wie Federrate messen z.B. Federbein

  • Wie misst man die Federrate einer Druckfeder, zum Beispiel von unserem Federbein?

    Im Internet gib es recht viele Infos die aber auch leider sehr unschlüssig sind, Richtig währe wohl das ich die Feder zusammendrücke und dabei die Kraft messe. Bei einer Linearen Feder sollte das dann ja kontinuierlich sein.

    Im Netz bin ich auf eine Interessante und einfache Lösung gestoßen, und zwar mit einer Waage und Standbohrmaschine.
    Das habe ich ausprobiert allerdings sind die Werte recht verwirrend.


    Laut angaben soll sie Linear sein und 85NM haben. Länge 170mm Durchmesser 10,5mm und 6,5 Windungen
    Gemessen habe ich folgende Werte:
    0,3cm = 9kg
    0,5cm = 16kg
    0,6cm = 20kg
    0,7cm = 25kg
    1,0cm = 38kg
    1,2cm = 50kg

    Für mich sehen die gemessenen Werte nach einer progressiven Feder aus und wie soll ich auf 85NM dabei kommen?

    Oder mache ich dabei etwas falsch

    BMW S1000R Federrate messen by Thomas Jarzyk, auf Flickr

  • So einfach geht es nicht Tom.
    Parameter wie die Dicke des Stahls müssen mit einbezogen werden etc.
    http://www.sodemann-federn.de/faq/druckfeder…iner-druckfeder

    Ich habe gerade gleiches Problem mit den Öhlins Gabelfedern meiner Blade.
    Ich wollte härtere Federn haben. Öhlins schickt 10,5 Federn. Nach dem Einbau kam ich bei voll eingedrehter Vorspannung gerade mal auf 40mm Negativfederweg.
    Nach vielen Messungen wurde dann Honda angerufen um zu ermitteln welche NM die originale hat. Heraus kam, das diese schon 11.0 Federn sind.

    Cuxman

  • So einfach geht es nicht Tom.

    Doch...genauso einfach geht das...
    Kraft/Weg ergeben die Federrate.
    Dass deine Werte keine gleichmässige Rate ergeben liegt an der Art deiner Messung. Bei solch geringen Kräften macht sich am Anfang erstmal der Weg bis zum 100% anliegen der Feder an deinen Auflagen bemerkbar und natürlich die Genauigigkeit deiner Messungen. Selbst wenn diese Feder progressiv wäre (was sie soweit ich das auf dem Bild sehe definitiv NICHT ist) kommst du bei 1-2cm noch längst nicht in den Bereich in dem Progression wirksam würde.
    Nach meinen Unterlagen liegt die Federrate einer SC57 bei 120kg/cm.... allerdings ohne Gewähr.

    Cuxman: Die gemessene !! Gabel-Federrate einer SC59/08 ist übrigens 10,2.
    Race-Tech gibt als gemessen 10,4 an.

    Eines Tages glaubte ein Koyote entdeckt zu haben, dass er nur lange genug heulen müsse um den Vollmond zu besiegen.... (keine alte Indianerweisheit sondern eher eine Erkenntniss des internet-Zeitalters)

    3 Mal editiert, zuletzt von Dr.Fireblade (1. Januar 2016 um 15:45)

  • Für min technisches Verständniss.
    Du meinst also, Klickspeed soll die Messung erst bei der Hälfte des Gesamtferderweges messen?

    Zu meiner Feder. Wie kann es dann sein, das ich trotz voller Vorspannung nicht in den optimalen Bereich komme? Ich hätte gerne ca. 30mm
    Es sind natürlich lineare Federn.

    Cuxman

  • Die Hälfte nun nicht gerade, das wird er kaum gedrückt bekommen.... aber mind. 100kg Vorpannung muss einfach sein, 250kg (rund 2cm) wären optimal. Und nur mal so am Rande.... wenn da mehrere 100kg drauf sind wird hoffentlich jedem klar sein dass sowas sack-gefährlich ist....

    Waren die Öhlinsfedern genau gleich lang? Luftkammer auch identisch?
    Federn haben nebenbei auch noch Toleranzen... normal etwa 5%, richtig gute liegen bei 3%. Wenn also um 11-10,5 geht kanns, wenns ganz dumm läuft sein, dass ne nominal 10,5er "härter" ist als ne nominal 11er.


    30mm sind m.M.n. ziemlich knapp....aber das ist natürlich auch Geschmacksache. Ist bei den modernen Gabeln mit Top-out-Feder ohnehin nimmer ganz so wichtig.

    Eines Tages glaubte ein Koyote entdeckt zu haben, dass er nur lange genug heulen müsse um den Vollmond zu besiegen.... (keine alte Indianerweisheit sondern eher eine Erkenntniss des internet-Zeitalters)

  • Für mich sehen die gemessenen Werte nach einer progressiven Feder aus und wie soll ich auf 85NM dabei kommen?

