Die Progressive Feder der NC: Versuch einer Funktionserklärung

    #12

    Hallo Rainer


    Zu 1: Ich weiß das da garnichts passt! Ich habe den Hinweis unter der Grafik bewusst noch hinzugefügt um

    Diskussionen zu vermeiden. Ich hätte mir wohl doch die Mühe machen sollen eine passende Grafik zu erstellen.

    Ich habe den "Knick" bewusst übertrieben damit man versteht wie sich die Federrate beim Übergang vom

    weicheren in den härteren Federteil erhöht.


    WICHTIG für das Verständnis meiner "Knicktheorie"


    Das ganze kann meiner Meinung nach übrigens nur so funktionieren indem der weichere Federteil nach und

    nach auf Block fährt und so der weichere Teil ausser Kraft gesetzt wird!! Dann federt nur noch der härtere

    Federteil (ca. 10N/mm) der bei der NC Feder laut "Wilbers" zu hart ist.

    Würde das nicht passieren hätten wir das, was Reinhard auch schon wunderschön beschrieben hat:


    Die Gesamtfederkonstante ist bei in Reihe geschalteten unterschiedlichen Federn immer kleiner als die

    kleinste Einzelfederkonstante.


    Beispiel anhand zweier unterschiedlicher Federn (von Reinhard):

    Feder 1: Konstante= 10 N/mm und Feder 2: Konstante =5 N/mm

    Sind diese in Reihe geschaltet ergibt sich eine lineare Gesamtfederkonstante von 3,33 N/mm.

    Das würde für die NC-Feder bedeuten das sie eine niedrigere, lineare Gesamtfederrate hätte wie beide

    Einzelfederteile-Raten zusammen.

    Das wäre aber absolut unnsinnig da wir dann ja eine zu weiche linear arbeitende Feder hätten.

    Aber die NC-Feder ist ja progressiv, und das kann meiner Meinung nach nur funktionieren wenn der

    weichere Teil auf Block fährt!

    --------------------------------


    Zu 2: Das ist mir schon klar. Ich habe die blaue Federkennlinie aus dem Diagramm gelöscht und dafür die

    zugegebenermassen etwas übertriebene "Feder-Knickkennlinie" eingefügt.



    Eine Frage habe ich noch an dich: Hast du zufällig die Daten oder eventuell ein Foto von der CB 500 Feder

    zu der das Diagramm gehört. Wenn ich Gesamtlänge, Drahtdurchmesser, Aussendurchmesser,

    sowie Windungsanzahl bzw. bei progressiver Feder beide Windungszahlen hätte und dies dann in den Rechner

    eingebe könnte man das Diagramm besser nachvollziehen.

    Wie ist das Diagramm entstanden? Auf einem Prüfstand oder rein über die Federwerte, Ölstandshöhe etc.

    die in ein Berechnungsprogramm eingegeben wurden?

    Würde mich sehr interessieren um das ganze besser zu verstehen.


    Gruß aus Lemgo, Thomas

    #13

    Hallo Reinhard,


    Der Luftdruck steigt progressiv (exponentiell) zum Federweg.

    Ich füge hier mal ein Kompressor-Verdichtungsdiagramm ein:



    Bedeutet, je mehr Öl du in die Gabel füllst je stärker wirk das progressiv arbeitende Luftpolster. Je kürzer

    die zu komprimierende Luftsäule ist, je steiler ist die Progressionskurve bezogen auf den Federweg, das

    gilt auch für die NC-Gabel.


    Aber Achtung, man kann es auch übertreiben! Dann leiden die Gabelsimmeringe da die Dichtlippen durch

    den hohen Druck beim starken Einfedern zu stark an das Gabelrohr gedrückt werden, bzw. sogar der

    Simmering aus dem Sitz gepresst werden kann.


    Zu allem anderen lies dir bitte meine Antwort an Rainer "fourfever" durch.

    Da habe ich deine Beispielrechnung eingesetzt obwohl ich da noch meine Fragen hätte. Aber egal, wichtig

    ist zu verstehen das die Progression der Feder durch das auf Block fahren der weicheren Federwindungen

    ermöglicht wird und erst durch diesen Umstand die Feder progressiv wirken kann.


    Sollte ich daneben liegen, was ich nicht glaube, lass ich mich eines besseren belehren.


