Vorgestellt!: Sprindex – Verstellbare Stahlfedern

Vorgestellt!: Sprindex – Verstellbare Stahlfedern

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Bei Sprindex handelt es sich um einen neuen Anbieter für Stahlfedern im Suspension-Markt. Der Clou dabei: Die Federrate der leichten Feder lässt sich in Sekundenschnelle verstellen. Alle Infos zu den spannenden Federn findet ihr in unserer neuen Ausgabe von Vorgestellt!

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Vorgestellt!: Sprindex – Verstellbare Stahlfedern
 
Das Ansprechverhalten aus der Beschreibung der Federtechnologie (Vorspannung) meint eindeutig die Kraft die notwendig ist um den Dämpfer aus der Endlage einzufedern. Je höher diese Kraft umso problematischer sind die Impulse die im Downhill, wenn das Bike in frontlastiger Situation ist und über eine Stufe fährt noch zusätzlich Kicks von hinten bekommt.
Das Losbrechmoment meint typischer Weise die Kraft, die man braucht um die Haftreibung der Dichtungen und Kolben zu überwinden.
Dann ist da natürlich noch die geschwindigkeitsabhängige Dämpfungskraft, die durch die Dämpferhydraulik bestimmt wird.
Und Last not Least die Federkraft, die der Aufstandskraft am Reifen entgegen wirkt.
Also eigentlich sogar vier Kräfte die die Funktion des Federbeins bestimmen.
 
Ein Bike befindet sich nie im Sag. Es federt ein und federt aus, nach dem Ausfedern merkt man die Vorspannung.

Die Progression einer Stahlfeder kommt doch von der unterschiedlichen Anzahl an Windungen/Längeneinheit.
Streiche /Längeneinheit und ersetze Progression durch federrate (konstante, härte, ...), dann stimmt es.
Es ist einfach nicht hilfreich, wenn man festen begriffen (progression) andere bedeutungen unterlegt.
Die formel für die federrate einer zylindrischen spiralfeder mit n windungen lautet:
1577047093362.png
Dabei ist G der schubmodul, d der drahtdurchmesser, D der windungsdurchmesser und n die windungszahl. Die baulänge kommt darin nicht vor. Rein physikalisch handelt es sich um die torsion des gesamten federdrahtes.
 
Hallo Oldie-Paul

für mich ist :

das Losbrechmoment etwas Statisches , also wenn das Bike steht ich Drücke und die erste Krafteinleitung bis das Bike anfängt einzufedern
( der Moment des Übergangs von Haft in Gleitreibung )

das Ansprechverhalten etwas Dynamisches , also wenn ich zb. beim Fahren über ein Hindernis der erste Moment bis die Dämpfung arbeitet
( man kann das Ansprechverhalten recht einfach über den Shim stack verbessern ( wenn man weiß wie man dies macht ))

ein extrem hohes Losbrechmoment verursacht durch Schäden im Dämpfer kann dann auch das Ansprechverhalten beeinflussen

LG
Poldi
 
Das Ansprechverhalten aus der Beschreibung der Federtechnologie (Vorspannung) meint eindeutig die Kraft die notwendig ist um den Dämpfer aus der Endlage einzufedern. Je höher diese Kraft umso problematischer sind die Impulse die im Downhill, wenn das Bike in frontlastiger Situation ist und über eine Stufe fährt noch zusätzlich Kicks von hinten bekommt.
Das Losbrechmoment meint typischer Weise die Kraft, die man braucht um die Haftreibung der Dichtungen und Kolben zu überwinden.
Dann ist da natürlich noch die geschwindigkeitsabhängige Dämpfungskraft, die durch die Dämpferhydraulik bestimmt wird.
Und Last not Least die Federkraft, die der Aufstandskraft am Reifen entgegen wirkt.
Also eigentlich sogar vier Kräfte die die Funktion des Federbeins bestimmen.
OK. Solange man einen sag einstellt, ist demnach das ansprechverhalten hinfällig. Die feder kann sich ja nach beiden seiten bewegen. Dichtungen und kolben sind bei einer spiralfeder nicht vorhanden. Das sei ja einer ihrer vorteile.
Zum anderen ist während einer holperigen fahrt die angesprochene haftreibung nur immer sehr kurzfristig in den umkehrpunkten einer bewegung wirksam. Und da ist die rückstellkraft maximal.

