Saisonstart und das Gangbang-Problem

Am Wochenende war es wieder soweit, keine wichtigen Termine im Kalender, der Wetterbericht sagt Regen voraus – beste Voraussetzungen für den Saisonauftakt in Bad Wildbad!

Während die einen Ihr Wochenende am Gardasee oder mit Staubsaugen verbrachten, waren drei von uns in Wildbad am Start – die SOLID M9s ins Bussle verladen, und Abfahrt!

Bereits bei der Aufstiegstraße waren die Vorbereitungen zum iXS-Downhillcup zu erkennen – alle Strecken waren perfekt mit Beschilderungen versehen, aber wir haben uns auch ohne ganz gut zurechtgefunden 😉

Zum Einfahren kurz über den Bikeparkfreeride, dann ab auf den DH1 – die erste Abfahrt war katastrophal!!! Wie wenn wir noch die auf nem DH-Bike gesessen hätten 🙂 Zum Glück haben wir ab der zweiten Abfahrt relativ schnell zur alten Form zurückgefunden!

Bei einem kleinen Zwischenstop nach dem Steinfeld kam nach Beobachtungen von anderen Fahrern die Frage auf: „Wie langsam kann man sein um trotzdem noch über den Gang-Bang zu kommen?“ – Bevor jemand fragt: Nein, das ist ausnahmsweise mal nix versautes, und ja, der Sprung heisst wirklich so!

Endlich gibt’s ne sinnvolle Anwendung für die vielen Mathe und Physikstunden während des Studiums! Klar könnte man den Sprung immer etwas langsamer nehmen um dann irgendwann mit dem Hinterrad an der Landung einzuschlagen und dann über den Lenker abzusteigen, aber wir konnten keinen Freiwilligen für diese „Try & Error Variante“ finden – also doch rechnen.

So, hier mal die „wissenschaftliche Sicht“ auf den Gang-Bang nach dem Steinfeld in Bad-Wildbad! (Kann natürlich auf jeden anderen Drop oder Gap oder Double oder was auch immer übertragen werden)

Annahmen:

  • Höhenunterschied zwischen Absprung und Landung: ca. 0,5m
  • Entfernung zwischen Absprung und Landung: ca. 2m
  • Absprungwinkel ca. 3-5° (je nachdem wie stark man das Bike hochzieht entsprechend mehr)

Erklärung:

  • Gestrichelte rote Linie => Absprungwinkel
  • grüne Linie => Sprung- / Flugweite
  • schwarze Linie => Flugbahn

Flugkurve

Um die zwei Meter Entfernung gerade so zu schaffen sollte man mindestens zwanzig Sachen drauf haben, oder das Bike entsprechend hochreißen um die Flugbahn zu verändern.

Bei der Berechnung wurden Dämpferverhalten, Luftwiderstand, Rücken- oder Gegenwind und die Höhe über Meeresspiegel vernachlässigt. Da die ganze Berechnung fürs Biken gedacht ist habe ich mir erlaubt auch die Erdkrümmung nicht mit einzurechnen J  Wer sich hier etwas austoben will kann entsprechende Fachbücher zur Ballistik wälzen, oder sich mit der Näherung zufrieden geben und Biken gehen.

Wenn Ihr in Zukunft nicht wisst ob Ihr den Gap vor Euch schaffen könnt, entweder BIG BALLS und „Just do it“ – oder erstmal die Physik die Randbedingungen schätzen lassen und Safety-First!

Und ja, wir wissen dass das ganze etwas nerdy ist und auch dass der GangBang nicht unbedingt ein Sprung ist der diesen Aufwand rechtfertigt, aber hey es hat uns eben interessiert…

Happy Trails und gutes Wetter

Sven

P.S.: Der Link zum Java-Applet zur Berechnung folgt noch

Negativfederweg (SAG) einstellen

Der eine: „Hast du auch deinen SAG richtig eingestellt?“ Der andere: „WHAT???“

SAG – schon oft gehört, aber was ist das eigentlich? Beim SAG, auch Negativfederweg genannt, handelt es sich um den Weg den die Gabel bei statischer Belastung durch das Fahrergewicht beim ruhigen Sitz im Sattel eintaucht – ganz klar, oder?