    Mich würde ja wahnsinnig interessieren wie das Prüfstanddiagramm einer solchen Feder aussieht! Aber leider

    lässt sich da wohl kein Hersteller in die Karten schauen. Aber das wollen sie wohl nicht, dafür gibt's flotte

    Werbesprüche, ist doch auch was.


    Gruß aus Lemgo, Thomas

    #15

    Hallo Rainer,


    you made my day!


    Genau so etwas habe ich gesucht. Absolut genial. Das bestätigt die Richtigkeit meiner Theorie.

    Jetzt kann ich, wenn ich die Federdaten einer beliebigen Feder und die Gewichtskraft (Motorrad inkl. Fahrer)

    habe schon vorher sagen wie sich diese Feder im Motorrad verhält. Mit Hilfe des verlinkten Federrechners

    sollte das kein Problem darstellen.


    Ich werde mich noch einmal intensiver mit der Materie beschäftigen und mich nochmals melden.

    Momentan habe ich allerdings viel um die Ohren, kann etwas dauern.


    Nochmals danke für die Diagramme!


    Gruß aus Lemgo, Thomas

    #17

    Hallo Rainer,


    das würde mich sehr freuen wenn du mir bzw. allen interessierten das Exel Programm zur Verfügung stellen könntest.

    Ich bin auf jeden Fall interessiert. Du kannst dich auch per PN bei mir melden.


    Habe mir gerade mal ein Stündchen Zeit genommen um Daten für die verschiedenen NC750SD und X Federn von

    Drittanbietern zu bekommen. Absolute Fehlanzeige. Ausser das ich die Windungszahlen, weich, hart nachzählen

    konnte war da nicht viel. Bei den Baujahren, in die diese Federn verbaut werden können, sind sich die verschiedenen

    Anbieter auch nicht einig, traurig. Ausser Werbesprüchen kaum informatives.


    Am besten fand ich ja folgende Diagramme die neben der angebotenen NC-X Feder standen.

    Nutzloser und verfälschender kann ein Diagramm nicht sein. Aber man könnte glauben das die Feder tatsächlich

    progressiv im klassischen Sinn arbeitet. Das das nicht so ist wissen wir ja nun.



    Ist das nicht putzig, ich fühle mich bei sowas etwas veralbert. Und das bei einem Anbieter aus einem

    Hochtechnologieland.


    Gruß aus Lemgo, Thomas

    #18

    In diesem Thema wurde viel über Federkennlinien, Federkonstanten und unterschiedliche Anzahl Federwindungen geschrieben. Das Verhalten der Feder beim Einfedern wurde diskutiert und Berechnungsmöglichkeiten aufgezeigt.


    Doch wie sich die Gabelfeder der NC beim Einfedern tatsächlich verhält ist mir, ehrlich gesagt, aus den Teils konträren Aussagen nicht wirklich klar geworden. Deshalb habe ich gestern einen Versuch gemacht. Ich nahm eine Originalfeder und habe diese erst einmal vermessen.


    Gesamte Feder: Länge ungespannt : 404 mm

    Enge Wicklung: Länge ungespannt ca. 120 mm, Anzahl Windungen ca. 16, Abstand der Windungen ca. 2,5 mm

    Weite Wicklung: Länge ungespannt ca. 294 mm, Anzahl Windungen ca. 20, Abstand der Windungen ca. 9,5 mm

    Drahtstärke 5 mm


    Die im weiteren aufgeführten Messwerte sind mit einer Toleranz zu betrachten, dies liegt an meinen Messmöglichkeiten, meinem Unwissen wie genau gemessen wird und dem Versuchsaufbau (dazu später genaueres).


    Dann fertigte ich einen Versuchsaufbau an.



    An einer 10-er Gewindestange fixierte ich zwischen zwei Muttern eine große U-Scheibe, dann noch auf einer Seite eine Hülse daran geschoben und mit einer Mutter fixiert. Nun die Feder auf die Gewindestange geschoben bis sie an der U-Scheibe anliegt und von der Hülse zentriert wird. Am anderen Ende ebenfalls eine große U-Scheibe bis an die Feder geschoben und mit einer Mutter fixiert. Die Gewindestange im Schraubstock eingespannt und dann die Mutter gedreht bis die Feder um 15 mm zusammen gedrückt ist. Dies entspricht in etwa der Vorspannung in der Gabel, um 5 mm mehr oder weniger brauchen wir jetzt und hier nicht diskutieren.