    Oder mache ich dabei etwas falsch

    ... Frohes neues Jahr!
    85NM ist keine Federkonstante und passt nicht zur gezeigten Feder. NM ist keine Federkonstante, sondern z.B. N/cm.

    Wegen der geringen Federbewegung sind Deine Werte nicht so linear, wie man erwartet, aber im Durchschnitt handelt es sich bei Deinen Messwerten um eine Feder mit einer Konstante D= ca. 450 N/cm. Die gezeigte Feder ist eine lineare Feder.

    Woher auch immer die Angabe 85NM kam, falls dort nur der Bruchstrich fehlt und das M ein Kleines sein soll, würde das bedeuten, daß die Feder dazu bei einer Kraft von 85N (ca. 8,5kg nach unten) einen ganzen Meter (m) zusammengedrückt würde. Das passt ja nun so garnicht zum Objekt auf dem Bild.

  • @Dr.Fireblade
    das ganze ist mir einleuchtend.

    Es hat mir keine Ruhe gelassen und ich hab das heute noch mal nachgemessen und bin auf einen Fehler beim gestrigen messen gekommen.

    Und zwar hat die Bohrmaschinen Spindel 2mm Spiel und hat auch ein Eigengewicht von fast drei Kilogram. Nach dem ich das Spiel abgezogen und die Waage mit dem zusätzlichen Eigengewicht genullt habe sieht das schon viel plausibler aus.

    0,1cm 4,9kg
    0,2cm 9,1kg (+4,1)
    0,3cm 13,3kg (+4,2)
    0,4cm 17,6kg (+4,3)
    0,5cm 22,3kg (+4,7)
    0,6cm 26,8kg (+4,5)
    0,7cm 31,5kg (+4,8)
    0,8cm 36,7kg (+5,0)
    0,9cm 42,0kg (+5,3)
    1,0cm 47,5kg (+5,5)
    1,1cm über 50kg Waage geht nur bis 50kg


    also leicht progressiv,dann hat die Feder beim ersten cm 47,5kg

    Nun hat jemand aus einem anderen Forum geschrieben das ich ja die Kraft verdoppeln müsse da diese in der Ständerbormaschine in beide Richtungen wirkt. dann währen wir bei 95kg (was ich aber nicht verstehe)

    Dann müssen wir noch umrechnen

    Einheit in der Regel Newton (N) pro mm
    1 kg = 9,81 N

    dann komme ich auf 93,1N plus minus Messtoleranzen sollte die Werksangabe passen zumal ich die 85N nicht bestätigen kann, denn die RR hat 90N und das würde den passen.

    @ Volker was du eingangs meintest bezieht sich auf das theoretische errechnen der Federrate durch Länge, Windungen und Drahtstärke.

    gruß Klicki

  • Verdoppeln musst du da gar nichts... und warum du da eine leicht Progression misst dachte ich dir erklärt zu haben.
    Schau dir deine Feder mal genau an, dann wirst du sehen dass die "toten" Windungen an beiden Enden auf den ersten paar mm keineswegs tot sind. Erst wenn die anliegen ergibt sich eine konstante Federrate.
    Und nochmal, es gibt keine Fahrwerks-Feder die bereit nach 1cm Hub progressiv wäre... gibts nicht, gabs nicht, wirds auch nie geben.
    Außerdem kannst du eine progressive Feder immer erkennen... die hat unterschiedliche Windungsabstände.... bzw. (ganz selten) unterschiedliche Windungsdurchmesser.

    Eines Tages glaubte ein Koyote entdeckt zu haben, dass er nur lange genug heulen müsse um den Vollmond zu besiegen.... (keine alte Indianerweisheit sondern eher eine Erkenntniss des internet-Zeitalters)

  • Doch ich muss den Wert verdoppeln da die Kraft in der Ständebohrmaschine in beide Richtungen wirkt. Und ja du hast uns das mit der Progression erklärt und darauf hatte ich ja schon geantwortet das mir dies Einleuchtet.

    Und ich habe ja nur bei meiner 2. Messung diese leichte Progression festgestellt. die du hier ja nochmals gut dar gelegt hast.

    Also alles prima, wir können uns entspannen ;) und vielen dank

  • Doch ich muss den Wert verdoppeln da die Kraft in der Ständebohrmaschine in beide Richtungen wirkt.

    Stell die Waage auf den Boden, stell die Feder drauf und dann einen Zentner Kartoffeln.....
    Was wird die Waage anzeigen? 50Kg (plus die Federmasse)
    Wie weit wird die Feder zusammengedrückt werden? Gut 1 cm.

