UPDATE | Project Shredmaster 2020 – Alu Pinion/Effigear DH Frame

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Sooooooo!

Nach gut 16 eher lesenden Jahren, hoffe ich hiermit etwas „Content“ zu diesem wunderbaren Forum beisteuern zu können:

Behold! The story of the mighty Shredmaster:

AZO00590mod1.JPG


Vorweg, der Rahmen hat seinen Ursprung vor Corona!

Genauer gesagt im Juni 2019. Mullet-Aufbauten im DH Worldcup waren gerade der heißeste Shit, den man natürlich gar nicht erst kaufen konnte.

Zwei Jahre nach dem Einmarsch der 29er Santa-Cruz V10 in Lourdes, waren die ersten Hersteller langsam dabei ihre 29er Komplettbikes auszurollen. Und die waren zu meiner Ernüchterung eher im höheren Preissegment einsortiert.

Bisher war dennoch ein 29er für kommende Saison als Ersatz für mein treues Alutech angedacht, aber das Mullet-Konzept reizt mich doch sehr… Wie lang das wohl dauert, bis man hier eine solide Auswahl hat?

Inmitten dieser First-World-Biker-Gedankengänge hatte ich das Glück, eine Mandelentzündung zu bekommen und fünf Tage auf Antibiotika mit Fieber daheim zu hocken. Und dann zwei Wochen darauf das Ganze noch einmal.

Im Fieber hat man ja die kühnsten Ideen, und in meinem Fall hieß das, sich endlich das Programm „Linkage Design“ runter zu laden, um meinen eigenen Rahmen zu entwerfen. Motiviert durch 77designz „wir entwickeln einen Fahrradrahmen“ und die „SUIT-Alufully-Maßanzüge“ habe ich mir gedacht, den ersten Teil der Entwicklung kann ich doch auch.

Die Theorie hinter einer Hinterbau-Kinematik fand ich schon immer spannend. Die erste Anlaufstelle ist für mich hier seit vielen Jahren http://linkagedesign.blogspot.com/. Hier habe ich eigentlich jedes Rad recherchiert, das mich interessiert hat, oder zu dem ich gerade einen Test gelesen habe. Dazu gibt’s ja noch Pinkbikes „Behind the Numbers“ Artikel oder die „Suspension Reviews“ von Trail POV auf YouTube. Also kurzgesagt, ich wusste ja was ich will. Da die Bedienung von Linkage Design glücklicherweise sehr einfach ist, hatte ich nach ein paar Stunden meinen ersten rudimentären Kinematik-Entwurf inkl. Geometrie.

Das Konzept meines Traum-Rades war dabei schnell überrissen:
  • Möglichkeit 29er oder 27,5er Hinterrad einzubauen, bei gleichbleibender Geometrie
  • Bei Mullet-Aufbau kürzere Kettenstreben-Option, um frei gewordenen Platz zu nützen
  • Erhöhter Drehpunkt für die viel gehypte Raderhebungskurve nach hinten. Der Hinterbau soll alles wegbügeln, was ihm in die Quere kommt. Muss ich haben.
  • Kein abgestützter Eingelenkter a la Supreme, da mir Anti-Rise Werte um 140% suspekt vorkommen. Das stempelt doch beim Bremsen, Team Horst-Link forever! (#specializedmarketingopfer)
  • Kettenumlenkung über den ersten Drehpunkt eliminiert Pedalrückschlag quasi komplett und sorgt somit für von Kettenzug befreite, uneingeschränkte Fahrwerksperformance. Chainless-feel, damit bin ich schnell wie Gwin in Leogang, Bueno. Anti Squat liegt damit automatisch auch im sinnvollen Bereich.
  • Leverage-Ratio mit ca. 30-35 % Progression. Ausreichend progressiv um schön mit Coil-Dämpfern zu harmonieren (Team Coil forever!). Aber nicht zu progressiv-bauchig-bockig.
  • Material wird Alu natürlich, da Carbon in der Stückzahl zu aufwendig und Stahl könnte zu schwer werden. Und sieht im schlimmsten Fall aus wie zusammengeschweißte Wasserrohre.
  • Effiziente „Diamantrahmen-Form“. Gerade Rohre für materialeffizienten Verbindungen von A nach B sparen Gewicht, weniger Schweißnähte ebenso. Hydroforming ist eh nicht drin. Kostet auch weniger und lässt sich leichter umsetzen. Dämpfer senkrecht mit Kraftfluss in den eh steifen Tretlagerbereich. Spart auch wieder Verstärkungen und damit Gewicht und die Dämpferlage sorgt für tiefen Schwerpunkt.
  • Hmmmm, looks like a GT Fury
Aber das wichtigste zum Schluss: ein 6-Gang Pinion Getriebe natürlich.

