Wie funktioniert eigendlich U turn genau???

[W. B. Rene]

Kann mir jemand genau sagen wie das U turn bei Rockshox funktioniert?(aber nicht u turn air!!!)
Hab mir dass immer so erklärt, das man mit dem drehen des Knopfes die Federlänge verkleinert. Nur da gibt es einen Harken! Wenn dies so währe, dann würde die Gabel bei kleinem Federweg durchschlagen, weil sich ja die Federkonstante beim verkleinern der Feder nicht ändert! Die Feder wird auch nicht zusammengedrückt, da die bei kleinen Federweg die gabel nicht unter spannung steht! Hab leider keine Rockschox um zu gucken wie es funktioniert! Kann mir das einer irgendwie erklären wie das ganze funktioniert?
Biiiiittteee!!!

 

[tool]

Im unteren Teil der Feder ist `ne Spindel eingesetzt, oben befindet sich der U-Turn Regler. Die Spindel ist von aussen gekontert, der Regler sitzt fest auf der Feder, beim absenken dreht man also die Feder über die Spindel nach unten wobei der Teil der Feder, der sich unterhalb der Spindel befindet komprimiert wird.

 

[Piefke]

Nur da gibt es einen Harken! Wenn dies so währe, dann würde die Gabel bei kleinem Federweg durchschlagen, weil sich ja die Federkonstante beim verkleinern der Feder nicht ändert!

Doch, jeder kürzer die Feder, desto größer ist die Federkonstante.

 

[W. B. Rene]

@Piefke
eben nicht! dachte ich auch erst! aber ich hab 2 physiklehrer gefragt! die federkonstante ist unabhängig von der federlänge!

@tool
Also wie ichs mir dachte....die feder wird verkleinert. nur dann müsste sie theoretisch durschlagen!, weil ja die federkonstante nicht von der federlänge abhängig is.....oder sind meine physiklehrer zu dumm?

Danke für die antwoten! ich brauch die weil die federverstellung von meiner Sherman futsch is! und nun will ich mir n anderes system zusammenschustern

 

[Carcassonne]

Hi,

um die Frage zu beantworten, müßte man die Federkennlinie kennen.
Das Hooksche Gesetz (F = D * s; F = Kraft, D = Federkonstante, s = Weg) beschreibt ja nur den linearen Fall. D.h. im F/s Diagramm (Kennlinie) bekommt man eine Gerade, deren Steigung eben die Federkonstante D ist.
Neben diesen einfachen linearen Federungen gibt es aber auch andere,
nichtlineare Kennlinien, die sich mit dem Hookschen Gesetz nicht beschreiben lassen; Stichwort "progressive", "degressive" Federung. In diesen Fällen ist
im F/s Diagramm die Kennline eben keine Gerade mehr, sondern sie "knickt" mit zunehmenden Weg s nach oben (progressiv) oder nach unten (degressiv) ab. Ist nun aber die Kennlinie im Anfangsbereich linear und wird erst bei höheren Auslenkungen progressiv, so könnte man den Federweg innerhalb des linearen (d.h. Hookschen Bereichs) verstellen, ohne das die Federung deswegen "härter" würde.
Beispiel: Nehmen wir eine Federgabel mit 105-85mm Einstellbereich an,
deren Kennlinie von 105 bis 50 mm linear wäre und erst danach progressiv
würde. Also könnte man die Gabel ohne Beeinflussung locker von
105 auf 85 mm runterdrehen und die Gabel wäre immer noch so weich
oder hart wie vorher; man hätte immer noch 35 mm übrig, bis die
Progression einsetzte und die Gabel "hart" machte.
Aber wie gesagt, man müßte die genaue Kennlinie der verbauten Federn kennen, um das letztlich beurteilen zu können.

Abschließend sei noch bemerkt, daß das Tüfteln an den
Kennlinien des Federungs-/Dämpfungssystems die "ganz hohe Kunst" des
Fahrwerkbaus ist, sei es nun Formel 1, MotoGB oder eben Fahrradgabeln;-
nur mit dem einfachen Hookschen Gesetz und den einfachen, linearen Zusammenhängen hat das dann nur noch wenig zu tun. Es ist, wie
halt bei allen physikalischen Gesetzen: So richtig interessant (und kompliziert) wird es dann, wenn es "nichtlinear" wird...