ed.:
@DUC-Poldi
für mich ist :

das Losbrechmoment etwas Statisches , also wenn das Bike steht ich Drücke und die erste Krafteinleitung bis das Bike anfängt einzufedern
( der Moment des Übergangs von Haft in Gleitreibung )

das Ansprechverhalten etwas Dynamisches , also wenn ich zb. beim Fahren über ein Hindernis der erste Moment bis die Dämpfung arbeitet
So ist auch mein verständnis der beiden begriffe. Daher erst paar mal kräftig einfedern, dann erst losfahren.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo

das Ansprechverhalten wird Hauptsächlich durch den Übergang von Low Speed Comp und High Speed Comp beeinflusst , man kann dies auch manchmal sehr gut auf Diagrammen von Prüfständen erkennen , wenn die Kurve einen Knick macht

LG
Poldi
Danke. Endlich verstehe ich, wo das problem liegt. Leider bekommt man ja kaum dynamische federkennlinien zu sehen. Aber so gesehen ist es dann ein problem der dämpfung und nicht der federart.
 
Zuletzt bearbeitet:
OK. Solange man einen sag einstellt, ist demnach das ansprechverhalten hinfällig. Die feder kann sich ja nach beiden seiten bewegen. Dichtungen und kolben sind bei einer spiralfeder nicht vorhanden. Das sei ja einer ihrer vorteile.
Zum anderen ist während einer holperigen fahrt die angesprochene haftreibung nur immer sehr kurzfristig in den umkehrpunkten einer bewegung wirksam. Und da ist die rückstellkraft maximal.
Da sind wir noch nicht einer Meinung. Beim sportlichen MTB-Betrieb sind die Räder häufig über so lange Phasen in der Luft, dass die Federungselemente vollständig ausfedern. Beim erneuten Bodenkontakt soll der Übergang aus der Endlage möglichst "weich" sein um die dabei enstehenden dynamischen Kräfte gering zu halten. Jede Gegenkraft aus dem Federungselemente wirkt auf das Bike und löst ggf unerwünschte Dynamik aus. Siehe mein Beispiel aus dem Downhill. Ideal wäre eine sehr geringe Federvorspannung in der Endlage, was auch der große Vorteil einer gut angepassten Stahlfeder ist.
P.S. Ich beziehe mich auf den Begriff Ansprechverhalten des Autors, der sich aus der Beschreibung im Artikels ergibt.
 
n die windungszahl. Die baulänge kommt darin nicht vor. Rein physikalisch handelt es sich um die torsion des gesamten federdrahtes.

Nur dass hier n eben nicht konstant über die Höhe der Feder ist, sondern eben variiert. Wie schon geschrieben wurde, verhält sich so eine progressive Stahlfeder wie zwei Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten hintereinander geschaltet.
 
Hallo

eine richtig Progressive Stahlfeder ist über den gesamten Bereich Progressiv , leider sind solche Federn sehr selten und Teuer , denn da wird mit Konischem Draht und unterschiedlichen Steigungen , so etwas gab es früher bei KTM für die PDS Federbeine , das was Du beschreibst ist eine Quasi Progressive Feder , wird im Automobilbereich oft eingesetzt , eine kleine weiche Feder und eine Hauptfeder wenn die weiche Feder auf Block geht fängt die Hauptfeder an zu Arbeiten .
 
Nur dass hier n eben nicht konstant über die Höhe der Feder ist, sondern eben variiert. Wie schon geschrieben wurde, verhält sich so eine progressive Stahlfeder wie zwei Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten hintereinander geschaltet.
Zwei verschiedene federn hintereinander ergeben wieder eine lineare feder, s. hier. Es sei denn, du meinst etwas ganz anderes, s. ebendort.
 
Das wird stimmen. Außer der zweite Federabschnitt hat eine Federrate, die höher ist, als die Federkraft des gesamten ersten Abschnitts.

Also zb Abschnitt eins: 1 N/mm auf 10 mm = 10 N, Abschnitt zwei müsste dann mit 10 N/mm arbeiten. Bei einem Federweg von 11 mm wären das also schon 20 N gesamt. Stimmt das so?
 
