Steuerlager nachstellbar?

[Werner Holtfreter]

Hallo,

es ist ein chinesischer Elektroroller (Kickboard), aber da bei den
Motorrollern nichts los ist, fuppe ich in die Fahrradgruppe.

Das Steuerlager weist Spiel auf, was sich an der langen Lenkstange
störendes bemerkbar macht. Ein Bild zeigt die Vorderradkonstruktion
mit der schwachen Telegabel und dem vorderen 1,2 kW Nabenmotor. Das
andere die beiden gekonterten Muttern des Steuersatzes:

https://c.gmx.net/@327719362335080523/RCUtzkn5QB-Ju0CoKM0MkA

Die Muttern sind mit Schraubensicherung verklebt. Zwei 36er
Maulschlüssel müsste ich erst kaufen. Daher die Frage vorab, ob es
sich um ein übliches Konuslager handelt, bei dem man das Spiel
einstellen kann oder ob einfach eine Hülse in der anderen steckt.

Der Ring direkt unter den Muttern zeigt rechts eine Kerbe, mit der
man diesen Ring beliebig weit drehen kann, ohne dass sich etwas
ändert. Er hat also kein Gewinde. Unter dem gekerbten Ring sieht
man einen durchgehenden Ring größeren Durchmessers, der sich dabei
mitdreht.

Kann jemand die Konstruktion deuten?

[Werner Holtfreter]

Post by Werner Holtfreter
Hallo,
es ist ein chinesischer Elektroroller (Kickboard), aber da bei den
Motorrollern nichts los ist, fuppe ich in die Fahrradgruppe.
Das Steuerlager weist Spiel auf, was sich an der langen Lenkstange
störendes bemerkbar macht. Ein Bild zeigt die
Vorderradkonstruktion mit der schwachen Telegabel und dem vorderen
1,2 kW Nabenmotor. Das andere die beiden gekonterten Muttern des
Die Muttern sind mit Schraubensicherung verklebt. Zwei 36er
Maulschlüssel müsste ich erst kaufen. Daher die Frage vorab, ob es
sich um ein übliches Konuslager handelt, bei dem man das Spiel
einstellen kann oder ob einfach eine Hülse in der anderen steckt.
Der Ring direkt unter den Muttern zeigt rechts eine Kerbe, mit der
man diesen Ring beliebig weit drehen kann, ohne dass sich etwas
ändert. Er hat also kein Gewinde. Unter dem gekerbten Ring sieht
man einen durchgehenden Ring größeren Durchmessers, der sich dabei
mitdreht.
Kann jemand die Konstruktion deuten?

Damit hier auch eine Antwort steht:

Ja, das Lager ist einstellbar. Die Muttern sind aber schwer zu
lösen, weil sie verklebt wurden. Die Hitze eines 100-W-Lötkolben
half.

Der im Bild sichbare Spalt gehört zu einem geschlitzten Ring, der
unten in einen 45°-Konus übergeht, der in einen entsprechenden
Kelch gepresst wird, wenn man die untere Mutter nach unten
schraubt, so dass die Lenkstange geklemmt wird. Der Kelch scheint
Teil eines abgedichteten Kugellagers zu sein. So weit habe ich das
aber nicht auseinander gebaut. Jedenfalls verschwand das Spiel im
Steuerlager vollständig, trotzdem blieb die Lenkung ganz
leichtgängig. Voller Erfolg!

[Michael Landenberger]

Post by Werner Holtfreter
es ist ein chinesischer Elektroroller (Kickboard), aber da bei den
Motorrollern nichts los ist, fuppe ich in die Fahrradgruppe.

Das Ding ist lebensgefährlich. Begründung: wenn der Vorderrad-Nabenmotor
während der Fahrt blockiert, macht man einen Salto über den Lenker. Dabei ist
besonders problematisch, dass Blockaden bei Radnabenmotoren nicht nur
mechanische Ursachen haben können (mechanische Ursachen sind auch eher
selten). Vielmehr führen auch elektrische Defekte zur (abrupten) Blockade,
sofern dabei Motor-Wicklungen kurzgeschlossen werden (der Läufer eines
Radnabenmotors mit kurzgeschlossenen Wicklungen verhält sich, als sei er
festgeschweißt). Zu solchen Kurzschlüssen kommt es hauptsächlich bei Defekten
der Controller-Leistungselektronik. Davor wiederum ist man bei keinem
Controller gefeit, schon gar nicht bei denen von chinesischen
(Billig?)Rollern. Natürlich kann es auch bei Hinterradmotoren zu Blockaden
kommen, aber da hat man wenigstens noch den Hauch einer Chance, das Gefährt
unter Kontrolle zu behalten. Bei einem blockierten Vorderrad macht man dagegen
mit fast 100%iger Sicherheit den Abflug.

