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Kettendurchhang und Federung. Mathegenies gefragt !
Um es mit Bodo Bach zu sagen: "Ich hätt' da mal gern a Problem:"
Ich habe jetzt mehrfach festgestellt, wie sehr sich der Durchhang (landläufig „Spannung“ genannt) einer Antriebskette verändert, wenn das Motorrad hinten einfedert, sprich, sich ein Brocken von meinem Kaliber drauf setzt.
Dass das daher rührt, dass Drehpunkt der Schwinge und Drehpunkt des Kettenritzels, also die Abtriebs- und die Schwingenachse auseinander liegen, ist mir klar.
Ich habe gerade eine 650er Enduro fertig- und deren Antriebskette eingestellt. Steht diese Enduro unbelastet auf dem Seitenständer und beträgt der Kettendurchhang etwa 40-50 mm (Differenz oberster und unterster Punkt) so ist die Kette straff, wenn ich die Sitzbank mit mehr als 100 Kilo belaste.
Ich frage daher die Mathegenies hier, wie man das erklärt bzw. auch berechnet. Ich war nie ein Mathegenie, aber irgendwie denke ich, dass die Distanz Abtriebs- Hinterachse am größten ist, wenn sich Abtriebs- Schwingen- und Hinterachse auf einer Linie befinden.
Das dürfte am ehesten im eingefederten Zustand der Fall sein.
Federt man den Hobel wieder aus, wandert die Hinterachse in einer Kreisbogenförmigen Bewegung aus dieser Flucht nach unten, wobei sich die Distanz Abtriebsachse zu Hinterachse verringert, oder liege ich da falsch ? Hat es auch etwas mit Größe von Ritzel und Kettenrad zu tun ? Aber die bleiben ja in allen Stellungen konstant...
Ich denke, dass das minimale Werte sind, aber das müsste man doch errechnen können, wenn man die Distanz Abtriebsachse zur Schwingenachse und die von der SA zur HA hat. Die Länge der Tangente der Kreisbogenbewegung der HA beträgt fast 10 cm.
Andererseits benötigt man auch nur wenige mm am Kettenspanner um von 40 mm Spiel auf 70-80 zu kommen. Wenn die Kette der 650er bei Belastung ein Spiel von 30-40 mm hat, so ist der Durchhang in ausgefedertem Zustand schon fast dramatisch. 
Kann mir das jemand erklären, besser noch verklickern, wie man das berechnet ? 
Beste Antwort im Thema
geil!
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75 Antworten
Meß es doch einfach aus, dann bist Du schlauer. Übrigens spannt man die Kette so, daß sie mit Gewicht (Fahrer) den richtigen Durchhang hat. Um das auszurechnen brauchst Du einen Ingenieur, der zunächst mal berechnen muß, um wie viel Dein Gewicht die Stoßdämpfer zum einfedern bringt, reine Mathematik bringt da gar nix. Da wirst Du ums Testen nicht drumrum kommen.
Für eine Berechnung benötigt man den Abstand zwischen Ritzel und Schwingenlager, den Winkel der größtmöglichen Ausfederung und den Winkel der größtmöglichen Ei Federung, jeweils gemessen am Drehpunkt der Schwinge. Dann ließe sich jeder Punkt berechnen, abhängig vom Gewicht. Voraussetzung ist, dass die Feder linear ein federt, also pro kg der gleiche Wert verändert wird.
Ich schreibe am Tablet, Tippfehler sind abonniert.
Der Kettendurchhang ist im Prinzip zum einen abhängig vom direkten Abstand der Eingriffspunkte der Kette am Ritzel und am Kettenrad bei Straff gespannter Kette, was näherungsweise dem Abstand der Achsen von Ritzel und Kettenrad entspricht. Und zum anderen vom tatsächlichen Abstand der Eingriffspunkte der Kette (also inklusive der Kettenlängung).
