High Pivot 29er Trailrahmen / Oder: Ein Mittel gegen coronale Langeweile

[Phi-Me]

Hi zusammen,

was braucht man, wenn man zwar noch gefühlt zehn Projekte vor sich hat?

Ein neues Projekt, welches einem schon gefühlt Jahre im Kopf rumgeistert...

Als erstes brauch so ein Projekt einen Namen oder Motto, damit man auch direkt eine emotionale Bindung herstellen kann und dieses nicht mehr aus dem Kopf bekommt.

Feierabend wird mich und (wenn ihr wollt) auch euch hoffentlich in nächsterer Zeit ein wenig durch die Corona-Langeweile bringen.



Was ist das Motto der ganzen Geschichte?!

Eigentlich bin ich ja durch und durch ein Verfechter der 27,5" Laufräder. Allerdings bin ich mit 29 noch nicht in dem Alter, dass ich mir erlauben möchte, mich allem neuen zu verschließen. Dementsprechend habe ich für mich beschlossen, dass es Zeit ist 29" Laufräder mit meiner kümmerlichen Schrittlänge zu kombinieren.

Also habe ich schon Ende letzten Jahres einen kompletten Rohrsatz für ein schönes 29er Hardtail bestellt. Nun konnte ich meine Ziele für dieses Jahr durch die Corona Epidemie nicht so umsetzen wie geplant, was ein wenig Zeit mit sich bringt.

Wie einige schon mitbekommen haben, geistert mir die Idee eines Fullys mit hohem Drehpunkt aus Stahl schon länger im Kopf herum.
Eines Abends dieser Woche ergab sich durch ein wenig Frustration gepaart mit dem üblichen Schnäppchenwahn also (natürlich vollkommen rational begründbare Entscheidung), dass Feierabend zum Trailfully wird: Bei RCZ habe ich diese Woche einen Dt-Swiss R414 Dämpfer sehr günstig ergattert!!

NACH dem Einkauf habe ich dann angefangen meine Ideen mal kurz ins CAD zu schmeißen (wie erwähnt, war der Startschuss wohl überlegt).

Da ich auf Freecad umgestellt habe und mich noch in der Einarbeitung befinde, hat das ganze a) länger gebraucht als erwartet und b) noch keinen wirklich professionellen Charme.

Obwohl mir der CAD-Entwurf schon fast peinlich ist dachte ich, dass hier bestimmt noch einige Köpfe sind, die mir ein wenig bei der weiteren Planung helfen oder einfach nur mit drüberschauen möchten:

Bitte entschuldigt, dass nur eine Seite des Hinterbaus dargestellt ist. Ich stehe noch auf Kriegsfuß mit der "Spiegeln"-Funktion, bin aber auch zu faul das Bauteil nochmals komplett neu zu konstruieren.

Verstärkungen zwischen den einzelnen Hälften sind natürlich geplant, aber mangels zweitem Bauteil noch nicht eingezeichnet.

Das wars für heute:

Philipp

 

[nollak]

Helfen und drüberschauen kann ich zwar nicht. Aber interessiert zuschauen werde ich auf jeden Fall

 

[Dr.Hossa]

Bin dabei!
Mein erster Gedanke war "Uh, das wird weich"
Aber mal abwarten wie du die Teile miteinander verbindest. Beim BB7 z.B. war alles um den Drehpunkt herum doch recht massiv
und ich vermute, daß es nicht allzu steif war.
Wo willst du das Pulleywheel befestigen und in welcher Position bzgl. des Schwingendrehpunktes?
Das schöne an Pulleys ist, daß man, bei entsprechend verstellbarer Befestigung, auch später noch mit dem Antisquad spielen kann.
Bin gespannt.

Gesund bleiben!
LG, Thom.

 

[Phi-Me]

Hat sich doch direkt gelohnt einen Thread aufzumachen: Das Balfa hatte ich nicht auf dem Schirm...

Habe allerdings ähnliches vor wie bei diesem...

Um ein wenig Steifigkeit in das Ganze zu bringen, soll ein X zwischen die beiden Hälften gebaut werden. Das Teil soll an die Vertikale Strebe und ist damit sogar relativ ähnlich dem Balfa.

Vor dem Sitzrohr soll vielleicht auch noch eine Schraubbare Verbindung kommen, aber da bin ich noch nicht sicher ob das auch von Nöten sein wird.

