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CAD Projekt Trialrahmen

erwinosius

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Ich hatte diese Woche mal ein bisschen Zeit und habe da ein schon lange ersehntes Projekt angegangen.
Einen Trialrahmen in CAD kontruieren der dann in weiter Zukunft vielleicht auch mal gebaut werden kann. Mehr oder weniger motiviert habe ich angefangen und habe mit der Zeit immer mehr Freude daran gefunden weil ich gemerkt habe das ganze funktioniert.
Ich habe ein paar mehr oder weniger Standard Maße für den Rahmen hergenommen:
Tretlager: +40
Radstand: 1085
Kettenstreben: ~380
Lenkwinkel: 72°
Tretlager-Steuerrohr: 665

desweiteren wollte ich einen Rahmen kontruieren der horizontal verstellbar ist, aber mit Steckachse verwendbar ist. Das Prinzip der Kettenspanner ist aus dem Motorradbereich entlehnt.

Ansonsten bin ich noch unschlüssig über den Tretlager Standard da meiner Meinung nach das Echo System mit eingepressten Lagern Sinn macht, ich aber auch eher verbreitete Standards verwenden will

Auch beim Steuerlager bin ich noch unschlüssig welche Variante (Ahead, Integrated oder andere) ich verwenden will. Hier würde mir eine eigene Lösung mit Gleitlagern auch sehr gut gefallen.

So und jetzt erst mal die ersten Bilder davon. Für weitere Fragen und Anregungen bin ich sehr dankbar.

large_RahmenTrial.jpg


large_Ansicht.jpg

large_RahmenTrial2.jpg


Achja, Oberrohr und unterrohr sind ca 35mm im Durchmesser und an den Enden oval bzw viereckig verformt. Kettenstreben sind 30x15 Rechteckrohr. Die Materialstärke liegt überall bei 2mm. Es fehlen bisher noch Gussets und Versteifungen. Wie der Rahmen hier zu sehen ist liegt das Gewicht bei 1,423kg.
Ich selbst habe nich nicht so viele gebrochene Rahmen gehabt aber kann mir wer von euch sagen was so die gängigen Wandstärken bei Trialrahmen sind?

Soweit von mir, ich hoffe es gefällt euch!:D

gruß
erwin
 
hallo erwin

also erst mal find ich es cool das du dich mit der thematik offensiv beschäftigst. machen die wenigsten und wenn nur dann wenns was zu kritisieren gibt, wenn mal wieder ein rahmen oder sonst irgendein bauteil kaputt gegangen ist.

viele leute wissen schlicht und ergreifend nicht wieviel arbeit hinter einem "einfachen trialrahmen" steckt.

ich selbst hatte von 2005 bis anfang 2007 die ehre für endorfin bikes ( im mtb sektor sicher jedem ein begriff) einen trialrahmen zu konstruieren, welcher dann auch gebaut wurde. wie es dazu kam und weitere hintergründe möchte ich an dieser stelle nicht weiter erleuchten. hier geht es ja um dein projekt.

meine erste frage ist nun ob du aussichten oder möglichkeiten hast den rahmen auch wirklich fertigen zu lassen. welche beruflichen hintergründe hast du. (studium, erfahrung mit cad programmen, grundlegende statik kenntnisse, kontakte zu asiatischen partnern etc.)

mfg basti
 
Interessiert mich auch sehr, hast du gegebenenfalls sogar Möglichkeiten zur Fertigung einer Kleinserie? Hättest du auch Interesse bei der Zusammenarbeit an anderen Projekten?
Welches CAD-Programm hast du für das Projekt genutzt?

gruß Tobias
 
Wie siehts mit ner FEM Analyse aus? Haben die meisten CAD Programme ja schon integriert. Oder hast du schon ein paar Berechnungen gemacht?
 
Tretlager:
Ich kann mir vorstellen, dass die Herstellung eines Pressfitlagers schwieriger ist, als normale BSA. Du musst immerhin nach dem schweißen den Rahmen sauber aufspannen und von beiden Seiten eine möglichst achsparallele Lagerpassung herstellen. Ich kenne jemanden hier in RT der hat ein Enduro Rahmen in Eigenregie konstruiert berechnen lassen und viele Teile aus Taiwan geordert und dort fertigen lassen. Das ganz schweißen und vor allem die Endbearbeitung hat er hier gemacht. Und das war echt viel Arbeit. Ich denke halt, dass ein Tretlagergewinde einfacher ist.