Je nachdem wie sehr du die Maschine einfedern lässt, desto mehr erhöht sich auch der Abstand der Achsen von Ritzel und Zahnrad. Damit verringert sich nach der unteren Formel auch der Durchhang. Daher stellt man dann auch den Durchhang bei belasteter Maschine ein.
Du kannst den Durchhang nach der Formel
D = sqr(3*c² - 3*a²) / 4
berechnen. Dabei ist D der Durchhang, a der Abstand der beiden Achsen und c der Abstand der Eingriffspunkte der Kette + Kettenlängung.
Möchtest du richtig genau Rechnen und die Erklärung nochmal mit Bildern nachvollziehen kannst du dir mal diesen Flyer durchlesen. Direkt um den Durchhang mit Bild geht es auf Seite 16.
Hoffe das hilft dir weiter.
Zitat:
Original geschrieben von Softail-88
Meß es doch einfach aus, dann bist Du schlauer. Übrigens spannt man die Kette so, daß sie mit Gewicht (Fahrer) den richtigen Durchhang hat. Um das auszurechnen brauchst Du einen Ingenieur, der zunächst mal berechnen muß, um wie viel Dein Gewicht die Stoßdämpfer zum einfedern bringt, reine Mathematik bringt da gar nix. Da wirst Du ums Testen nicht drumrum kommen.
Ausmessen kann man das. Wie man die Kette spannt und wann man den richtigen Durchhang haben muss, weiß ich auch, habe ich ja schon geschrieben. Ich brauch auch keinen Ingenenieur, denn den Federweg kann ich leicht messen. Ich bringe eine Kraft vo 100 kp auf den Gepäckträger (Zugwaage und Spanngurt auf der Hebebühne. Geht sogar prima .
Ich denke schon, dass da reine Mathematik was bringt. Genau das interessiert mich ja.
Zitat:
Original geschrieben von shnoopix
Der Kettendurchhang ist im Prinzip zum einen abhängig vom direkten Abstand der Eingriffspunkte der Kette am Ritzel und am Kettenrad bei Straff gespannter Kette, was näherungsweise dem Abstand der Achsen von Ritzel und Kettenrad entspricht. Und zum anderen vom tatsächlichen Abstand der Eingriffspunkte der Kette (also inklusive der Kettenlängung).
Je nachdem wie sehr du die Maschine einfedern lässt, desto mehr erhöht sich auch der Abstand der Achsen von Ritzel und Zahnrad. Damit verringert sich nach der unteren Formel auch der Durchhang. Daher stellt man dann auch den Durchhang bei belasteter Maschine ein.
Du kannst den Durchhang nach der Formel
D = sqr(3*c² - 3*a²) / 4
berechnen. Dabei ist D der Durchhang, a der Abstand der beiden Achsen und c der Abstand der Eingriffspunkte der Kette + Kettenlängung.
Möchtest du richtig genau Rechnen und die Erklärung nochmal mit Bildern nachvollziehen kannst du dir mal diesen Flyer durchlesen. Direkt um den Durchhang mit Bild geht es auf Seite 16.
Hoffe das hilft dir weiter.
Ha, da haben wirs doch. 
Genau das habe ich gesucht. Das nenne ich eine genaue Auskunft.
Shnoopix, Du bekommst in meinem Freundeskreis ein Sternchen mit Zusatz "Mathegenie" und hast was gut bei mir. 
Den anderen auch vielen Dank, damit wär der fred schon abgevespert. Wenn nur alles so schnell ginge...
Oder baue das Federbein aus und hast gleich 1:1 genaue Werte
Zitat:
Original geschrieben von moppedsammler
Ha, da haben wirs doch.
Shnoopix, Du bekommst in meinem Freundeskreis ein Sternchen mit Zusatz "Mathegenie" und hast was gut bei mir.
Gern geschehen.
Da hat sich das Maschinenbaustudium doch tatsächlich mal gelohnt. 