Zum Pulley: Da bin ich noch nicht ganz sicher. Laut linkage ist eine Montage direkt am Drehpunkt ideal. Mit der Montageposition wie habe ich ca. 160% Antisquat. Ist ein wenig viel, aber ich glaube dass das oft heißer gekocht wird, als es einem auf dem Trail auffallen würde.

Vielleicht baue ich auch erst einmal eine Schiene an um zu schauen wie es am besten passt.

Grüße Philipp

 

[µ_d]

Ich würde bei dem Laser Teil für Schwingenlager und Dämpferaufnahme noch hoch gehen damit du eher mit einem stumpfen als spitzen Winkel in die Schweißnaht zum Sitzrohr rein gehst. Machst das Sinn von der Beschreibung her?

 

[Phi-Me]

Habsch verstanden und macht total Sinn, weil die seitlichen Kräfte dann besser aufgenommen werden können.

Danke!

 

[S.F.]

Schau mal, ob du noch das DH Projekt von @Highsider findest. Der hatte das ganze zwar noch mit einem im Rahmen liegenden Getriebe a la Honda kombiniert. Hier könnten aber auch noch gute Ansatzpunkte zu finden sein.

 

[Phi-Me]

@µ_d : Denke du meintest das in der Art, oder liege ich falsch?

@S.F. : Hab jetzt noch nichts gefunden, aber vielleicht meldet sich Highsider ja auch um seinen Senf dazu zu geben...

 

[S.F.]

Habs gefunden: https://www.mtb-news.de/news/bike-der-woche-eigenbau-projekt-die-maschine-von-ibc-user-highsider/

 

[Fotofranke]

Hallo Phimi,
interesantes Projekt. Bin dabei. Man kann nur lernen.......!!!
Hinterbauversteifung ist devinitv ein kniffliges Thema, bin gespannt wie du das löst.
Ich hatte auch mit FreeCAD angefangen........Absolute Katastrophe!!!!! Vor allem wenn man versucht, sich das selbst beizubringen.
Ich bin jetzt mit mit Fusion360 unterwegs. Das sind echt welten!!! Kann ich nur empfehlen.

Ein paar Details zu deinem 29er wären noch spannend. Denn in Linkage scheint die Kinematik ja schon zu stehen.
Hebelverhältnis?
Antirise?
Antispat?
Federweg?
Wirds ne Rennfeile oder doch eher ein Trailbike?
Lenkwinkel sieht auch eher flach aus. 65°????

Wie sich das Hinterrad bewegt ist bei hohem Drehpunkt ja klar.

Ich bin gespannt!!!!

 

[µ_d]

Kann auch Rhinoceros3D empfehlen. Wenn man einen Studenten kennt oder einer ist auch erschwinglich (auch sonst eher günstig da nicht als abo verkauft). Ansonsten gibt es eine 30-day-trial Lizenz für umsonst (und man kann mit jeder E-Mail Adresse eine neue holen)...

 

[Rommos]

Helfen und drüberschauen kann ich zwar nicht. Aber interessiert zuschauen werde ich auf jeden Fall

+1

 

[Phi-Me]

Guten Morgen!

Danke für euren weiteren Input.

Zum CAD-Programm: Angefangen habe ich mit PTC Wildfire Pro Engineer, bin dann rüber zu Autocad und wander jetzt weiter zu Freecad.

Warum das ganze? Ich brauche ein funktionierendes CAM Modul als Plugin. Autocad ist da wunderbar, aber ohne Studentenlizenz ist das einfach zu teuer. Bei Fusion 360 tue ich mich mit den Operationen super schwer und bin da auch ungerne abhängig vom Wohlwollen eines Softwareriesens.

Freecad ist so eine typische Open Source Software: Voller toller Ideen, aber dadurch auch irgendwie überfrachtet. =)

Ich komme inzwischen ganz gut klar und kann wunderbar mit meiner Fräse kommunizieren. Das ist für mich wichtiger als eine schöne Optik.

Zu den Daten:

Hebelverhältnis schwankt zwischen 3,6 (0mm) und 3,3(145 mm)
ANTI Squat und Rise sind im Sag beide bei ca. 150%
Feierabend wird ein Trailbike für die kurze Runde. Daher auch der Name.