Was für eine Spastenveranstaltung hier. Das bittere ist, dass einem solche Idioten dann auch in der realen Welt übern Weg fahren.
Diese Ausdrucksweise ist leider absolut unter der Gürtellinie. Wenn man daraus irgendwas konstruktives ableiten möchte, dann kann ich dem insoweit zustimmen, dass einige sich hier aus meiner Sicht wirklich etwas idiotisch verhalten.
Ich gebe zu der Zusammenhang von Federung und Dämpfung ist nicht ganz trivial und deswegen halte ich mich hier auch raus, obwohl ich doch ein wenig Vorbildung habe.
Was allerdings auffällt ist, dass sich hier viele wie die Mechanik-Professoren aufführen, obwohl sie wohl leider bis auf ein wenig Forums-Geschwurbel noch nie was über Mechanik, und in dem Fall Dynamik, gelesen haben.
Für eine Sachliche Diskussion wäre es doch schön, wenn jemand seine MEINUNG äußert, aber nicht mit aller Brutalität durchsetzen will, das seine Meinung den Anspruch auf absolute Richtigkeit hat.
Um nach all der Kritik noch etwas konstruktiv zu sein hier mal mein GRUNDLAGEN aus meiner Berufspraxis als Berechnungsingenieur, ohne Experte in MTB-Dämpfern zu sein:
  • Betrachtet bitte Feder und Dämpfer (im physikalischen Sinne, nicht das Bauteil als ganzes, das leider auch so bezeichnet wird) getrennt.
  • Die Federwirkung ist wegabhängig, das heißt die Federkraft ist propotional zum Weg (das kann linear, progressiv oder sonst was sein).
  • Die Dämpfung ist ausschließlich Geschwindigkeitsabhängig
  • Eine Feder (egal ob Luft oder Spiralfeder) hat kein Losbrechmoment, von zu vernachlässigender Massenträgheit mal abgesehen.
  • Alle Dichtungen erzeugen Reibung und davon gibt es vereinfacht zwei: Haft- und Gleitreibung. Diese erzeugen maßgeblich das "Losbrechmoment". Der Vorteil einer Spiralfeder ist eben, dass bei der Feder an sich gar keine Dichtungen benötigt werden.
  • Die Dämpfung baut Energie ab, in dem sie diese in Wärme umwandelt. Das geschieht eben über "gewollte" Reibung. Insofern erzeugt die Dämpfung über geschwindigkeitsabhängige Reibung eine Kraft.
  • Eine Spiralfeder mit konstantem Durchmsser, Drahtquerschnitt etc. ist linear, die Formel hat Oldie-Paul ja dankenswerterweise gepostet. Man kann aber natürlich verschiedene Federn in Reihe schalten. Solange sie gemeinsam arbeiten gibt es eine Art Mittelwert. Geht eine auf Block ist die quasi raus aus dem Rennen. Übrigens: Auch Luftfedern werden in Reihe geschaltet, da ist es quasi ein muss. Stichwort: Negativfeder.
  • In der genannten Formel gibt es einige Größen, die die Federrate beinflussen. Die meisten sind leider nur schwer zu beeinflussen, außer eben "n", die Anzahl der Windungen. Und das wird hier bei Sprindex getan. Wird also an sich auch klappen, außer man behauptet die Mechaniker hätten in den letzten 250 Jahren nur Blödsinn gemacht, der nur dafür da ist den Kunden zu verarschen!
P.S.: Auch diese Auflistung von Basiswissen (die Transferleistung müsst ihr selber machen) erhebt keinen Anspruch auf absolute Richtigkeit. KONSTRUKTIVE Kritik ist willkommen. Alles andere werde ich für mein Seelenheil einfach ignorieren.
 
Das wird stimmen. Außer der zweite Federabschnitt hat eine Federrate, die höher ist, als die Federkraft des gesamten ersten Abschnitts.

Also zb Abschnitt eins: 1 N/mm auf 10 mm = 10 N, Abschnitt zwei müsste dann mit 10 N/mm arbeiten. Bei einem Federweg von 11 mm wären das also schon 20 N gesamt. Stimmt das so?

Wenn ich richtig verstehe was du meinst:
Du hast zwei Federn mit den Federraten 1 N/mm (Feder 1) und 10 N/mm (Feder 2) in Reihe geschaltet, richtig?
Wenn du nun 10 N Kraft aufbringst (Das sind etwas mehr als 1 kg): Beide Federn erfahren 10 N, die Kraft ist ja nicht irgendwo zwischendurch einfach weg. Feder 1 federt dabei um 10 mm ein, Feder 2 um 1 mm. Also in der Tat 11 mm. Allerdings bei 10 N. 20 N braucht es hierzu nicht.

