Speichenrad zentrieren

Schrauber123 schrieb:
> Wie mißt
> man am schlausten die Spannung der Speichen ?

Mit dem Gitarren-Stimmgerät ;-)

Würdest Du bitte auf die Leerzeichen vor Deinen Satzzeichen verzichten? 
Danke.

Die Speiche anzuzupfen und vom gehörten Ton auf die Spannung zu
schließen, ist zwar low-tech, erlaubt es aber, innerhalb von Sekunden
unter allen Speichen diejenigen zu identifizieren, deren Spannung am
stärksten von den anderen abweicht und deswegen als nachgestellt werden
müssen.

Das geht deswegen so schnell, weil man kein Messgerät nacheinander an
jede Speiche ansetzen und einen Messwert ablesen muss. Stattdessen dreht
man einfach mit der einen Hand das Rad um 360° und lässt dabei einen
Fingernagel der anderen an den Speichen entlang streifen. Es macht dann

  "bling - bling - bling - blang - bling - bling ..."

Da, wo es "blang" macht, muss die Speiche noch etwas nachgezogen werden.
Auf diese Weise gelingt es ohne viel Mühe, alle Speichen erst einmal auf
gleiche Spannung zu bringen.

Damit ist bei unrunder Felge natürlich der Höhen- und Seitenschlag noch
nicht beseitigt. Dies geschieht im zweiten Schritt, bei dem man die
Speichen gezielt wieder "verstimmt". Dabei hilft weder das Ohr noch ein
Gerät zur Messung der Spannung, dafür aber ein Filzstift oder ein Stück
Kreide, der/das dicht neben bzw. über bzw. unter die Felge gehalten wird
und bei der Drehung des Rads die Stelle(n) markiert, an denen noch
korrigiert werden muss.

Diesen Prozess zu automatisieren ist sicher eine interessante Aufgabe,
aber zeitlich oder gar finanziell lohnen tut sich so etwas für den
Hobbyradler, der vielleicht einmal im Jahr die Speichen nachstellt oder
alle fünf Jahre ein neues Rad einspeicht, wohl kaum.

> Damals konnte das jeder popeliger Nicht-Profi.

Damals gab es auch noch keine Hohlkammerfelgen .

Schrauber123 schrieb:
> Tue mich immer schwer die Laufräder meines Fahrrads zu zentrieren .
> Waere doch mal eine schöne Aufgabe zuerst die Spannung der einzelnen
> Speichen zu messen . Dann die " Unwucht " der Felge in axialer und
> radialer Richtung . Die Werte alsdann in eine schlaue Berechnung
> einfließen lassen  um anschließend die Winkel zu erhalten um die die
> einzelnen Nippel verdreht werden müssen .

Hast Du noch alle (Sinne beieinander)?
Oder haben die Wellen Deiner Laufräder etwa keine Zentrierbohrungen 
mehr?

Grüße

Ingo W. schrieb:
> Mit dem Gitarren-Stimmgerät ;-)

Es gibt da eine schöne Android-App fürs Smartfon:

Spectroid.

https://play.google.com/store/apps/details?id=org.intoorbit.spectrum&hl=de

Das ist schon fast ein Must-Have für jeden Techniker:-)

Yalu X. schrieb:
>   "bling - bling - bling - blang - bling - bling ..."
>
> Da, wo es "blang" macht, muss die Speiche noch etwas nachgezogen werden.
> Auf diese Weise gelingt es ohne viel Mühe, alle Speichen erst einmal auf
> gleiche Spannung zu bringen.

So ist es - das geht schneller als mit jedem Hilfsgerät. Und ich habe es 
mit vielen Speichen zu tun (unser Hinterrad hat 48). Erst letztes WE 
habe ich die Speichen nachgespannt und neu zentriert.

> Damit ist bei unrunder Felge natürlich der Höhen- und Seitenschlag noch
> nicht beseitigt. Dies geschieht im zweiten Schritt, bei dem man die
> Speichen gezielt wieder "verstimmt". Dabei hilft weder das Ohr noch ein
> Gerät zur Messung der Spannung, dafür aber ein Filzstift oder ein Stück
> Kreide, der/das dicht neben bzw. über bzw. unter die Felge gehalten wird
> und bei der Drehung des Rads die Stelle(n) markiert, an denen noch
> korrigiert werden muss.

Ich hab mir eine passende Halterung geschweisst. Damit ist das 
Ausgleichen von Seiten und Höhenschlag und die Zentrierung kein Problem.

> Diesen Prozess zu automatisieren ist sicher eine interessante Aufgabe,
> aber zeitlich oder gar finanziell lohnen tut sich so etwas für den
> Hobbyradler, der vielleicht einmal im Jahr die Speichen nachstellt oder
> alle fünf Jahre ein neues Rad einspeicht, wohl kaum.

Ja, das ist sicherlich reizvoll, aber insbesondere bei gebrauchten 
Felgen wird das nicht mehr funktionieren. Nicht jede Speiche einer Seite 
hat am Ende dieselbe Spannung. Dazu hängt das noch von der Anzahl und 
Art der Kreuzungen ab usw.

Das ist wie mit Klavierstimmgeräten. In der Theorie eine tolle Sache - 
praktisch sind die Ergebnisse durch die Nichtlinearitäten und 
gegenseitigen Abhängigkeiten ziemlich mau.

Hallo,

da hilft es nur, alle Nippel von beiden Seiten mit feinem Öl zu 
versorgen und mehr zu üben. Dann stellt man bald die Spannung intuitiv 
nach, ohne es schlimmer zu machen. Bei hoher Belastung müssen irgendwann 
leider mal neue Speichen verbaut werden, die es in verschiedenen 
Qualitäten zu kaufen gibt. Zuletzt kann man mittels Tensiometer sein 
Werk begutachten.

MfG

zitter_ned_aso schrieb:
> Ich glaube nicht dass die gleiche Speichenspannung automatisch ein
> zentriertes Laufrad ergibt.

genauso ist es

zitter_ned_aso schrieb:
> zitter_ned_aso schrieb:
>> http://www.bicycles.net.au/forums/viewtopic.php?t=90867
>
> Am besten gefällt mir der Zentrierständer am Ende des Artikels (mit zwei
> Messuhren). Man kann ja sowas auch selbst basteln (z.B. aus einer alten
> Gabel).

Jepp - kann man :-) Ich habe meinen vor ein paar Jahren aus Resten 
(Tischbeine etc.) zusammengebraten  - funktioniert wunderbar und wird 
auch von der Frau im Wohnzimmer akzeptiert, wenn man nicht in der kalten 
Garage zentrieren möchte ;-)

Die Messuhren sehen zwar wichtig aus, aber die benötigt man in der 
Praxis nicht wirklich. Man hört sehr gut, wenn die Felge am Anschlag 
schabt.

> Ich glaube nicht dass die gleiche Speichenspannung automatisch ein
> zentriertes Laufrad ergibt.
> Ein paar mal gegen die Bordsteinkante fahren und die Felge ist schon
> leicht verbogen. Und dann muss man die einzelnen Speichen
> unterschiedlich stark festziehen.

So ist es - und es hängt wie gesagt auch von der Kreuzung ab.

L. H. schrieb:
> Hast Du noch alle (Sinne beieinander)?
> Oder haben die Wellen Deiner Laufräder etwa keine Zentrierbohrungen
> mehr?

dazu braucht es keine keine Zentrierbohrungen in der "Welle" die im 
übrigen eine Achse ist

Schrauber123 schrieb:
> die
> einzelnen Nippel verdreht werden müssen

ja das mache ich auch gerne :-)


Spass beiseite, es gibt genug YT Videos die dir zeigen wie man das macht 
und optische Kontrolle ist immer noch das Beste

Alles was du wissen willst findest du in
Jobst Brandt: "the bicylcle wheel"

Darin findest du auch die Funktionsweise eines Speichentensiometer 
erklärt.

ob diese Bezugsquelle der Schrift legal ist, weiss ich nicht:
http://caravan.hobby.ru/materiel/Bicycle_Wheel_-_Jobst_Brandt.pdf

Chris D. schrieb:
> Jepp - kann man :-)
>
> Die Messuhren sehen zwar wichtig aus, aber die benötigt man in der
> Praxis nicht wirklich. Man hört sehr gut, wenn die Felge am Anschlag
> schabt.

sowas ähnliches (in "gekauft") habe ich vor 25 (oder so) Jahren im 
Ferialjob im Radgeschäft auch benutzt. Die "Anzeige" war damals auch nur 
sowas ähnliches wie Bremsbacken aus Metall, die an der Felge gekratzt 
haben.

herbert schrieb:
> So mancher"könner" hat sich nach getaner Arbeit über einen Höhenschlag
> gewundert

Dagegen hilft es, beidseitig zu arbeiten. Die Seite die mehr ziehen muss 
ne achtel bis viertel Umdrehung fester, die andere Seite dementsprechend 
fester. Das zieht die Felge weiter zur Seite ohne die Höhe groß zu 
ändern.

Generell sollte man vor den Seitenschlägen erst die Höhenschläge 
rausnehmen. Und dafür sind die schon erwähnten Zentrierständer ohne 
Meßuhr mehr als ausreichend. Das geht wunderbar mit dem Kratzgeräusch. 
Das macht man in mehreren Durchgängen, wenns nicht mehr kratzt, die 
"Kratzer" n Stück dichter ran und wieder von vorn.

Ratsam ist es auch, nach dem Zentrieren, vor allem nach ner 
Neuaufspeichung, einen "Ring" aus Holz/Styroporklötzen auszulegen, so 
dass das Laufrad flach auf der Felge auf den Klötzen so aufliegt, das 
die Achse/Nabe frei überm Boden schwebt. Dann geht man ein-zwei Runden 
auf den Speichen spazieren, umdrehen das selbe auf der anderen Seite. So 
setzen sich die Speichen. Nochmal im Zentrierständer überprüfen obs 
nachgearbeitet werden muss.

Pedanten machen das sogar 2mal. Beim ersten Speichenspaziergang haben 
sie noch nicht die Endspannung aufgebaut. Nachm Spaziergang dann die 
letzte achtel-viertel Drehung und noch nen Spaziergang.

Das gehört bei mir zu jedem Frühjahrsputz:

Rad abmachen und die Speichen von beiden Seiten mit einem
Holzstäbchen abfahren. Bling, bling, bling, bläng?

Reifen runter, Schlauch usw.
Die Speiche, die nicht mehr "bling" macht, ist defekt.
(Fast immer ist sie innerhalb des Gewindenippels gebrochen,
kann man nicht sehen).

Bisher hatte ich fünf defekte Speichen gefunden.

Grüße Bernd

Schrauber123 schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Hast Du noch alle (Sinne beieinander)?
>
> Danke für die konstruktive Idee? Die Aufgabe ist einfach reizvoll da sie
> einen ausgewogenen Mix aus Mechanik  Messtechnik und Mathematik
> erfordert. Und dann vielleicht sogar praktisch nutzbar wäre...
> ...Bei dem " Fanatyk Tensiometer " ist mir das
> Messprinzip nicht klar. Wird eine fixe Auslekung gemacht und die hierzu
> notwendige Kraft gemessen? Oder wird mit fixerKraft ausgelekt und die
> bewirkte Auslenkung gemessen?

Auch wenn die Frage nicht weiterführend war - sie war dennoch ernst 
gemeint. :)

Alle Speichen haben identische Länge und genau so ist das auch bei den 
Spannmuttern.

Was beinhaltet, daß Du an sich nur dann eine Unwucht erzeugen kannst, 
wenn die Felge exzentrisch nur Nabe bzw. Achse angezogen wird.

Der Mix aus Mechanik, Messtechnik und Mathematik reduziert sich dabei im 
Wesentlichen auf die Mechanik.

Mit einfachsten Mitteln, z.B. auch per Vorderradgabel angeschweißt auf 
eine Grundplatte, kannst Du Anschläge hindrapieren, die es erlauben, 
nach dem "losen" Einsetzen aller Speichen samt Muttern die Felge so zu 
spannen, daß sie (außen) rundläuft.

Gleichzeitig mit diesem Spannen kannst Du auch bereits den Seitenschlag 
korrigieren.

Und wenn das so weit passt, alle Speichen danach gleichmäßig anziehen.
Das Speichen-Material kennst Du, und die max. Drehmomente für die 
Speichen bzw. Spannmuttern kannst Du erfragen.

Durch die Korrekturen werden die danach vorliegenden 
Basis-Anzugs-Momente der Speichen etwas unterschiedlich sein.
Das werden sie auch bleiben, wenn Du anschließend wirklich alle Speichen 
gleichermaßen ringsum schrittweise ( 1/4 od. 1/2 Umdrehung an der 
Spannmutter) spannst.

Mit dem Spannen mußt Du dann aufhören, wenn in einem großen Teilbereich 
des Umfanges die max. zulässigen Drehmomente erreicht sind/wurden.
Weil es sich so verhält, daß Du mit jedem (einseitigen) Spannen 
gleichzeitig auch die Gegenseite mit verspannst.

Ich wüßte nicht, welche Mathematik Du dazu bräuchtest. ;)

Ob es eine gute Idee ist, auf eingespannten und flachgelegten Felgen auf 
deren Speichen "spazieren zu gehen" weiß ich nicht.
Denke jedoch, daß dies - je nach Körpergewicht - eher in 
Grenzbelastungs-Bereiche von Speichen gehen könnte.

Wobei es für mich eher ein weniger zutreffendes Argument ist, daß sich 
die Speichen dabei "setzen" können.
Wenn man erreichen will, daß sie irgendwie in ihre bestmögliche Position 
"hineinschlupfen" können, läßt sich das m.E. besser mit Einfetten ihrer 
"Sitzpositionen" und der Gewinde (Speichen+Muttern) erreichen.

Das sind dann aber eher "philosophische" Fragen, inwieweit sich dann 
dabei auch Drehmomente relativieren.
Prinzipiell sollte man "Überdehnungen" daran orientieren, was vom 
Werkstoff her "kritisch" werden könnte.

Was das hier anbelangt:
> ...Bei dem " Fanatyk Tensiometer " ist mir das
> Messprinzip nicht klar. Wird eine fixe Auslekung gemacht und die hierzu
> notwendige Kraft gemessen? Oder wird mit fixerKraft ausgelekt und die
> bewirkte Auslenkung gemessen?

Beides ist möglich, wobei es im Endeffekt auf das selbe hinausläuft. ;)

Und das wird z.B. auch bei Zahnriemen-Spannungs-Überprüfungen gemacht.
Sind ganz simple Geräte:
https://www.ebay.de/i/372269545448

Ob es sowas auch für Speichen gibt, weiß ich nicht.
Denke aber, daß es auch dafür tauglich sein müßte.
Sofern man die max. zulässigen Spannungen von konkreten Speichen kennt.

Grüße

Röhry schrieb:
>> Spectroid.
>>
>> https://play.google.com/store/apps/details?id=org.intoorbit.spectrum&hl=de

> Gibt es das auch für Samsung Handys? Ich finde nichts.

Ich habe ein Samsung Handy. Die App findet man einfach im Playstore.