Um diesen Betrag kann die Gabel z.B. beim Durchfahren eines Schlaglochs noch ausfedern, ohne dass der Reifen den Kontakt zum Boden, und damit den nötigen Grip, verliert.

So, nachdem wir nun wissen wovon wir reden müssen wir nur noch die richtige Einstellung finden – und da geht das Problem auch schon los! Um herauszufinden wie weit die Gabel eintaucht bringen alle die keinen Gummiring an der Gabel haben zuerst einmal einen Kabelbinder am Standrohr an und schieben diesen ganz nach unten. Den Gummiring oder den Kabelbinder nutzen wir als Markierung um den Negativfederweg zu messen.

Als nächstes Setzt Ihr Euch mit kompletter Ausrüstung (Rucksack, Klamotten, Trinkblase, Helm, einfach alles…) auf das Bike – am besten hilft Euch jemand dabei und hält das Bike am Lenker fest und schiebt den Ring oder den Kabelbinder nach unten wenn Ihr in einer zentralen Position auf dem Bike sitzt.

Beim Absteigen solltet Ihr darauf achten dass die Gabel nicht erneut eintaucht. Am besten geht das wenn Ihr Euch leicht seitlich abkippen lasst.

Jetzt könnt Ihr den Abstand des Rings oder Kabelbinders bis zur unteren Kante bei der Dichtung messen. Im Idealfall und je nach Einsatzzweck sollte der Negativfederweg ca 15-25% vom gesamten Federweg betragen – die Freerider unter Euch nehmen besser 25% die Tourenfahrer orientieren sich bei 15%.

Sollte der SAG nicht passen, dann müsst Ihr mit einer speziellen Dämpferpumpe (ca. 25€ im Fachhandel) den Luftdruck in der Positivkammer anpassen. Einige Hersteller haben bereits Luftdrucktabellenauf den Tauchrohren oder eine Skala mit dem prozentualen Federweg auf den Standrohren aufgedruckt. Für den Dämpfer gibts ähnliche Einstellhilfen bei einigen Herstellern (Lapierre, Canyon, …), anonsten verfahrt ihr hier genau nach dem selben Prinzip!

Zum Schluss noch einmal aufs Bike sitzen und den SAG checken, dann nur noch Druck- und Zugstufe anpassen und Spaß haben!

 

Sonderaktion – Inspektion zum Saisonstart

Der Winter ist vorbei, der Schnee schmilzt und die Tage werden länger! Da könnte die Saison doch eigentlich starten, oder?

Das Salz auf den Straßen und die extremen Temperaturen setzen den Bikes mehr zu als man vermutet.

Hat dein Bike den Winter gut überstanden?

Wir wollen dass Ihr sicher in die Saison starten und den Bikesommer geniessen könnt.

Darum bis zum 31.05.2011 unsere SOMMERINSPEKTION zu Sonderpreisen sichern!

Für nur 20€ bieten wir folgende Leistungen an*:

  • Bremsen auf Funktion und Abnutzung prüfen
  • Reifenluftdruck kontrollieren
  • Reifenprofil kontrollieren
  • Beleuchtung auf Funktion und Einstellung testen
  • Schaltung überprüfen und nachstellen
  • Kette und Zahnräder auf Abnutzung prüfen und schmieren
  • Lenker und Gabel auf Spiel überprüfen
  • Antriebs- und Bremskomponenten auf Beanspruchung durch Salzeinwirkung prüfen**
  • Prüfen von Lagerspielen

Das Angebot ist gültig für alle Fahrräder mit Kettenschaltung, egal ob Versandbike oder aus dem Fachhandel inklusive kostenloser Reparatur- und Pflegehinweise.

JETZT Termin vereinbaren und sicher in die SAISON 2012 starten!

 

* erforderliche Ersatzteile und Reparaturarbeiten werden separat vereinbart und berechnet

** Reinigung der Komponenten soweit erforderlich/gewünscht wird nach Aufwand berechnet

Hier findet Ihr noch den passenden Flyer zum Download:

Sommerinspektion Flyer

Sommerinspektion

Carbon oder kein Carbon – das ist hier die Frage!