Grüße, Carcassonne

Edit: Nur zur Verdeutlichung, was Federkennlinien sind und wie die
ausschauen: klick

 

[Piefke]

@Piefke
eben nicht! dachte ich auch erst! aber ich hab 2 physiklehrer gefragt! die federkonstante ist unabhängig von der federlänge!
@tool
Also wie ichs mir dachte....die feder wird verkleinert. nur dann müsste sie theoretisch durschlagen!, weil ja die federkonstante nicht von der federlänge abhängig is.....oder sind meine physiklehrer zu dumm?

Oh diese Physiklehrer
Mal ein Gedankenbeispiel (ausgehend von linearen Federn):
Man nehme zwei Federn mit je 100 mm Länge und einer Federhärte von 100 N/mm.
Wenn ich eine dieser Federn mit 1000 N belaste, wird diese um 10 mm zusammengedrückt.
Wenn ich die zwei Federn hintereinander baue und mit 1000 N belaste wird jede Feder wieder um 10 mm zusammengedrückt, also ingesamt um 20 mm.
Würde ich die beiden Fdern in dieser Position zusammenschmweißen, hätte ich eine Feder mit 200 mm Länge und einer Federhärte von 1000 N/20 mm, also 50 N/mm.
Was lernen wir daraus: Verdopple ich die Länge einer linearen Feder, so halbiert sich die Federhärte und umgekehrt.

 

[W. B. Rene]

Jo danke für die hilfe! Ich werde einfach mal mit federn Rumexperimentieren. Wenn man dann meine Sherman stufenlos absenken kann sag ich bescheid!

Und mein Lehrer lache ich aus

 

[derüberlegte]

Hi,

um die Frage zu beantworten, müßte man die Federkennlinie kennen.
Das Hooksche Gesetz (F = D * s; F = Kraft, D = Federkonstante, s = Weg) beschreibt ja nur den linearen Fall. D.h. im F/s Diagramm (Kennlinie) bekommt man eine Gerade, deren Steigung eben die Federkonstante D ist.
Neben diesen einfachen linearen Federungen gibt es aber auch andere,
nichtlineare Kennlinien, die sich mit dem Hookschen Gesetz nicht beschreiben lassen; Stichwort "progressive", "degressive" Federung. In diesen Fällen ist
im F/s Diagramm die Kennline eben keine Gerade mehr, sondern sie "knickt" mit zunehmenden Weg s nach oben (progressiv) oder nach unten (degressiv) ab. Ist nun aber die Kennlinie im Anfangsbereich linear und wird erst bei höheren Auslenkungen progressiv, so könnte man den Federweg innerhalb des linearen (d.h. Hookschen Bereichs) verstellen, ohne das die Federung deswegen "härter" würde.
Beispiel: Nehmen wir eine Federgabel mit 105-85mm Einstellbereich an,
deren Kennlinie von 105 bis 50 mm linear wäre und erst danach progressiv
würde. Also könnte man die Gabel ohne Beeinflussung locker von
105 auf 85 mm runterdrehen und die Gabel wäre immer noch so weich
oder hart wie vorher; man hätte immer noch 35 mm übrig, bis die
Progression einsetzte und die Gabel "hart" machte.
Aber wie gesagt, man müßte die genaue Kennlinie der verbauten Federn kennen, um das letztlich beurteilen zu können.

Abschließend sei noch bemerkt, daß das Tüfteln an den
Kennlinien des Federungs-/Dämpfungssystems die "ganz hohe Kunst" des
Fahrwerkbaus ist, sei es nun Formel 1, MotoGB oder eben Fahrradgabeln;-
nur mit dem einfachen Hookschen Gesetz und den einfachen, linearen Zusammenhängen hat das dann nur noch wenig zu tun. Es ist, wie
halt bei allen physikalischen Gesetzen: So richtig interessant (und kompliziert) wird es dann, wenn es "nichtlinear" wird...

Grüße, Carcassonne

Edit: Nur zur Verdeutlichung, was Federkennlinien sind und wie die
ausschauen: klick

Das ist aber sehr ausladend erzählt, gleicher Inhalt auf 3 Zeilen?* strenger Lehrer Blick oder so wie ich mir vorstellen könnte dass ein Lehrer blicken könnte*


MFG david

 

[Carcassonne]

@Piefke
Das ist falsch. Im Falle einer linearen Feder gilt das Hook'sche Gesetz, wobei
die Federkonstante von der Länge der Feder unabhängig ist.