Wieso das Getriebe?! Das hat doch mehr interne Reibung und wiegt ganz schön!!!!111einself.

Das mit dem Getriebe habe ich mir reichlich überlegt, daher meine Gedanken dazu:

  • Geringere Treteffizient als bei gut gewarteter Kettenschaltung ist ein valider Punkt, aber nicht bei meinem DH-Bike. Mick Hannah im Zielsprint sieht das evtl. anders, aber der bin ich nicht. Ich meine, wenn ich bei meinem aktuellen Bike nach hinten Kurbel, fällt auf wie enorm viel Widerstand durch dieses schlecht laufende kleine Kettenführungsröllchen erzeugt wird. Vor allem, wenn die Kette leicht schräg läuft. Aber am Ende ist mir das im Bikepark eigentlich recht egal…
  • Gewicht ist ziemlich exakt 1.000 g mehr als bei einem Sram GX 7-Speed Set up (Schaltwerk, Trigger, Descendant Kurbel, Innenlager, Kassette, Kettenblatt vs. Pinion 6-Gang Komplett-Paket). 1 Kg Unterschied stören mich bei einem DH-Bike recht wenig. Soweit ich weiß liegen zwischen einem Supreme Alu Rahmen und einem Gambler Carbon Rahmen knapp 2 kg, und das sind Top Bikes, die ich beide gerne hätte, also 1 Kg who cares.
  • Dafür spart man sich 450 g ungefederte Masse am Hinterrad. Und wenn „Hinterbau first“ meine Agenda ist, dann ist das ein konkurrenzloses Argument Pro Getriebe. Dass das Mehrgewicht am besten Punkt des Rades (tief im Tretlager) hängt, dürfte dem Fahrverhalten auch zugutekommen. Hier wird das Verhältnis von gefederter zu ungefederter Masse ja noch besser. Ich erinnere mich hier auch an den Ansatz von Orange, Stahlplatten an das Unterrohr zu schrauben https://www.bikeradar.com/news/add-weight-go-faster-orange-bucks-the-lightness-trend/
  • Kein Schaltwerk, das abgerissen werden kann, die Wartungsfreundlichkeit, kein Schmodder der in der Kassette hängt, kein schräger Kettelauf, mehr Bodenfreiheit durch kleineres Kettenblatt, etc. nehme ich auch gerne mit. Aber für mich ist der Punkt reduzierte ungefederte Masse und optimaler Schwerpunkt das, was mich am Ende zum Getriebe bewegt hat. Der Hinterbau muss einfach besser gehen als alles andere. Physik und so.
  • Außerdem ist es ziemlich cool und macht massiv Eindruck an der Eisdiele, bzw. der 5km langen Geißkopf Liftschlange.
Nachdem der erste Entwurf über ein paar Tage verfeinert wurde, war dann aber auch schon Ende mit meinen Talenten. Über einen 3 Tage CAD-Kurs in der Uni bin ich nie hinausgekommen, daher bedurfte es hier kompetenter Unterstützung.

In meinem Abi-Freundeskreis gibt es genau einen „echten Ingenieur“, arbeitend als Entwicklungsingenieur. Und der war sogar bereits am Mountainbiken. Zwar nur Trailbikes, aber das würde sich schon noch ändern. Und so war es ein Abend auf dem Volksfest, gute zwei Maßerl intus, als ich Peter geschätzte zwei Stunden mit obigem Konzept zugelabert habe.