    Federn stehen immer von zwei Seiten unter einer Kraft... sonst würden sie nämlich wegrutschen.
    Deine Waage misst die Kraft die du über die zwischengestellt Feder mit deiner Ständerbohrmaschine aufbringst, Ende. Wenn du die Feder wegnimmst oder dort ein starres Holz hinpackst bekommst du den gleichen Wert... und wenn du die 50kg mit nem Sack Kartoffeln aufbringst ebenfalls.
    Nix is mit verdoppeln.

    Eines Tages glaubte ein Koyote entdeckt zu haben, dass er nur lange genug heulen müsse um den Vollmond zu besiegen.... (keine alte Indianerweisheit sondern eher eine Erkenntniss des internet-Zeitalters)

  • Verdoppeln muss du hier nicht. Da hat der Dr. Michael absolut recht.

    Bei der Geschichte ist der "Arbeitsbereich" (S) der Feder ausschlaggebend. Also die Kraft der Feder zwischen L1 und L2.

    https://www.federnshop.com/de/produkte/dr…berechnung.html

    Hier ist das einfach erklärt und nachvollziehbar.

    Viel Spass beim "Federraten" und spielen mit dem Federberechnungsprogramm.

    Gier frisst Hirn

  • Äh ... kann mich völlig Ahnungsloser mal einer aufklären, warum man eine Federrate berechnet und was man dann davon hat?


    die frage ist indirekt schon weiter oben beantwortet worden:

    Ich habe gerade gleiches Problem mit den Öhlins Gabelfedern meiner Blade.
    Ich wollte härtere Federn haben. Öhlins schickt 10,5 Federn. Nach dem Einbau kam ich bei voll eingedrehter Vorspannung gerade mal auf 40mm Negativfederweg.

    die feder soll also an's körpergewicht angepasst werden, um in einen vernünftigen arbeitsbereich (z.b. 1/3 neg., 2/3 pos. federweg) zu kommen!

    edit:

    sieht dann bei der gabel etwa so aus:
    serienauslegung: 200kg (motorrad) + 70kg (fahrer) = 270kg
    bei einer gewichtsverteilung von 50:50 entfallen dann ~135kg auf's vorderrad. wenn die hier erwähnten federn mit 10,5N/mm entgegenwirken, entspricht das ~1,07kg/feder, also 2,14kg.


    die rechnung wäre dann:
    einfederweg = 135kg / 2,14kg / 1mm => 63,5mm, unter denen sich die federn bei entsprechender last zusammendrücken werden. wenn jetzt noch die 20mm abgezogen werden, die die federvorspannung hergibt, kommt man mit ~43mm recht nahe an das von Cuxmann gemessene ergebnis.

    bei: einfederweg = 135kg / 3,06kg / 1mm = 44,1mm, wäre folglich das ergebnis, wenn die federrate 15N/mm beträgt. das ist keine empfehlung, da habe ich zu wenig erfahrung, sondern nur ein anschauliches beispiel!

    wenn also die federrate um ~1/3 erhöht wird, verkürzt sich deshalb auch andererseits der einfederweg um ~1/3!

    klar wird hierbei aber auch, dass man nach der entsprechenden gegenkraft sucht und nicht selbst eine feder bauen will, weshalb auch nicht die federrate im eigentlichen sinn, mit durchmessern und windungszahl berechnet werden muss, sondern nur die erforderliche gegenkraft.

    was bei der gabel noch recht trivial ist, sofern man den lenkkopfwinkel vernachlässigt, weil die kraft nahezu direkt auf die federn wirkt, wird die rechnung nach der gegenkraft beim federbein einigermaßen komplexer, weil die hebellängen der schwinge und der umlenkung die kraft, die auf das federbein wirkt maßgeblich beeinflussen. die hier geposteten federraten veranschaulichen das auch recht deutlich: bei der gabel wird von ~10N/mm pro feder gesprochen, während es am federbein ~100N/mm sind, wobei die last aber mit etwa 50:50 auf die beiden räder und damit die federn verteilt ist.

    berechnet wurde das klarerweise aber bereits vom hersteller, wenn es angepasst werden soll, reicht es eigentlich einen proportionalitätsfaktor zu ermitteln. entweder, wie oben dargestellt, um einen bestimmten einfederweg zu erreichen, oder gleich alles als "blackbox" zu betrachten und den entscheidenden parameter - die gegenkraft, im verhältnis (implizit) anzupassen. man abstrahiert also aus dem bestehenden system, welche änderungen, im verhältnis zur serie gestzt werden sollen, um die änderungen zum gewünschten ergebnis zu führen - den einstellbereich im optimalfall in die nähe der mitte der einstelmöglichkeiten zu setzen.