Ein Schritt komplizierter:
Sollte die nutzbare Länge der Feder 1 zum Beispiel nur 5 mm sein, dann geht diese bereits bei 5 N auf Block. Ab jetzt muss Feder 2 alleine Arbeiten. Die interessiert aber nicht, ob Feder 1 da ist oder nicht, die macht immer noch 1 mm. Der Gesamtweg wäre nun 6 mm (5+1). Allerdings ist im Beispiel oben die Strecke komplett linear. Im Beispiel hier wären die ersten 5 mm genau so wie im ersten Fall, die letzten 1 mm aber deutlich steiler. Somit sowas wie "pseudo-progressiv".
 
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Stimmt. Das sind dann die Kennlinien mit Knick. Der Knick entsteht an dem Punkt, an dem die weichere Feder komplett komprimiert ist.
Um Progression geht es bei diesem System aber sowieso nicht, oder? Progression kann man auch einfach erreichen, indem man einen sehr dicken Anschlagpuffer verbaut. Das ist dann quasi eine zusätzliche Elastomerfeder. Hat halt auf die Dämpfung eine andere Wirkung, als eine progressive Stahlfeder.

Aber zum alten Thema: Woher kommt die Progression einer progressiven Stahlfeder?
 
Die Elastomerfeder ist auch nur eine weitere Feder in Reihe. Die Erhöht die Progression der ganzen Kennlinie nicht. Die Federt ja auch mit, wenn die Stahlfeder noch nicht auf Block ist. Wenn du im Beispiel oben Feder 2 als Elastomerblock nimmst, dann hast du genau das Verhalten. Dieser verhindert nur, dass der Anschlag allzu brutal ausfällt und noch etwas Federweg da ist, obwohl die Hauptfeder schon auf Block ist.

Progression kannst du zum Beispiel erreichen, in dem die Steigung der Federwindungen sich unterscheiden. Dann gehen die Windungen, die sehr "eng" beieinander liegen früher auf Block und die Anzahl der Windungen reduzieren sind. Wenn nun der Abstand der Windungen zueinander mit jeder Windung kontinuierlich ein Stück steigt (oder sinkt, wenn du die Feder anders herum einbaust), dann bekommst du theoretisch eine schön progressive Kurve, in dem nach und nach Windung für Windung aus dem Spiel genommen werden.

Sprindex hier nimmt mit dem Plastikteil halt bis zu einer halben Windung raus. Das ist das Prinzip.


EDIT: Hier mal ein Bild von progressiven Federn, die das Prinzip nutzen.
Es geht aber auch mit unterschiedlichen Windungsdurchmessern (Bauchige oder pyramidale Feder). Einfach mal die Bildersuche nach "progressiven Federn" nutzen.
 
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......
  • Eine Feder (egal ob Luft oder Spiralfeder) hat kein Losbrechmoment, von zu vernachlässigender Massenträgheit mal abgesehen.
  • Alle Dichtungen erzeugen Reibung und davon gibt es vereinfacht zwei: Haft- und Gleitreibung. Diese erzeugen maßgeblich das "Losbrechmoment". Der Vorteil einer Spiralfeder ist eben, dass bei der Feder an sich gar keine Dichtungen benötigt werden....
Vielen Dank für Deinen Beitrag und den Kommentar zum Losbrechmoment.
Nur damit ich es richtig verstehe:
  • Meine Motorradgabel (mit Federn, Db und USD) eines italienischen Herstellers hat einen deutlich spürbaren "Losbrechwiderstand", der kommt also von den Buchsen, Lagern, vielleicht von ungenauer Fertigung? Diese Gabel hat leider eine unglaubliche Qualitätsstreuung... Das würde auch das Gabelklapp-klapp erklären, das mal auftrat und im Zuge dessen wurden Brücken und Innenleben kulanterweise getauscht.
  • Meine schwedische MtB Gabel ist eine Luftgabel (Db und USD) und hat keinen spürbaren Losbrechwiderstand sondern "läuft sofort los".
Das bedeutet nach Deiner Erklärung, daß sie einfach präziser gefertigt wurde. Verstehe ich das so richtig? An Hand "spürbarer Beispiele" ist das einfacher nachzuvollziehen ;)
 
Ich denke, der Unterschied beim Endelastomer ist, dass er erst auf den letzten 10, 20 mm Hub zu arbeiten beginnt und extrem progressiv arbeitet. Die Stahlfeder muss dazu nicht auf Block gehen. Hintereinander geschaltete Stahlfedern hingegen arbeiten immer gleichzeitig.
 
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