Wenn du deine Lastfälle festlegst, worauf stützt du dich? Wie wäre es mit der EN 14766? Ist die MTB Norm. Glaube es gibt auch noch eine DIN aber da muss ich nochmal schauen. Überall 2mm wird sicher nicht final bleiben. Denke konifizierte Rohre bringen dir mehr.

Das Kettenspannersystem finde ich eigentlich echt gut. Und vor allem Steckachse dürfte dir echt viel Steifigkeit in den Hinterbau bringen.

Und Gleitlager im Steuersatz? Interessant! Schon mal die Flächenpressungen angeschaut, damit dir dein Lager nicht wegfließt? Oder doch eher Messinglager?
 
@all: schonmal danke für das breite Feedback. Und ich fühle mich geehrt dass ihr mir mehr Analyse und Berechnungen zutraut als ich wirklich gemacht habe, nämlich gar keine.
Mir gings in dem Fall erst mal um die Konstruktion im CAD und noch nicht so sehr um die Umsetzbarkeit. Da glaube ich kann ich von euch noch viel mitnehmen.

@benzmann: oja, dein Projekt ist sicherlich auch interessant. Ich fände es gut wenn du es kurz hier vorstellen würdest. Hast ja in dem Bereich dann auch viele Erfahrungen sammeln können gerade weil du mit einer Radfirma zusammengearbeitet hast.
Meine Möglichkeiten nach der Umsetzbarkeit würde ich als "mittelfristig realistisch" einschätzen aber eher noch auf einfacher Basis.
Habe Metallbauer gelernt und da jetzt meinen Meister und Schweißfachmann gemacht. Kenne mich also gerade mit der praktischen Umsetzung schon mal ausreichend aus.

Aber gerade die Kontakte für Materialbezug oder Teilefertigung sind bisher eher sehr mager. Wenn mir hier jemand aushelfen könnte wäre das sehr fein.

@TobiBO: Wenn ein Rahmen funtioniert, wird es dann nachfolgend kein Problem sein auch noch ein paar mehr zu bauen.
Ich zeichne mit Autodesk Inventor, und andere Projekte sind prinzipiell immer interessant und ich daran interessiert ;-)

@pipo: fem hab ich nicht und werd ich auch nicht machen. Kann weder die Lastfälle sinnvoll einordnen noch die Analyse auswerten. Habe mir sagen lassen dass wenn man keine Erfahrung damit hat man die Ergebnisse auch nicht sinnvoll deuten kann....

@Ketchyp: das Oberrohr wird wohl eher in der finalen Version komplett rund werden. Das war eher ne kontruktive Spielerei:D

@hst:
Ich kann mir vorstellen, dass die Herstellung eines Pressfitlagers schwieriger ist, als normale BSA. Du musst immerhin nach dem schweißen den Rahmen sauber aufspannen und von beiden Seiten eine möglichst achsparallele Lagerpassung herstellen.
Zum Vergrößern anklicken....
naja BSA muss doch normal auch nochmal nach dem Schweißen nachgeschnitten werden? Ist der Aufwand nicht ähnlich?

Lastfälle hab ich noch gar nicht festgelegt. Das mit der EN überleg ich mir. Ist die öffentlich verfügbar? Werde mir sie sicherlich nicht kaufen.

Steuersatz seh ich entspannt. Igus Lager kennst du ja bestimmt. Die Anwendungsfälle die die abdecken sind weit extremer. Habe z.B. einen Grill gebaut mit hochtemperaturbeständigen Lagern. Ich denke die neuen Kunststoffe schaffen das.



Wo ich wirklich noch nicht weiß wie ich das machen soll ist die Materialbeschaffung gerade mit konifizierten Rohren. Wenn da jemand Quellen weiß der kann mir gerne bescheid sagen. Nicolai scheint ja "normale" Rohre zu nehmen und 4 Seitig zu überfräsen.