Bernd F. schrieb:

> 010.jpg
> Das gehört bei mir zu jedem Frühjahrsputz:

Ich hätte jetzt eher erwartet, das Du das Rad "entspeichst", jede
Speiche einzeln putzst un dann wieder neu einspeichst. :-)

Harald W. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>
>> 010.jpg
>> Das gehört bei mir zu jedem Frühjahrsputz:
>
> Ich hätte jetzt eher erwartet, das Du das Rad "entspeichst", jede
> Speiche einzeln putzst un dann wieder neu einspeichst. :-)

Nit glei übertreiwe!

Grüße Bernd

> Reifen runter, Schlauch usw.
> Die Speiche, die nicht mehr "bling" macht, ist defekt.
> (Fast immer ist sie innerhalb des Gewindenippels gebrochen,
> kann man nicht sehen).
>
> Bisher hatte ich fünf defekte Speichen

So ein Auto mit Speichen und Trommelbremse hat nicht jeder...


mfG

Schrauber123 schrieb:
> Du hast Dir wirklich Mühe gemacht mit der interessanten Antwort. Danke
> dafür. Deinen ersten Kommentar fand ich nicht so sehr zielführend .

Naja, mal provokant zu fragen, bringt doch etwas mehr "Salz in die 
Suppe". ;)
Aber danach sollte es schon ernsthafter zur Sache gehen, um Sachverhalte 
richtig einordnen zu können.

> Die Idee mit der Mathe und einem einfachen Messsystem welches die Werte
> direkt in den MC ueberträgt finde ich einfach spannend. Glaube
> allerdings gerne , daß das für jemanden, der im Speichenspannen geübt
> ist, vollkommen unnötig ist.

Ich glaube nicht, daß Du das eingangs Umrissene ohne weiteres per Mathe 
erfassen kannst.
Womit ich meine, daß Du beim Zentrieren der Felge zur Achse messen 
könntest, welche Speiche Du nun mit einer Viertel- oder Halbdrehung der 
Spannmutter anziehen müsstest, damit die Felge ohne Höhenschlag läuft.

Denn selbst, wenn die Felge nur relativ lose eingespeicht ist, 
deformierst Du sie mit jedem Anzug einer Spannmutter ein wenig.
Was sich daraus erklärt, daß Du gleichzeitig mit dem Anzug einer 
Spannmutter eine oder mehrere "Gegenspeichen" höher spannst.

Was dazu führt, daß die Felge dort hin ausweicht, wo noch geringere 
Speichenspannung vorliegt als im aktuellen Anzugsbereich.
Übertrieben wird sie dabei leicht elliptisch.

Danach gehst Du her und korrigierst die Ellipse wieder usw. usw.
Genau genommen findet dabei jedoch in der Felge ringsum auch eine 
schrittweise Stauchung (degressiver Art) statt.
Die müßtest Du aber kennen, um alles mathematisch erfassen zu können.

> Die Mathe dazu scheint ja auf den ersten Blick recht kompliziert zu
> sein.  Könnte mir allerdings vorstellen daß es eine praktikabe Lösung
> gibt. Die zu finden ist einfach reizvoll.

Wo ein Wille ist, ist auch ein Gebüsch. :D
Es kommt ja auch etwas darauf an, in welchem Umfang Du das per Mathe 
erfassen können willst.

Neulich sah ich zufällig beim Fahrrad meiner Frau, daß die Al-Felgen gar 
nicht "einstückig" sind, sondern aus einem rund umgeformten Profil 
bestehen, das stumpf gestoßen ist.
Die Felgen sind so gut eingespeicht, daß dies kaum erkennbar ist.

Das registrierte ich verblüfft, sah aber nicht nach ob (innen) in der 
Felge evtl. ein Schweiß-Punkt zur Verbindung von Anfang und Ende gesetzt 
wurde.
Kurzum:
Bei so einer Felge könntest Du evtl. einen Drucksensor einbauen, um die 
Stauchung erfassen zu können.

Geht es Dir nur um die Erfassung/Überprüfung der richtigen 
Speichenspannung, dürfte das wesentlich einfacher sein.

Weil Du Dir dabei zunutze machen kannst, daß im Prinzip in der Technik 
nicht nach Zug- und Druck-Belastung unterschieden wird:
Das wird i.d.R. alles "über einen Kamm geschert".

Speichen sind, sich in Nabennähe tangierend, verspannt.
Um die Spannung von allen messen zu können, müßtest Du sie abwechselnd 
so auf Zug oder Druck belasten können, daß sie sich - ohne Behinderung 
durch eine andere Speiche - völlig frei zwischen ihren beiden Auflagern 
(= Spannpunkten) durchbiegen lassen.

Wie weit sie sich (im noch elastischen Bereich) jeweils durchbiegen 
lassen können, kannst Du je nach Speichen-Art, -Länge und optimalem bzw. 
vorgeschriebenem Anzugsmoment entweder empirisch ermitteln oder 
berechnen.

Damit hast Du dann die Werte (Krafteinwirkung) mit denen Du z.B. in der 
Speichen-Mitte ziehen oder drücken mußt, um feststellen zu können ob 
jede einzelne Speiche "im grünen Bereich" gespannt ist.

Dürfte als Kontrollwert für richtige Speichenspannung weit besser sein 
als bling - bling - blang - bling - bling. ;)

Da hätte ich ja zu annähernd ringsum identischen Anzugsmomenten noch 
"mehr Vertrauen". ;)

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Zur Messung  : wie wäre es wenn ich zwecks Messung die Speichen mit
> einem kleinen Motor definiert krümme ( so wie die Tensiometer das machen
> ) und den Motorstrom messe. Der muß dabei ansteigen und wieder abfallen.

Wie doll willst du den Motor den an der Speiche zerren lassen? Bis sie 
zerissen ist? Ansonsten würde dein Motorstrom nur bis zum Blockierstrom 
ansteigen. Abfallen wird der jedenfalls nicht, solange die Speiche eine 
ständig wachsende Gegenkraft aufbringt.

Schrauber123 schrieb:
> Würde es nicht auch genügen einfach ein Teilstück der Speiche zu
> betrachten ? So gehen doch auch die käuflichen Tensiometer vor .

Ja, kannst Du auch so machen.
Doch dabei gehst Du auf ein Teilstück einer Speiche los, das genau unter 
der selben Vorspannung liegt, wie die gesamte Speiche zwischen ihren 
beiden "Auflagern" (Nabe und Felge).

Bei beiden Messverfahren kannst Du berechnen, wie groß die Auslenkung 
ist, wenn Du mittig, also zwischen den Auflagern, eine Kraft einwirken 
läßt.
Das kannst Du direkt berechnen, z.B. mit Formeln aus der Baustatik 
(Träger zwischen zwei Auflagern bei mittiger Belastung).

Wenn Du nun in einem (kürzeren) Teilstück zwei neue Auflager schaffst, 
wirst Du aber größere Kräfte zur Durchbiegung brauchen.
Das ist der einzige Unterschied, und bei beiden Meßverfahren mußt Du 
natürlich (zumindest anfangs) wissen, wie weit Du überhaupt durchbiegen 
darfst, um im elastischen Bereich zu bleiben.

D.h. anfangs mußt Du gleichzeitig mit der Durchbiegung auch die 
Auslenkung messen.
Hast Du die entspr. Werte (einmal exemplarisch) ermittelt, sind diese 
die Grundlage dafür, daß Du später, z.B. per Motorstrom, ohne Wegmessung 
sagen kannst:
Die Speichenspannung liegt (mehr oder weniger oder gar nicht mehr) im 
zulässigen Bereich.

> Zur Mathe : Stelle mir vor ich habe ein neues perfekt eingespeichtes
> Rad. Messe alle Spannungen. Nun verstelle ich eine Speiche definiert und
> messe abermals die einzelnen Spannungen wie auch den bewirkten
> Höhenschlag und Seitenschlag. Damit kenne ich die Auswirkung auf alle
> anderen Speichen. Sollte vernünftig sein. Zur Berechnung hatte ich mir
> bei einem verstellten Rad eine an " Montecarlo " angelehnte Berechnung
> vorgestellt.
>
> Zur Messung  : wie wäre es wenn ich zwecks Messung die Speichen mit
> einem kleinen Motor definiert krümme ( so wie die Tensiometer das machen
> ) und den Motorstrom messe. Der muß dabei ansteigen und wieder abfallen.
> Der Maximalstrom ergibt die Speichenspannung?

Nein, nicht der Maximalstrom des Motors, sondern die Stromaufnahme, die 
jeweils die zulässige Biegung verursacht.
Meintest Du aber vielleicht auch so? :)

Grüße

L. H. schrieb:
> Das kannst Du direkt berechnen, z.B. mit Formeln aus der Baustatik
> (Träger zwischen zwei Auflagern bei mittiger Belastung).

das ist schon eine andere Formel, bei einem Träger ist das eine andere 
Belastung als bei einer Speiche

Walter S. schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Das kannst Du direkt berechnen, z.B. mit Formeln aus der Baustatik
>> (Träger zwischen zwei Auflagern bei mittiger Belastung).
>
> das ist schon eine andere Formel, bei einem Träger ist das eine andere
> Belastung als bei einer Speiche

Nein, das ist keine andere Formel. :)
Und ich denke, Du bringst beim Vergleich Träger/Speiche ein wenig 
durcheinander, daß die Belastbarkeit natürlich unterschiedlich ist.

Was aber nur an den unterschiedlichen Profilen/Querschnitten bzw. den 
Widerstandsmomenten liegt.
Definition Widerstandsmoment: Unter Widerstandsmoment W versteht man in 
der Festigkeitslehre eine nur aus der Geometrie eines 
Trägerquerschnittes (Form und Abmessung - nicht Material!) abgeleitete 
Größe.

Wenn man dafür keine Tabellen vorliegen hat, kann man das jederzeit 
berechnen:
https://www.online-berechnung.at/widerstandsmoment-traegheitsmoment.html

Grüße

Schrauber123 schrieb:

> An 2 Punken der Speiche abstützen. In der Mitte der Abstützstellen mit
> einer exzentrischen Welle auslenken . ( Excenterwelle orthogonal zur
> Speiche )
Kleb einen Dehnungsmesstreifen drauf. Der E-Modul ergibt sich aus dem 
Werkstoff - zack - hast du die Zugspannung.

Eine Speiche ist normal nicht mit Torsions- oder Biegemoment belastet. 
Druck kannst du bauartbedingt nicht einbringen.

Sebastian L. schrieb:
> Kleb einen Dehnungsmesstreifen drauf. Der E-Modul ergibt sich aus dem
> Werkstoff - zack - hast du die Zugspannung.

Das halte auch ich für eher wenig praktikabel.
Denn auch Speichen dürften eine Werkstoff-Kennzeichnung haben.
Dadurch kann man im Werkstoff-Datenblatt nachsehen, wo die relevante 
Zugbelastbarkeit (im vollkommen elastischen Bereich) liegt.
Oder im Spannungsdehnungsdiagramm des Werkstoffes.
Mehr braucht man doch als Berechnungsgrundlage nicht. :)
>
> Eine Speiche ist normal nicht mit Torsions- oder Biegemoment belastet.
> Druck kannst du bauartbedingt nicht einbringen.

Es ist zwar richtig, daß Speichen im eingebauten Zustand nur unter 
Zugspannung stehen, was aber noch lange nicht ausschließt, daß senkrecht 
zu ihrer Spannungsrichtung Druck oder Zug auf sie ausgeübt werden kann.
Nämlich zu Überprüfungszwecken ihrer Spannung.

Grüße

L. H. schrieb:
> Wenn man dafür keine Tabellen vorliegen hat, kann man das jederzeit
> berechnen:

Flächenträgheitsmoment und Widerstandsmoment sind leider nur die halbe 
Miete,
wie lautet denn die Formel für die Durchbiegung bei einer Speiche?

Walter S. schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Wenn man dafür keine Tabellen vorliegen hat, kann man das jederzeit
>> berechnen:
>
> Flächenträgheitsmoment und Widerstandsmoment sind leider nur die halbe
> Miete,

Ja, wobei das W aus dem I abgeleitet ist.
In der Praxis interessiert (jedenfalls im Bauwesen) fast nur das W, weil 
es überwiegend um den Fall vertikaler Kräfte (P) geht, die von einem 
Bauteil aufgenommen (getragen) werden können.

Man muß mit den W auch ein bißchen Obacht geben, was Tabellenwerte davon 
anbelangt, aus dem man W evtl. entnimmt.
Denn es gibt zwei davon, die sich, als ich studierte, noch am 
klassischen Koordinatensystem orientierten (x horizontal und y 
vertikal).
Das mit den Achsen könnte sich inzwischen geändert haben.

Weiß ich nicht, interessiert mich aber auch nicht. ;)
Weil ich es sowieso für total "bescheuert" halte, vom klassischen 
Koordinaten-System irgendwo abzuweichen.
Querschnitt bleibt doch Querschnitt oder etwa nicht?

Und wenn ich in den (vertikal) hineinsehe, dann ist auch völlig klar, wo 
da die x-,y- und z-Achse liegt.
Manchmal verstehe ich wirklich nicht, warum "Ummodelungen" davon 
überhaupt stattfinden konnten.

Meistens ist das W_x kleiner als das W_y, was mit der "Hochstegigkeit" 
von Bauteilen zu tun hat, die natürlich angestrebt wird, weil hohe 
Bauteile erheblich mehr tragen können als solche, die flacher und 
breiter sind.
Einzige Ausnahme davon sind achsensymmetrische Teile, bei denen dann die 
zwei W identische Werte haben.
Z.B. runde Massivträger (auch Speichen) oder Rohre usw.

In allen anderen Fällen, in denen W_y größer als W_x ist, MUSS in 
Berechnungen das W_x eingesetzt werden.
Denn NICHT die hohe Tragfähigkeit auf der vertikalen Achse ist relevant, 
sondern das W_x!
Weil nur das Widerstand gegen seitliches "Ausweichen" von Bauteilen 
bieten kann.

D.h. man geht bei Berechnungen her und schaut sich genau genommen nur 
das "kritisch werden könnende" W_x an bzw. wie lange das "durchhalten" 
kann.

> wie lautet denn die Formel für die Durchbiegung bei einer Speiche?

Zunächst mal geht es immer um max. zulässige Biegespannungen in 
Bauteilen, damit diese die Anforderung "aushalten" können.
Dazu werden dann zwei ganz simple Formeln an sich nur miteinander 
"verknüpft".

Legende:
M_b = Biegemoment
P = vertikal einwirkende Kraft auf ein Bauteil
l = Länge zwischen den Auflagern
sigma_zul = zulässige Spannung im Bauteil
W = W_x!

1) M_b = P*l/4 (gilt nur unter der Annahme einer mittigen Punktlast 
zwischen zwei Auflagern (bei anderen Annahmen sieht die Gleichung (nur 
rechtsseitig) anders aus))

2) sigma_zul = M_b/W

Mit 1) in 2) eingesetzt "landet" man dann letztlich bei dem, was (hier) 
von Interesse ist:
P = 4*sigma_zul*W/l

Im sigma_zul wird dabei IMMER der SF "versteckt".
Man macht halt dort dann entspr. hohe "Abschläge" vom (mindestens) 
"garantierten" Zugfestigkeitswert gelieferter Träger.
Bei Speichen wird das analog auch nicht anders sein (können).

