Speichenbelastungen

[Hape.S]

Hallo
Weiß jemand von euch wie groß die Belastungen an einem Hinterad an Zug und Druckspeichen sind ? Sind die Belastungen beim Bremsen, oder beim Beschleunigen größer ? Wenn sie beim Bremsen größer sind, wie verhält es sich bei den einzelnen Bremsarten ?(Felgenbremse,Scheibenbremse). Theoretisch, wenn ich eine Felgenbremse nehme, halte ich ja die Felge fest, und der Rest vom Rad will nach vorne. Das heist die Zugspeiche ist die gleiche, wie beim Antreten.Soll heißen, von der Kassettenseite her gesehen schaut sie nach links. Bei der Scheibenbremse halte ich die Nabe fest, und die Felge will ja eigentlich noch weiter. Kehrt sich da die Zugspeiche um ? Schaut dann die Zugspeiche von der Kassettenseite nach rechts, oder bin ich hier total auf dem Holzweg ?

 

[lelebebbel]

Speichen werden immer und ausschliesslich auf Zug belastet. Druckbelastung ist nicht möglich, erstens würde die Speiche einfach knicken und zweitens ist der Nippel ja überhaupt nicht in der Felge befestigt.
Die Speichen sind vorgespannt, bei einem gut gebauten Laufrad so über den Daumen mit ca. 1000N (entspricht ca. "100kg" Zugkraft auf jede Speiche)

Wenn ein Drehmoment von der Nabe auf die Felge - oder umgekehrt - übertragen wird, z.b. beim Beschleunigen oder beim Bremsen mit einer Naben/Scheibenbremse, dann verändert sich lediglich die Zugkraft der einzelnen Speichen.

Wie groß diese Zugkraftänderung ist, kann man ausrechnen.

Beispiel:
du trittst kräftig in die Pedale und erzeugst ein Drehmoment von 100Nm an der Hinterradnabe. Der Durchmesser des Nabenflansches, an dem die Speichen befestigt sind, beträgt z.b. 50mm, also 25mm Radius sprich 25mm Hebelarm.
Es gibt 16 Speichen (genau die Hälfte der 32 Speichen am Hinterrad) die in Zugrichtung liegen, das sind die von dir als "Zugspeichen" bezeichneten.

(100Nm / 0,025m Hebelarm) / 16 Speichen = 4000 / 16 N pro Speiche, also 250N zusätzliche Zugkraft pro "Zugspeiche".

D.h., die im Ruhezustand mit 1000N Zugkraft vorgespannten Zugspeichen sind während deinem brachialen Antritt jeweils mit 1250N belastet.

Bei den von dir als "Druckspeichen" bezeichneten restlichen 16 Speichen tritt genau das Gegenteil auf. Die Vorspannkraft von 1000N wird durch das angelegte Drehmoment um 250N auf jetzt 750N reduziert.

Beim Bremsen mit einer Scheibenbremse wirkt das Drehmoment natürlich in die andere Richtung als beim Antritt, d.h. die beim Antritt zusätzlich auf Zug belasteten Speichen werden jetzt entlastet, und umgekehrt.

Beim Bremsen mit einer Felgenbremse tritt kein Drehmoment an der Nabe auf.

 

[Hape.S]

Hallo
Ich habe mal ein bisschen nachgerechnet. Bitte verbessert mich, wenn ich einen falschen Denkansatz habe. Ich hoffe das Bild, das ich angefügt habe ist gut leserlich und verständlich. Ich habe bis zu dem Moment an der Hinterradnabe gerechnet. Wenn ich jetzt das Drehmoment von 26,26Nm durch den Hebelarm von 0,025m teile sind das 1050,4N. Bei einer 32 Loch Nabe/Felge auf 16 Zugspeichen verteilt ergibt das pro Zugspeiche eine Belastung von ca 65,65N. Hinzu kommt noch die Speichenvorspannung von den 1000N. Sind dann insgesamt so ca 1065N.Stimmt das ?

 

[prince]

(100Nm / 0,025m Hebelarm) / 16 Speichen = 4000 / 16 N pro Speiche, also 250N zusätzliche Zugkraft pro "Zugspeiche".

D.h., die im Ruhezustand mit 1000N Zugkraft vorgespannten Zugspeichen sind während deinem brachialen Antritt jeweils mit 1250N belastet.

Bei den von dir als "Druckspeichen" bezeichneten restlichen 16 Speichen tritt genau das Gegenteil auf. Die Vorspannkraft von 1000N wird durch das angelegte Drehmoment um 250N auf jetzt 750N reduziert.

Hier musst du durch 32 rechnen. Da wie du ja auch erkannt hast eine Hälfte des Drehmoment durch das Belasten der Zugspeichen und die andere Hälfte durch die Entlastung der Druckspeichen übertragen werden.

Also wird jede Speiche durch 125N be- bzw. entlastet.