Kinetix Pro Laufräder

[EmilEmil]

Rolf Prima hat ja schon länger das Patent auf paarweise Verspeichung und einen etablierten Ruf. Die Kinetix Pro sind ja nur umgelabelte Rolf Prima. Neuerdings kommen die sogar mit 12 Speichen-Hinterrädern (statt bisher 16).
Kommentar: Es ist nicht sinnvoll bei gekreuzten Speichen weniger als 16 Speichen zu nehmen. Zwar erfüllen 12 Speichen auch die Kriterien für einen stabilen Laufradbau, bei einem Speichenbruch gibts aber Probleme. Ob ich dann noch nach Hause fahren kann, ist sehr zweifelhaft und sollte unterbleiben.
................ Aber keine Pärcheneinspeichung dabei. Alle Laufräder haben entsprechend viele Speichen. Ist das technisch begründet? Oder patentrechtlich?
Das ist technisch begründet, je mehr Speichen ich habe (bis zu einer sinnvollen Obergrenze), um so weniger groß ist die Belastung der einzelnen Speiche. ZB erzeugt das Drehmoment in den Speichen zusätzlich zur Vorspanng Kräfte, um das Drehmoment zu den Felgen zu leiten. Im Vergleich von 8 Speichen zu 16 Speichen sind die Kräfte bei "16" nur halb so groß. Rechnet man 3 g pro Speiche Ersparnis kommt man bei 8 Speichen auf 24 [g]. Auf gut Deutsch ein Nasenpopel. Aber die Masse der Vollfosten hält Maulaffen feil, "Baah, sieht super aus" Eine ähnliche Rechnung kann man für die Seitenbelastung aufstellen.
...................Jedenfalls macht er auch so ähnlich offene Spreizung, d.h. die Speichen gehen fast Tangential zur Nabe. Das scheint also erforderlich zu sein für das Drehmoment. Zumindest bei diesen 26" bzw. 28" Laufrädern.
Das ist auch bei 20" Rädern so, da die volle Kraft-Komponente (aus Drehmoment) bei tangentialem Einlauf am wirksamsten ist. Reine Tangential-Speichen gibt es bei vierfach Kreuzung, hier wird aber der nächste Speichenkopf überdeckt (Ungünstig für Reparaturen).
Tangential-Einlauf wäre auch an der Felge der wirkungsvollste. Das geht aus geometrischen Gründen nicht. Daher ist der Einlauf schon ziemlich radial. Hier kommt dem System zu Hilfe, daß der Felgendurchmesser viel größer ist als der Flanschdurchmesser. Da das Drehmoment das gleiche ist, habe ich an der Felge trotz des eigentlich ungünstigen Einlaufs keine extrem hohen Kräfte. Für das 20" Rad heißt das aber, daß es eine größere Belastung durch den Antrieb gibt als bei 26". Damit ist die nächste Aussage auch schon kommentiert...........
Kleinere Räder haben aber kleinere Hebelkräfte, da könnte die optimale Einspeichung durchaus anders aussehen. Rechnet man mal die Drehmomentbelastung um. würde ich sagen, man muss ungefähr den selben Speichen-Winkel an der Felge (nicht am Flansch) erreichen. .....
Aus den "kleineren Hebelkräften" generell Vorteile für kleine Räder herzuleiten, verbietet sich. Was zB bei der Belastung aus Seitenkräften positiv ist, ist bei den Antriebskräften negativ. Im Zweifel helfen nur sauber durchgeführte Berechnungen, die im Grunde nicht schwierig sind, aber durch viele und unübersichtliche Zusammenhänge dem Konstrukteur das Leben schwer machen.

Die Lösung des Kinetix Pro Problems (Bruch durch Biegespannung und Kerbwirkung im Nippel-Bereich) läßt sich durch eine der Speichenlage angepasste Bohrung total eliminieren. Das muß gleich in die Konstruktion einfließen. Nachträglich ist gerade in diesem Fall schwieriger.
Zum Drehmoment (gilt analog für Bremsmoment bei Scheibenbremse) ist zu sagen, daß eine Verteilung auf die Nabenflansche ungleich sein kann (also nicht 50%/50%). Für leichte Naben zB Shimano Xt o.ä.kann man evtl mit 66%/33% rechnen für eine Getriebe-Nabe (Rohloff,Alfine 11,i-Motion 9) mit 50%/50%. Das hängt von der Torsionssteifigkeit der Nabenhülse ab.

MfG EmilEmil

[Pibach]

Rolf Prima scheint jedenfalls möglichst wenig Speichen gut zu finden. Hier mal ein Bild der 12-Speichen Laufräder:

Da sind die Winkel an der Felge wieder fast "normal".