Sollte Dich noch die absolute Durchbiegung (von der Wegstrecke her) 
unter einer zulässigen P_max interessieren:
Die kann man natürlich auch berechnen.
Dafür gibt es auch Berechnungsprogramme, nach denen Du aber selbst 
suchen kannst.
Worauf Du bei Eingabe von Werten achten mußt, weißt Du ja nun. :)

Grüße

Vielen Dank für deine Ausführungen, aber das eigentlich interessante 
vermisse ich

L. H. schrieb:
> Sollte Dich noch die absolute Durchbiegung (von der Wegstrecke her)
> unter einer zulässigen P_max interessieren:
> Die kann man natürlich auch berechnen.
> Dafür gibt es auch Berechnungsprogramme, nach denen Du aber selbst
> suchen kannst.

genau das ist die Frage,
Für einen beidseitig aufliegenden Träger finde ich zur Durchbiegung

Mit x=1/2 erhält man die maximale Durchbiegung in der Mitte.
Da er aber nicht unter Spannung steht wie eine Speiche fehlt da 
natürlich die Vorspannung in der Formel, wie bekommt man die da rein?

Walter S. schrieb:
> Mit x=1/2 erhält man die maximale Durchbiegung in der Mitte.

Nein, nicht bei x=1/2, sondern bei x=l/2 (also in der Mitte der Länge 
des Trägers) erhält man die max. Durchbiegung:

w_max = - F*l^3/48EI

> Da er aber nicht unter Spannung steht wie eine Speiche fehlt da
> natürlich die Vorspannung in der Formel, wie bekommt man die da rein?

Gar nicht; denn I ergibt sich nur aus dem Speichenprofil und der E-Modul 
ist so definiert:

E = sigma(Spannung)/epsilon(Dehnung)

Genau genommen repräsentiert er in Spannungsdehnungsdiagrammen den 
linear ansteigenden und somit den vollkommen elastischen (Hooke'schen) 
Bereich bzw. den tan_alpha(die Steigung) des gerade ansteigenden Teiles 
in den Graphen.

Unbekannt ist aber bei der Formel, wo genau man dann unter Einbeziehung 
von E und I auf der Geraden liegt.
Könnte ja auch kurz vor der Streckgrenze sein.

Genau hier liegt das Problem beim Vorhaben des TE.
Was ich w.o. provokant fragte, war nicht böse gemeint, sondern geschah 
vor dem Hintergrund, daß es eine "Hundsarbeit" ist, die Vorspannung bei 
Messungen zu integrieren.

Um klären zu können, wo man mit der Vorspannung überhaupt liegt, würde 
ich das eher auf der Basis einer Speichen-Werkstoff-Nr. bzw. dem 
Spannungsdehnungsdiagramm (SDD) davon tun.

Bisher fand ich nur die Mindestzugfestigkeit von Stahl-Speichen:
Liegt bei 1200N/qmm, was auf Vergütungsstahl hindeutet.
Bei weiterer Suche aber auch noch die Vorspannung der Speichen, die bei 
1000N/qmm liegt.

Die Querschnittsfläche einer 1,8mm-Speiche ist ca. 2,54qmm
2,54 * 1200N = 3048N

Die 1000N für die Vorspannung entspr. somit einem SF von ca. 3.
Paßt schon.
Klingt dann insgesamt auch freundlicher. ;)

Ein SDD für Speichen fand ich nicht.
Macht nichts - nimmt man halt ein anderes von vergütetem Stahl her; denn 
so großartig werden sich die SSD nicht unterscheiden.
Hier ist ein's von C45 vorhanden:
https://www.tec-science.com/de/werkstofftechnik/waermebehandlung-stahl/harten-verguten/

Wenn wir daraus den roten Graph (vergütet) hernehmen, uns mit 1100 statt 
1200N/qmm zufrieden geben, dann liegen wir mit 700N/qmm unterhalb der 
Streckgrenze.

2,54 * 700N = 1778 bzw. ca. 1800N
Wir haben also - bezogen auf eine Speiche mit D 1,8mm - eine 
"Spannungsreserve" von 800N, mit der wir immer noch im elastischen 
Bereich liegen.

Über ein SSD kann man dann schon hergehen, eine Vorspannung integrieren 
und nur noch mit einem "aufgesattelten" Spannungswert eine Kraft 
berechnen, die nur noch zulässig ist, um das sigma weiter zu erhöhen.
Damit man unter der Streckgrenze bleiben kann.

Schrauber123 schrieb:
> Stütze die Speiche im Abstand von 192 mm . Lenke die Speiche mit dem
> Fingernagel aus und messe ( Vellemann PCSGU250 ) die Eigenfrequenz per
> FFT .

Du machst Messungen mit einer undefinierten Auslenkung?
Und vergleichst die dann schrittweise um 90° steigend mit welchen 
Fingernageldrücken?
Meinst Du nicht, daß dies für Messungen schon arg "rustikal" ist? :)

> Der Ursprungszustand           : 458 Hz
>  Nach  Drehung um 90 Grad :  474 Hz

Damit ich das richtig verstehe:
Die Drehungen beziehen sich auf den Speichen-Spann-Nippel?
Und die Drehungs-Gradzahlen hast Du "frei Schnauze" bzw. nach Augenmaß 
gemacht?
Denn die Ergebnisse lassen das vermuten, weil sie viel zu weit 
"streuen".

>                                   180            492 Hz
>                                    270           522 Hz
>                                    360           525 Hz
>
> Drehe wieder zurück in die Ausgangsposition

Hast Du auch die Ergebnisse vom schrittweisen Zurückdrehen?

>                                         0  Grad 442 Hz
>  Entweder hat sich irgendwas dauerhaft deformiert oder beim Zurückdrehen
> hab ich die Ausgangspoition nicht genau getroffen .

Wenn wir annehmen, daß (ungefähr) die übliche Vorspannung vorlag, kennen 
wir inzwischen auch (ungefähr) die "Spannungsreserve", bis Du etwas über 
die Streckgrenze hinaus (irreversibel) deformieren konntest.
Wie es aussieht, kannst Du Dich so schnell gar nicht in die Streckgrenze 
bewegt haben.
Denke eher, daß man da anderswo nach den Ursachen der Abweichungen 
suchen sollte.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> So sieht der Aufbau aus .

Schön und gefällt mir, da mit simpelsten Mitteln realisiert. :)
Wenn Du es magst, beschreib doch bitte etwas näher für so Dummies, wie 
z.B. mich, wie die f-Messung eigentlich genau vorgenommen wird.

So auf Anhieb habe ich nur einen Verbesserungs-Vorschlag dazu:
Mach die Auflager definierter.
Genauer gesagt, spitzer und nur mit einem minimalen r von z.B. 1mm.
Kann nur förderlich für Deine Meßergebnisse sein.

Schrauber123 schrieb:
> Wären an den  192 mm  voneinender entfernten Fixpunkten
> Schwingungsknoten so könnte man unter der ( wohl richtigen )  Annahme
> daß hier die Frequenz der Grundschwingung gemessen wird, die Spannkraft
> der Speiche direkt berechnen .

Naja - Du hast eine Vorspannung auf der Speiche, kappst die dann aber 
gewissermaßen ab, auf zwei andere Auflager und erzwingst dadurch einen 
anderen Zustand, der separat zu betrachten ist.

> Die Speiche verhält sich jedoch anders
> als eine schwingende Saite.

Warum sollte sie das tun?
Sie hat ursprünglich zwei Auflager (Nabe+Felge).
In diesem Spannungs-Zustand kann sie nur eine ganz bestimmte f haben.
Von mir aus bestimmungsgemäß (bei Soll-Vorspannung) "bling".

> Bei einer Saite ist die Frequenz der
> Grundschwingung proportional zur Quadrat der Spannkraft. Unter der
> Annahme daß diese Gesetzmäßigkeit auch für die schwingende Speiche gilt,
> erhöht sich durch das Verdrehen des Nippels um eine Umdrehung dann die
> Zugspannung der Speiche um den Faktor 1,3 ( 525 ^2  :  458 ^ 2 ).

Die Erhöhung der Zugspannungswerte hast Du aus 
Speichen-Gewindesteigungen berechnet?
Nehme ich Dir jetzt mal alles "unüberprüft" ab und verlasse mich dabei 
auf Deine Sorgfältigkeit, daß alles richtig ist. :)

Ändert das irgendwas daran, daß sich dadurch auch die f im für Meßzwecke 
abgegriffenen Teilbereich ändert?
Noch dazu, weil im Teilbereich ganz andere Auflager-Bedingungen 
vorliegen als vorher.

Vielleicht ein Vergleich mit einer Gitarre dazu:
Nehmen wir mal an, auf deren Griffbrett fehlen (ununterbrochen 
nacheinander) einige der metallischen Querstege (mit oberseitig 
geschätztem r ca. 1mm), welche sicherstellen, daß bei Fingerdruck 
zwischen ihnen auch der gewünschte Ton (= entspr. f) erzeugt werden 
kann.

Dann liegt doch darüber eine per Spannung "eingestimmte" Saite mit einer 
ganz bestimmten f für den Grundton.
Verkürzt Du aber die Saite per Druck auf Stege, stellt sich jeweils eine 
ganz andere f ein.
Die aber immer von der Gesamtlänge der Saite abhängt.

Etwas ganz anderes ist es aber, wenn Du zwischen fehlenden Querstegen an 
noch vorhandenen eine Saite spannst, die ihrerseits von vornherein unter 
Vorspannung steht.
Damit schaffst Du nämlich ein ganz anderes (neues und ganz erheblich 
verkürztes) Schwingsystem.

Das mit dem ursprünglichen nur noch eine einzige Gemeinsamkeit hat:
Die Vorspannung der Saite.
Die aber sofort "hinfällig" wird, wenn Du die Saite zwischen 
anderen/neuen Auflagern spannst.

Ich frage mich, warum Du Dir diese "Verkomplizierung" im Meßverfahren 
überhaupt "antun" willst.
Genauer gesagt, Dich mit Proportionalitäten zwischen zwei 
unterschiedlichen Auflager-Zuständen überhaupt zu befassen.
Um aus dem "verkürzten" Rückschlüsse auf den original vorliegenden 
ziehen zu können.
Hindert Dich irgendwas daran, gleich am originalen Spannungs-Zustand zu 
messen?

Denn Deine Idee, mit einer ganz simplen Exzenterwelle die 
Speichen-Spannung (per Stromaufnahme in Beziehung zur Durchbiegung) 
überprüfen zu können, fand ich an sich ganz gut.
Wozu neue Auflager schaffen, wenn schon welche vorhanden sind? :D

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Was mir nicht klar ist: Die  19 cm entsprechen sicher nicht der halben
> Wellenlänge ( Grundschwingung einer Saite mit zwei festen Enden ).

und warum nicht?

in c stecken Durchmesser und Dichte der Speiche sowie die Spannkraft

Danke erst mal für Deine näheren Erklärungen. :)

Schrauber123 schrieb:
> Was man auf dem Bild schlecht erkennen kann:  Der eingesägte "
> Keil " der als Auflage der Speiche dient ist von der Form her kein
> Prisma im geometrischen Sinn. Habe beim Feilen die Feile so geführt, daß
> die Flächen eher einer Zylinderoberfläche ähneln. Wollte erreichen, daß
> die Abstützungen die Speichenoberfläche nicht beschädigen? Ist
> vielleicht nicht so schlau ?

Auf mindestens 1200N/qmm vergütete Speichen-Stähle liegen 
vergleichsweise "auf der Rille" von 12.9-Schraubenmaterial.
https://www.konstruktionsatlas.de/verbindungstechnik/schraube_gewinde_mutter/schraubenwerkstoff.shtml

> Für die Messungen hab ich die Abstützungen
> nur mit kleiner Kraft aufgesetzt. Dadurch sollte sich die
> Speichenspannung nicht merklich verändert haben. Da die
> Schwingungsamplitude gering ist genügt ein leichtes Aufsetzen .

Bei leichtem Aufsetzen wirst Du dadurch an der Speiche nichts 
deformieren können, obwohl nur Punktberührungen vorliegen.

Sah mal beim Fahrrad nach, wo die Kreuzungspunkte der Speichen liegen:
Sie sind deutlich unterhalb der Distanzmitte zwischen Felge und Nabe.

Eine ganz andere Überlegung wäre deshalb die, einen vorgespannten Teil 
der Speiche (mit "weichen" Backen) fest einzuspannen.
Um dann nur diesen Teil bzgl. Schwingverhalten wie eine gespannte Saite 
zu betrachten.

Hätte auch den Vorteil, daß man bei allen Speichenmessungen dieselben 
Meßverhältnisse schaffen kann.
>
> L. H. schrieb:
>> Denn Deine Idee, mit einer ganz simplen Exzenterwelle die
>> Speichen-Spannung (per Stromaufnahme in Beziehung zur Durchbiegung)
>> überprüfen zu können, fand ich an sich ganz gut.
>> Wozu neue Auflager schaffen, wenn schon welche vorhanden sind? :D
>
> Hab vor das auch noch zu bauen. Es gibt jedoch dabei ein Problem. Die
> durch den Excenter bewirkte Auslenkung muß recht klein und
> reproduzierbar  sein ( sonst bekommt die Speiche Knicke ) .  So
> vielleicht   1   ,  2  mm bei der Stützweite von ca 19 cm .

Die zulässige Auslenkung, um noch im elastischen Bereich zu bleiben, 
kann man problemlos berechnen.
Genug Daten dazu haben wir jetzt ja.
Welchen D haben Deine Speichen?

> Dazu muß die
> Mechank ziemlich gut sein um diesen Wert reproduzierbar für alle
> Speichen zu belassen. Und noch was:  Ich kann nichtmehr wie im Photo
> einfach mit zwei Eisenstangenn abstützen. Da müssen dann Z.b  zwei
> Kugellager hin da durch die Auslenkung die Speiche hier " rutschen "
> können muß.

Die Reproduzierbarkeit dürfte bei Festeinspannung deutlich besser sein 
als beim leichten Ansetzen nach Gefühl.
Und ja, die Mechanik muß stabil sein, was aber kein Problem ist, wenn Du 
Spannpratzen und Exzenterwelle auf einer Metall-Platte montierst.

> Genauer ist sicher das zuerst benutzte Verfahren ueber die
> Frequenz. Auch ist bei dem Frequenzverfahren vieleicht noch eine
> Verbessrungsmöglichkeit drin in Bezug auf die Anregung ( Fingernagel ) .

Wann Deine zupfenden Fingernägel bei so vielen Speichen eines Laufrades 
"abgemürbt" sind, stelle ich mir lieber nicht vor. ;)

Was die unterschiedlichen Verfahren anbelangt:
Beide können sicher optimiert werden.
Was aber auch nichts daran ändert, daß es sich um indirekte 
Spannungs-Messungen handelt.

Das mechanische Verfahren muß nicht zwangsläufig schlechter sein.
Eine Referenz- bzw. "Eich"-Speiche, angezogen mit 1000N/qmm brauchst Du 
bei beiden Verfahren, um zu wissen, wo genau Sollwerte liegen.