    Jetzt habe ich die Feder schrittweise um 10 mm gespannt und die Abstände der Federwindungen in beiden Bereichen gemessen. Hier die Daten der Messreihe:


    FederwegEnge Wicklung (Abstand in mm)Weite Wicklung (Abstand in mm)
    vorgespannt2,19,2
    + 10 mm1,88,7
    + 20 mm1,68,4
    + 30 mm1,48,1
    + 40 mm1,37,8
    + 50 mm1,07,6
    + 60 mm0,67,4
    + 70 mm0,37,1
    + 80 mmBlock6,4


    Schwachpunkt ist, dass die Feder nicht geführt wird (in der Gabel macht dies das Standrohr) und ich keine weiteren Hülsen auf die Gewindestange gesetzt habe (hatte keine weiteren zur Verfügung). Dadurch drückt sich die Feder seitlich weg bis sie an der Gewindestange anliegt. Dabei beschreibt sie ein leichtes „S“ und das messen der Wicklungsabstände im Bereich der weiten Wicklung ist anfangs durch mehrere Messungen und Mittelwertbildung noch möglich. Bei weiterem „einfedern“ wird diese Messung jedoch immer ungenauer. Im Bereich der engen Wicklung ist dieser Effekt nicht so ausgeprägt und die Messung dürfte genauer sein.



    Natürlich könnte man den Versuchsaufbau verfeinern und eine neue Messreihe durchführen um damit genauere Messergebnisse zu erhalten. Das war mir aber zu langwierig, deshalb habe ich das nicht mehr gemacht. Und um den grundsätzlichen Ablauf des Einfedervorganges zu verstehen sollte auch die mit diesem Versuchsaufbau durchgeführte Messreihe ausreichen. Einige Aussagen in diesem Foren-Thema können durch meinen Versuch bestätigt werden.


    Meine Interpretation der Messreihe ist folgende. Mit Beginn des Einfederns arbeiten beide Federbereiche weil auf beide eine Kraft ausgeübt wird, die Federkonstante über beide Bereiche ist niedrig. Nach rund 60 mm Federweg ist die eng gewickelte Feder auf Block. Wird weiter eingefedert arbeitet nur noch der weit gewickelte Bereich, die Federkonstante ist höher. So wird die „Progressivität“ der Feder in der Praxis konstruktiv umgesetzt.


    Ich hoffe das ich alles verständlich beschrieben habe.

    #20

    Hallo Winni ( DetMainzel ),

    erst mal danke für den Aufwand. Ich wollte bei diesem Thema nicht weitermachen, weil es für den Einen oder einen anderen uninteressant ist.

    Ich wußte bisher nicht, wann der Federbereich mit den engen Wicklungen auf Block geht und dann unwirksam wird.

    Das hätte man berechnen können.

    War mir aber zu unwichtig, weil ich meine Federgabel mit dem Berechnen nicht kompfortabler gemacht hätte.

    Es ist fast undankbar, wenn ich dich auf vermeintliche oder gar tatsächliche Fehler aufmerksam mache.

    Du gibst an:

    Gesamtfederlänge = 404 mm (ungespannt)

    Teilfeder-Längen = 120 mm + 294 mm = 414 mm (das aber ist unwesentlich).


    Wesentlicher ist deinen Annahme, dass diese Feder eine Progressivität aufweist (Federkennlinie als Kurve)

    Ich bin der Meinung, dass 2 lineare Federn mit unterschiedlicher Konstante eine lineare Feder bleiben.

    Es gilt die Regel. Werden 2 linare Federn in Reihe verbaut, so ist die Gesamtfeder-Konstante immer kleiner als die kleinste Konstante einer Einzelfeder (s.Grafik). Erst wenn die "weiche" Feder auf Block geht, nimmt die Gesamtfeder die Konstante der harten Feder an.

    Deshalb ist die Feder an der NC (zwei Bereiche mit unterschiedlichen Wicklungsdichte) eine lineare Feder mit zwei Konstanten-Bereichen.


    Reinhard


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