Frei nach dem Motto: E = 0,5 m * V² wird Leichtbau auch im Hobbysport immer wichtiger. Dieser Trend führt dazu, dass neue Wege gesucht werden unnötiges Gewicht zu reduzieren.

Was liegt da näher als auf ein leichteres Material zurück zu greifen?

Kohlenstoff verstärkter Kunststoff (CFK), häufig auch als Carbon bezeichnet, ist fast fünfmal leichter als Stahl und immerhin noch ca. 60% leichter als Alu.

Na dann ist ja alles klar! Das gewünschte Bauteil wird also nur 40% von dem ursprünglichen Bauteil wiegen, oder etwa nicht?

Denken wir beispielsweise an einen geschäumten Kunststoff, der nochmals gut 100-fach leichter ist als Carbon wird uns bewusst, dass das Gewicht nicht der einzige zu betrachtende Faktor sein kann.

Ganz entscheidende Kenngrößen bei der Entwicklung von leichten Bauteilen sind für Ingenieure die sogenannten gewichtsspezifischen mechanischen Kennwerte.

Das heißt also z.B.
• wie steif ist das Material im Verhältnis zu seinem Gewicht (spezifischer E-Modul)
• wie viel hält das Material aus im Verhältnis zu seinem Gewicht (spezifische Festigkeit)

Wie es genau um diese Eigenschaften bei den typischen Radmaterialien steht will ich in den folgenden Zeilen etwas beleuchten.

Häufig findet man im Internet die Aussage, dass Carbon weniger aushält als Aluminium. Diese Aussage ist so jedoch nicht richtig. Der Materialkennwert „Festigkeit“ steht vereinfacht gesagt nämlich genau für diese Belastungsresistenz. Aluminium ohne irgendwelche Zusatzstoffe (also unlegiert) hält nämlich nur sehr wenig aus. Erst durch das Beimengen von anderen Metallen wird die Aluminiumlegierung zu einem belastbaren Werkstoff.

Kohlenstofffasern haben dagegen je nach Art (ja, es gibt auch hier sehr große Unterschiede!) deutlich höhere Steifigkeiten und Festigkeiten in Faserrichtung. Genau dies ist auch der entscheidende Punkt! Viele technische Fasern haben in Faserrichtung ein deutlich besseres mechanisches Verhalten wie senkrecht dazu (anisotropes Materialverhalten). Um ein möglichst geringes Bauteilgewicht zu realisieren, sollten also die Fasern genau in Belastungsrichtung in die sogenannte Matrix (meist Epoxidharz) eingebettet werden. Je mehr Sicherheitslagen man in andere Richtungen einbaut, desto unempfindlicher wird das Bauteil zwar gegen Missbrauchslastfälle, jedoch verliert man auch wieder den großen Gewichtsvorteil gegenüber Aluminium. Je nach Lastfall und artgerechter Faserausrichtung im Bauteil kann also von knapp 20% bis zu 70% des Gewichts gegenüber Aluminium eingespart werden! Dies verdeutlicht die folgende Grafik.
Gibt Leichtbaupotenzial von uni- und multidirektionalem CFK im Vergleich zu Aluminium an
Bei Bauteilen die nur in wenige Hauptrichtungen belastet werden sollen und geeignete Geometrie besitzen, kann die Kohlenstoff-Faserverbundlösung also wirklich deutlich leichter werden. Voraussetzung hierfür ist eine fachgerechte Bauteilauslegung und –produktion, sowie eine 100% Qualitätskontrolle, die durch aufwändige Verfahren Fehler im Produktionsprozess aufdeckt. Das Ausgangsmaterial, das Produktionsverfahren, die Qualitätskontrollen sind deutlich kostenintensiver als in der Metallverarbeitung. Außerdem ist die Bauteilauslegung deutlich Zeit- und Know-how-intensiver als bei isotropen Werkstoffen wie Kunststoff, Alu oder Stahl. Wenn man also auf sehr kostengünstige Carbonbauteile stößt, sollte man dies kritisch hinterfragen -> metallischer Grundkörper mit Carbon Überzug, oder Ausschussbauteil?