Grüße

Im Beitrag #5765190 schrieb ich:
> Walter S. schrieb:
>> Mit x=1/2 erhält man die maximale Durchbiegung in der Mitte.
>
> Nein, nicht bei x=1/2, sondern bei x=l/2 (also in der Mitte der Länge
> des Trägers) erhält man die max. Durchbiegung:
>
> w_max = - F*l^3/48EI
>
>> Da er aber nicht unter Spannung steht wie eine Speiche fehlt da
>> natürlich die Vorspannung in der Formel, wie bekommt man die da rein?
>
> Gar nicht; denn I ergibt sich nur aus dem Speichenprofil und der E-Modul
> ist so definiert:
>
> E = sigma(Spannung)/epsilon(Dehnung)

@ avatar:

Es hat mir keine Ruhe gelassen, daß es keine Möglichkeit geben sollte, 
in die gen. w_max-Formel keine Spannung integrieren zu können.

Sowas "fuchst" mich dann immer und tickt so lange "in der geistigen 
Oberwelle" weiter, bis sich eine Lösung abzeichnet.

Heute nachmittag beim Kaffeetrinken fiel mir die dann auch ein.
Ich schätze es sehr, wenn jemand mitdenkt:
Korrigier mich also bitte, wenn ich in den Gedanken dazu irgendwie 
falsch liege. :)

1) In der gen. Formel können wir an E,I und l^3 nichts 
"drehen"/verändern.
Bleibt nur noch F übrig, wo der "Hund begraben sein muß"

Das ist tatsächlich der Fall, nachdem das hier auch zweifellos richtig 
ist:
Ich schrieb:
> Unbekannt ist aber bei der Formel, wo genau man dann unter Einbeziehung
> von E und I auf der Geraden liegt.
> Könnte ja auch kurz vor der Streckgrenze sein.

Es ist aber nur insoweit richtig als für F in der Formel keine 
x-beliebige Kraft eingesetzt werden kann.
Was zu dem Rückschluß führt:

2) F muß vorher separat berechnet worden sein!
(So, wie von mir w.o. für diesen Fall beschrieben)

3) Unter Spannungs-Restriktionen (SF), welche Bauteile nicht gefährden 
können.

4) Und erst dann, wenn man F kennt, DARF man den Wert in die 
w_max-Formel übernehmen, um die max. Durchbiegung zu berechnen.
Das ist dann auch kein x-beliebiger Wert mehr, sondern einer, von dem 
wir ganz genau wissen, daß wir uns mit ihm im elastischen Bereich 
befinden.

5) Unter 3) können wir die Vorspannung (1000N/qmm) als sigma-Begrenzung 
"verpacken".
Dann F nach 2) berechnen und den Wert anschließend in die w_max-Formel 
übernehmen, um die Auslenkung zu berechnen.
Bekommen dadurch irgendeinen Wert, den wir registrieren

6) Dann machen wir das nochmal dito, aber mit einem höheren sigma-Wert, 
mit dem wir aber immer noch im elastischen Bereich vom SDD liegen.
Bekommen dadurch per w_max-Formel natürlich einen höheren 
Auslenkungs-Wert.

Die Differenz zwischen 5) und 6) zeigt dann nicht nur die max. Werte von 
F auf, sondern auch, wie viel von der Kraft erst mal "verbraten" wird, 
um die Vorspannung von 1000N/qmm überwinden zu können.

Siehst Du ein "Loch" in den Überlegungen?

Grüße

Mir fiel heute nachmittag beim Betrachten der Kreuzungspunkte der 
Speichen
noch eine ganz andere Möglichkeit ein, womit man gleich die Spannungen 
von zwei Speichen messen könnte.

Die Kreuzungspunkte der Speichen liegen auf einem Teilkreis (TK) mit 
kleinerem r als der TK der Speichenmitten.

Im Kreuzungspunkt tangieren sie sich, was natürlich bei den bisher 
angedachten Meßverfahren irgendwie lästig ist.

Bei dem neu angedachten Meßverfahren wäre das jedoch wurscht.
Denn es basiert darauf, Mehreres auszunutzen:

1) daß im Kreuzungs-TK der Abstand der Speichen zueinander minimal ist

2) was es erlaubt, dort profilierte und kugelgelagerte Rollen auf einer 
Art Gabel "einzuhakeln"

3) die Gabel samt Rollen zieht man dann nach außen, bis die Rollen auf 
dem Mitten-TK der Speichen sind. Den TK kann man vorher per Filzstift an 
den Speichen markieren

4) dabei werden die Speichen unter erhöhte Spannung gesetzt und ihr 
Kreuzungspunkt verschiebt sich nach außen.

Letzteres "kratzt" nicht besonders, weil die Gleitreibung Metall/Metall 
ohnehin gering ist und durch einen Koeffizient berücksichtigt werden 
kann.

Ersteres kann man messen.
Wenn die Gabelarme drehbar gelagert sind, kann man am "Gegenhebel" der 
Rollen Kraft-Sensoren anbringen oder auch Federwaagen o.ä.

Im Prinzip könnte man dabei sogar so "frech sein" und einfach selbst 
skalierte Federwaagen anbringen.
Denn wir brauchen ja nur eine Spannungskontrolle in einem recht eng 
begrenzten Bereich. ;)

Ich wüßte nicht, wie man das noch einfacher machen könnte. :D

@ schrauber 123:

Nenn doch bitte zum D der Speichen auch noch die Distanz ihrer 
"Einspann-Lager".
Also Länge Spann-Nippel-Auflager (in der Felge) bis Loch-Aufhängung in 
der Nabe.
+/- 1mm-Genauigkeit reicht aus, um mal "griffig" Werte berechnen zu 
können.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Gerne :D = 2mm . Abstand der " Befstigungspunkte = 295 mm . Abstand des
> Kreuzungspunkte von der inneren Aufhängung = 70mm .  Der Nippel schaut
> 7,5 mm aus der Felge heraus . Es handelt sich um ein 28 Zoll Vorderrad
> mit " geoester " Felge .

Aus den Daten ergibt sich für die Speiche W = 0,7854mm^3.
Zusammen mit sigma = 1000N/qmm, sowie der Spannweite 295mm, ergab sich 
aus der Formel für mittige Belastung eine Kraft von 10,65N.

Diese F eingesetzt in die Auslenkungs-Formel ergab den Wert 34,53mm

Bei beiden Werten muß man sich aber bewußt sein, daß dabei die 
Vorspannung der Speiche nicht berücksichtigt ist.
Interessanter sind deshalb die 10,65N, die ja nur ca. 1kg "Zugkraft" 
entsprechen.

Mit einer Federwaage ging ich dann zum Fahrrad, hakelte sie in der Mitte 
einer Speiche ein und zog an ihr mit 1kg.
Ein bißchen hat sich dabei schon gerührt, aber kaum nennenswert.

Was auch nicht weiter verwunderlich ist, wenn wir uns vorstellen, daß 
der Speichenquerschnitt mit 1000N/qmm vorgespannt sein kann.
Was bedeutet, daß an der Speiche dabei 3,14 * 1000N = 3140N für die 
Spannung an ihr sorgen.

Wenn wir uns vorstellen, daß eine Speiche horizontal angeordnet ist und 
dabei dann 3140N sie spannen (auf einer Spannweite ihrer Auflager von 
ca. 30cm) glaube ich kaum, daß sich dabei viel (am Träger) rührt, wenn 
man mittig zwischen den Auflagern 1kg draufstellt.

Bzgl. Deiner Vorrichtung mit den v-förmigen Aufnahmen, die Du an 
Speichen andrückst, brauchst Du dabei auch wenig Sorgen zu haben, daß Du 
zu fest andrücken könntest.
Zumal das eine V ja ohnehin in der Nähe der Felge angedrückt wird. ;)

Was die Berechnungen anbelangt, ist das immer noch unbefriedigend 
erfaßbar.
Denke, es müßte über Seiltragwerke machbar sein, die Vorspannung incl. 
Auslenkungskraft F erfassen zu können.
Da gibt's ja die "wildesten" Sachen, die man machen und auch berechnen 
kann.
Ist alles lange her, aber ich muß mich sowieso wieder damit befassen.
Weil ich mit so einer Nestkorbschaukel unsere Enkel "beglücken" will.

Die hat 150kg Tragkraft, und sie soll an einem zwischen Bäumen 
gespannten Trag-Drahtseil angehängt werden können.
Ohne, daß dabei etwas abreißt.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Das Verfahren verstehe ich nicht ganz. Es wird doch hierbei auf zwei
> Speichen eine Zugkraft ausgeuebt.

Ja.

> F orthogonal zu Speiche?

Ja.

> Betrag von F
> auf beide Speichen gleich?

Nur dann, wenn beide Speichen die selbe Vorspannung haben, was aber 
unwahrscheinlich ist.

> Die Auslenkung beider Speichen wird doch
> nicht gemessen?

Könnte man auch messen, weil sie nur davon abhängt, welche Speiche die 
höhere Spannung hat.
D.h. die Speiche mit der höheren Spannung "verzerrt" die mit der 
geringeren zu sich hin.
Was gleichzeitig auch eine Abweichung der Meß-Vorrichtung von der 
linearen "Verschiebungslinie" beinhaltet, auf der sie beim Wegfahren vom 
Kreuzungspunkt laufen würde, wenn beide Speichen die selbe Vorspannung 
hätten.

> Wenn beide Speichen unterschiedlich gespannt sind so
> bekomme ich so doch einen Wert der irgendwo zwischen den beiden
> Speichenspannungen liegt?

Ja; denn im Endeffekt (dem "Gleichgewichts-Zustand") beider Spannungen, 
die ja an sich additiv sind, kann man dennoch sagen, welche Spannung die 
dominantere war/ist.
Erkennbar an der "Verschiebung" der Meßvorrichtung von der Ideallinie.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Motor mit Excenter und " Zughaken "   ist fertig . Mir ist nun
> noch ein erhebliches Problem dieses Aufbaus eingefallen. Das von dem
> Motor abzugebende Drehmoment ist nicht dann am größten wenn die
> Auslenkung der Speiche maximal ist . Die Zugkaft schon . Der Motorstrom
> hat damit sein Maximum nicht im Augenblick  der maximalen Zugkraft
> sondern vorher. Der jetzige Exzenteraufbau hat kein Kugellager sondern
> einen Exzenter aus Eichenholz auf dem ein Stahldraht in einer Rille
> läuft . Es werden somit auch Reibungskräfte entstehen . Diese sind
> allerdings dann maximal wenn die Zugkraft maximal ist. Sicher ist das
> Messverfahren so nicht so gut. Will es trotzdem fertigbauen.

Wie weit lenkt der Exzenter aus?

Denke, die Reibung ließe sich schon durch eine andere Konstruktion 
verbessern.

Könnte der I_max mit dem Anlaufstrom zusammenhängen?
Wenn Du den Zughaken beim Anlauf eingehakt hattest, muß der Motor dabei 
(sofort) gegen die Vorspannung "anstinken". ;)

Das Meßverfahren könnte man am besten auch noch mit einer Rutschkupplung 
verbessern.
Denn die Hauptproblematik liegt insgesamt - wie sich inzwischen zeigte -
bei der recht geringen Auslenkung, die insgesamt nur zur Verfügung 
steht.

Wie schon w.o. vermutet, läßt sich die Vorspannung am besten rechnerisch 
erfassen, wenn man das über ein Seiltragwerk macht.
Denn ein Speichenrad ist im Prinzip auch nichts anderes.
Im Link sieht man im Bild 42 ein's.
Und in den Bildern 43 und 44, was man noch so alles damit machen kann. 
;)
Verlinkung ging leider "in die Hose":
Googelt bitte selbst:
Seiltragwerk - uni-kl.de
Als erstes Bild müßte da TM III mit einer Puppe auf einem Seil kommen.

Natürlich wollte ich auch wissen ob die bisherigen Berechnungen auch 
richtig sind bzw. die Messung mit der Federwaage ebenfalls, weil es mich 
schon erstaunt hat, wie wenig sich dabei rührte.

Annahmen:
a) Speiche mit Länge L horizontal und fest (beidseits) in A und B 
eingespannt
b) die Gesamtlänge L teilt sich bei mittiger Belastung in zwei mal l/2 
auf
c) Vorspannung Z ist 3,14*1000N = 3140N, die sich bei mittiger Belastung 
ebenfalls in zwei identische Reaktionskräfte F_r(1570N) aufteilt, die in 
Richtung der Auflager gerichtet sind
d) belasten wir in der Mitte die vorgespannte Speiche mit einer Kraft, 
wird ein Seildurchhang D entstehen
e) am Ende von D greift die Kraft m*g an (= 10,65N)
f) nach dem Federwaagen-Ergebnis wird D als minimal angenommen, was 
jedoch rechnerisch egal ist.
g) der durch D entstehende Winkel (an beiden Auflagern von der 
Horizontalen nach unten) sei alpha

(Weiß jetzt nicht, wie hier Formatierungen übertragen werden - ich 
versuch's mal, das bildlich darzustellen)

    l/2      l/2
A]--------|--------[B (Vorspannung (auf 1/2+l/2=L): 3140N)
          .D (Seildurchhang)
          .m*g (10,65N)


Wir schneiden die eine Hälfte des Seildurchhanges heraus.
Dann ist tan_alpha = D / l/2
D ist durch m*g bestimmt = 10,65N
Von D weg gehen (schräg nach oben) die identischen Teilkräfte F_r zu den 
Auflagern.
Eine davon ist durch sin_alpha bestimmt (D / Hypotenuse (= F_r))

Beide F_r addieren sich unter der Annahme f): F_r + F_r = 2F_r = Z = 
3140N

Bzw.: 2F_r*sin_alpha = m*g, oder
sin_alpha = 10,65N / 3140N
sin_alpha = 0,00339
alpha = 0,2°15' (die Min. nur ca. interpoliert)

Wenn ich mich damit jetzt nicht irgendwo "verhaut" habe, scheint das 
Ergebnis aus mehreren Gründen plausibel zu sein:
1) In guter Übereinstimmung mit dem 1kg-Speichen-Zug per Federwaage 
(mittig an einem ebenfalls 28"-Laufrad), wobei ich natürlich nicht genau 
weiß, wie hoch dort die Vorspannung ist.

2) Die Vorspannung von 1000N/qmm bei einer 3mm-Speiche entspricht einer 
Zugkraft von 3140N!

Zu 1) Für welches Meßverfahren Du Dich auch immer entscheidest:
Schaff Dir unbedingt eine Referenz("Eichungs-Möglichkeit") dafür!
D.h. eine 3mm-Speiche, die tatsächlich mit 1000N/qmm vorgespannt ist.

Mißtrau bitte auch Deinen Meßergebnissen immer und versuch, sie auch 
noch ganz anders verifizieren zu können.
Zumindest auf Plausibilität hin. ;)

Zu 2) Wir könnten uns dabei auch vorstellen, eine Speiche im Lager A nur 
einseitig fest einzuspannen.
Und das Auflager B auf eine Umlenkrolle (oben) im Abstand von 295mm zu 
verlagern.
Und dort hängen wir dann ein Drahtseil an die Speiche, an das wir ca. 
314kg (vertikal nach unten gerichtet) dranhängen.
Denke kaum, daß dabei ca. 1kg, mittig auf die Speiche gestellt, zu einer 
großartigen Durchbiegung D von ihr führen kann.
Denn dagegen sind die 314kg viel zu "übermächtig".

