableitung nach der Zeit dx/dt

Um von der Kraft auf die Energie zu kommen, musst du über den Weg integrieren, also Int(...)dx

Nach der Zeit ableiten lässt sich nicht durch Integration über den Weg "wettmachen"

Zusatzbemerkung: Du rechnest eine Energie aus, vergleichst sie mit einer Leistung und sagst: Ja, das passt.

 

[kurbelrechts]

Zugegeben, da scheine ich einen Fehler gemacht zu haben. Da war ich mir von Anfang an etwas unsicher, deshalb habe ich an dieser Stelle geschrieben, dass ich gerade vom Duschen komme. Das zu meiner Verteidigung - der Text enstand einfach im Eifer des Gefechts. Da hätte ich selbst etwas drüber nachdenken sollen.

Danke für den Hinweis. Aber denoch steht die erste Berechnung im Raum. Was glaubst Du da denn? Glaubst Du, dass die Dämpfung bei der Komprimierung des Dämpfers eine relevante Wärmedissipation verursacht? Wenn ja, dann könnten tatsächlich deutlich mehr als 10 Watt "verloren gehen". Nur glaube ich nicht, dass dies der Fall ist, Du? Hast Du sonst noch Kritikpunkte? Denn sonst scheinen die 10 W immer noch ein akzeptabler Näherungswert zu sein.

Ich bin jetzt schon etwas ruhiger. Deine Kommentare ohne große Erklärung empfand ich eben als schlechte Kritik. Jetzt sehe ich ein, dass Du durchaus zumindest in einem Punkt recht hast und zu konstruktiver Kritik bereit bist. Zuvor musste ich annehmen, dass Du nicht weisst wovun Du sprichst, da Du ja immer nur gesagt hast: "Falsch".

 

[Walpurgis]

Hi,

Danke für deine Sachlichkeit. So macht das Ganze viel mehr Spaß.

Deine Problemstellung heißt <Energieverlust durch Wippen>

Jetzt vergiss die ganze (etwas unduchsichtige) Betrachtung mit der Federenergie usw. sondern mach im Kopf eine Energiebilanz. Ergebnis: Der Energieverlust durch Wippen ist gleich der im Dämpfer in Wärme umgesetzten Energie. Wohlgemerkt: Wir sprechen nicht von Fahrgefühl und der Tatsache, dass man auf einem wippenden Fahrrad die Kraft, die man in den Beinen hat in Vortrieb umzusetzen, sondern von den Verlusten.

Nächste Überlegung: Wie groß ist die im Dämpfer verbratene Energie ?

Kann man nur messen, bzw. Annahmen über den zeitlichen Verlauf des Dämpferweges x(t) treffen. Dann braucht man die Dämpferkennlinie F(x_punkt). Dann muss man rausfinden, ob die Dämpferkraft auch noch vom Weg abhängt, was durchaus sein kann und dir statt einer Dämpferkennlinie ein dreidimensionales Dämpferkennfeld bescheren kann.

Bei der Berechnung musst du einen bestimmten Zeitraum t - t_0 annehmen und kannst hinterher eine Aussage machen, die Angibt: In diesem Fall /Messung oder Annahme des Dämpferwegs) ist über einen Zeitraum t eine Energie von ...Joule durch Wippen verlorengegangen. Teilst du das Ganze durch t, bekommst du die durchnittliche Leistung in W.

Beim Aufstellen der Gleichungen (was ich auch nicht aus dem Stehgreif kann), solltest du die Beziehung dx = v dt benutzen, um in den Zeitbereich (in dem du deine Messung oder Annahme formulieren musst) zu kommen

 

[kurbelrechts]

Gut. Aber der Energieverlust ist meiner Ansicht nach nicht nur die Abwärme durch Dämpfung. Der größere Anteil entsteht meiner Meinung nach durch die Kompression der Feder. Gut diese Dekomprimiert sich wieder, aber sie gibt ihre Energie dann doch eher nicht Zugunsten des Vortriebs ab, oder? Aus meiner Sicht wäre nun interessant, ob nun tatsächlich die Druckstufe der Dämpfung viel Energie schluckt oder ob die Federkomprimierung mehr Energie schluckt. Vermutlich hängt das von der Einfederungsgeschwindigkeit ab. Ist sie eher langsam, dann wird möglicherweise meine Annahme stimmen, dass die Federkomprimierung mehr Energie aufnimmt, als die Druckstufendämpfung. Und wenn dann bei der Dekompression der Feder diese ihre Energie nicht in Vortrieb umsetzt, dann stimmt meine Aussage.