    Z.B.:
    serienauslegung: 200kg (motorrad) + 70kg (fahrer) = 270kg
    schwerer fahrer: 200kg (motorrad) + 120kg (fahrer) = 320kg

    proportionaltätsfaktor: 320/270 = ~1,2 ... wenn z.b. serie eine feder mit 100N/mm verbaut ist, wäre eine feder mit 120N/mm wahrscheinlich keine schlechte wahl.

    ich denke, dass ist genau das, was klickspeed herausfinden will!

    man sollte aber bedenken, dass zug/druckstufe auf die serienfeder ausgelegt sind und bei größeren änderungen der federrate auch angepasst werden müssten. wer sich an dieses foto von klickspeed erinnern kann, wird dieses bestreben nachvollziehen können:

    Klickspeed: bitte nicht übel nehmen, aber wenn man schaut, wie tief der bock hier in den federn hängt, erklärt das dein bestreben ganz gut.

    ... remember the times, when sex was safe and bikes were dangerous?

    ... alle Angaben nach bestem Wissen & Gewissen, aber ohne Anspruch auf allgemeine Richtigkeit/Gültigkeit ,,, (-:

    8 Mal editiert, zuletzt von erixx (5. Januar 2016 um 02:49)

  • erixx mein Freund, du darfst das, es gibt aber auch Beweise aus meiner unterernährten Zeit ;)

    Also strengt Euch an damit das Rätsel gelöst werden kann. Es ist wie immer nur viel schlimmer ;)


    Sieg beim Rennen in Most 1994 by Thomas Jarzyk, auf Flickr


    IMG 4_0001 by Thomas Jarzyk, auf Flickr


    1990 Most CZ by Thomas Jarzyk, auf Flickr


    Rijeka 1990 2 by Thomas Jarzyk, auf Flickr

  • Also strengt Euch an damit das Rätsel gelöst werden kann.

    wenn dann mal feststeht, welche federrate nun tatsächlich bei dir verbaut ist, würde mich das auch sehr interessieren, weil ich hier bloß theorie zum besten gegeben habe. wäre interessant, was jemand mit erfahrung, wie Dr.Fireblade, dazu meint ... :D

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    Einmal editiert, zuletzt von erixx (2. Januar 2016 um 18:04)

  • Rechnen ist in so einem Fall so ne Sache.... außerdem fehlt der Einfluss von Vorspannung und besonders Luftkammer.
    Kommt in dem Fall aber ganz gut hin... ich hätte auch ne Feder um 12 empfohlen.
    Was die Dämpfung betrifft hat der Erich natürlich auch völlig Recht... . Druckstufe sollte spätestens bei der nächsten Wartung/Zerlegung etwas nachgelegt werden.
    Hinten besteht meistens weniger Handlungsbedarf, die Feder ist eher straff ausgelegt weil sie meist als ein Kompromiss für evtl. Soziusbetrieb ausgelegt wird. Muss man testen....

    Eines Tages glaubte ein Koyote entdeckt zu haben, dass er nur lange genug heulen müsse um den Vollmond zu besiegen.... (keine alte Indianerweisheit sondern eher eine Erkenntniss des internet-Zeitalters)

  • laut Internet soll da eine Feder mit 85 oder 90N verbaut sein. Das Gewicht kann ich derzeitig nicht mehr nennen da ich das Federbein wieder zusammengesetzt und eingebaut haben

  • Wenmn du nicht so in Rätseln schreiben würdest wären wir schon lange fertig.....

    Was ist das denn für ne Feder um die es genau geht und was willst/wolltest du erreichen?

    Eines Tages glaubte ein Koyote entdeckt zu haben, dass er nur lange genug heulen müsse um den Vollmond zu besiegen.... (keine alte Indianerweisheit sondern eher eine Erkenntniss des internet-Zeitalters)

  • ... wird wohl die serienfeder im ferbein sein und das ziel die gewichtsanpassung ... was mit der gabel gemacht werden soll, oder bereits gemacht worden ist, ist zwar momentan hier noch nicht das tema ... würde mich aber in der kausalität auch noch sehr interessieren ... :D

    ... aber wie du's schon gepostet hast, liefern die bisherigen messwerte kein vernünftiges ergebnis, weil du meinst, dass im anfangsbereich ein "leerspiel" überwunden werden muss, was mir bis jetzt nicht bewusst war, aber sich nun völlig einleuchtend darstellt - danke! ...

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    2 Mal editiert, zuletzt von erixx (2. Januar 2016 um 23:39)

  • ich hab' die daten in diagramm übertragen:

    ... welches ja grundsätzlich linear aussieht, aber doch ein wenig progressiv ansteigt.
    ... es wäre halt wirklich interessant, was sich im intervall [50kg;100kg] noch tut ...

    PS: Doc's anmerkung, dass man im bereich von 200-300kg belastung nicht mehr aus nächster nähe schauen sollte, was sich da jetzt genau tut, halte ich für sehr situationsbezogen - das will ich auch nicht in die fresse kreigen, wenn diefeder auskeilt!

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