[Physik] Warum sind Fahrradspeichen so angeordnet?
Hallo,
Ich würde gerne wissen, warum die Speichen von Fahrrädern so angeordnet sind?
Würden sich die darauf einwirkenden Kräfte, nicht besser verteilen wenn die Speichen einen Punkt in der Mitte hätten, wo sie sich treffen? Stattdessen sind sie so versetzt angebracht. Ich bin sicher, da hat man sich was bei gedacht.
Liebe Grüße,
Kesmatie
9 Antworten
Falls Du Deine Fragestellung dahingehend orientiertest , weswegen die Radspeichen nicht jeweils fast direkt im 90 Grad - Winkel von der Radnabe zum Felgenkranz führen , sondern relativ diagonal von Nabe zum Kranz führen , so hat das einfach etwas mit Drehmomentübertragung in Beschleunigung und Verzögerung von Nabe zu Kranz zu tun .
In genau diesem Anwendungszweck können diagonal gespannte Speichen in der Achse der Laufrad-Richtung viel höhere Kräfte aufnehmen und kompensieren bei gleichbleibender Materialstärke , als bei nahezu 90-Grad Abspannung zwischen Nabe und Kranz .
Hier geht es insbesondere um Erfahrungswerte der Konstruktion von Speichenrädern insgesamt über verschiedenste Fahrzeugklassen hinweg .
Es gibt zwar auch Laufräder z.B. aus Alu-Druckguss mit nahezu im 90 Grad - Winkel der Speichen von der Nabe bis zum Felgenkranz , aber deren Speichen müssen dann im Material - Flächenquerschnitt ungleich massiver ausfallen als es bei Speichenrädern der Fall wäre .
Speichenräder ( Drahtspeichentechnologie ) sollen aber im Vergleich insbesondere eines : sehr leicht sein bei nahezu ähnlicher Drehmoment-und Kraftbelastbarkeit in , und quer zur Laufrichtung als teils erheblich massiver gefertigter Felgen aus Stahlblech oder Aluminiumguss .
Die Radeinspeichung beruht historisch auf einer teils über bis 2000-jährigen Entwicklungsgeschichte der Radsätze z.B. der Ägypter für ihre möglichst leichten Kampfwagen .
Die Winkelverschränkung der Vielzahlspeichung in beide Laufrichtungen gewann aber erst Popularität mit den ersten Eigenantrieben und Verzögerungsmechanismen von der Nabe zum Laufkranz hin .
Vor etwa 1800 bis 1850 n.CR. gab es noch keine Fahrzeuge mit Eigenantrieb ( auch keine Fahrräder ) von Nabe zu Laufkranz , sondern nur zugtierbewegte Karren und Wagen .
Erst ab da dürften sich Laufradkonstrukteure wirklich ernsthaft mit der Problematik früherer Geradverspeichung auseinander gesetzt haben in den Anfängen .
"Ich bin sicher, da hat man sich was bei gedacht."
Ja, hat man.
Die Speichen müssen nicht nur Radialkräfte aufnehmen - sondern - und ganz besonders - Transversalkräfte, die beim Bremsen und Beschleunigen auftreten.
Darum sind die so angeordnet.
Das ist damit die Stäbe immer auf Zug beansprucht werden, da sie ansonsten knicken würden.
Die Anordnung gibt Stabilität und verteilt die auftretenden Kräfte gleichmäßig
Stahl ist das beste Material,um Zugkräfte zu übertragen.
Noch besser sind Kohlefasern,weil sie leichter sind -Flugzeugbau-aber auch teuer,1 kg so 100 Euro.
In dieser Anordnung werden von den Speichen nur Zugkräfte übertragen.
Würden die Speichen sich im Mittelpunkt treffen,dann könnten sie keine Drehmomente übertragen,die bei´m bremsen und auch bei der Antriebskraft auftreten.
Außerdem muß das Rad ja auch noch seitenstabil (Seitenkräfte) sein.
Die Summe aller Belastungen,werden durch diese Konstruktion in Zugkräfte umgewandelt.
Folge:Man kann mit wenig Gewicht (Masse) so ein Rad bauen.
Oh cool! Du scheinst dich wirklich auszukennen. Danke dir!