Ich versuch mich mal weiter=)

Grüße!

 

[Dr.Hossa]

Moin.
Den Hinterbau an sich steif genug (nicht megasteif!) zu bekommen sehe ich weniger problematisch.
Schwiriger wird es sein die Einheit um den Drehpunkt am Rahmen "richtig" auszusteifen.
Mit richtig meine ich, daß du auch darauf achten musst, keine Spannungen während des Fügens in den Rahmen zu bringen.
Das ist kniffeliger als man glaubt. Aber auch bei deinem Entwurf umzusetzten.

LG, Thom.

 

[Dr.Hossa]

Servus!
Ich hab mal überlegt, wie ich deinen Entwurf steif genug und spannungsarm umsetzten würde, wenn ich das Rad so bauen müsste.
Die Einheit um den Drehpunkt würde ich als geschlossene Box ausführen und die Dämpferaufnahme extra machen.

Dazu kannst du mit einem Laserteil arbeiten, das du abkantest oder mit vier Blechen die du zu einem Kastl verschweißt.
Dieses Kastl verbindest du mit dem Sitzrohr bevor du es mit der Tretlagerhülse verschweißt. Den Bereich des Sitzrohrs der von dem Kastl
verdeckt würde kannst/solltest du entfernen. Spart einerseits Gewicht und du kämest nachher eh nichtmehr dran um es mit dem BB zu verbinden. Die Bleche für die Dämpferaufnahme würde ich nur an das Unterrohr schweissen und das auch besser solange das UR noch solo ist da so die Bleche keinen Stress in die Konstruktion bringen.

LG, Thom.

 

[Phi-Me]

Hallo zusammen,

entschuldigt die späte Antwort, aber ich war die Tage sehr an der Fräse beschäftigt.

@Dr.Hossa Danke für deine Hinweise, aber von der zusätzlichen Box wollte ich weg. Ein Rohr hat ein tolles Massenträgheitsmoment aufs Gewicht bezogen. Das wollte ich so beibehalten.

Die Verstärkungen werde ich nur partiell verbinden und schauen, dass möglichst wenig Hitze ins Material kommt. Auf gut Deutsch: einfach mal Zeit lassen und zwischen drin vielleicht ein kleines Bier gegen die zittrige Hand trinken.

Im Endeffekt entstehen zwischen Tret- und Hauptlager mehr oder weniger auschließlich Zugkräfte. Diese sollte das Bauteil schon ganz gut aufnehmen können.

Mit dem Bike möchte ich weder in den Bikepark, noch einen Whip-Kontest gewinnen. Dementsprechend möchte ich versuchen das so leicht wie möglich zu bauen. Wenn das Konzept aufgeht und ich auch meinen Downhiller ersetze, dann werde ich bestimmt auf deinen Vorschlag zurückkommen, um die Torsion in dem Bereich auf ein Minimum zu reduzieren.

Inzwischen sind die ersten Rohre gekommen. Bestellt habe ich diese bei Schlüter Motorsport. Scheint schönes Material für kleines Geld zu sein.

Folgende Abmessungen stehen zur Auswahl:

20x1,5
18x1
15x1,5
10x0,8

Für die oberen Rohre denke ich an die 20x1,5er Rohre, weil diese auf Druck belastet werden. Unten werden entweder die 18er oder 15er verbaut und für die Verstrebungen die 10er Rohre.

Denke ich baue mir am Wochenende mal eine Lehre für den Hinterbau...

Bin heiß wie Frittenfett auf Feierabend

Grüße, Philipp

 

[Dr.Hossa]

Servus Philipp,

klar ist so ein Rohr eine steife Sache auf das Gewicht bezogen und überhaupt
aber du hängst deinen Hinterbau ja nicht direkt in´s Sitzrohr (was natürlich auch nicht super wäre in allen Lastfällen) sondern
der Hauptdrehpunkt wird ja von Blechen gehalten. Ich befürchte einfach, daß deine Bleche im Wiegetritt und bei Kurvenfahrten einknicken da sie in diesen Fällen auch auf Druck belastet werden und nicht nur wie beim vertikalen Einfedern auf Zug. Und die Bleche so dick zu machen, daß sie es nicht mehr tun würde wohl ziemlich ins Gewicht fallen. Die Box die ich dir vorgeschlagen habe könntest du hingegen aus z.B. 1,25er Blech machen. Bei deinem Entwurf schätze ich, kämest du nicht unter 2,5mm 4130er Blech zurecht.