Zwecks Lastfällen und Berechnungen könnt ihr gerne sagen was ihr meint. dazu habe ich Berufsbedingt nur wenig Erfahrung.


Soweit von mir
gruß
erwin
 
Hier gibt es eine Übersicht über verschiedene Rohrsätze. http://www.strongframes.com/more_stuff/materials_tech/specs/

Konifizierung macht mMn im Trialbereicht genau wie überall anders Sinn! Ein Rohr mit durchgängig 2mm Wandstärke erfüllt vermutlich nicht die Anforderungen. Diverse Taiwanhersteller bieten Hydroforming zum Spottpreis an, da musste nur mal auf der Eurobike in den kleinen Ständen kucken.

Nicolai verwendet meines Wissens nach Easton Rohrsätze, teilweise mit Spezialformen. Easton gibt auch Verarbeitungshinweise, etc. http://www.eastoncycling.com/bike/wp-content/uploads/2010/04/fab_instructions-7005_6061.pdf und eine Übersicht über das Angebot gibts in dieser PDF: http://www.eastoncycling.com/bike/wp-content/uploads/2010/04/RD-11-Tube-Shapes.pdf

Leider scheint die Website zur Zeit nicht so recht verfügbar zu sein... Definitiv noch interessant für dich: http://rahmenbauforum.de/viewtopic.php?f=4&p=806
 
Zuletzt bearbeitet:
kann mich meinen vorrednern wenns um FEM geht nur anschließen. die lastfälle ausreichend auzuwerten ist oft gar nicht möglich oft auch gar nicht zielführend. ich bezweifel das es überhaupt einen hersteller gibt der denn ganzen rahmen als komplexen/dynamischen lastfall ohne offene randbedingungen geFEMt hat. von einzelnen ansätzen wie z.b steuerrohr oder hinterbau mal abgesehen.

ich kann dir nur eins raten, versuch nicht das rad neu zu erfinden, so ein rahmen auf die beine zu stellen ist schon schwer genug. ich würd mir über einen gleitlagersteuersatz erst mal nicht den kopf zerbrechen auch beim innelager würd ich auf bewährtes zurückgreifen. kann deine euphorie gut verstehen und es ist auch grundsätzlich nicht falsch dinge anders zu sehen und sie verbessern zu wollen. in deinem fall würd ich aber erst mal zusehen das dein grundkonzept sauber ausgearbeitet ist.

die sache mit deinem verstellbaren hinterbau ist grundsätzlich eine gute idee. funktioniert ja wie du selbst schon angemerkt hast, im motorradbau sehr gut. bin nur sehr skeptisch wie so ein offener verstellmechanismus nach einem verpatzten sidehop aussieht? wenn du da volle möhre drauf landest ist dein verstellmechnismus keiner mehr. außerdem machen die vielen bauteile den rahmen wieder teurer. die beste lösung für trialrahmen is mmn die verstellung per madenschraube wie es zb echo 2009, oder rockman am kortz 2.0 gelöst hat. diese varianten zeigen sich völlig unbeeindruckt von einem solchen crash und das hr läst sich ohne nervige kettenspanner ein und ausbauen.


zu meinem beruflichen hintergrund:
ausbildung zum industriemechaniker maschinen/systemtechnik dann fachoberschule metall dann maschinenbaustudium. ich arbeite zur zeit in der motorenentwicklung bei einem führenden automobildienstleister der u.a. für amg, porsche, bmw externe motorenentwicklung betreibt.

zum endorfin projekt:

der rahmen wurde mit pro e konstruiert. was manchmal so :lol: aber auch manchmal so:heul:war. naja egal will nicht zu sehr ins detail gehen.

