von: EmilEmil
Re: Speichen brechen alle paar km - 31.05.24 08:04
Ich zitiere mal aus Deinem (@bodu) Beitrag:
"Bei 300 N Vorspannkraft ist es wahrscheinlich dass die Speiche im Betrieb entlastet wird, das beansprucht das Material stark und die Speiche bricht nach einer gewissen Strecke"
Wer das aufmerksam liest, sollte eigentlich sofort einen Widerspruch bemerken: Da wird die Speiche entlastet, was zu einer starken Belastung des Materials führt ! Das schreit nach einer Erklärung !
Eine unbelastete Speiche bricht normalerweise nicht. Sonst könnte man Speichen nicht unbelastet im Regal lagern ! Trotzdem steckt in dieser Aussage des "Pudels Kern". Schon der von mir geschätzte Autor H.C. Smolik hat ja die Belastung der Speichen eines 32 Speichen Laufrades ("4 Speichen entlastet, 28 Speichen belastet") ganz gut beschrieben. Bei Berücksichtigung der Raddrehung erfährt der belastete Bereich der Speichen bei Erreichen des Entlastungs-Bereichs der Felge eine Entlastung, um dann wieder auf relativ kurzer Drehung die "volle" Belastung (Mittelspannkraft plus Anteile dynamischer Belastung) zu bekommen. Dieser Schockimpuls (den gibt es nur an der Wieder-Belastungsseite) geht nach meiner Ansicht mit (etwa ?) dem doppeltem Lastvielfachen einher. Dieses Lastvielfache ist den meisten Menschen z.B. vom Beladen eines Automobils (Kofferraum, Kombi-Laderaum...) aus dem vergrößerten Einsinken in die Federung des Automobils bekannt.
Mittels der Technischen Mechanik kann dieses Lastvielfache berechnet werden. Eine Masse an einer Feder, deren Masse zunächst durch einen Faden gehalten wird (Randbedingungen beim Start: Federweg = 0 ; Geschwindigkeit = 0) erfährt nach dem Kappen des Fadens zunächst den doppelten Federweg, bis sich nach einieger Zeit der statische Federweg einstellt. Nur eine dem System innewohnende Dämpfung steuert dabei die Zeit bis zum Erreichen des statischen Federwegs.
Bei anderen Randbedingungen können größere Lastvielfache auftreten. Der Vorgang bei einem Speichenrad mit Vorspannkraft läuft ähnlich ab. Bei ganz ungünstigen Bedingungen (Resonanzfall !) kann sich das System Aufschaukeln und der Bruch einer Speiche sehr schnell eintreten ! Das zum Verständnis der Problematik "Völlige Entlastung einer Speiche". Damit ist auch der Fall einer gebrochenen Speiche erklärbar. Denn rein von den Zusatzlasten der belasteten Speichen (Ob nun 28 oder 27 Speichen die Entlastung bei 4 Speichen übernehmen, ist selbst unter Annahme einer Cosinus-Verteilung der Gewichtsbelastung der Speichen (Höchstwert mit Faktor 2 der gleichmäßigen Verteilung) ein Ausfall einer Speiche höchst unwahrscheinlich.
Mit freundlichem Gruß
EmilEmil
"Bei 300 N Vorspannkraft ist es wahrscheinlich dass die Speiche im Betrieb entlastet wird, das beansprucht das Material stark und die Speiche bricht nach einer gewissen Strecke"
Wer das aufmerksam liest, sollte eigentlich sofort einen Widerspruch bemerken: Da wird die Speiche entlastet, was zu einer starken Belastung des Materials führt ! Das schreit nach einer Erklärung !
Eine unbelastete Speiche bricht normalerweise nicht. Sonst könnte man Speichen nicht unbelastet im Regal lagern ! Trotzdem steckt in dieser Aussage des "Pudels Kern". Schon der von mir geschätzte Autor H.C. Smolik hat ja die Belastung der Speichen eines 32 Speichen Laufrades ("4 Speichen entlastet, 28 Speichen belastet") ganz gut beschrieben. Bei Berücksichtigung der Raddrehung erfährt der belastete Bereich der Speichen bei Erreichen des Entlastungs-Bereichs der Felge eine Entlastung, um dann wieder auf relativ kurzer Drehung die "volle" Belastung (Mittelspannkraft plus Anteile dynamischer Belastung) zu bekommen. Dieser Schockimpuls (den gibt es nur an der Wieder-Belastungsseite) geht nach meiner Ansicht mit (etwa ?) dem doppeltem Lastvielfachen einher. Dieses Lastvielfache ist den meisten Menschen z.B. vom Beladen eines Automobils (Kofferraum, Kombi-Laderaum...) aus dem vergrößerten Einsinken in die Federung des Automobils bekannt.
Mittels der Technischen Mechanik kann dieses Lastvielfache berechnet werden. Eine Masse an einer Feder, deren Masse zunächst durch einen Faden gehalten wird (Randbedingungen beim Start: Federweg = 0 ; Geschwindigkeit = 0) erfährt nach dem Kappen des Fadens zunächst den doppelten Federweg, bis sich nach einieger Zeit der statische Federweg einstellt. Nur eine dem System innewohnende Dämpfung steuert dabei die Zeit bis zum Erreichen des statischen Federwegs.
Bei anderen Randbedingungen können größere Lastvielfache auftreten. Der Vorgang bei einem Speichenrad mit Vorspannkraft läuft ähnlich ab. Bei ganz ungünstigen Bedingungen (Resonanzfall !) kann sich das System Aufschaukeln und der Bruch einer Speiche sehr schnell eintreten ! Das zum Verständnis der Problematik "Völlige Entlastung einer Speiche". Damit ist auch der Fall einer gebrochenen Speiche erklärbar. Denn rein von den Zusatzlasten der belasteten Speichen (Ob nun 28 oder 27 Speichen die Entlastung bei 4 Speichen übernehmen, ist selbst unter Annahme einer Cosinus-Verteilung der Gewichtsbelastung der Speichen (Höchstwert mit Faktor 2 der gleichmäßigen Verteilung) ein Ausfall einer Speiche höchst unwahrscheinlich.
Mit freundlichem Gruß
EmilEmil