Die andere Möglichkeit wäre, wenn das Wippen sehr schnelle Dämpferbewegungen zur Folge hätte. Dann wäre es natürlich ein falscher Ansatz, den Energieverlust in der Druckstufe zu vernachlässigen, da gebe ich Dir Recht. Aber welcher Fall tritt nun denn ein? Oder lässt sich weder Federkomprimierung noch Druckstufendämpfung vernachlässigen. Aus meinen Beobachtungen des Antriebseinflusses am Dämpfer hatte ich relativ langsame Schwingungen am Dämpfer beobachtet - aber ist die Bewegung langsam genug um die Dämpfung zu vernachlässigen? Dass ist ein Argument - da kann ich nur vermuten, da ich keine Dämpfungskonstante weiss. Die Kennlinie der Dämpfer sind ja statisch gemessen.

Ich glaube nun, dass ein Luft-Dämpfer eher ungeeignet für grundsätzliche Überlegungen ist. Ein Stahlfederdämpfer hat den Vorteil, das die Dämpfung ausschliesslich durch das Öl erfolgt. Mein SID Race Luftdämpfer dämpft ja auch mit Luft (2 Kammern) und das macht die Sache wirklich komplizierter.

Beim Stahlfederdämpfer könnte man die Stahlfeder ausbauen und dann von Hand einfedern um nur die Kraft der Dämpfung zu messen. Für unterschiedliche Einfederungsgeschwindigkeiten wäre dann eine bestimmte Gegenkraft zu messen. Ein Messaufbau für diesen Zweck kommt aber nicht in Frage.

Deshalb die andere Überlegung: Wenn ich einen Dämpfer ausbaue und in die Hand nehme und ihn versuche zu komprimieren, dann rührt sich da nix. Wenn ich nun die Stahlfeder ausbaue, was ist dann? Kann ich den Dämpfer dann von Hand komprimieren? Wenn ja, wie schnell kann ich den Dämpfer komprimieren? Sehr schnell? Dann vemute ich, dass die Druckstufendämpfung des Feder-Dämpfungselementes anteilsmäßig weniger Energie "schluckt" als die Kompression der Stahlfeder.

Leider habe ich keinen Stahlfederdämpfer und bei meinem Luftdämpfer vemute ich stark, dass die Dämpfung auch vom beaufschlagten Luftdruckt abhängt. Damit kann ich daher nicht die Dämpfung separat testen.

Danke, dass Du trotz unserer Meinungsverschiedenheit weiterdiskutierst ich finde das Thema einfach interessant.

 

[Walpurgis]

Aus meiner Sicht wäre nun interessant, ob nun tatsächlich die Druckstufe der Dämpfung viel Energie schluckt oder ob die Federkomprimierung mehr Energie schluckt

Hi,

Du machst jetzt wieder den gleichen Denkfehler wie vorher. Die Federkomprimierung schluckt überhaupt keine Energie. Du kannst die ganzen Überlegungen, wie und wann die Feder Energie aufnimmt und wieder abgibt vergessen. Denk dir dein Fahrrad als Blackbox und bilanziere entweder Energien oder Leistungen.

 

[kurbelrechts]

Sogesehen würde aber nur die Tretenergie des Fahrers, die Abwärme(energie) durch Dämpfung und die Antriebsenergie an den Systemgrenzen anliegen. Das würde bedeuten, wenn ich Anstelle des Feder-Dämpfungselements eine Stahlfeder ohne Dämpfung einsetze, dann gibt es keine Wärmeverluste und 100% der Tretenergie wird als Antriebsenergie verwendet. Glaubst Du das?

Demnach glaubst Du, dass die in der Feder gespeicherte Energie wohin geht? Wieder in den Antrieb? Das glaube ich nicht. Und wenn ich das nicht glaube, dann wäre mein Ansatz doch richtig, da die Energie die in der Federkomprimierung steckt nicht wieder an den Antrieb abgegeben wird.

Deiner Aussage nach wäre ein Fahrrad ohne Dämpfung, nur mit Federelement also verlustfrei? Da zwar Energie in das Federelement "fliesst", aber auch wieder aus dieser heraus in den Antrieb "zurückfliesst". Klar das tut eine Feder, sie speichert Energie. Aber ich bezweifele stark, dass die abgegebene Energie wieder dem Antrieb/Vortrieb zugute kommt? Du nicht?

Das bedeutet, bei maximaler Dämpfungseinstellung fahr ich demnach langsamer als bei schneller Dämpfung? Das kann ich nicht glauben.