Nur mein Senf
Ich bin kein Ingenieur und lerne gerne etwas dazu also bitte schreiben falls ich falsch liege.

LG, Thom.

 

[Dr.Hossa]

Was die Rohre angeht, würde ich es komplett mit den Ø18x1 und den Ø10x0,8mm Rohren probieren.
Das 20x1,5er ist schon ziemlich Wumsti Ich hab an meinem Hardtail die Kettenstereben aus 22x1,5er Rohren gemacht die ich aber vor dem ovalisieren abgedreht (auf <1,0 oder so) und geschliffen hab. Sonst wären die auch Wumsti gewesen.

Das 18x1,0er hab ich am 16Zöller von meinem Bub als Oberrohr verbaut und das kann schon ziemlich was vertragen.
Die Sitzstreben sind aus den 10er Röhrl gemacht.

Wenn du keine zwei Zentner wiegst würde ich es wagen.
Viel Freude weiterhin.

 

[Phi-Me]

Hi nochmals,

vielen Dank dass du deine Erfahrungen weiter einbringst!

Um die Kräfteverhältnisse nochmals klarzumachen, habe ich dies mal kurz (sehr vereinfacht) aufgezeichnet:

Hierbei gehe ich davon aus, dass sich die Last auf Vorder- und Hinterrad gleichmäßig verteilen.
Zusätzlich wird das System so freigeschnitten, dass man davon ausgeht, dass der Dämpfer eine steife Stange mit zwei Gelenken darstellt.
Wir betrachten wir hier nur vertikale Kräfte und Momente.
Die Ausgangslage ist der Stand auf den Pedalen. Kein Wiegetritt.


Ausgehend davon, dass die Summe alle Kräfte und Momente gleich null sein muss ergibt sich, dass die gesuchte Kraft: F-ges im Lagerpunkt nach oben zieht und ca. das Dreifache der Kraft F-hr am Hinterrad betragen muss.

(zu beachten: Irgend ein Idiot hat die Begrifflichkeiten F-tret und F-radel für die selbe Kraft verwendet)

Wenn man nun vom Wiegetritt ausgeht, muss man das (wie du schon angemerkt hast) differenziert betrachten:

Hierbei bleibt die Kraft F-ges von oben bestehen, allerdings muss die aus der Tretbewegung resultierende Kraft F-kettenblatt hier mit betrachtet werden.

Diese würde ich grob folgend berechnen:
Länge Kurbelarm * F-tret / Kettenblattradius = 175/70mm *F-Tret =2,5 *F-tret.

Ist natürlich jetzt alles ca. gerechnet, aber für mich zusammengefasst:

Die Kräfte gleichen sich im Normalfall ziemlich gut aus. Allerdings würde ich (selbst wenn die Kräfte des Kettenzugs höher wären) den entstehenden Kräften im Wiegetritt nicht so riesige Bedeutung zukommen lassen. Die Maximalkräft F-tret liegt selbst bei verkrampfter Haltung höchstens bei 2* Körpergewicht.

Eine Landung in die Dämpferreserve verursacht laut Linkage mindestens die 4-fache Belastung. Daher mache ich mir da eher Sorgen und werde die Dämpferaufnahme und werde diese noch etwas verstärken.



Zu den Rohren:

Danke für deine Infos. die 20er sind mir ehrlich gesagt auch schon ein wenig schwer, allerdings werde ich auch da nochmals durchrechnen, denn einen Zentner bringe ich schon auf die Waage und habe da eher ein ungutes Gefühl als am Tretlager...

PS: Das 16er für den Kleinen finde ich echt mal stark...


Grüße, Philipp

 

[Dr.Hossa]

Moin!

Die Werte die dir Linkage gibt bzw. die aus deinen Berechnungen hervorgehen reichen m.M.n. nicht aus um die Kräfte, die wir beim Radfahren in den Rahmen einbringen, zu benennen. Wenn ich z.B. eine hängende Kurve oder im stehen bergauf fahre wirken immer auch, nicht zu vernachlässigende Kräfte, seitlich auf die Konstruktion. Du trittst in die Pedale während du am Lenker ziehst und dann hast du auch noch das Laufrad das wie ein Hebel zu sehen ist wenn du nicht nur seitlich sondern auch von hinten dein Rad betrachtest.
Da verwindet sich so einiges. Aber versuch es einfach. Wenn du echt nur einen Zentner wiegst wird´s schon halten

LG, Thom.