Obwohl es evtl. "haarig" werden kann, glaube ich prinzipiell nicht, daß 
eine mechanische Lösung der indirekten Spannungs-Messung einer anderen 
Lösung, die auch nur indirekt messen kann, "unterlegen" sei.
Denn in allen Fällen muß man auf Referenzen "zurückgreifen" können, die 
"hieb- und stichfest" sind.

Wenn Du eine f-Messung bevorzugst:
Mach die beiden Aufpreß-Auflager - wie schon gesagt - mit r=1mm rund.
Du wirst kaum damit an den Speichen durch das Anpressen "Macken" 
erzeugen können.
Es geht dabei nur um möglichst genaue Wiederholbarkeit an allen 
Speichen.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Hab jetzt  die Konstruktion im Kopf um
> die Spannung vernünftig genau zu messen .

Dazu noch ein paar Gedanken. :)

Den Seildurchhang D können wir aus dem bekannten Winkel alpha berechnen:
tan_alpha = D/l/2, wobei der numerische tan-Wert der selbe ist, wie beim 
sin.
0,00339 * 147,5mm = D
D = 0,5mm

Aus einem (vergleichbaren) SDD wissen wir, daß wir noch eine 
"Spannungsreserve" von 700N/qmm bis zur Streckgrenze haben.
3,14 * 700N = 2199N

2199 - 1000 (Vorspannung) = 1199N, die man aber nicht "voll" ausschöpfen 
sollte, sondern nur 1000N davon als Grenze hernehmen.

Nachdem sich bei Kräften im Prinzip alles proportional dazu entwickelt, 
würde das dann auf eine Verdoppelung von D hinauslaufen bzw. eine Grenze 
der Speichenauslenkung von 1mm bedeuten, bei der man sich immer noch im 
vollkommen elastischen Bereich befindet.

Den Gedanken, bei einer mechanischen Zugspannungs-Messung die 
Zug-Kraft-Erhöhung per Kontrolle der Stromaufnahme richtig einordnen zu 
können, halte ich nach wie vor für ganz gut.
Denn es kann ja gar nicht anders sein als daß sich die Stromaufnahme 
proportional zur Zugkraft, die auf die Speiche ausgeübt wird, erhöhen 
muß.

Noch ein Gedanke zur Ausführung der Meßvorrichtung:
Die Einstellung von D_max = 1mm kannst Du am besten per Rutschkupplung 
im  Zugantrieb sicherstellen.
Womit Du Dir auch zusätzliche Freiheitsgrade in der gesamten Ausführung 
schaffen kannst.

Bin auch gespannt, was sich als beste Lösung herausstellt. :)

Grüße

Es geht auch anders ...

Schrauber123 schrieb:
> Stell mir gerade vor welche enorme Kraft tangential in der Felge wirkt .
> Bei insgesamt 36 Speichen und einer  Speichenspannung F schätze ich ca 5
> bis 7 F ?

Eine realistische Einschätzung setzt voraus, daß man die tatsächlichen 
Soll-Spannungen von Speichen kennt. ;)
Fand dazu hier Verwertbares:
https://www.youtube.com/watch?v=IJgz--R_SpA

Da werden ca. 120kg Spannkraft/Speiche genannt, was einer Vorspannung 
von ca. 1200N entspricht.
Der Wert bezieht sich allerdings auf den gesamten Speichenquerschnitt.
Von dem wir wissen, daß vom Werkstoff her eine garantierte 
Mindestzugfestigkeit von 1200N/qmm eingesetzt/geliefert wird.

Im SDD entspricht der Wert dem R_m-Wert:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Spgs-Dehnungs-Kurve_Streckgrenze.svg/1200px-Spgs-Dehnungs-Kurve_Streckgrenze.svg.png

D.h. der R_m-Wert einer konkreten 2mm-Speiche liegt bei:
3,14 * 1200N = 3769,9 bzw. 3770N

Die Vorspannung mit 1200N liegt bei ca. 1/3 davon; d.h. es ist immer 
noch genug "Spannungsreserve" vorhanden, um auch unter Belastung im 
vollkommen elastischen Bereich zu bleiben.

> Zur Meßvorrichtung : Hab den Bau begonnen. Vorgesehen ist jedoch nicht
> die Speiche um eine vorgegebenes Delta L zu verlängern sondern eine
> einstellbare Kraft auf die Speiche wirken zu lassen ( Gewichtskraft
> eines Massestücks welche durch eine Mechanik vervielfacht wird ). An der
> mit bekannter Kraft gestreckten Speiche sollen dann die Messverfahren
> verglichen werden. Natürlich kann dann auch die Längenzunahme gemessen
> werden. Das ganze soll handlich sein .

Ja, man braucht natürlich immer eine Referenzspeiche, an der man sein 
Meßgerät "eichen" kann.

Hier ein Beispiel dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=0gdOzQdxwVQ

Was bei dem "faul" ist, weiß ich nicht.
Aber daß bei ihm etwas faul ist, erkennt man an den Meßwerten, die ich 
mitschrieb:
(Spannung N / Meßwert (Uhr))
 800 / 2,5
1000 / 2,62
1200 / 2,6?
1400 / 2,77
1600 / 2,8
Denn es kann gar nicht sein, daß die Uhr-Werte nicht auch proportional 
mit hochlaufen.

Handlich und schnell einsetzbar sind natürlich Handgeräte.
Eine Anregung dazu, wie man das auch ausführen kann.
https://www.mtb-news.de/forum/t/speichentensiometer.275106/

Im Endeffekt kann jedes mechanische Meßverfahren nur darauf basieren, 
den "Seildurchhang" D unter mittiger Krafteinwirkung zwischen zwei 
Auflagern zu messen. :)

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Denn es kann gar nicht sein, daß die Uhr-Werte nicht auch proportional
>> mit hochlaufen .
> Koennte mir vorstellen, daß bei sehr kleiner Spannung keine
> Proportionalität vorliegt ? ( ist ja kein Seil sondern ein Stab ) .

Nein, es hat weder etwas damit etwas zu tun ob es sich dabei um ein Seil 
oder einen Stab handelt, noch um sonstwas, das man sich in seiner 
linearen Elastizität ansieht:
Das Kriterium der vollkommenen Elastizität ist, daß sie unter jeglicher 
Belastung auch vollkommen reversibel ist.

Repräsentiert wird das im SDD im streng linearen Anstieg von ihnen, den 
man aber nicht "überziehen" sollte:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Spgs-Dehnungs-Kurve_Streckgrenze.svg/1200px-Spgs-Dehnungs-Kurve_Streckgrenze.svg.png

Denn kurios ist dabei, daß der lineare Bereich an sich bis zu R_eH 
hochgeht.
Danach aber sofort auf R_eL "herunterbricht", den Grenzwert der 
elastischen Belastbarkeit.
Der auch repräsentiert, wann bzgl. elastischer Belastbarkeit "der Arsch 
ab" ist und somit auch das "Ende der Fahnenstange" der Elastizität 
erreicht ist.

Was in der "Zickzack"-Linie auf diesem Niveau bei weiterer Zugsteigerung 
tatsächlich genau abläuft ist ungefähr genau so unbekannt, wie das 
Phänomen, daß Stähle teils über ihren R_m hinaus belastet werden können, 
bevor ihre Kennlinie tatsächlich "absackt".
So weit ich das bisher richtig verstanden habe, hat das etwas mit ihrer 
"Kaltverfestigung" unter dynamischer Belastung zu tun.

Ist jedenfalls nichts, auf das man bei Auslegungen "bauen" könnte. ;)

Schrauber123 schrieb:
> Das von sickgirl gezeigte Gerät verlangt uebrigens wie die meisten
> Tensiometer eine recht konstante Speichendicke und auch Speichen die
> beim Zusammenbau des Rades nicht verbogen wurden. Sollten diese
> Fehlerquellen ausgeschlossen werden so muß bei diesen Geräten in 2
> Schritten gemessen werden denke ich. F1  kleiner F2 . Zuerst Auslenkung
> bei F1 messen. Dann  Wiederholen mit F2.  Das ohne das Gerät zu
> versetzen. Hierdurch ließen sich die benannten Fehlerquellen
> eliminieren. Zustimmung oder liege ich hier falsch ?

Denke nicht, daß das etwas mit dem Speichen-D zu tun hat.
Denn die Soll-Vorspannung kann sich ja bei jeder Speiche nur auf ihren 
Querschnitt beziehen.

Warum sollte bei mittiger Belastung (auf "Seildurchhang" D) F1 kleiner 
als F2 sein?

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Die Nabe wird gedreht durch den Holzstab (
> Fixierung durch die blau markierten Speichen ) . Durch Auflegen eines
> Massestücks ( zur Demo hier die Milchtüte ) läßt sich die Speiche
> spannen . 1 kg im Abstand von 38 cm ergibt so ca 200 N .

Ganz pfiffige Idee. ;)

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Wenn ich Messwerte habe schick ich sie. Will auch das Delta L
> messen.

Mit der Vorrichtung kannst Du ja vom Spannungszustand = 0 z.B. in den 
Spannungszustand 200N "hochfahren" und dabei die Verdrehung der Nabe 
messen.
Was der Längendehnung der Speiche entspricht.
Und auch, da alles im elastischen Bereich abläuft, dann "hochgerechnet" 
werden darf.

> Was uebrigens auch interessant wäre ist die Spannungsveränderung
> im realen Fahrbetrieb. Geht leider nicht mit diesem System.

Im laufenden Betrieb ist das sicher schwierig zu erfassen.
Hilfsweise könnte man ein stehendes Rad über die Gabel belasten und 
dabei die Absenkung unter Last messen.
Und das dann auf die (oberen) Speichen umlegen.
Weil nur die den Zug aufnehmen können, während die unteren entspannt 
werden.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Sicher ein messfehler bei messung 2  3  .  Betrachtet man nur den ersten
> und den letzten Wert so ergibt sich  delta l / delta F = ( 0,35  mm ) /
> ( 753 N ) = 0,000465 mm / N  bei einer Länge von 153 mm .

Was nützt es Dir denn, delta_l / delta_F (insgesamt) zu vergleichen, 
wenn Du schon weißt, daß ein Zwischenwert nur falsch sein kann? :)
Was sich alleine daraus erklärt, daß Du im vollkommen elastischen 
Bereich die Zugkraft F steigertest.

Dann kann doch Deine gesamte Messung (leider) auch nur falsch sein.
Sieh Dir bitte hier im SDD dazu nochmal den linear ansteigenden Bereich 
an:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Spgs-Dehnungs-Kurve_Streckgrenze.svg/1200px-Spgs-Dehnungs-Kurve_Streckgrenze.svg.png

delta_sigma/delta_epsilon repräsentiert die Steigung des geraden und 
vollkommen elastischen Bereiches.
Wenn Du da zwischendrin bei Spannungssteigerung nicht auch eine streng 
proportionale Dehnungssteigerung messen kannst:
Was bleibt denn dann noch übrig?

Außer, daß an Deiner Meßvorrichtung etwas "faul" sein muß. ;)

Schrauber123 schrieb:
> Zum Vorschlag ( Messung des Drehwinkels der Achse ) gibt es noch ein
> Problem. Die linke Befestigung der Speiche ist nicht beliebig " steif "
> . Damit ergibt sich durch Vetschiebung dieser Aufhängung eine
> zusätzliche Verdrehung der Achse . Bei den kleinen Längenänderungen
> würde das einen Messfehler verursachen.

Ja, das ist aber nicht der einzige Meßfehler, der auftreten kann.
Weil sich bei Deiner Anordnung mehrere Meßfehler "anhäufen" können.
Das fängt bei dem abgewinkelten Haken an, in den Du per Bohrung den 
Speichen-Nippel eingesetzt hast und hört beim Einsatz von einem 
Holzhebel auf, an den Du per Kabelbinder die Nabe "angezurrt" hast. :)

Kann man alles machen.
Wird aber dann sehr schnell feststellen, daß es nicht "hinhaut", wie 
gewünscht.

Das ist der ganz normale "Lerneffekt":
Erst mal mit "Pipifax"-Lösungen "auf die Schnauze fallen", um erkennen 
zu können, daß man es von vornherein so zu tun hat, daß möglichst 
sämtliche Unwägbarkeiten ausgeschlossen werden können.

Du hast jede Menge guter Ideen, wie man etwas machen könnte oder kann. 
:)
Bleib bitte immer dabei, unorthodox zu denken!
Denn das ist keineswegs eine Gabe, die jedermann "in die Wiege gelegt" 
wurde.

1000 Wege führen nach Rom!
Aber an der Ausführung dazu "hapert" es manchmal.

Holz ist parallel zur Faser mit ca. 100kg/qcm belastbar.
St37 jedoch mit 3700kg/qcm.
Was wäre also näherliegend als Spann-Vorrichtungen mindestens in St37 
auszuführen?

Denk bitte einfach nur mal darüber nach.
Zumal man es bei Speichen mit Zugfestigkeiten ab 1200N/qmm zu tun hat.

Entspricht - in alten Kategorien gedacht - ca. 12000 kg/qcm.
Was weit mehr als das Doppelte von St50 ist.

Und dagegen willst Du dann bei Messungen mit Holz "anstinken"??

Ich meine es wirklich gut mit Dir:
Laß das am besten bleiben, weil sich dabei Meßfehler nur zwangsläufig 
einstellen werden und können.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> FFT war jetzt auch durchführbar. Abstand der Stützpunkte 195 mm .
> F = 291 N   f =  361 Hz
>       430 N          416 Hz
>       537 N         447 Hz
>       645 N         477 Hz
>       765 N         508 Hz
>  Trägt man f^2  sollte proportional zu F sein . Ist es aber nicht ???
> Siehe Schaubild .

Mach doch bitte mal die N-Steigerungen - wenn irgend möglich - in 
gleichmäßigen Abständen zueinander.
Läßt sich das denn nicht machen?

Denn so kann das doch "keine Sau" auf Anhieb überblicken. ;)

Normalerweise müßten auch die f-Steigerungen streng proportional dazu 
sein.

Kannst Du das verifizieren?

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> FFT hakt gerade. Hab deshalb erst mal die Dehnung der Speiche ( d = 2 mm
> ) gemessen. Hierzu mit 2 Klemmen ein Teilstück " markiert  " .
>  97,5N 153,6 mm
> 301  N  153,7 mm
> 420 N   153,7 mm
> 720 N   153,8 mm
> 850 N   153,95 mm
> Sicher ein messfehler bei messung 2  3  .  Betrachtet man nur den ersten
> und den letzten Wert so ergibt sich  delta l / delta F = ( 0,35  mm ) /
> ( 753 N ) = 0,000465 mm / N  bei einer Länge von 153 mm . Das sind dann
> umgerechnet auf einen Meter 0,00304 mm / (N × m ) oder
>  0,00000304  × 1 / N . Hoffe Rechnung stimmt.

Will nochmal gedanklich hier ansetzen, weil ich denke, daß Dich diese 
Berechnung nicht recht weiterbringen kann.
Mal ganz abgesehen davon, daß der Wert 153,7mm zwei Mal auftritt, was 
suspekt ist.

Was Du eigentlich mit der Messung der Längenausdehnung erreichen können 
willst, sind verlässliche Werte, die es Dir erlauben, daraus einen 
Rückschluß auf Dein f-Meßgerät ziehen zu können.