Also ziehen wir jetzt alle los und kaufen uns einen richtig teures Carbon Rad und werden glücklich?

Leider kann man auch diese Frage wieder nicht eindeutig mit ja oder nein beantworten. Wie bereits oben gezeigt werden leichte Carbonbauteile belastungsgerecht ausgelegt und haben ihre Fasern hauptsächlich in Belastungsrichtung ausgerichtet. Dies macht sie empfindlich gegenüber Missbrauch (z.B. ungeplante Krafteinleitung durch Sturz).

Die eigentliche Versagensart ist von vielen Faktoren wie z.B. Krafteinleitungsgeschwindigkeit, Matrixzähigkeit, Faserbruchdehnung und Grenzflächenhaftung abhängig.
Da dieser Artikel keine wissenschaftliche Arbeit ist, gehe ich in den folgenden Zeilen vereinfacht von einem Standardlaminat (C-HS Faser & Standardepoxy), wie es häufig vorkommt, aus.

CFK besitzt kein duktiles Materialverhalten, das heißt es kann sich bei Überlast nicht einfach verformen, bevor es reißt. Abbildung a) auf dem folgenden Schaubild zeigt dies.

Aluminium und Stahl versagen dagegen Sortenabhängig eher wie Abbildung b) bzw c).

In der Praxis heißt das, dass zwar bei kurzfristiger,  kleiner Überlast zunächst nur die Fasern an hochbelasteten Stellen reißen und der Kraftfluss an die nebenliegenden Fasern umgeleitet wird. Danach hält das Bauteil aber nichtmehr viel aus und es kommt bei erneuter kleiner Überlast zum plötzlichen, kompletten Versagen.

Das Faserreißen ist bei leiser Umgebung hörbar und häufig macht das Bauteil danach bei erneuter Belastung Geräusche. Sieht man also irgendwelche Materialveränderungen, oder macht das Bauteil Geräusche, so sollte man sofort das Bauteil auswechseln, bzw. vom Fachmann untersuchen lassen.

Schön und gut, doch was sagt uns dies für die Praxis?

Schlägt also ein Stein gegen das Bauteil kann dies auf der Einschlagseite Fasern beschädigen und die Festigkeit herabsetzen. Je nach Krafteinwirkung und Geometrie kann es aber auch passieren, dass die Fasern genau auf der gegenüberliegenden Seite (also im Rahmen) versagen. Dort sieht man den Schaden nicht und es besteht die Gefahr dass bei einer Landung aus einer Rahmen plötzlich zwei halbe Rahmen werden.
Im Gegensatz dazu verformt sich ein metallisches Bauteil bei Überlast zunächst plastisch. Auch nach dieser plastischen Formänderung ist es immer noch belastbar (je nach Verformung aber auch nicht mehr so hoch!).

Fazit:

Bei Anwendungen mit vorhersagbarer Materialbelastung ohne die erhöhte Gefahr von Faserverletzung (z.B. Steinschlag & Aufsetzer) vorhersehbar ist und das Bauteil dementsprechend ausgelegt werden kann, ist Carbon also das optimale Mittel zum Zweck! Ein Rennrad wäre also ein optimales Beispiel dafür.

Kann es jedoch häufiger zur ungeplanten Lastfällen (Sturz, Steinschlag) kommen, so sollte man lieber ein Material mit duktilem Materialverhaltenbevorzugen (Alu) verwenden. Ein Mountainbike der Enduro, Freeride oder auch Downhillklasse gehören in diese Kategorie.

Wird man jedoch gesponsert und kann den Rahmen nach einem Sturz einfach gegen einen neuen Tauschen so spricht hier ebenfalls nichts gegen einen Carbonrahmen. Denn wie bereits am Anfang des Artikels beschrieben, besitzt das Material eine höhere Festigkeit als Alu und kann so bei gleicher Dimensionierung und sinnvoller Faseranordnung deutlich mehr aushalten.

Einige Hersteller schützen gefährdete Stellen mit Kunststoffüberzügen. Diese helfen bei leichten Aufsetzern gegen Abrieb, verteilen die Einschlagsenergie von Steinen, aber verhindern leider auch die Sichtprüfung der gefährdeten Stellen.