 

[Phi-Me]

Hi Thom,

Naturlich haatvdu da absolut recht, dass die Seitlichen Kräfte dabei nicht zu vernachlässigen sind. Ich denke, dass ich es gerne erst einmal so probiere, um Erfahrungen zu sammeln. Einen Panzer bauen ist einfach, aber da möchte ich nicht hin. Weitere Versteifungen kann man immer rein schweißen.

Andere Sache:

Der Dämpfer ist endlich da!

Jetzt kanns weiter gehen!

Grüße, Philipp

 

[Dr.Hossa]

Servus Philipp,

ich finde auch, daß du es ausprobieren solltest.
Nur zur Richtigstellung. Die Box würde, nach meiner Erfahrung, dein Rad sogar leichter und steifer machen.
Das ist nicht als wenn man nachträglich Gussets platziert die dann auch noch Spannungen in den Rahmen bringen.
Ich will mich daher gegen den Begriff "Panzer" wehren!
Weiterhin bin ich gespannt wie sich dein Projekt entwickeln wird.

LG, Thom.

 

[Phi-Me]

Hallo Thom,
Wie sagt man so schön: Steter Tropfen höhlt den Stein...

Denke ist werde eine Mischung aus beiden Konzepten bauen, indem ich die Versteifungen hinten noch mit zwei X-Blechen verstärke.
Heute kommt erst ein anderer Rohrsatz dran, der etwas eiliger ist, aber zumindest sind die Retro-Laufräder fertig geworden:

Zusätzlich ist das 28x2 mm Rohr für die Lager gekommen. Bin da echt happy, weil die Maße ziemlich perfekt sind. 24,04 sollten einen Schönen Lagersitz darstellen!

Grüße Philipp

 

[Dr.Hossa]

Servus Philipp,

ich will dir ja nicht auf den Sack gehen, aber ich sehe hier zwei Probleme
Erstens werden dir die Lager aus dem Rohr fallen bei einer "Passung" mit Übermaß
und zweitens lese ich aus diesem Posting, daß es sich vermutlich bei den Lagern die du verbauen willst um Wälzlager 6901RS handeln müsste.
Wenn dem so ist, sind diese Lager bei einer Standart Lagerung (2Stk. im Hauptdrehpunkt) unterdimensioniert.
Schau dir mal z.B. das Raaw Madonna an wie das gelagert ist um einen Vergleich zu haben:
https://www.mtb-news.de/news/raaw-madonna-vorstellung/Aber vielleicht hast du diese Punkte ja bereits auf dem Schirm und ich sehe Probleme wo keine sind,
daher lasse ich mal meine Lösungsvorschläge ruhen bis ich weiß was Sache ist.

LG, Thom.

 

[Phi-Me]

Hallo Thom,

ganz im Gegenteil! Über deine konstruktiven Beiträge freue ich mich sehr.

Das Thema Lagerung habe ich mir relativ leicht und ich denke trotzdem haltbar gemacht:

Ich baue mir ein Sandwich aus:

Außen: 2x W61901 R (da haste schon quasi richtig gedacht )
Innen: 2x NKI 12/16

Daher ist mir das leichte Übermaß mehr als recht um das ganze Paket da irgendwie rein zu bekommen. Die Flansche halten das Paket dann in Position.

Die Lagerung beim Madonna ist durchaus schön gelöst, allerdings sprechen zwei (relativ plumpe) Gründe für mich gegen einen solchen Aufwand:

-Feierabend soll kein Vollgasenduro werden. Für so einen quatsch habe ich einen Downhiller.

-Bei anderen Herstellern fuktioniert eine wesentlich kleinere Lagerung auch wunderbar. Wenn ich dann anch jeder Saison die beiden äußeren Lager tauschen muss, dann werde ich die eine Schraube wohl oder übel lösen können...


PS: Irgendwie habe ich den Eindruck, dass die Hauptlager beim Madonna mehr abkönnen als Achse und Lagerschale.

Grüße, Philipp