@derüberlegte

Also gut, in einer Zeile:
sigma = C * epsilon; mit sigma = Spannungsvektor, C = Elastizitätstensor 4. Stufe, epsilon = Deformationsvektor.

Ich denke, die entsprechenden Symmetriebetrachtungen, die Reduktion des
81 komponentigen Tensors, usw. und den Spezialfall des linearen Hook'schen
Gesetzes ergeben sich daraus auch ohne viele Worte...nur ein bisserl (viel) Rechnen muß man dafür können...

Grüße, Carcassonne

Edit: Bin übrigens kein Lehrer...

 

[Piefke]

@Piefke
Das ist falsch. Im Falle einer linearen Feder gilt das Hook'sche Gesetz, wobei
die Federkonstante von der Länge der Feder unabhängig ist.

Nein, du liegst falsch.
Das von dir zitierte Hook´sche Gesetz hat damit nicht direkt zu tun, es sagt lediglich, dass bei einer linearen Feder die Kraft proportional zur Längenänderung ist. Also je größer die auf eine Feder wirkende Kraft ist, desto mehr wird sie zusammengedrückt.
Um die folgenden Überlegungen nicht unnötig zu komplizieren, gehe ich von einer linearen Feder aus, die nur im Bereich des Elastizitätsmoduls verformt wird.
Man nehme eine Fder mit 200 mm Länge und einer Federhärte von 100 N/mm.
Diese Feder wird mit 1000 N bealstet, folglich wird sie 10 mm zusammengedrückt, macht eine Gesamtlänge von 190 mm.
Wenn ich diese Feder in 10 gleichgroße Abschnitte (20 mm) unterteile, wird also jeder dieser Abschnitte um 1 mm zusammengedrückt.
Folglich hat jeder dieser Abschnitte eine Federkonstante von 1000 N/mm.
Wenn ich jetzt 95 mm dieser zusammengedrückten Feder durch ein 100 mm langes Stück Rundstahl ersetze, habe ich jetzt eine Gesamtlänge von 195 mm. Ausgefedert kommt man dann auf 200 mm. Also ist die Längenänderung jetzt 5 mm bei 1000 N, also die Federkonstante 200 N/mm.

@Carcassonne: du kannst ruhig einem glauben, der mal Maschinenbauer gelernt und Physik studiert hat.

 

[Carcassonne]

@Piefke

Bei einer idealisierten Schraubenfeder gilt doch

c = G * d^4 / (8 * n * D^3)

mit c = Federkonstante, G = Schubmodul, d = Durchmesser des Federdrahts, D = Durchmesser der gewickelten Federspirale, n = Anzahl der Windungen

O.k., was Du jetzt mit dem Rausschneiden und Ersetzen eines Teils der Feder machst, ist implizit n (Windungszahl) zu ändern, wodurch sich die natürlich Federkonstante ändert. Genauso gut könnte man aber die Feder bei
gleicher Länge mit mehr oder weniger Windungen versehen, oder nicht
(immer den linearen Idealfall betrachtend, keine progressive Wicklungen ,etc) ?
Bei gleicher Windungszahl ist dann doch egal, ob eine lineare Feder 80 cm
oder 100 cm lang ist, die kurze ist nicht härter als die längere.

Ich nehme mal an, daß W. B. Renes Lehrer dieses mit "die federkonstante ist unabhängig von der federlänge!" gemeint hat.

Irgendwie habe ich den Eindruck, man sollte wirklich gleich die Formeln hinschreiben, dann ließen sich Mißverständnisse vielleicht vermeiden.

Viele Grüße, Carcassone

 

[Piefke]

Bei gleicher Windungszahl ist dann doch egal, ob eine lineare Feder 80 cm
oder 100 cm lang ist, die kurze ist nicht härter als die längere.

Richtig, die Ausgangsfrage ging baer um U-Turn und dort dirt die Feder "verkürzt", indem die Windungszahl verkleinert wird. Also wird die Feder härter.

 

[Carcassonne]

Ja, mit dieser (wenn auch nicht ganz sauberen, eindeutigen) Definition von "Federlänge" kann ich mich anfreunden - und das physikalisches Weltbild bleibt so auch erhalten

Grüße, Carcassonne