Joa und dann ging die Arbeit erst richtig los. Linkage Design wurde in CAD abgebildet, Platzprobleme bzgl. Reifen, Dämpfer, Einfedern, etc. zeigten sich auf. Es ging zurück in Linkage Design und das Ganze im Ping-Pong spiel über die folgenden Monate hin und her. Bis dann Anfang 2020 die Kinematik in Linkage Design und die Zeichnung in Creo fertig war.

Hier das Linkage-Design (Full 29er, 450 Kettenstrebenlänge):

Linkage.PNG


Ja, und dann hieß es Rohre beschaffen, Fräßteile ordern (aua sind die teuer...) und einen Schweißer auftreiben.

Das war dann im Sommer auch alles geregelt, bis auf die Kettenstreben... Hier hatten wir eigentlich eine Quelle, die dann doch nicht das versprochene Maß liefern konnte. Nachdem ich gefühlt alle Hersteller angeschrieben hatte, von denen ich wusste, dass sie in Europa mit 7020er Alu schweißen und niemand etwas passendes hatte, oder hergeben wollte.... Mussten wir in Fernost ordern. Und das hat dann schöne 3-4 Monate warten bedeutet.

Aber irgendwann sind auch die Kettenstreben per Luftpost angekommen und alles ist zum Schweißer gegangen. Und pünktlich zum Saisonbeginn ende November war es dann soweit:

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Rahmengewicht ohne Dämpfer und Getriebe, inkl. Achsen übrigens 3,7 Kg. Not Bad imho:

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Und weil man natürlich sofort testen muss, ab zum mächtigsten Sprung im Trailpark, da ja alles andere zu hat:

Die ersten Höhenmeter erfolgreich überstanden! Geo und Kinematik passen tadellos, genau wie berechnet. Kabelführung passt, Reifen haben Platz. Jetzt heißt es warten auf besseres Wetter, so dass richtige Strecken unter die Räder kommen. Aber die Schlechtwetterperformance des Pinions konnte schonmal überzeugen:

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Man beachte die hervorragenden Selbstreinigungseigenschaften eines DHR 2 in schwierigen Konditionen.


1607273340393.jpg

Wie Konfuzius bereits sagte: "enslave the gears, cry less tears"

Wie gehts weiter? Wir haben aktuell Rohrsätze und Fräßteile für zwei weitere Rahmen. Hier gibts bereits die ersten kleinen Verbesserungspotentiale, die wir umsetzen wollen. Und für geringere Reachwerte (<500 mm) muss das Unterrohr angepasst werden, da sonst der Ausgleichsbehälter vom Dämpfer Probleme machen wird, aber das war schon in CAD klar. Jetzt kommen ja erstmal die Feiertage, da ists ja gut wenn man Beschäftigung hat ;)

Zu guter Letzt noch das Wichtigste: ein großes Dankeschön an den ein oder anderen aus dem Forum, der uns in den letzten 12 Monaten bei unseren Fragen zu Lieferanten und Co. geholfen hat. thx! :bier:
 
Hilfreichster Beitrag geschrieben von BenHur

Hilfreich
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Hilfreichster Beitrag geschrieben von BenHur

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Hallo skwal83,

das ist eine Eigenkonstruktion da der original Pinion Spanner für mich optisch nicht vertretbar war. Der Vorteil von der Eigenkonstruktion ist auch die vollständige Kapselung des Federpakets, im Gegensatz zur offenen Feder beim Pinion Spanner. Ich lade demnächst mal ein paar Detailbilder von dem oben zu sehenden Spanner hoch.

VG
 
Hallo skwal83,

das ist eine Eigenkonstruktion da der original Pinion Spanner für mich optisch nicht vertretbar war. Der Vorteil von der Eigenkonstruktion ist auch die vollständige Kapselung des Federpakets, im Gegensatz zur offenen Feder beim Pinion Spanner. Ich lade demnächst mal ein paar Detailbilder von dem oben zu sehenden Spanner hoch.

VG

Das wäre super.
Mag den Spanner optisch bei mir auch nicht.....
Dazu klapper die Kette auch noch das die feder zuschwach ist
 
Bei dem Eigenbauspanner lässt sich die Federvorspannung einstellen, wir sind da auch noch am experimentieren. Aktuell fahren wir eine vergleichbare Kraft wie beim Originalspanner.
 