Genauer gesagt, eine durch Ansetzen der beiden V-förmigen Schenkel auf 
die Speiche gemessene f der Speichenspannung richtig zuordnen zu können.

Dazu müßtest Du aber die gesamte Speiche (295mm) auf eine Vorspannung 
von 1200N bringen und dort halten können.
Um erst dann Dein f-Meßgerät auf die Speiche aufsetzen zu können.
Wobei Du dann zwischen den V-Schenkeln irgendeine f messen wirst.

Diese f ist dann die Soll-f, die ca. 120kg Vorspannung der Speiche 
repräsentiert.

Damit will ich Dir zu bedenken geben, daß mir Deine bisherigen Messungen 
mit zu viel Unsicherheiten behaftet zu sein scheinen.
Oder anders ausgedrückt:
An Deiner Stelle würde ich mich darauf nicht verlassen. ;)

Sondern eine einzelne Speiche so einspannen und als Referenz hernehmen, 
daß ich ganz genau weiß:
Die hat auch wirklich 1200N Vorspannung.

Wenn Du Dir keine spezielle und zuverlässige Spannvorrichtung aus Metall 
bauen willst, könntest Du auch hergehen und bei Deinem Rad eine Speiche 
entspannen und wieder anziehen.

Zähl beim Entspannen die Umdrehungen bis sie entspannt ist.
Damit Du die mit der Berechnung für den notwendigen Anzug vergleichen 
kannst.

Bei bekannter Gewindesteigung kannst Du die Anzugskraft von 
Schrauben/Muttern oder hier Nippeln berechnen.
https://www.gewinde-normen.de/fahrrad-gewinde.html

Denke, das dürfte Dir sichere und besser verwertbare Ergebnisse 
erbringen. :)

Grüße

Röhry schrieb:
> An der Felge werden pro Schraubnippel ebenso viele Laser angebracht die
> dann die Wand anstrahlen. Die Leuchtpunkte müssen alle auf der Kreisbahn
> liegen die das Laufrad vorgibt.

Putzige Idee. ;)
Wenn Du das Rad schnell genug drehst, ergibt das sowieso eine Kreisbahn.

Abgesehen davon:
Ergibt das irgendwelche Anhaltspunkte für die Speichenspannung?
Die der TE ja ermitteln können will.

Grüße

Röhry schrieb:
> Das ergibt sich von selbst bei der zulässigen Belastung des Rades.

Also erst mal ein Laserstrahl durch die Achse des Rades. :D
Dann die Kreisbahn ohne Drehung.

Und was ergibt sich dann von selbst bei der zul. Belastung des Rades?
Wenn Du damit die Spannungskompensation meinen solltest, nützt diese 
doch dem TE rein gar nichts.
Denn er will ja die Sollspannung an Speichen messen können.
Im unbelasteten Zustand von Laufrädern.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Messung wiederholt mit konstantem delta F
>
> 97,5 N  247 Hz
> 195 N  312 Hz
> 292,5 N  362 Hz
> 390 N    392 Hz
> 487,5 N  426 Hz
> 585 N    457 Hz
> 682,5 N  487 Hz
> 780 N     511 Hz

Es ist zwar alles etwas mühsamer, weil Du delta_F nicht mit 100 steigern 
kannst. ;)
Aber was soll's:
Mag den Bedingungen "geschuldet" sein, aber dennoch sind die Werte - 
zumindest überschlägig - einigermaßen überblickbar.

Bei 390N ist die f mit 392Hz ca. genau so hoch.
Bei 195N (390/2) sind es 312Hz. (392-312=80)
Bei 700N (390*2) sind es 511Hz. (511-392=119)
(Die geklammerten Differenzen könnten darauf hindeuten, daß Deine 
Spannvorrichtung nicht in der Lage dazu ist, höhere Spannkräfte wirklich 
strikt proportional bereitstellen zu können.)

Ich vermag es wirklich nicht einzuordnen, was bei Deinen Messungen nicht 
stimmt.
Aber ich bin mir sehr sicher darin, daß dabei etwas nicht stimmen kann. 
:)

Weil es (bei einer Saite, und als solche betrachten wir ja schließlich 
hier eine Speiche) einen prinzipiellen Zusammenhang zwischen Spannkraft 
und f gibt:
Je höher die Spannkraft, desto höher die f.

Genauer gesagt:
Bei vierfacher Spannkraft MUSS sich die doppelte f ergeben!

Ich verstehe überhaupt nicht, warum Du bei diesem ganz simplen 
Zusammenhang eigentlich mit f^2 "herummachst".
Bringt aus meiner Sicht gar nichts. :)

780N/4 = 195N => Hz bei 195: 312
Hz-Sollwert bei 780N: 624!

Gemessen hast Du aber nur 511Hz.
Also einen Wert, der nicht mehr in einem akzeptablen Toleranzbereich von 
geringfügigen Streuungen liegen kann.

Nachdem ich die Richtigkeit Deiner f-Messungen eher weniger bezweifele 
als die Richtigkeit Deiner (konstanten) Spannungssteigerungen:
Was meinst Du, welcher Rückschluß dann nur noch übrig bleibt? :)

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Für das Speichenstück zwischen den Aufsetzpunkten gilt dies nicht, da
> hier Biegekräfte auftreten . Ich nehme nicht an, daß hier keine
> Winkeländerung eintritt ( dies würde gelten wenn Die Speiche an den
> Aufsetzpunkten fest eingespannt wäre ), denn das schwingende
> Speichenstück regt auch den Rest der Speiche irgendwie an.

W.o. hatten wir schon mal darüber nachgedacht ob es nicht besser wäre, 
die Speiche an die beiden V-förmigen Schenkel des f-Meßgrätes 
festzuzurren.
Per Schnellspannern ist sowas an sich kein Problem.

Und was dadurch erreicht werden kann, ist eine Analogie zu dem blauen 
Hand-Tensiometer:
Bei dem wird die gespannte Speiche zunächst gegen zwei Auflager gedrückt 
und dann die Zugspannung zwischen denen gemessen bzw. vergleichend 
erhöht.

Bei Deinem f-Meßgerät könnten allein durch unterschiedlich hohe 
Andrückkräfte unterschiedliche Meßwerte entstehen.
Hast Du das schon mal ganz bewußt gemacht und die f-Ergebnisse 
verglichen?

> Ich will später versuchen die Eigenfrequenz für F = 0 zu messen . Wenn
> das möglich ist ergibt sich mehr Klarheit.

Naja - es ist ganz interessant, sich auch das mal anzusehen.
Doch eigentlich willst Du ja f haben, die Du Spannungen zuordnen kannst.
Möglichst zweifelsfrei.

Schrauber123 schrieb:
> Der Hebelarm hat ein Eigengewicht welches ohne Auflage des Massenstücks
> bereits eine Spannkraft von 97,5 N erzeugt . Deshalb diese Einteilung.

So ist das: nicht ordentlich auf 100N austariert. ;)

Mal noch etwas ganz anderes dazu, das mir erst jetzt auffällt:
Der Hebelarm ist gar nicht starr/steif genug, um das Drehmoment 
ungeschmälert nur zur Dehnung der Speiche übertragen zu können.

Du hast zwar (oben) zwei weitere Speichen in die Nabe eingehängt, die am 
Bolzen (quer im Holz) gekontert sind, aber das Drehmoment bzw. die 
Spannkraft wirkt nicht nur auf die eine Speiche (unten), sondern auf 
alle
drei Speichen.
Hast Du einen Drehmomentschlüssel, den Du für Spannzwecke nur der einen 
Speiche einsetzen kannst?

Grüße

Schrauber123 schrieb:

>
> Der Hebelarm hat ein Eigengewicht welches ohne Auflage des Massenstücks
> bereits eine Spannkraft von 97,5 N erzeugt . Deshalb diese Einteilung.

Vielleicht ist da ein Fehler, wenn die 97,5 nicht stimmen,  könnte das 
den Offset im F/f^2 Diagramm erklären

Schrauber123 schrieb:
> Da die Länge des Hebels ( 19 mm )
> bekannt ist kann aus dem vom Holzhebel ausgeübten Drehmoment auf die
> Spannkraft der Speiche geschlossen werden . Wenn gewünscht kann ich
> gerne versuchen nochmal ein Photo zu machen welches dies zeigt.
> Ich halte dieses Verfahren für genauer als das eines normalen
> Drehmomentschlüssels.

Ist vielleicht besser, wenn Du Dir das nochmal genauer ansiehst. :)
Denn ich hatte es schon so gesehen, wie von Dir nun auch nochmal 
beschrieben:
Oben (auf der momenterzeugenden Seite) der Hebel, der die Kraft per zwei 
Speichen auf die Nabe überträgt.
Und unten die zu spannende Speiche, die das Gegenmoment bildet.

Alle Speichen sind aber auf dem selben TK in die Nabe eingehängt.
Insoweit "neutralisieren" sich die 19mm-Hebel, bezogen auf den 
Drehpunkt, wechselseitig.
D.h. im Prinzip findet dabei nur eine Kraft-Umlenkung statt.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/406447/20190315_104330.jpg

Tatsächlich kann dabei die Spannung auf die untere Speiche nur dadurch 
übertragen werden, indem auch die oberen Speichen gespannt werden.
Was natürlich auch beinhaltet, daß sich die momenterzeugende 
Gewichtskraft auf drei Speichen "verteilt", wodurch diese gespannt 
werden.

Denke Du irrst Dich darin, was Du w.o. dazu schriebst:

Schrauber123 schrieb:
> Funktionsbeschreibung :
> Die zu spannende Speiche ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet.
> Links fix eingespannt .
> Rechts ist sie in der Vorderradnabe eingehängt ( Abstand Drehachse -
> Einhängung 19 mm ) .  Die Nabe wird gedreht durch den Holzstab (
> Fixierung durch die blau markierten Speichen ) . Durch Auflegen eines
> Massestücks ( zur Demo hier die Milchtüte ) läßt sich die Speiche
> spannen . 1 kg im Abstand von 38 cm ergibt so ca 200 N .

1kg Gewichtskraft entspricht ca. 10N.
Stellst Du die auf einen (waagerechten) Hebel von 0,38m, erhältst Du ein 
Drehmoment von ca. 3,8Nm

Und wie kommst Du damit auf 200N Zugkraft in der Speiche?
Passt alles hinten und vorne nicht so richtig zusammen.

Offengestanden "behängst" Du Dich aus meiner Sicht mit viel zu vielen 
Unwägbarkeiten bei Deinen Messungen.
Vielleicht weniger bei den f-Messungen als dabei, mal eine Speiche unter 
"sichere" Vorspannungen versetzen zu können. :)

Ich ahnte ja von vornherein, daß dies alles "ausufert" und stellte Dir 
eine provokante Frage, die Du mir sicher auch längst "verziehen" hast. 
;)

Erlaub mir bitte nochmal eine provokante Frage:
Weißt Du eigentlich, was ein Sack Zement (heutzutage) wiegt und kostet?

Du brauchst keine f für eine "spannungslose" Speiche zu messen. Bringt 
Dir doch nichts.
Und wir kennen längst den Wert der Sollspannung für Speichen:
Sind so ca. 120kg, die relevant sind.

Völlig unorthodox gedacht:
Was hindert Dich daran, eine Speiche irgendwo fest aufzuhängen?
Und dann hängst Du nacheinander, ihre Spannung steigernd, erst einen 
Sack Zement (25kg) dran, dann zwei usw.
Kostet Dich höchstens 4 Sack Zement, denn bei 100kg Spannkraft kannst Du 
auch aufhören.
Wg. der Elastizität kann sich das ja nur linear fortsetzen.

Kosten "unter dem Strich" für die Herstellung einigermaßen "sicherer" 
Spannungsverhältnisse, aus denen Du dann auch zuverlässige f-Messungen 
"gewinnen" kannst:
Vielleicht 10 Euro. :D

Solltest Du nicht wissen, wohin (hinterher) mit dem Zement und in der 
Nähe von Nürnberg wohnen, könnte ich Dir anbieten, die Zementkosten zu 
übernehmen.
Denn alljährlich bricht im Frühjahr immer wieder meine "Bauwut" aus. ;)

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Erlaub mir bitte nochmal eine provokante Frage:
>> Weißt Du eigentlich, was ein Sack Zement (heutzutage) wiegt und kostet?
>
> Sicher keine schlechte Idee. Denke ich will das auch machen ( nur nicht
> mit Zement ). Der Grund für den bisherigen Aufbau liegt darin daß ich
> die Messungen irgendwie auf dem Schreibtisch hinbekommen muß ( nur hier
> hab ich Rechner Verstärker und Oszi ).

Ja, mach das besser irgendwie mit Anhängen von Gewichten, was Dir auch 
die Sicherheit geben kann, daß Deine Spannungssteigerungen tatsächlich 
so sind,
wie Du das voraussetzt, um zu daran gekoppelten f-Messungen kommen zu 
können, die verlässlich sind.
Bisher ist das nämlich leider nicht der Fall; d.h. Deine f-Messungen 
beziehen sich auf definitiv falsche Spannungswerte. :)

Du erinnerst Dich, daß ich Dir w.o. riet, immer Deinen Meßwerten zu 
mißtrauen und sie immer (mindestens) auf Plausibilität hin zu 
kontrollieren?

Eben deshalb, weil man sich viel zu leicht in Annahmen täuschen kann 
und/oder von falschen Voraussetzungen ausgeht.
Sich zu täuschen ist keine Schande - passiert auch mir immer wieder mal. 
;)
Da schaut dann jemand anders hin und sagt:
Du spinnst wohl - so geht das wirklich nicht! :D

Denke, besonders vorsichtig und mißtrauisch muß man sich selbst 
gegenüber mit kühnen Aussagen, wie z.B. solchen sein:
Schrauber123 schrieb:
> Ich halte dieses Verfahren für genauer als das eines normalen
> Drehmomentschlüssels.

Denn der gute Wille, etwas besser machen zu wollen, bietet noch lange 
keine Gewähr dafür, daß es auch tatsächlich besser ist.
Auch hierin kann man sich täuschen.

>  Mir ist noch eine weitere Begründung dafür eingefallen, daß das Prinzip
> des Aufbaus korrekt ist:

Nein, das Aufbau-Prinzip ist nicht korrekt.

> Der Hebel und die beiden oberen Speichen stehen nur in Kontakt mit der
>  " frei drehbaren kugelgelagerten " Nabe.
> Das vom Hebel erzeugte Drehmoment muß folglich von der " Messspeiche "
> kompensiert werden.

Auch das ist nicht korrekt:
Ich schrieb doch schon, daß es an Stabilität/Steifigkeit mangelt.

> Wie das Drehmoment vom Hebel auf die Nabe
> uebertragen wird ( hier durch den lose aufsitzenden Holzstab und die
> beiden ziehenden Speichen) ist unerheblich.

Das ist alles andere als unerheblich.
Denn das Drehmoment wird auch teils - wie ebenfalls schon beschrieben - 
zur Dehnung der beiden oberen Speichen "verbraten".

> Da der Hebelarm bekanntist (
> 19 mm ) läßt sich so die Zugkraft errechnen. Die Nabenachse kann kein
> Drehmoment aufnehmen.