habe mich bei der grundkonzeption damals an den koxx xtp aus dem jahre 2005 gehalten. einfach weil er mir damals gut gefallen hat. wer sich ein bild vom endorfin rahmen machen will schaut bitte bei meinen bildern. zu sehen ist dort ein prototyp der ersten generation. wir haben insg. 4 prototypen in fern ost fertigen lassen.2 schwere, die ich auf "nummer sicher" konstruiert hab und 2 bei denen die frästeile die der rahmen hat leichter und dünnwandiger ausgeführt wurden. außerdem waren das ober- und unterrohr bei der leichten variante 3 fach konifiziert. der gewichtsunterschied betrug ca. 150gramm. leider kam der rahmen nie über das prototypen stadium hinaus. die gründe möchte ich hier nicht näher erläutern. drei der vier protoypen sind immer noch in meinem besitz, wobei einer in meiner wohnung hängt und einer (leichte version) immer noch von einem freund gefahren wird.der preis für vier rahmen bei zwei verschiedenen herstellern lag im hohen vierstelligen bereich. in deutschland hätte die herstellung bei zwei verschiedenen herstellern ein vielfaches mehr gekostet. richtig billig wirds in fernost dann wenns um hohe stückzahlen geht... ich merkschon ich schweife ab...

hoffe du kannst was mit meinem ausführungen was anfangen, bei bedarf kann ich noch ein paar mehr bilder vom endorfin einstellen.

gruß basti
 
Zuletzt bearbeitet:
2 sachen die du noch ändern solltest

der übergang vom Tretlager auf die kettenstrebe
da ist sau wenig Platz für den Freilauf und da muss ja auch noch der Reifen durchpassen.
kuck dir mal die Rahmen von den anderen Firmen an.


und die Kette wird am Rahmen schleifen da da auch sehr wenig platz ist.

Hoffe du verstehst was ich meine

PS: die Bremsaufnahme hast du von den Hoffmannrahmen abgekupfert (ob du da die schellen richtig klemmen kannst bin ich mir auch nicht sicher.)
 
ich habe ehrlich gesagtkaum kenntnisse aber eine sache ist mir noch aufgefallen:
werden das im HS33 bereich zwei kleine rohrstücke zum oberrohr hin sein, die dazwischen geschweißt werden oder hast du vor die beiden rohre so sehr zu verformen?
....ich gehe mal davon aus, dass bei dem winkel wahrscheinlich ein kleines stück rohr dazwischen gescheißt wird.

hast du mal drüber nachgedacht, vielleicht keine stücke dazwischen zu schweißen, sondern die rohre zu verformen und dann etwas weiter oben am oberrohr ankommen zu lassen?
ist mit aluminiumgussgefüge sicher nicht gut im HS33 bereich

ahh moment... es ist sicher einfacher für dich nicht erst rohre umzuformen sondern zu schweißen hehe.. :D
 
Ich fühl mich ja sehr geehrt auf was für breites Interesse das ganze Projekt stößt. Und ich bin dankbar für jeden Vorschlag und Kritische Äußerung zum Projekt selbst.
Ich möchte nochmal betonen dass die Fertigung erst mal noch in weiter Ferne liegt und es erst mal um eine theoretische Umsetzung des Prjektes geht. Viele Sachen sind einfach mal so aus der Laune herraus gezeichnet und ich weiß dass es noch viel Änderungsbedarf gibt.
@ecols: das mit den Rohrsätzen ist schon ne gute Sache, allerdings hab ich noch nirgends richtig rechteckige Rohre gefunden. Aber mir ist klar dass konifizierte Rohre viel bringen werden.Danke für die Links.
@benzmann:ich will nicht irgendwelche tollen vielversprechenden Sachen verbauen die dann evtl unnötig viel Aufwand bringen. Wichtig in dem Fall ist erst mal eine kompatibilität zu Standarbauteilen. Beim Tretlager bin ich da noch nicht sicher ob Pressfit genug Standard ist oder ob man dann eher beim bewährten, wenn meiner Meinung nach auch nicht unbedingt besseren BSA bleibt.
Und auch der Steuersatz soll auf jeden Fall irgendwie mit den Standardsteuersätzen kompatibel sein. Wenn das dann funtioniert kann man sich immer noch weitergehende Gedanken machen.
Die Sache mit dem Verstellsystem kommt vor allem davon weil ich Steckachse ohne Kettenspanner verbauen will. Aber danke wegen dem Einwand zwecks draufknallen. Vielleicht verstärke ich einfach das Rohr unten ;-)
Die Prototypen sehen nicht spektakulär aus aber interessant ist die ganze Erfahrung die du sammeln konntest. Und ich werde bestimmt keinen hohen vierstelligen Betrag ausgeben um das ganze in Fernost zu fertigen. Das kann ich mir einfach nicht leisten.
Mehr Bilder wären aber sehr nett. Vielleicht auch ein Hinweis auf Schwierigkeiten bei deinem Projekt.