Zum Schluss noch etwas aus der gefährlichen Foren Halbwissenskiste:

Alurahmen halten deutlich länger als ein Carbonrahmen ! ?

Bei Artgerechter Belastung und UV schützender Lackierung ist diese Aussage falsch. Im Gegensatz zu Aluminium hat Carbon deutlich bessere Eigenschaften bezüglich seiner Dauerfestigkeit.

Carbon ist ein neuer unzuverlässiger Werkstoff ! ?
Falsch, Carbon kommt seit zig Jahren in hochbelasteten Stellen im Flugzeug und Rennautos zum Einsatz und wird auch in der Automobilindustrie zur Serienreife getrimmt, bzw. ist seit Jahren im Einsatz (BMW – i3; VW 1 Liter Auto; KTM X-Bow; Porsche Carrera GT, …)

Falls es noch weitere Fragen oder Anregungen zum Thema gibt, versuche ich gerne diese zu beantworten!

Auf Mountainbike-magazin.de findet Ihr auch einen guten, einfach gehaltenen Artikel zum Thema Carbon mit seinen Vor- und Nachteilen.

 

Ride free!

Euer Basti

Quellen:
Prof. Dr.-Ing. Gottfried Wilhelm Ehrenstein -Faserverbund-Kunststoffe: Werkstoffe – Verarbeitung – Eigenschaften
M.Eng. Sebastian Baumgärtner – Technical and economic analysis of crash absorbing components in vehicles made out of different composite materials
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Tetzlaff
Prof. Dr.-Ing. Helmut Schürmann – Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden
Manfred Neitzel, Peter Mitschang – Handbuch Verbundwerkstoffe
KTM_Technologies
VDI
Wikipedia
MTB-News
Sebastian Baumgärtner
Audi AG

Versenkbare Sattelstütze mit Remote

Habe mir vor einigen Monaten eine Sattelstütze von Kindshock (KS I900-R) gegönnt und dachte heute ich schreibe Euch mal etwas über meine Erfahrungen.

Sven hat Euch ja schon hier die Sattelstütze und ihre Derivate mit Vor- und Nachteilen vorgestellt.

Ich habe mich im Gegensatz zu ihm für die „R“ Version entschieden. Dieses R steht dabei für „Remote“. Man hat also quasi eine Fernbedienung am Lenker mit der man, ohne den Lenker loslassen zu müssen, einfach die Sitzhöhe an die aktuellen Bedingungen anpassen kann.

Das Problem an der Sache ist jedoch folgendes: Leider gibt es die Teile nicht kabellos.
Dies führt dazu, dass man den Bowdenzug auf eine beliebige Art und Weise von vorne nach hinten verlegen muss. Dabei gibt es sehr viele Möglichkeiten, die alle mehr oder weniger starke Vor- und Nachteile aufweisen. Ein immer wiederkehrendes Problem bei meinen ersten Versuchen waren scheuerstellen am Rahmen.

Als beste Lösung für die Geometrie meines Rades hat sich die Verlegung auf dem Oberrohr erwiesen. Als Führungen dienten dabei verschiedenste Halter vom Roseversand (hier und hier). Kontaktstellen mit dem Rahmen wurden dabei einfach mit Schutzfolie beklebt und alles schien vorerst perfekt zu funktionieren.

Was in der heimischen Garage noch hundertprozentig überzeugte zeigte beim Einsatz auf dem Trail jedoch schnell erste Schwachstellen. Durch schnelles Verstellen rutschte der gestauchte Zug vom Oberrohr und hätte so über kurz oder lange neue Scheuerstellen verursacht.

Eines Abends kam mir dann die Idee eine Art Führung für den Zug zu konstruieren. Nach genauen Vermessungen und ein paar Stunden vorm PC stand also der erste Digitale Prototyp vor mir.

Nach erneuter Kontrollmessung entschloss ich mich dieses Teil irgendwie zu fertigen. Im Endeffekt kamen aus Gewichts- und Kostengründen nur 2 Materialien in Frage: Alu oder ABS Kunststoff. Da man an Kunsstoff auch noch nachträglich einfach letzte Radien anpassen kann habe ich mich hierfür entschieden. Nun stand ich aber immernoch vor der Frage wie ich diese komplexe Geometrie erzeugen kann.