In Letzterem ist "der Hund begraben".
Denn ich kann mir schon vorstellen, wie Du auf die 200N (an der 
Meß-Speiche) kamst:
N_sp * 1,9cm = 10N * 38cm |: 1,9cm
N_sp = 200N

Richtig vermutet?
Ist aber dennoch falsch, weil Du dabei gedanklich eine Steifigkeit 
vorausgesetzt hast, die so bei Deiner Konstruktion gar nicht vorhanden 
ist.

Weil sie sich in einem ganz wesentlichen Punkt von einem 
Drehmomentschlüssel unterscheidet:
Nämlich, daß sich bei denen das Drehmoment immer auf das Drehzentrum 
bezieht.
Solche Schlüssel haben meistens einen Federstab von 50cm Länge (Mitte 
Steckantrieb für Nüsse usw. bis Mitte Griff) sowie einen Zeiger, der 
beim Anziehen von Muttern, Schrauben usw. das Anzugsmoment auf einer 
Skala anzeigt:
http://www.lt-harry.de/Drehmomentwerkzeug/Drehmoment-0-13Nm.JPG

Da kann man es sich dann erlauben, z.B. eine Speiche im Abstand von 19mm 
vom Drehzentrum definiert spannen zu können, weil die Spannkraft aus der 
Federkraft der Anzugs-Stange "geschöpft" wird.

Die sich im gesamten Skalabereich streng proportional verhält.

Daß dies bei Deiner Konstruktion jedoch nicht einmal annähernd der Fall 
ist, kannst Du diesen Werten ohne weiteres entnehmen:

Schrauber123 schrieb:
> FFT hakt gerade. Hab deshalb erst mal die Dehnung der Speiche ( d = 2 mm
> ) gemessen. Hierzu mit 2 Klemmen ein Teilstück " markiert  " .
>  97,5N 153,6 mm
> 301  N  153,7 mm
> 420 N   153,7 mm
> 720 N   153,8 mm
> 850 N   153,95 mm
> Sicher ein messfehler bei messung 2  3  .  Betrachtet man nur den ersten
> und den letzten Wert so ergibt sich  delta l / delta F = ( 0,35  mm ) /
> ( 753 N ) = 0,000465 mm / N  bei einer Länge von 153 mm . Das sind dann
> umgerechnet auf einen Meter 0,00304 mm / (N × m ) oder
>  0,00000304  × 1 / N . Hoffe Rechnung stimmt.
>
> Zum Vorschlag ( Messung des Drehwinkels der Achse ) gibt es noch ein
> Problem. Die linke Befestigung der Speiche ist nicht beliebig " steif "
> . Damit ergibt sich durch Vetschiebung dieser Aufhängung eine
> zusätzliche Verdrehung der Achse . Bei den kleinen Längenänderungen
> würde das einen Messfehler verursachen.

Das stimmt alles vom Anfang bis zum Ende nicht.
Wenn wir da wg. ein paar N hin oder her nicht "herumpopeln" wollen:
Im ersten Schritt hast Du bei +200N eine Dehnung von 0,1mm.
Im 2. bei +120N gar keine Dehnung.
Im 3. bei +300N 0,1mm Dehnung.
im 4. bei +130N 0,15mm Dehnung.

Das alles ist völlig unvereinbar damit, daß Du Dich bei der 
Spannungssteigerung definitiv im vollkommen elastischen Bereich 
befindest.
Es ist deshalb gar nicht möglich, daß Du solche Abweichungen jemals 
bekommen könntest.

Es sei denn, mit Deiner Spannvorrichtung liegt weit mehr im Argen als Du 
bisher erkannt hast. ;)

Denk bitte einfach mal darüber nach, wie Du das besser machen kannst. :)
Und auch darüber, daß nur zuverlässige Spannungssteigerungen die Basis 
für Deine f-Messungen sein können.
Die Du Dir anderenfalls alle "auf den Bauch klatschen" kannst.
Weil Dir dann jeder realistische Bezug zu einer Spannung x fehlt.

Aus meiner Sicht brauchst Du an sich nur eine solide und klemmbare 
Spannvorrichtung für eine Speiche sowie einen Drehmomentschlüssel, um 
definiert ihre Spannung steigern zu können.
Platzbedarf dafür:
L Speiche + max. 10cm.
Festspannbar mit zwei Schraubzwingen auf jedem 
Schreibtisch/Arbeitsplatte o.ä.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Schrauber123 schrieb:
>>> L. H. schrieb:
>>>> Denn es kann gar nicht sein, daß die Uhr-Werte nicht auch proportional
>>>> mit hochlaufen .
>
> Jetzt hab ich Dich verstanden.

Was Du verstanden hast, weiß ich nicht.
Das Zitierte bezog sich nur auf ein YouTube-Video, in dem die 
Zugspannung einer Speiche - per Digital-Zugspannungsmeßgerät gemessen - 
gesteigert  wurde.
Wobei die Spannungs-Kraft bei jedem Steigerungs-Schritt mit einem 
Tensiometer (quer zur Speiche angesetzt) gemessen wurde.
Dabei ging es in der Diskussion aber noch darum, daß man das auch so 
machen kann.
https://www.youtube.com/watch?v=0gdOzQdxwVQ

> Wir haben aneinander vorbeigeschrieben.

Teils mag das schon so sein, weil wir uns in der Diskussion von der 
Zentrierung eines Speichenrades allmählich hin zu Deinem Anliegen, die 
Spannung per f-Meßgerät überprüfen zu können, (gedanklich) bewegten.

> Du betrachtest mit F die Kraft die wirken muß um das Schwingungssystem (
> Saite oder Stab ) aus der 0 Stellung ( Ruhestellung ) quer zu
> Spannrichtung auszulenken. F ist bei Dir also orthogonal zur Saite, zum
> Stab. Klar,  diese Kraft ist , wie Du betonst, proportional ( mehr oder
> minder ) zu Delta s. Ohne Kraft keine Auslenkung. Genau so ist es .

Naja, das war ja dann "vom Tisch". :)

>  Die Kraft jedoch die ich messe und in den Diagrammen angebe ist was
> anderes. Die Zugkraft in Richtung der Speiche ( des Stabes ).

Das war/ist mir schon klar.

Schrauber123 schrieb:
> Wenn hier
> Proportionalität vorliegen würde so würden einige Musikinstrumente (
> Xylophon , Triangel  ) nicht funktionieren.

Du wirst doch nicht ernsthaft bezweifeln, daß bei der 
Zug-Spannungssteigerung einer Speiche strenge Proportionalität zwischen 
Spannung und Dehnung herrscht?
Das kannst Du in jedem SDD sofort erkennen:
Ausnahmslos bei allen Stahl-Werkstoffen ist das so.

Wie Musikinstrumente funktionieren, ist diesbzgl. irrelevant. ;)

Nur das mehr oder weniger große Verhältnis von delta_sigma/delta_epsilon 
repräsentiert wirkliche Eigenschaften eines zu betrachtenden 
Stahlwerkstoffes und ist gleichzeitig die Basis für Deine f-Messungen.
Genauer gesagt, die streng lineare Steigung in allen Graphen von 
Stählen, repräsentiert den vollkommen elastischen Bereich von ihnen (bis 
unterhalb
der Streckgrenze).

Hast Du diese Steigung falsch oder nicht zutreffend ermittelt, können 
auch Deine f-Messungen nur falsch oder nicht zutreffend sein.

Die können auch nur linear sein.
Allerdings mit einer erheblich kleineren Steigung als der tan_alpha 
eines Graphen in einem SDD.

Und genau das willst Du doch an sich ermitteln können:
Eine Aussage treffen zu können, wie sich eine f-Messung an einer wie 
auch immer gespannten Speiche einem richtigen Spannungswert von ihr 
(zweifelsfrei) zuordnen läßt. :)

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Die Stäbe des xylophons sind nicht gespannt. Bestünde folglich eine
> Proportionalität zwischen Zugkraft ( in Richtung des Stabes ) und
> Rückstellkraft bei Auslenkung orthogonal zur Stabrichtung ( diese ist
> zusammen mit anderen Parametern für das Schwingungsverhalten
> verantwortlich ) , so gäbe es bei Zugkraft 0 keine Rückstellkraft und so
> keine Schwingung.

Denke, damit machst Du es Dir schon ein wenig zu einfach.
Xylophone haben Klangkörper (unterschiedlicher Länge), die aus 
Holzstäben  oder Metallplatten sein können.
Beide Ausführungen erzeugen im ruhenden Zustand wohl keine Töne 
(Schwingungen).

> Folglich kann der Zusammenhang ( Zugkraft in
> Spannrichtung der Speiche ( sie ist ein elastischer Stab ) zu Spannkraft
> in Richtung der Speiche keine Proportionalität sein.( siehe letzter
> Versuch mit der nicht gespannten Speiche) ( gelber Kreis im Diagramm ).

Wie hast Du denn dabei die f gemessen?
Deine beiden V-förmigen Schenkel nur auf die Speiche gestellt und dann 
gemessen?

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Schrauber123 schrieb:
>> Folglich kann der Zusammenhang ( Zugkraft in Spannrichtung der Speiche (
>> sie ist ein elastischer Stab ) zu Spannkraft in Richtung der Speiche
>> keine Proportionalität sein.( siehe letzter Versuch mit der nicht
>> gespannten Speiche) ( gelber Kreis im Diagramm ).
>> Grüße
>
> Hab hier einen Fehler drin . Muß heißen : ... elastischer Stab ) zu
> Auslenkkraft  bei fixem delta s   orthogonal zur Spannrichtung  keine
> Proportionalität...

Du kannst das drehen und wenden wie Du willst:
Der Gesamtzusammenhang wird immer proportional sein.

Denk dabei bitte mal an das Video, in dem mit einer Uhr die Auslenkung 
unter Spannungs-Steigerung gemessen wurde.
Ich schrieb:
> Hier ein Beispiel dazu:
> Youtube-Video "Ueberprüfung Speichenspannung mit Tensiometer"
>
> Was bei dem "faul" ist, weiß ich nicht.
> Aber daß bei ihm etwas faul ist, erkennt man an den Meßwerten, die ich
> mitschrieb:
> (Spannung N / Meßwert (Uhr))
>  800 / 2,5
> 1000 / 2,62
> 1200 / 2,6?
> 1400 / 2,77
> 1600 / 2,8
> Denn es kann gar nicht sein, daß die Uhr-Werte nicht auch proportional
> mit hochlaufen.

Die Meßwerte liefen bei Spannungserhöhung hoch!
Was bedeutet, daß NICHT delta_s konstant gehalten wurde, sondern die 
mittige Andruckkraft auf die Speiche.

Was ja auch viel sinnvoller ist, das so zu machen/zu messen.

Bei Deinen f-Messungen "fällt" das aber alles ohnehin "flach".
Denn Du setzt die Meßschenkel auf die Speiche und "zupfst" sie dann an, 
um sie damit in Schwingung zu versetzen, die Du dann messen kannst.
Ist/war doch immer so.
Oder habe ich das mißverstanden?

Nochmal:
Wie hast Du die Speiche bei Vorspannung = 0 in Schwingung versetzt?

Grüße

Heute mal das Sommerauto vom Staub befreit.
Mit dem Holzstab die Speichen abgehorcht.

Ergebnis: An 2 Rädern jeweils ein Misston.

Muss ich jetzt suchen, wo ich passenden Ersatz kriege.
Ich finde es im übrigen sehr interessant, für das Speichen-
problem eine Lösung zu finden.

Viele Grüße
Bernd

Schrauber123 schrieb:
> Zum " Zupfen " : Das
> Schwingungsverhalten der Speiche hängt von der Art der Anregung ab. Hab
> auch schon gegengeschlagen.  Diesen deutlichen Peak bekomme ich am
> besten mit dem " Anzupfen ". ( Auslenken und Freilassen. )

Hilf mir bitte mal ein wenig "auf die Sprünge":
Den deutlichen Peak brauchst Du, um sagen zu können, daß die f-Messung 
für eine bestimmte Spannung auch wirklich repräsentativ ist/sein kann?

Die Auslenkung müsstest Du aber durch Gegenschlagen (per Klöppel o.ä.) 
doch auch erreichen können.

Was mich etwas wundert:
Bei der Vorspannung der Speiche = 0 hast Du sie ja zur Anregung weder 
gezupft noch auf sie geschlagen.
Also unter einer ganz anderen Vorgehensweise die f gemessen, die Du 
Eigen-f nennst.
Woher kommt diese f?
Angeregt wodurch?

>... Hoffe durch das " ZUPFEN " hauptsächlich
> die Grundschwingung zu bekommen.

Die Grund-f ist doch an sich die tiefste.
Du betrachtest aber die Peaks.

> Wie diese Schwingungsmode allerdings
> bei der abgegriffenen Speiche aussieht kann ich nur vermuten. Hab leider
> noch keine Idee wie ich das definitiv feststellen könnte. Wäre da für
> Ideen dankbar.

Du sprichst von Eigen-f und Schwingungsmoden.
Sieh mal hier nach, wann man überhaupt von Eigen-f sprechen kann:
https://de.wikipedia.org/wiki/Eigenfrequenz

Vielleicht verstehe ich das ja alles falsch:
Doch hast Du nicht bei den Speichen jedenfalls ein gedämpftes System??
Sieh bitte dazu auch hier mal unter
Abs.: Linear gedämpfte Schwingung nach:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwingung

Die Animation entspricht doch ziemlich genau dem, was bei den Speichen 
vorliegt:
a) schwingfähiges System (in Ruhe unter x-beliebiger Vorspannung (incl. 
0))
befindlich
b) dann gibst Du dem System "ein's auf die Mütze" per Klöppelschlag od. 
Zupfen, wodurch
c) eine Schwingung "angeleiert" wird

Im Endeffekt kann dabei doch gar nichts anderes herauskommen als eine 
gedämpfte Schwingung.

Und was genau ist eigentlich Gegenstand Deiner Peak-Messungen?

Was eine Idee anbelangt, die Dir evtl. weiterhelfen kann:

Schrauber123 schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Nochmal:
>> Wie hast Du die Speiche bei Vorspannung = 0 in Schwingung versetzt?
>
> Gummibänder orthogonal zur Speiche. Es ändert sich die Eigenfrequenz der
> Speiche nicht, wenn ich das Gummiband knapp neben dem Schenkel ansetze.

Ist nicht weiter verwunderlich, weil sich dadurch die Auflager-Punkte 
der Speiche kaum nennenswert verändern.

> Sollte das nicht vorstellbar sein schick ich gerne noch Photos zu diesem
> Versuch zusammen mit den zugehörigen FFT Bildern.

Kann mir auch sowas ganz gut vorstellen. :)

Zupf doch mal an der Speiche (bei identischer Konstellation; d.h. 
angespannt mit Gummibändern) oder hau ihr per Klöppel "ein's auf die 
Mütze" und meß dann die f bei 0-Vorspannung von ihr.
Verifizier damit, daß es keinen Unterschied in der f-Messung gibt, wenn 
Du:
a) die Meßgerät-Schenkel einfach nur aufsetzt, bzw.
b) bei aufgesetztem Meßgerät die Speiche (mit Zwangs-Maßnahme) in 
Schwingung versetzt.