Zum Drehmoment ...

Ja. Leider wurde eine Schrägbohrung bei den Felgen nicht vorgesehen. Schade eigentlich.
Ob man das noch groß fixen kann glaub ich auch nicht.
Ein Grund für die starke Schrägstellung sind auch die paarweisen Löcher in der Nabe. Bei "äquidistanter Löcherung" würden sich deutlich geringere Speichen-Schrägstellungen ergeben.
Die Möglichkeiten und Hintergründe der Verspeichung einschließlich Drehmomentfrage würden mich aber interessehalber mal prinzipiell interessieren.
Ansatz für Berechnung Drehmoment:
Nehmen wir mal an, ein Fahrer tritt eine bestimmte Leistung p und erreicht Geschwindigkeit v, das sei für Großrad wie Faltrad gleich.
Der Faltradfahrer fährt aber eine höhere Übersetzung, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Auf die Nabe wirkt am Großrad mit 28" ein Drehmoment d(G). Beim Faltrad mit 20" wäre es d(F)= D(G)*20/28. Also geringeres Dremoment (dafür höhere Drehzahl). Hier würde also ein geringerer Speichenwinkel reichen, um die selbe Leistung auf die Straße zu bringen. Da könnte man jetzt die Speichenspannung ausrechnen. Das wär wohl kompliziert. Vermutlich reicht es aber, die Winkel an der Felge gleich zu setzen, da bin ich aber nicht ganz sicher.

Zur Berechnung der Winkel hat man 2 Lochkreise, mit Innenradius der Felge bzw. mit Radius des Nabenflansch. Bei 20" Rädern sind diese beiden Kreise näher zusammen, es ergeben sich bei gleichem Einspeichschema also größere Winkel. Obwohl das Drehmoment ja geringer ist. Die Löcher an Felge und auch am Flansch sind jeweisl paarweise direkt nebeneinander.

Die Frage wäre dann wie Dremoment-belastbar dann die beiden Alternativen Einspeichmöglichkeiten wären: also i) Antriebseite gekreuzt in die Innenlöcher, andere Seite "radial" oder ii) beide Seiten "radial"

[EmilEmil]