Nach ausgiebiger Rücksprache über Produktionsverfahren und Materialeigenschaften mit dem Geschäftsführer Herr Wagner von www.3D-Prototyp24.de entschloss ich mich das Teil durch einen 3D Druck erzeugen zu lassen. Dabei wird das Bauteil Lage für Lage aus ABS Kunsstoff „gedruckt“ und hat am Schluss nahezu die Materialeigeschaften eines gefrästen Teils. Das Bauteil wurde innerhalb weniger Tage gefertigt und mir zugeschickt.

An dieser Stelle nochmals herzlichen Dank für die tolle Beratung und Ausführung!

Sofort nach dem Erhalt wurde das Bauteil provisorisch am Rahmen befestigt und probegefahren.

Die Umlenkung stellt wie geplant sicher, dass auch bei schnellen Verstellungen der Zug immer sauber geführt wird und die Sattelstütze zuverlässig ihren Dienst erfüllen kann. Nach wie vor bin ich von der Funktion begeistert. Im Moment warte ich nur noch auf den Lack meines Rades um die Umlenkung entsprechend lackieren zu können um sie auch optisch ins Bike zu integrieren.

Als Fazit kann ich also die Remote Version jedem sehr empfehlen der mit etwas mehr zeitaufwand noch mehr Spaß beim biken haben will.
Bei der Verlegung auf dem Oberrohr empfehle ich den Bau einer entsprechenden Umlenkung um die Funktion und somit den Spass langfristig sicherzustellen. Über Alternativen und Anregungen für Verbesserungen bin ich dankbar!

Cheers,

Basti

GPS – damit keiner verloren geht

Ein GPS (Global Positioning System) ist ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde und in der Luft durch den Empfang von Satellitensignalen.

Technologie

Die Satelliten teilen über Funk ihre genaue Position und Uhrzeit mit. Zur Positionsbestimmung muss ein Empfänger die Signale von mindestens vier Satelliten gleichzeitig empfangen. Im Empfangsgerät werden dann die vier Signallaufzeiten (von den Satelliten zur Empfangsantenne) errechnet. Daraus werden dann die aktuelle Position (inklusive der Hohe) und die genaue Empfängeruhrzeit ermittelt.

Für eine Streckengenauigkeit von 3 Metern müssen die Laufzeiten mit einer Genauigkeit von 10 Nanosekunden bestimmt werden. Anstatt den Empfänger aber mit einer entsprechend hochgenauen Atomuhr auszustatten, wird der Fehler der Empfängeruhr ermittelt und bei der Positionsberechnung berücksichtigt. Zur Bestimmung der vier Unbekannten (drei Raumkoordinaten und Empfängeruhrenfehler) benötigt man vier Satelliten. Dies fuhrt zu vier Gleichungen mit vier Unbekannten.

Stationäre Empfangsstationen verbessern die Positionsgenauigkeit, indem sie alle 2 Stunden Korrektursignale  an die Einzelnen Satelliten übermitteln.

Anwendung

GPS wurde ursprünglich in den 1970er Jahren vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und war durch die künstliche Signalverschlechterung für zivile Anwendungen nur bedingt einsetzbar. Seit der Abschaltung der Signalverschlechterung im Mai 2000 wird auch für zivile Zwecke eine Genauigkeit in der Größenordnung von 10 Metern sichergestellt. Mittlerweile hat sich GPS als das weltweit wichtigste Ortungsverfahren etabliert und wird in Navigationssystemen weit verbreitet eingesetzt.

In den letzten Jahren wurde GPS im Privathaushalt immer bekannter und erschwinglicher. Kosteten zu Beginn mobile Navigationssysteme fürs Auto noch mehrere Hundert, bis hin zu knapp tausend Euro, kann man heute schon ordentliche Geräte für unter 200€ erwerben.

Dieser Siegeszug hat auch dafür gesorgt dass die Navigationsmöglichkeiten für den privaten Gebrauch im Outdoorbereich bezahlbar wurden.