hoffes:Um zu Beurteilen ob da was schleift muss ich erst mal noch die anderen Teile konstruieren. Fürs Hinterrad ist genug Platz. Das hab ich schonmal gemacht.
Ich muss zugeben die Hinterbremsaufnahme ist sehr ähnlich zu den Hoffmannbikes. Allerdings kommt man zwangsläufig auf das Ergebnis wenn man versucht da Bauteile zu sparen und das ganze mehr zu integrieren. Ob das machbar ist oder obs noch entsprechende Alternativen gibt muss man anschaun. Ansonsten hätte ich halt von allen anderen "abgekupfert".Finde das System von Hoffmann aber ansich schon das beste. ;-)

hast du mal drüber nachgedacht, vielleicht keine stücke dazwischen zu schweißen, sondern die rohre zu verformen und dann etwas weiter oben am oberrohr ankommen zu lassen?
ist mit aluminiumgussgefüge sicher nicht gut im HS33 bereich
Zum Vergrößern anklicken....

kapier ich nicht. Und ja Schweißen ist leichter für mich als Umformen. Und leichter einzuschätzen inwieweit man da die Festigkeit zerstört.

Soweit Statement von mir. Ich werde die Tage evtl mal Tretlager und Kette mit HR NAbe zeichnen und dann wird sich zeigen wie der Hinterbau passt.

gruß
erwin
 
Wenn ich dir irgendwo helfen kann, dann sag bescheid, bin immer sehr interessiert an solchen Projekten und werde den Thread auch verfolgen.

Eine Kurbel habe ich schonmal gemacht, falls du die Step-Datei brauchst, gib mir kurz bescheid.

gruß Tobias

 
Erstmal will ich loswerden , das ich dein Projekt echt super finde! Auch finde ich es top das sich viele beteiligen bis jetzt.

Nun möchte ich natürlich auch meinen Senf dazu geben :D
Und zwar würde ich die oberen und unteren Hinterbaustreben am Hinterachspunkt verbinden. Bei dieser Konstruktion hätte ich Bedenken , das es nach mehrmaligem Aufsetzen oder auf Dauer halt umknickt/abbricht.

Bei der Steckachsausführung wäre ich auch sketpisch. Das mit dem draufknallen würde mir auch arg zu denken geben . Ob da nur Materialverstärken reicht , wage ich zu bezweifeln. Wie sieht es denn mit einem Exentersystem aus? Ist glaub ich weniger anfällig und da könnte man doch dann eine Steckachse mit einbringen oder nicht?.

Beim Steuerrohr würde ich vorerst auf den normalen Ahead Standart gehen .
Tretlager kann ich nicht direkt sagen was besser ist , bsa war nicht schlecht , aber bin ja am Echo zuletzt das eingepresste gefahren , das war schon spürbar steifer. Nur ist die Frage um die Austauschbarkeit eines Press-Fit Lagers , oft kann man da sicherlich keine Lagerwechsel vollziehen , bis es zu Spiel zwischen Rahmen und Lager kommt.


Gruß,
Alex
 
To-bi-bo schrieb:
Wenn ich dir irgendwo helfen kann, dann sag bescheid, bin immer sehr interessiert an solchen Projekten und werde den Thread auch verfolgen.

Eine Kurbel habe ich schonmal gemacht, falls du die Step-Datei brauchst, gib mir kurz bescheid.

gruß Tobias

Zum Vergrößern anklicken....


Hast du die Kurbel auch gefräst? Wie hast du die ISIS Verzahnung reinbekommen? Hab den Standard schon einmal gegoogelt aber nichts gefunden.....
 