Lange Rede, kurzer Sinn: Elektrische Frontantriebe bei Zweiradfahrzeugen,
speziell bei solchen mit so kleinen Rädern, sind eine ganz schlechte Idee. Ich
würde das Teil nicht benutzen wollen.

Gruß

Michael

[Werner Holtfreter]

Post by Michael Landenberger

Post by Werner Holtfreter
es ist ein chinesischer Elektroroller (Kickboard)

Das Ding ist lebensgefährlich. Begründung: wenn der
Vorderrad-Nabenmotor während der Fahrt blockiert, macht man einen
Salto über den Lenker. Dabei ist besonders problematisch, dass
Blockaden bei Radnabenmotoren nicht nur mechanische Ursachen haben
können (mechanische Ursachen sind auch eher selten). Vielmehr
führen auch elektrische Defekte zur (abrupten) Blockade, sofern
dabei Motor-Wicklungen kurzgeschlossen werden (der Läufer eines
Radnabenmotors mit kurzgeschlossenen Wicklungen verhält sich, als
sei er festgeschweißt). Zu solchen Kurzschlüssen kommt es
hauptsächlich bei Defekten der Controller-Leistungselektronik.
Davor wiederum ist man bei keinem Controller gefeit, schon gar
nicht bei denen von chinesischen (Billig?)Rollern. Natürlich kann
es auch bei Hinterradmotoren zu Blockaden kommen, aber da hat man
wenigstens noch den Hauch einer Chance, das Gefährt unter
Kontrolle zu behalten. Bei einem blockierten Vorderrad macht man
dagegen mit fast 100%iger Sicherheit den Abflug.
Lange Rede, kurzer Sinn: Elektrische Frontantriebe bei
Zweiradfahrzeugen, speziell bei solchen mit so kleinen Rädern,
sind eine ganz schlechte Idee. Ich würde das Teil nicht benutzen
wollen.

Interessante Meinung. Ich glaube nicht, dass die Größe des
Vorderrades einen Unterschied macht, aber ein blockiertes Vorderrad
ist zweifellos übel.

Festgeschweißt im Kurzschlussfall stimmt nicht. Um den
Kurzschlussstrom aufzubringen, muss sich das Rad noch drehen.
Übrigens sind das Drehstrommotoren, vermutlich aber mit
Dauermagneten statt Kurzschlussläufern. Die Fragen sind daher:

Wie schnell dreht sich das Rad beim Kurzschluss?

Kennst du ein Beispiel, in dem ein solcher Defekt zum Unfall geführt
hat?

[Matthias Kohrs]

Post by Werner Holtfreter
Interessante Meinung. Ich glaube nicht, dass die Größe des
Vorderrades einen Unterschied macht, aber ein blockiertes Vorderrad
ist zweifellos übel.

Die Grösse ist relevant für den Abstand zwischen Aufstandspunkt am Boden
und dem Schwerpunkt sowie für die Höhe des Drehpunktes, falls es
tatsächlich zur Blockade kommt.

Das ist aber bei den Minirollern (auch ohne Antrieb) seit jeher das
Problem, daß die schon an relativ winzigen Kanten hängenbleiben.

CYA! Matthias

[Werner Holtfreter]

Post by Matthias Kohrs

Post by Werner Holtfreter
Interessante Meinung. Ich glaube nicht, dass die Größe des
Vorderrades einen Unterschied macht, aber ein blockiertes
Vorderrad ist zweifellos übel.

Die Grösse ist relevant für den Abstand zwischen Aufstandspunkt am
Boden und dem Schwerpunkt sowie für die Höhe des Drehpunktes,
falls es tatsächlich zur Blockade kommt.

Man kann einen Tretroller mit großen und mit kleinen Rädern
konstruieren und denn Tritt beide Male in gleicher Höhe anordnen.
Die Schwerpunktlage ist unabhängig von der Radgröße.

Ein blockiertes Rad ist ein starres Gebilde. Bei einem starren
Gebilde ist egal, was davon Rad und was Gabel ist. Maßgebend ist
allein das Stück Gummi, das die Straße berührt. Das ist der
Drehpunkt, die Achse ist ja blockiert.

Post by Matthias Kohrs
Das ist aber bei den Minirollern (auch ohne Antrieb) seit jeher
das Problem, daß die schon an relativ winzigen Kanten
hängenbleiben.

Ja, aber das ist ein anderer Fall: Hierbei dreht sich das Rad. Es
leuchtet unmittelbar ein, dass ein großes Rad Hindernisse leichter
überrollt.