Sehr geil geworden!!!!! Herzlichen Glückwunsch und viel Spass damit.
Wir brauchen auf jeden Fall noch mehr Bilder hier von den ganzen Details!!!
Jetzt das ganze aus Stahl, dann wärs perfekt :D

Gruss Stefan
 
Hallo zusammen, ich gebe jetzt noch ein paar Einblicke in die Konstruktion/Details. Folgende Punkte möchte ich etwas näher beleuchten:

  • Weg und Schwierigkeiten beim Übertrag von Linkage über CAD zum fertigen Rahmen
  • Herausforderungen bei der Gestaltung eines ästhetischen Rahmens mit Pinion Getriebe und hoher Funktionsintegration
  • Fähigkeit Full29er oder Mullet zu fahren
  • Besonderheiten der Lagerung
  • Fokus auf Robustheit und einfache Wartung
  • Radstandsverstellung
  • Feste Bremsaufnahme trotz variablem Radstand
  • Kettenführung / Eigenentwicklung Kettenspanner

Zunächst habe ich die Geometrie/Kinematik aus Linkage in ein Skelett-Modell im CAD übertragen:
skelett.jpg


Die Herausforderung ist dann natürlich, dass man zunächst auf einem komplett weißen Blatt Papier startet und einen Punkt finden muss wo man anfängt. Also habe ich als erstes das Pinion Getriebemodell im Modell ausgerichtet und ein paar Rohre eingezogen. Dann stößt man ziemlich schnell auf Probleme bzgl. Dimensionierung und Freigänge, die Linkage eben nicht abbilden kann. Das führt dann zu einem „Ping-Pong“ Spiel zwischen Linkage und 3D im CAD bis alles passt. Da dreht man mehrere Schleifen bis man einen Rahmen hat der umsetzbar ist aber trotzdem alle kinematischen und geometrischen Anforderungen erfüllt. Dann kommen noch zahlreiche Nebenkriegsschauplätze bzgl. Kettenlinie, Fersenfreigang zu den Kettenstreben, Freigang Rocker zu Sitzrohr eingefedert, ausreichend Platz zwischen den verschiedenen Dämpfermodellen zum Unterrohr/Sitzrohr und die korrekte Implementierung von Standards wie Postmount für die Bremse und Steuerrohr für ZS-Steuersätze etc. dazu. Nicht zu vergessen Analyse und Festlegung von Toleranzen damit sich am Ende alles sauber und möglichst spielfrei zusammenbauen lässt. Das CAD-Endprodukt:

rahmencad.jpg


Als nächstes wurden von allen Bauteilen entsprechende Zeichnungen abgeleitet, bemaßt und toleriert (Form- und Lagetoleranzen), Oberflächenqualitäten definiert usw.

Nun sollte der Rahmen ja nicht nur geometrisch und funktional i.O. sein sondern auch optisch gefällig sein, das ist dann noch eine Zusatzanforderung die die Komplexität der Konstruktion erheblich erhöht. Dabei war es besonders schwer, das Pinion Getriebe dezent und harmonisch im Rahmen zu integrieren, damit einerseits die Rahmenlinien schön aufgegriffen werden und das Getriebe andererseits nicht so dominant die Erscheinung des Bikes beherrscht. Eine Hängebauchschweinoptik war keine Option für uns. Für einen niedrigen Schwerpunkt und eine geringe Überstandshöhe sollte der 250x75mm Dämpfer so tief wie möglich positioniert werden. In diesem Zuge habe ich die Aufnahmebrücke für das Getriebe „Pinion Bridge“ und die untere Dämpferaufnahme in einem Teil zusammengeführt. Dies erlaubt ein sehr kompaktes, steifes und dennoch leichtes Bauteil. Das Teil wurde natürlich wie der Rest aus einem massiven Block Aluminium gefräst.