Aber die generellen Maße des Standards hast du? Sonst hier: ebike.hu/download/016b02d6df2bb9a1.pdf

Und ich hätte gedacht dass man sowas vor dem Härten fräst, vllt sogar im Nachgang schleift.
 
ingoingo schrieb:
Hast du die Kurbel auch gefräst? Wie hast du die ISIS Verzahnung reinbekommen? Hab den Standard schon einmal gegoogelt aber nichts gefunden.....
Zum Vergrößern anklicken....

Ist doch gar keine ISIS Verzahnung vorhanden ;)

Und um nochmal auf das Thema FEM-Analyse zu sprechen zu kommen...
Mir ist schon bewusst das es genaue Kenntnisse der verschiedenen Lastfälle braucht. Ich hab auch mehr aus neugier gefragt, weil es ja sein könnte das der TE da schon Erfahrungen zu gesammelt hat. Mich interessieren es nämlich welche Kräfte/Momente er wo angreifen lassen würde und wo er die Einspannungen definiert.
 
@erwinosius
Ich würde versuchen das Project praktisch umzusetzen, das haste hinterher was in der Hand, das nimmt dir miemand mehr.

Es macht ja quasi niemand mehr was im MTB-Bereich speziell Alurahmen als Eigenbauproject.

Ich hab vergangenes Jahr nen Alurahmen als Prototyp gebaut ohne CAD, das war mir nicht so wichtig, ich kanns auch nicht, ich wollte eher praktische Erfahrungen sammeln. Der Rahmen war Mist, ich habe paar Details übersehen, aber trotzdem ein Erfolg, ja es geht, man kann auch mit bescheidenen Mitteln was bewegen.

Über Winter, wie ich Zeit habe, will ich in eine neue Rahmenschablone investieren und dank mehr Vorbereitung neu beginnen.

Mal altes Project findest du hier:
http://fotos.mtb-news.de/s/44059
 
hab mal eine Tretlagerachse gezeichnet, kann aber nirgends die passenden Lager finden. Kann mir jemand die Maße und die genaue Bezeichnung sagen?

edit: Ich meine von den Echo Pressfit Lagern..

original_tretlager.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:
Schön das es mehr Leute gibt die sich mit solchen Projekten in Heimarbeit auseinander setzen. Ich hab auch schon einen Trialrahmen konstruiert (mit Inventor), aber bestehend auf einem fertigen Modell. Hab nur einige Details verändert bzw. modifiziert. War auch an der Konstruktion von Freeride Rahmen beteiligt während eines Praktikums im Studium.

Zu deinem Rahmen würde ich sagen das du vielleicht noch Versteifungsbleche einbringen solltest z.B. an der Sitzstrebe Übergang zum Oberrohr.
Noch eine Frage zur Bremsaufnahme - ist diese in dem Rohr eingebracht welches zur Kettenstrebe führt oder besteht deine Sitzstrebe aus drei Teilen?

Falls du jemanden kennst der mit einem FEM Programm umgehen kann, würde ich die Steifigkeit an der Bremsaufnahme überprüfen lassen. Die Kräfte die dort auftreten kannst du ja über die HS33 bestimmen.

Ein weiterer Punkt wäre das Steuerrohr, dass erscheint mir etwas zu filigran. Auch der Einsatz von Gleitlager ist fraglich. Ich glaube das Steuerrohr der Gabel hat am oberen Ende keine Passung. Außerdem hätte ich bedenken durch die Verschmutzung.

Für die Fertigung würde ich mal in Potsdam bei Richi Engineering nachfragen.

Na dann, halt uns auf dem laufenden.:daumen:
 
ingoingo schrieb:
Hast du die Kurbel auch gefräst? Wie hast du die ISIS Verzahnung reinbekommen? Hab den Standard schon einmal gegoogelt aber nichts gefunden.....
Zum Vergrößern anklicken....

Nein, das war damals tatsächlich nur eine Übung, um besser mit dem Programm umgehen zu können..
@hst_trialer Danke für die Seite, die ISIS-Maße hätte ich bald eh gesucht :daumen:
 
Bitte beachte unsere Verhaltensregeln beim Antworten. Danke 🙂

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