Es sollte mich sehr wundern, wenn Ergebnis a)= b) wäre.
V.a. auch deshalb, weil Du aus meiner Sicht anscheinend irrigerweise 
annimmst, eine Speiche hätte bei Vorspannung = 0 einem "Zupfen" an ihr 
nichts mehr "entgegenzusetzen".

So ist das ganz und gar nicht:
Vergütete Stähle sind kein Blumenbinde-Draht!

Weshalb Du auch eine Speiche (mit garantierter Mindestzugfestigkeit von 
1200N/qmm) bei 0-Vorspannung "anzupfen" kannst, um sie in Schwingung 
versetzen zu können.

Und nur diese f-Messung ist dann relevant:
Gleiche Vorgehensweise wie bei allen anderen f-Messungen auch!
Wie willst Du denn jemals etwas richtig einordnen können, wenn Du bei 
Messungen unterschiedliche Vorgehensweisen praktizierst?

Grüße

Bernd F. schrieb:
> Heute mal das Sommerauto vom Staub befreit.
> Mit dem Holzstab die Speichen abgehorcht.

Auto mit Speichenrädern?
Freue mich mit Dir, daß Du so ein "Oldtimer-Schätzchen" hast. :)
>
> Ergebnis: An 2 Rädern jeweils ein Misston.

Evtl. nur nachspannen?
>
> Muss ich jetzt suchen, wo ich passenden Ersatz kriege.

Kannst auch mal dazu unter Speichenshop für Motorräder nachsehen:
Geht im Endeffekt nur um Speichengewinde und deren D.
Länge beliebig.

> Ich finde es im übrigen sehr interessant, für das Speichen-
> problem eine Lösung zu finden.

Ja, ist schon interessant und eine Herausforderung.
Völlig egal, welche Lösung man favorisiert:
Die Ergebnisse müssen stimmen. :)

Grüße

Dachte, Du willst mit den f-Messungen Rückschlüsse auf die Spannung von 
Speichen ziehen können.

Ist es dabei nicht irrelevant, an gestauchten Speichen f-Messungen zu 
machen?

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Dachte, Du willst mit den f-Messungen Rückschlüsse auf die Spannung von
>> Speichen ziehen können.
>>
>> Ist es dabei nicht irrelevant, an gestauchten Speichen f-Messungen zu
>> machen?
>
> Ein weiterer Grund : die Gerade verläuft auch im zweiten Quadranten. Da
> stellt sich doch schon die Frage, ob diesen Geradenpunkten auch in der
> Realität eine Bedeutung zukommt. Und die hat sich so gezeigt.

Diese Geradenpunkte haben in der Realität nur insoweit eine Bedeutung 
als sie untergeordneter Art sind.
Was daran liegt, daß Stähle (wie viele andere Baustoffe auch) sich unter 
Druckbelastung (genau genommen) etwas anders verhalten als unter 
Zugbelastung.

Das ist aber alles längst bekannt und bestens verifiziert.
Hängt auch etwas mit der ursprünglichen Druck-Einheit zusammen:
kg/qcm.

Versuche mal, das erklären zu können:
Stell Dir bitte mal einen Stahl-Würfel mit 1cm Kantenlänge vor.
Auf eine unendlich belastbare Unterlage (vertikal zum Erdmittelpunkt 
orientiert) legst Du den drauf.

Dann stellst Du auf den ein 1kg-Géwicht drauf.
Dabei wird sich nicht recht viel an ihm rühren.

Dann erhöhst Du das Gewicht auf 1000kg (1t) oder 10000kg (10t).
Was kann dabei anderes geschehen als daß der Würfel dabei allmählich "in 
die Grätsche geht" bzw. deformiert wird?

Er deformiert sich dabei aber so, daß er allseits "ausbaucht".
Also sein Querschnitt sich - bezogen auf seine ober- und unterseitigen 
1cm-Quadrate - zunimmt.

Nur das ist der Grund, warum man sich in SDD ausschließlich auf die 
Betrachtung von Zugbelastungen konzentriert.
Weil nämlich die Deformation dabei ganz anders läuft:
Unter Zug "verschlanken" sich Material-Querschnitte bis zum Abreissen 
von ihnen.

Nur Zugbelastungen können i.d.R. "kritisch" werden.
Druckbelastungen i.d.R. eher nicht.

Zwei Beispiele dazu:
1) GG ist nicht besonders auf Zug belastbar, jedoch auf Druck enorm 
hoch.

2) Beton ist so gut wie gar nicht auf Zug belastbar, jedoch auf Druck 
ebenfalls enorm hoch.
Also geht man her und "packt" in ihn Stahl-Armierungen (ab St50 und 
aufwärts) ein, die seine "Schwächen" "ausbügeln" können, um dadurch 
seine Stärken aktivieren zu können.

Untersucht wird bei "sensiblen" Bauwerken nur die Druckfestigkeit des 
verwendeten Betons.
Da sind dann bei LGA Prüfwürfel mit 10cm-Kantenlänge abzuliefern, die 
unter Drucksteigerung bis zu ihrem Zusammenbruch/Platzen hochgefahren 
werden.

Um auf Speichen zurück zu kommen:
Bei denen ist nur ihre Zugbelastbarkeit relevant!
Denn auf Zug können sie weit mehr "mitmachen" als auf Druck.
Erklärt sich schon alleine daraus, daß es sich um relativ lange und 
schlanke Bauteile handelt.
D.h. unter Druck weichen sie einfach aus.

Oder schieben ihre Anzugs-Nippel einfach in den Schlauch hinein.
Wie lange dann sowas gutgehen kann, weiß ich wirklich nicht.
Wechselbelastungen undefinierter Art sind sehr schwer einzuschätzen.

Weshalb ich Deine Absicht, die Speichenspannung wirklich exakt messen zu 
können, für gut halte. :)

"bling - bling - blang - bling - bling" ist für mich bestenfalls eine 
"grobe Hausnummer".

Genau so, wie etwas "nach Gefühl" anzuziehen.
Nicht, daß ich sowas nicht auch tun würde:
Um z.B. bei einem Zylinderkopf bei sogen. "Badewannen-Köpfen" noch etwas 
an "Absäuseln" wegdrücken zu können.

Ist aber etwas ganz anderes als Speichen richtig anzuziehen.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Zustimmung. Das mit dem Drücken ist für Speichen irrelevant. Für das
> Verstehen der gemessenen Geradengleichung aber nicht. Zum Verstehen der
> Eigenfrequenzabsenkung bei Druck gibt es übrigens eine einfache
> Ueberlegung. Die Steifigkeit eines Stabes bewirkt, wenn man ihn mittig
> auslenkt ein Rückstellkraft. Stelle ich mir einen " Bogen" vor den ich
> ebenfalls einer Druckkraft aussetze so wird er " nach außen weggehen ".

Mal ganz langsam:
Du hast ja zunächst gar keinen Bogen, sondern eine gerade Speiche.
Und erst dann, wenn Du die mit Druck beaufschlagst, wird sie mehr oder 
weniger ausweichen. ;)
Ich könnte mir vorstellen, daß sie dabei ihr Schwingungs-Verhalten ganz 
massiv verändert.
Verglichen mit einer unter Zugbelastung befindlichen Speiche, die wir 
eher als eine gespannte Saite verstehen können.

Bei letzteren Messungen (unter Zugspannung) hast Du doch die Speichen 
durch Zupfen zur Schwingung "angeregt", um die dann (zum Rückschluß auf 
ihre Spannung) per f-Messung registrieren zu können.

Müsstest Du das denn unter "Druck-Vorspannung" der Speiche nicht auch 
analog tun, um f-Ergebnisse vergleichen zu können?

Lästig könnte dabei natürlich sein, daß das, was Du als Rückstellkraft 
bezeichnest, in Wirklichkeit eine nur (durch Druck) erzwungene 
Auslenkung der Speiche ist, die als solche existiert.
In welche Richtung willst Du denn dann die Speiche "zupfen"?

Du sprachst von 20,5N Druckkraft auf die Speiche, was in kg ausgedrückt 
ca. 2,05 entspricht.
Ich weiß nun wirklich nicht ob ca. 2kg Druck (Gewichtskraft) auf eine 
3mm-Speiche von 195mm Länge dazu ausreichen, um sie auslenken zu können.

Denke aber, daß wir aus Gründen der richtigen Vergleichbarkeit eher 
davon ausgehen müssten, vom 0-Spannungszustand der Speiche nach oben und 
unten mit der selben Gewichtskraft für Zug- und Druck-Belastung die 
f-Ergebnisse (in beiden Fällen die Speiche durch Zupfen zur Schwingung 
angeregt) zu ermitteln.

SDD repräsentieren nur den Bereich (von 0-Spannung ausgehend) nach oben 
hin.
Eben, weil die Druckbelastung weniger "kritisch" ist als die auf Zug, 
macht man die Zugspannung zum "Maß der Dinge" und sieht sich nur die 
recht genau an.

Nur deshalb treten - jedenfalls im Bauwesen - beide Spannungen bei 
Belastung gleichzeitig (allerdings nur rein rechnerisch) in identischer 
Größe auf:
Oberhalb und unterhalb der (mittigen) "neutralen Faser".

Verstehen wir aber ein SDD so, daß unterhalb der 0-Spannung an sich der 
Druckbereich (nahtlos) weitergehen müsste, scheint es unlogisch zu sein, 
daß dieser irgendwie "versetzt" weitergehen sollte:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/407799/20190325_204330.jpg

?

Weil sich die (vollkommene) Elastizität ja schließlich nicht nur auf den 
Zugbereich beschränken kann, sondern sich eben so gut im Druckbereich 
fortsetzen muß.
Auch dort gibt es zweifellos eine Deformations-Grenze, die irreversibel 
ist.

> Die nach außen wirkende  Kraft wirkt der Rückstellkraft beim
> schwingenden Stab entgegen. Und die Summe beiderKräfte ist zusammen mit
> anderen Größen für die Eigenfrequenz verantwortlich.

Ja, die Frage ist dabei ob eine druckbeaufschlagte Speiche überhaupt 
vergleichbar mit einer zugbeaufschlagten schwingen kann.
Mir scheint das höchst fraglich zu sein.
Wie siehst Du das?

Wenn es nicht allzu aufwendig sein sollte, wäre es vielleicht ganz 
interessant, wenn Du mit definierten und identischen Gewichtskräften 
eine Speiche unter Zug und Druck versetzt.
Und dabei jeweils die f-Messungen machst.

Grüße

Schrauber123 schrieb:
> Doch. Genau das habe ich getan . Speichenstück unten abgestützt. Oben
> geführt das Massestück draufgelegt. Mikro angebracht und dann " gezupft
> " .

Hast Du das ca. 2kg schwere Massestück nach dem Auflegen (oben) 
festgesetzt oder war es frei verschiebbar?
>
> Die Ausführung des Drehbankversuchs wird eine Weile dauern.

So recht verstehe ich nicht, warum Du Dir das mit dem Drehbankversuch 
überhaupt "antust".
Denn Zug bzw. Druck auf die Speiche kannst Du ja auch nur über die 
Gewindesteigung berechnen.

Warum spannst Du dann nicht gleich eine Speiche (in einer massiven 
Halterung) per ihrem Anzugsnippel?

Oder machst das alles durchgängig gnadenlos konsequent mit Einsatz von 
Gewichtskräften, wie w.o. umrissen.
Bei denen Du Dir wenigstens sicher sein kannst, daß Deine Kräfte als 
solche zweifelsfrei stimmen.
Und dem entsprechend auch Deine Messungen ebenfalls zweifelsfrei ganz 
bestimmten Spannungen zugeordnet werden können.

Stattdessen bringst Du mit unterschiedlichen/anderen/neuen 
Spannverfahren erneute Unwägbarkeiten ein.
Aus meiner Sicht "drehst Du Dich damit nur im Kreis". :)

Denke, es wäre viel besser, Du würdest die elementaren Voraussetzungen 
dafür schaffen, um Ergebnisse vergleichbar machen zu können.
>
> Noch zu meiner Interpretation: Die Speiche muß durch die 20 N ja
> garnicht seitlich " weggehen " .

Willst Du auf Grund von Spekulationen weitere Rückschlüsse ziehen 
können?
Sowas ist doch keine vernünftige Basis, auf der man sinnvoll 
weitermachen kann. :)

Ich weiß auch nicht ob eine Speiche bereits bei 20N Druckbelastung 
seitlich weggeht.
Was ich aber von der Baustatik her noch weiß, sind die Eulerschen 
Knickfälle:
Bei beidseits gelenkigen Auflagern eines dünnen Stabes weicht der immer 
in der Mitte seiner Gesamtlänge aus.

Wollte ich wissen, ab welcher Druckkraft eine Speiche weggeht, würde ich 
etwa in der Mitte ihrer Länge drei Meßuhren (in 120°-Winkeln zueinander) 
ansetzen und alle drei Uhren "nullen".
Anschließend, z.B. per 2kg auf die Speiche gestellt, feststellen können 
ob sie dabei ausweicht oder nicht.
Dann weiß ich das definitiv ob dem so ist oder nicht.
Könnte auch die Gewichtskraft steigern, bis die Speiche weggeht.

Genau das würde ich auch tun:
Um die (vermutlich höhere) Kraft ermitteln zu können.
Eine etwas darunter liegende Kraft würde ich dann zum direkten Vergleich 
zwischen den f-Messungen unter Druck und Zug ansetzen.

> Die seitliche Auslenkung erfolgt ja
> wiederkehrend nach Schwingungsanregung.

Ja, wobei ich aber denke, daß Du Unwägbarkeiten dabei am besten dadurch 
ausschließen kannst, wenn Du in der Druck-Vorspannung bis nahe an die 
Grenze des Weggehens der Speiche gehst.

> Und dann, so könnte ich mir die
> Beobachtung erklären,...

Welche Beobachtung?

>... ist eben die Rückstellkraft in den Umkehrpunkten
> jeweils verringert gegenüber der nicht " gedrückten " Speiche.
>
Wenn Du Dir die Druck-Einspannpunkte der Speiche als gelenkig 
vorstellst, macht die Speiche zwischen ihnen bei Druck = 0 beim Anzupfen 
von ihr irgendwas.
Weil das Anzupfen der Speiche eine Längen-Veränderung von ihr nach sich 
zieht.
Gewissermaßen wird sie dadurch aus ihren Auflagern etwas herausgezogen 
und hüpft danach wieder in sie zurück.

Denke, es ist völlig unkalkulierbar, was dabei alles an Wechselwirkungen 
auftritt.

Gehst Du aber her und erhöhst den Druck bis knapp unterhalb der Grenze 
des Weggehens der Speiche, sieht das ganz anders aus.
Dann kannst Du beim Anzupfen erst mal nahezu die gesamte Vorspannung für 
das Anzupfen "verbraten", bevor sich an den Auflagern irgendwas 
verändert.

Womit ich im Wesentlichen insgesamt sagen will:
Du mußt wirklich Vergleichbares herzustellen bemüht sein.

> Will parallel zu der Drückerei versuchen das Anregen anders
> hinzubekommen.

Warum bzw. woran denkst Du dabei?

> Daneben auch die erste Idee mit dem Exzenter verwirklichen.

Dürfte erheblich aufwendiger sein als f-Messungen per Anzupfen. ;)

Grüße