IMG_0802mod1.jpg


IMG_0803mod1.jpg


Eingeschweißt:

AZO00721mod1.JPG


Trotz der stark integrierten Position lässt sich der Zugstufenversteller am Dämpfer noch gut erreichen und verstellen (auch mit Handschuhen). Einige werden sich sicherlich fragen warum unter der Dämpferaufnahme eine kleine Öffnung in der Brücke ist. Durch die Verschachtelung von Getriebe und unterer Dämpferaufnahme lässt sich ein Siphon an der Stelle konstruktiv nicht vermeiden, dank dieser Öffnung kann Wasser aber dennoch zwischen Getriebe und Pinion Bridge ablaufen. Die Öffnung ist so positioniert, dass sie bei verbautem Dämpfer optisch nicht sichtbar ist. Die Ablaufeigenschaften wurden bei der letzten Ausfahrt auch schon erfolgreich getestet. ;)

Über den Flipchip an der unteren Dämpferaufnahme kann zwischen Full29er oder Mullet ohne Einflüsse auf die Geomtrie gewechselt werden:

AZO00711mod1.JPG


Auch wenn es sich hier bisher nur um ein Einzelstück/Prototyp handelt lag es mir besonders am Herzen einen Rahmen zu entwickeln der sich durch ein robustes Design und einen geringen Wartungsaufwand auszeichnet. Da wo notwendig sollte die Wartung möglichst leicht fallen. Deshalb sind an dem Rahmen sämtliche Lager doppelt mit einer zusätzlichen Dichtung abgedichtet:

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An den beiden Hauptlagerstellen von Kettenstrebe und Rocker am vorderen Rahmendreieck kommen Kegelrollenlager zum Einsatz. Diese sind für Stoßlasten und schwenkende Bewegungen wie am Hinterbau wesentlich besser geeignet als Rillenkugellager, da die Kontaktfläche ggü. Kugeln deutlich größer ausfällt:

AZO00874mod1.JPG


An allen anderen Lagerstellen kommen (teils doppelreihige) vollkugelige Kugellager zum Einsatz.

Nahezu alle Schraubpunkte sind auch so konstruiert, dass sich die Gegenseite durch Formschluss selbst gegenhält, damit entfällt das lästige Hantieren mit zwei Inbusschlüsseln:

AZO00883mod1.JPG


Der Rocker ist komplett aus einem Block EN-AW7075 T73 Aluminium gefräst, wurde anschließend glasperlgestrahlt und schwarz eloxiert. Als Dreh- und Angelpunkt des ganzen Rahmens lag der Fokus darauf ein möglichst steifes Bauteil zu konstruieren und die Kräfte über gleichmäßige Querschnitte zu verteilen. So wird die Steifigkeit des Hinterbaus optimiert und die Querkräfte auf den Dämpfer minimal gehalten, das Ganze aber auch leicht und optisch ansprechend ausgeführt.

AZO00887mod1.JPG


Verbaut:
AZO00724mod1.JPG


Auch das Gewicht spielt immer eine Rolle, daher wurden Bereiche entsprechend ausgespart. Unten am Ausfallende erkennt man die M4 Schraube zur Fixierung des Flip-Chips für die Radstandverstellung sowie die leichte Zurücksetzung der Anlagefläche für die Nabe. Damit fällt der Einbau des Laufrads deutlich leichter:

AZO00703mod1.JPG


Wie erwähnt kann der Radstand über einen Flipchip im Ausfallende um +/-10mm verstellt werden:

AZO00704mod1.JPG


Die Besonderheit ist hierbei, dass die Bremsaufnahme am Hinterbau fest ist und nicht mit mit verstellt werden muss wie es z.B. an einem Canyon Sender der Fall ist. Möglich wird dies durch eine geschickte Schwenkung des Bremssattels, sodass die Verschraubachsen des Bremssattels in beiden Längen zusammenfallen. Wie sieht das genau aus? In der Position mit kurzem Radstand ist die Bremsaufnahme eine normale PM180 Aufnahme, d.h. eine 203mm Scheibe kann hier mit einem +23mm Adapter gefahren werden. In der Position mit langem Radstand kommt ein eigens konstruierter Adapter zum Einsatz, hier muss mindestens eine 200mm Scheibe gefahren werden, wie auch im nachfolgenden Bild zu sehen. Ausgelegt ist der Hinterbau auf bis zu 230mm große Scheiben.