Zitat:
Original geschrieben von moppedsammler
Zitat:
Original geschrieben von shnoopix
...
D = sqr(3*c² - 3*a²) / 4
...
Ha, da haben wirs doch. ...
Ich hätte jetzt gesagt:
"Wenn das die Lösung ist, hätte ich gerne mein Problem wieder zurück."
Ne, o. k. Aber der straffste Punkt muss nicht unbedingt im eingefederten Zustand sein. Meine hat auf dem Hauptständer ohne Belastung nur einen ganz leichten Knick in der Flucht Ritzel-Schwingenlager-H-Achslager. Sitzt mein Rucksack mit 52 kg drauf, stimmt's schon. Es gibt sicher auch Mopeds, die schon auf dem Seitenständer die straffste Stellung haben. Also erst nachsehen.
Aber wem sag ich das... 
Du müßtest zunächst einmal den Federweg in Abhängigkeit von Gewicht und Federrate berechnen.
Die bisher genannte Formel bezieht sich ja auf feste Achsabstände.
Wenn man diese Formeln mit veränderlichen Größen in Abhängigkeit setzt, landet man zwangsläufig in der Differential- und Integralrechnung. (Höhere Mathematik)
Ich will gerne mal nachschauen, ob ich dazu was finden kann, wird aber etwas dauern.
Zitat:
Original geschrieben von konsulistic
Du müßtest zunächst einmal den Federweg in Abhängigkeit von Gewicht und Federrate berechnen.
Die bisher genannte Formel bezieht sich ja auf feste Achsabstände.
Wenn man diese Formeln mit veränderlichen Größen in Abhängigkeit setzt, landet man zwangsläufig in der Differential- und Integralrechnung. (Höhere Mathematik)
Ich will gerne mal nachschauen, ob ich dazu was finden kann, wird aber etwas dauern.
Das wär mir aber zu umständlich. Ich würde mich aus praktischen Gründen damit begnügen den Achsabstand in den gewünschten eingefederten Zuständen zu bestimmen. Mit höherer Mathematik und den passenden Funktionen kannste sicherlich jede gewünschte Stellung berechnen, aber je höher die Mathematik, desto abstrakter und desto schwerer nachzuvollziehen wird das ganze. Die Anschaulichkeit leidet meiner Erfahrung nach sehr darunter.
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Zitat:
Original geschrieben von moppedsammler
Ha, da haben wirs doch. ...
Ich hätte jetzt gesagt:
"Wenn das die Lösung ist, hätte ich gerne mein Problem wieder zurück."
Ne, o. k. Aber der straffste Punkt muss nicht unbedingt im eingefederten Zustand sein. Meine hat auf dem Hauptständer ohne Belastung nur einen ganz leichten Knick in der Flucht Ritzel-Schwingenlager-H-Achslager. Sitzt mein Rucksack mit 52 kg drauf, stimmt's schon. Es gibt sicher auch Mopeds, die schon auf dem Seitenständer die straffste Stellung haben. Also erst nachsehen.
Aber wem sag ich das...
Hätten Motorräder, bei denen bereits auf dem Seitenständer die Achsen fluchten, nicht einen "Hängebauch" wenn da jemand drauf sitzt? Stell ich mir fahrdynamisch und optisch lustig vor und ich würde dann eine ausgelutschte Feder vermuten. Falls es sowas wirklich gibt, ist die Geschichte alles andere als elegant konstruiert.
Zitat:
Original geschrieben von shnoopix
Zitat:
Original geschrieben von konsulistic
Du müßtest zunächst einmal den Federweg in Abhängigkeit von Gewicht und Federrate berechnen.
Die bisher genannte Formel bezieht sich ja auf feste Achsabstände.
Wenn man diese Formeln mit veränderlichen Größen in Abhängigkeit setzt, landet man zwangsläufig in der Differential- und Integralrechnung. (Höhere Mathematik)
Ich will gerne mal nachschauen, ob ich dazu was finden kann, wird aber etwas dauern.