[Matthias Kohrs]

Post by Werner Holtfreter
Ein blockiertes Rad ist ein starres Gebilde. Bei einem starren
Gebilde ist egal, was davon Rad und was Gabel ist. Maßgebend ist
allein das Stück Gummi, das die Straße berührt. Das ist der
Drehpunkt, die Achse ist ja blockiert.

Das wäre dann richtig, wenn sich das Gesamtgebilde um diesen
Berührungspunkt frei drehen könnte. Weil der Boden flach ist, wandert
der Aufstandspunkt mit der Drehung am Boden bzw. entlang des Radumfangs
nach vorn, weshalb die Drehung effektiv trotzdem um die blockierte Achse
bzw. den Mittelpunkt des Radumfangs stattfindet.

Post by Werner Holtfreter

Post by Matthias Kohrs
Das ist aber bei den Minirollern (auch ohne Antrieb) seit jeher
das Problem, daß die schon an relativ winzigen Kanten
hängenbleiben.

Ja, aber das ist ein anderer Fall: Hierbei dreht sich das Rad. Es
leuchtet unmittelbar ein, dass ein großes Rad Hindernisse leichter
überrollt.

Für die Betrachtung der Kräfteverlagerung im Moment des Aufpralls ist es
egal, ob sich das Rad dreht oder nicht. Die Verzögerung wird 100%, wenn
das Hindernis so hoch ist wie der Radius des Rades. Solange das
Hindernis kleiner ist als der Radius, also niedriger als die Radachse,
wirkt die resultierende (Gegen-)Kraft auch nach oben.

CYA! Matthias

[Werner Holtfreter]

Post by Matthias Kohrs

Post by Werner Holtfreter
Ein blockiertes Rad ist ein starres Gebilde. Bei einem starren
Gebilde ist egal, was davon Rad und was Gabel ist. Maßgebend ist
allein das Stück Gummi, das die Straße berührt. Das ist der
Drehpunkt, die Achse ist ja blockiert.

Das wäre dann richtig, wenn sich das Gesamtgebilde um diesen
Berührungspunkt frei drehen könnte. Weil der Boden flach ist,
wandert der Aufstandspunkt mit der Drehung am Boden bzw. entlang
des Radumfangs nach vorn, weshalb die Drehung effektiv trotzdem um
die blockierte Achse bzw. den Mittelpunkt des Radumfangs
stattfindet.

Dein Einwand kommt erwartet. Meine Vermutung, dass der Drehpunkt
*im* Boden liegt, habe ich nun mit einer leeren Garnspule mit
radial angestecktem Draht überprüft:

Es es gibt keinen festen Drehpunkt, aber innerhalb eines begrenzten
Drehwinkels ist der ursprüngliche Aufstandspunkt eine Näherung.

Ich habe nun versucht, die Aufgabe grafisch mit Zirkel und
Winkelmesser zu lösen. Ich vergleiche die Winkel des
Masseschwerpunktes von Fahrzeugen zum Aufstandspunkt, bei dem sich
das blockierte Vorderrad um 45° gedreht hat. Die verglichenen
Vorderraddurchmesser betragen 1/2 cm und 5 cm.

Der Masseschwerpunkt befindet sich in beiden Fällen 5 cm hinter dem
Aufstandspunkt in 1 cm Höhe im Grundzustand.

Beim Großen Rad ist der Winkel ca. 46°, wobei die Masse auf 4,9 cm
angehoben wurde, beim kleinen Rad sind es 55° und 4,4 cm.

Danach wäre das kleine Rad - deiner These entsprechend - etwas
kritischer.

Fraglich bleibt, ob der Ansatz sinnvoll ist. Man könnte die Winkel
der Last zum Aufstandspunkt auch bei gleicher Höhenanhebung
vergleichen. Vor allem aber scheint mir, dass man sowieso verloren
hat, sobald das Hinterrad abzuheben beginnt - ausreichende
Geschwindigkeit vorausgesetzt. Das reduziert das Problem dann
wieder auf die Grundstellung, bei der sich das Rad noch nicht
gedreht hat und bei der der Raddurchmesser daher bedeutungslos ist.

Post by Matthias Kohrs

Post by Werner Holtfreter

Post by Matthias Kohrs
Das ist aber bei den Minirollern (auch ohne Antrieb) seit jeher
das Problem, daß die schon an relativ winzigen Kanten
hängenbleiben.

Ja, aber das ist ein anderer Fall: Hierbei dreht sich das Rad. Es
leuchtet unmittelbar ein, dass ein großes Rad Hindernisse
leichter überrollt.