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AZO00856mod1.JPG


Die Zugführung erfolgt vollständig extern, gerade an einem Prototypen wo viel herumprobiert wird ein muss:

AZO00666mod1.JPG


Ausreichend Freigang für den Reifen bei Matschfahrten gibt es auch:

AZO00564mod1.JPG


Die Kettenführung war ein essentieller Punkt bei der Konstruktion um eine aufgeräumte Optik zu erreichen und dennoch leise unterwegs zu sein. Die Umlenkrolle kann sehr schnell getauscht werden ohne den Rahmen zerlegen zu müssen. Auch die Abdeckung der Umlenkrolle kann in kürzester Zeit (vier Schrauben) demontiert werden um den Bereich zu reinigen. Die Umlenkrolle stammt übrigens von den Jungs von 77Designz und findet sich so auch am Kavenz VHP16 wieder, vielen Dank nochmal an der Stelle!

AZO00502mod1.JPG



Der Kettenspanner ist eine Eigenkonstruktion da der originale Pinion Spanner aus meiner Sicht nicht sehr ästhetisch ist. Unser Design setzt auf eine gekapselte Feder, der Schwenkarm wird über ein Nadellager und ein Rillenkugellager gelagert und ist ebenfalls nach außen hin abgedichtet. Der Federkörper wurde so nah am Getriebe wie möglich integriert um die Reifenfreiheit nicht einzuschränken. Des Weiteren kann die Vorspannung der Feder in 12,5° Schritten eingestellt werden, wir sind hier noch am experimentieren was am besten funktioniert. Auf den Bildern mag der Abstand zum Kettenblatt und zur Kettenstrebe sehr gering erscheinen. Dies ist allerdings nicht relevant, da der Spanner bereits in der SAG Position durch das Einfedern und das Wachsen des Hinterbaus deutlich ausfedert und die Abstände somit erheblich vergrößert.

Und abschließend noch die Gesamtkomposition:

AZO00684mod2.JPG


Falls ihr Fragen habt, gerne her damit!

VG

Peter
 
Alter ist das geil... :love:
Darf ich vermuten dass du
A: einen kulanten, bikeaffinen Arbeitgeber im Maschinenbaubereich hast?
B: im genannten Bereich selbstständig bist oder
C: du richtig viel Geld in die Hand genommen hast um dir einen Traum zu erfüllen?
 
Alter ist das geil... :love:
Darf ich vermuten dass du
A: einen kulanten, bikeaffinen Arbeitgeber im Maschinenbaubereich hast?
B: im genannten Bereich selbstständig bist oder
C: du richtig viel Geld in die Hand genommen hast um dir einen Traum zu erfüllen?

C.

Die Antwort ist leider C.
Ach du sch... du hast es entwickelt und umgesetzt aber ohne "connections" oder eigene Bastelstunden in einem metallverarbeitenden Betrieb extern als Auftragsarbeit bauen lassen o_O?

Allein das Frästeil für die Pinionaufnahme müsste bei Fertigungsmenge 1...3 schon nahe bei 1000€ liegen oder?

Meinen allergrößten Respekt für dieses Projekt!
 
Darf man(n) fragen was so ungefähr drauf geht bei so einem Projekt ?
Also exakt kann ichs dir grade nicht sagen, aber Rahmen inkl. Dämpfer & Getriebe haben weniger gekostet als ein neuer V10 29er Rahmen inkl. Dämpfer & X01 DH Groupset :D

Und hier sind die Kurbeln sogar dabei, quasi n Schnäppchen:hüpf:
 
Man merkt dem Rahmen die liebe an, ich würde es echt gerne Mal fahren, vor allem auch wegen dem Getriebe.

Und preislich...puh also finde ich ja fast schon günstig in Anbetracht der Umstände/Stückzahl usw.

Hinterbaudesign ist nicht 100% meins aber gefällt mir insgesamt sehr gut!!

Wünsche dir viel Spass beim weiteren testen !!! Auf das Ding kannst dir auf jeden Fall was einbilden!

Aber denke eine Story hier hätte das Rad verdient, vielleicht sogar mit Testeindruck vom @Gregor .
Kein ausführlicher Test aber die Story ist cool, das Rad, und wenn ein Redakteur das aufbereitet kann er auch Mal ne Runde drehen
 
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