Das wär mir aber zu umständlich. Ich würde mich aus praktischen Gründen damit begnügen den Achsabstand in den gewünschten eingefederten Zuständen zu bestimmen. Mit höherer Mathematik und den passenden Funktionen kannste sicherlich jede gewünschte Stellung berechnen, aber je höher die Mathematik, desto abstrakter und desto schwerer nachzuvollziehen wird das ganze. Die Anschaulichkeit leidet meiner Erfahrung nach sehr darunter.
Ist auf jeden Fall einfacher.
Zitat:
Original geschrieben von shnoopix
Hätten Motorräder, bei denen bereits auf dem Seitenständer die Achsen fluchten, nicht einen "Hängebauch" wenn da jemand drauf sitzt? Stell ich mir fahrdynamisch und optisch lustig vor und ich würde dann eine ausgelutschte Feder vermuten. Falls es sowas wirklich gibt, ist die Geschichte alles andere als elegant konstruiert.
Ne, keine Spur.
Stell dir doch bei deinem (unbelasteten) Moped mal eine gerade Linie von hinten nach vorne vor. Genau von der Achse vom Hinterrad über die Schwingenlagerung und weiter. Dann geht die sicher knapp über der Ritzelachse vorbei. Und wenn bei dem Motor jetzt die Getriebeausgangswelle eben die ca. 10 mm weiter oben wäre, so dass sie genau auf der Linie liegt? Das hat mit der sonstigen Konstruktion nichts zu tun.
Aber sicher versuchen die Konstrukteure, die gerade Linie im fahrbereiten Zustand mit durchschnittlicher Beladung hinzubekommen. So sollte es zumindest sein, theoretisch.
Die Formel von shnoopix ist gut. Höhere Mathematik von konsulistic sicher noch genauer.
Aber ich spanne seit Jahrzehnten lieber nach Schnauze und fahre. Bisher hat's geklappt.
Die Ketten halten 40.000 km und werden nur beim Wechsel des Schlappens gespannt.
Trotzdem interessant hier und wieder was gelernt.
Es handelt sich ja nicht um irgendein Motorrad, sondern ganz konkret um eine KLR 650A von 1989, die ich gerade fertig restauriert habe.
Das Motorrad wurde innerhalb eines Monats komplett zerlegt und neu aufgebaut, ich hol gleich ein paar Fotos aus dem Kawasaki Forum.
Die neue Kette habe ich mit der Schwinge montiert, da stand noch ein Rahmen mit frisch eingebautem Motor aufgebockt auf meiner Hebebühne. Als alles andere montiert war, hing das Hinterrad noch frei. Dann habe ich den Durchhang auf 35 mm eingestellt. Bei meinen großen Kawas, ZX 10 und den beiden ZZR 1100, passt das auch immer. Frei Schnauze wie XX-Ghost sagte.
Als das Mopped ganz fertig war, setzte ich mich drauf und fuhr es in die Garage. Ich merkte sofort am häßlichen Geräusch, dass die Kette straff war.
Als die KLR zur Feinabstimmung nochmal in meine Werkstatt und auf die Hebbühne kam, habe ich mir das genauer angeschaut, das Vorderrad festgklemmt und das Heck mit einem Spanngurt mit 100 kp belastet. Nun liegen die drei Punkte Ritzelachse Schwingenachse und Hinterachse ziemlich genau auf einer waagerechten Linie. So habe ich die Kette dann erneut auf etwa 20 mm Durchhang eingestellt. Entlastet man das Heck, indem man den Spanngurt löst, werden es locker 45 mm
Wie das bei einer XX oder einer meiner ZZR ist, steht ja auf einem anderen Blatt, das lässt sich mit einer so hochbeinigen Enduro wie der KLR wohl kaum vergleichen. Insofern war shnoopix' Antwort genau das, wonach ich gefragt hatte. Und das habe ich sogar verstanden