Für die Betrachtung der Kräfteverlagerung im Moment des Aufpralls
ist es egal, ob sich das Rad dreht oder nicht. Die Verzögerung
wird 100%, wenn das Hindernis so hoch ist wie der Radius des
Rades. Solange das Hindernis kleiner ist als der Radius, also
niedriger als die Radachse, wirkt die resultierende (Gegen-)Kraft
auch nach oben.

Unstrittig, aber hier ging es ja um das blockierte Rad auf der
Ebene.

[Matthias Kohrs]

Post by Werner Holtfreter
Es es gibt keinen festen Drehpunkt,

Das habe ich inzwischen als richtig erkannt, ich hatte da einen Denkfehler.

Post by Werner Holtfreter
Ich habe nun versucht, die Aufgabe grafisch mit Zirkel und
Winkelmesser zu lösen.

Das ist natürlich Usenet at its best. Ich habe ein wenig über die
Winkelfunktionen nachgedacht, bin aber der praktischen Anwendung der
Mathematik seit langer Zeit entwöhnt (eigentlich schon immer). Also, ich
bin raus.

Post by Werner Holtfreter
Unstrittig, aber hier ging es ja um das blockierte Rad auf der
Ebene.

Ah, ein Rückschwung zur ursprünglichen Fragestellung.

Ich sag mal so: wenn das Vorderrad unerwartet blockiert oder stark
gebremst wird, besteht Sturzgefahr.

Die Wahrscheinlichkeit, daß das passiert, halte ich für geringer als die
Wahrscheinlichkeit, daß man auf eine(n) hervorstehenden oder
abgesunkenen Schachtdeckel, Gehwegplatte usw. oder ein Schlagloch
trifft, was ähnliche Folgen haben kann.

CYA! Matthias

[Werner Holtfreter]

Post by Matthias Kohrs
Ich sag mal so: wenn das Vorderrad unerwartet blockiert oder stark
gebremst wird, besteht Sturzgefahr.
Die Wahrscheinlichkeit, daß das passiert, halte ich für geringer
als die Wahrscheinlichkeit, daß man auf eine(n) hervorstehenden
oder abgesunkenen Schachtdeckel, Gehwegplatte usw. oder ein
Schlagloch trifft, was ähnliche Folgen haben kann.

Da sind wir uns einig.

Michael Landenberger stimme ich in soweit zu, dass elektrische
Frontantriebe bei Zweiradfahrzeugen eine schlechte Idee sind -
vorausgesetzt, es gibt *nur* den Frontantrieb, wie bei einigen
Modellen. Lt. entsprechenden Videos aber vor allem wegen der
schlechten Traktion. Beispiele für den Sturz durch Kurzschluss des
Frontmotors sind bisher ja nicht genannt worden.

Als *zusätzlicher* Frontantrieb kann man geteilter Meinung sein.
Meine Erfahrung ist, dass das Frontrad an extremen Steigungen
durchdreht, weil es entlastet wird. Statt des Allrad-Antriebs die
Leistung am Hinterrad zu konzentrieren, würde vermutlich sogar
bessere Steigfähigkeit ermöglichen.

[Michael Landenberger]

Post by Werner Holtfreter
Interessante Meinung. Ich glaube nicht, dass die Größe des
Vorderrades einen Unterschied macht,

Es ist eine Frage des Drehmoments. Beim Bremsen errechnet sich dieses
Drehmoment aus der Verzögerungskraft, die das Rad an seinem Aufstandspunkt auf
die Straße bringen muss, und aus dem Abstand dieses Aufstandspunkts zum
Radmittelpunkt (= Radius r). Bekanntlich gilt M = F * r. Bei großen Rädern ist
r größer als bei kleinen und demnach ist auch M größer. Mit dem hohen
Drehmoment schafft man es u. U. noch, das Rad trotz eines blockierten Motors
weiterzudrehen. Beim kleinen Rad reicht das Drehmoment dagegen nicht, das Rad
blockiert da völlig.

Post by Werner Holtfreter
Bei einem kleinen Rad reicht der Hebel nicht aber ein blockiertes Vorderrad
ist zweifellos übel.
Festgeschweißt im Kurzschlussfall stimmt nicht. Um den
Kurzschlussstrom aufzubringen, muss sich das Rad noch drehen.

Das war nur ein (etwas übertriebener) Vergleich, um den Effekt deutlicher zu
machen ;-)

Post by Werner Holtfreter
Kennst du ein Beispiel, in dem ein solcher Defekt zum Unfall geführt
hat?

<https://www.elektroroller-forum.de/viewtopic.php?f=61&t=5887>

Gruß

Michael