Kurs
Mechanik und Festigkeit
Aufgabe
Die Herausforderung bestand darin, ein Fahrrad umzusetzen, das eine Seilzugfederung besitzt. Neben physikalischen Faktoren wie Kräfteverhältnisse galt es, bestehende Geometrien von Zweirädern zu analysieren und zu verstehen. Wichtig dabei war, dass das Projekt in einem Volumenmodellierer konstruiert wird, um realistische Federverhältnisse einzustellen und korrekt zu beurteilen.
Zeitraum
Oktober 2023 - März 2024
Problemstellung
Es mussten Lösungen gefunden werden, die gewährleisten, dass alle wesentlich wirkenden Kräfte absorbiert werden, die innerhalb des Fahrradsystems wirken. Dazu zählen Druck-, Zug-, und Torsionskräfte in den verbauten Komponenten.
Recherche & Entwicklungsprozess
Neben allg. Recherchen zu Zweirädern grenzte ich ein, für welche Fahrradarten der beschriebe Federungsmechanismus Sinn ergibt und wo dieser verbaut werden kann. Es war wichtig, zu klären, wie eine bestimmte Rahmengeometrie das Verhalten des Rads und dessen Nutzerfreundlichkeit für den Radfahrer beeinflusst. Später wurden Legomodelle gebaut, an welchen erste, mechanische Hürden verdeutlicht und gelöst wurden. Auch konnte man so bspw. Aussagen über die Auslegung des Hinterbaus treffen. Hieraus zog ich Rückschlüsse auf dessen Hebelwirkung und spezifizierte die Positionierung des Gelenks in seiner Höhe. Klar war, dass die bewegte Masse stets niedrig gehalten werden muss.
Finalentwurf
Das finale Designkonzept des CUBE Wire Trail MTB ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- zu Grunde liegendes 29-Zoll-System eines Trail Bikes im Rallye Stil
- Nutzung eines Carbonrahmens und -lenker zur Gewichtsreduzierung
- erhöhte Fahrstabilität und ruhigen Geradeauslauf durch langen Radstand (1140 mm)
- Federkombination aus Gelenk, Dämpfer und Stahlseil
- tiefere Überstandshöhe (86 mm) durch partiell abgesenktes Oberrohr erzeugt bei Menschen mit kürzeren Beinen ein verbessertes Auf- und Absetzen
- Verwirklichung von erhöhter Laufruhe u. Stabilität im Downhill durch steilen Steuerrohrwinkel (69 Grad); Erzeugung von mehr Hebelwirkung in Rädern
- abgestimmtes Verhältnis zwischen Federweg des Dämpfers (55 mm) und Hub des Hinterbaus (120 mm)
- Absorption von Druckkräften durch Seil (d=4mm)
- Absorption von Torsionskräften im Seil durch Spanner am Hinterbau
- Absorption von Zugkräften durch seitlich am Sattelrohr mündende Riemen