Ja, das ist richtig, daß bei gleicher Leistung das Antriebs-Drehmoment des 20" -Laufrades wegen der größeren Winkelgeschwindigkeit kleiner ausfällt.
Es ist trotzdem sinnvoll, diese "kleine" Drehmoment mit einem großen Hebelarm in die Speichenkraft einfließen zu lassen, weil dann die Zusatzbelastung in der Speiche den geringsten Wert hat. Der größte Hebelarm für das Antriebsmoment ( = Flanschlochkreis-Durchmesser) wird hier nahezu erreicht. Das ist offenbar ein Effekt der Doppel-Löcher. Mit den 12 Speichen bin ich nicht glücklich.
Drei Punkte legen, wie einige noch aus der Mathematik wissen, eine Ebene fest. Nun könnte man denken, daß drei Speichen (Basis-Speichen) reichen. Auf Grund der Konstruktion (Speichenloch in Flansch = Kugelgelenk; Speichenloch in Felge = Kugelgelenk + Verschiebung nach außen) habe ich zunächst den Verschiebungsfreiheitsgrad je Speiche zuviel an "Bord". Durch Anordnung dreier weiterer Speichen werden die 3 Verschiebungen der Basis-Speichen gesperrt. Das Muster hat dann drei Speichen nach hinten und drei Speichen nach vorn. 6 äquidistante Löcher in der Felge sind damit gegeben. Im Flansch würden drei Löcher ausreichen (1Loch je 2 Speichen). Konstruktiv einfacher ist es aber, wenn auch im Nabenflansch jede Speiche ein separates Loch besitzt. Um den wirksamen Radius für etwaige Dremoment-Belastung möglichst groß zu haben, überkreuzt man die Speichen in der Nähe des Flansches (wenigstens einmal). Nun ordnet man die Speichen mit dem Kopf sowohl nach innen als auch nach außen an, weil eine Kreuzung in Flanschnähe zu übergroßer Biegung einer Speiche führen würde (Gleiches gilt auch für 2-fach und 3-fach Kreuzung für die Kreuzungen in Flanschnähe).
Nun sind 6 Speichen in die Konstrukion eingeflossen; warum aber nochmal 6 Stück für den anderen Flansch ? Die Antwort ist einfach; Eine Nabe, die nur an einem Flansch hängt, ist im Prinzip nicht Seiten-steif. Sie würde quasi wie der Boden eines Knack-Knack-Ölkännchens bei geringer Seitenlast durchschlagen. Mit nochmal 6 Speichen ist auch dieses Problem in trockenen Tüchern.
So sind wir insgesamt bei 12 Speichen. Statisch gesehen ist das völlig korrekt, hat nur den Haken, daß alles halten muß und zwar Lebens-lang. Eine solche Safe-Life-Konstruktion ist im Leichtbau nicht wünschenswert (Zu schwer). Vielmehr ist es besser, eine Fail-Safe Konstruktion zu haben. Hier kann dann eine Speiche brechen, ohne daß eine Katastrophe stattfindet (Gefährlicher Sturz des Radlers). Selbst, wenn keine Verletzungen zu beklagen sind, ist es unangehm evtl. eine größere Tour nicht fortsetzen zu können (Heimweg).
Zu den 6 Speichen einer Seite kommen dann noch 2 dazu. Aus 2 x 8 = 16 sind dann 16 Speichen am Laufrad. Mit den 16 Speichen habe ich dann ein statisch überbestimmtes Laufrad. Eine kann brechen (die Partnerspeiche auf der gleichen Seite ist dann nutzlos) und es steht imm er noch ein stabiles Laufrad zu Verfügung (mit einer kleinen Störung der Radial-Symmtrie).
Zu den Fragen i) und ii): Ich halte nichts davon zur Lösung eines Problems sich größere Probleme selbst ans Bein zu pinkeln. Eine haltbare Radialeinspeichung führt (außer bei Felgen-gebremsten Vorderrädern) zu dicken Mopedspeichen. Die Dicke der Speichen ist aber durch die am Markt erhältlichen Naben begrenzt (Lochdurchmesser). Unabhängig davon läßt Rohloff wegen der großen Lochleibung (Flächenpressung im Flanschloch) und zu wenig Material zwischen Loch und Rand (äußerstem Flansch-Durchmesser) keine Radialeinspeichung zu. Antriebsseite gekreuzt nur in Innenlöcher geht nicht wegen der Biegung bei der Kreuzung. Eine gemischte Speichung mit "Radial" in die Innenlöcher auf der Antiebsseite und gekreuzt auf der Bremsseite wird durchgeführt mit folgender Überlegung: Die Seitensteifigkeit wird erhöht durch Einspeichung in die Innenlöcher (Die Steilheit der Speichenschräge bedingt durch den Platzbedarf des Ritzelpaketes verringert sich etwas). Gleichzeitig übernimmt die Bremsseite mit den gekreuzten Speichen nahezu das gesamte Antriebsmoment. Die Radialspeichen müssen sich erst verdrehen, um Momente übertragen zu können. Damit versucht man die durch die Vorspannkraft ( 800 [N]) gering geforderten Speichen der Bremsseite stärker zu belasten und bei den stark (1300 [N]) vorgespannten Speichen der Antriebsseite die Zusatzlast durch das Antriebsmoment gering zu halten. Wenn Antriebs- und Bremsmomente (Schaltung und Scheibenbremse wie beiden meisten zeitgemäßen MtB*s) vorhanden sind, geht nur eine symmetrische, gekreuzte Einspeichung.
Auf Aussagen, die nur den Schrägungswinkel "Vor und Zurück" als Beurteilung nehmen, würde ich mich ohne eine komplette Durchrechnung des gesamten Bereichs nicht verlassen. Eine Durchrechnung der Problemtik ist nicht unlösbar, aber sehr umfabgreich, Arbeits-intensiv und schwer überschaubar. Mit der Erkenntnis, daß kleine Räder mehr Speichenschrägung haben als große hast Du, @PeterPibach, recht. Liegt an der Geometrie und kann nicht geändert werden.
Bei aller Fokussierung auf die "Speichenschräge" mit Knick und Kerb im Gewindebereich, sollte man nicht die Biegung im 95 [Grd]-Bogen vor dem Speichenkopf aus den Augen verlieren. Auch hier können Speichenbrüche (Dauerbrüche) auftreten.

MfG EmilEmil

[Harry]

Es gibt nicht viele gute Bilder, an denen man etwas erkennen kann, aber an diesem HR sehen die Speichen nicht verbogen aus.

[Pibach]

Es gibt nicht viele gute Bilder, an denen man etwas erkennen kann, aber an diesem HR sehen die Speichen nicht verbogen aus.

In der Tat. Vielleicht andere Nippel?

Mir ist beim Zentrieren übrigens wieder eine Speiche abgeschert, da muss man höllisch aufpaasen. Man muss dann immer die Kassette abmontieren, um die Speichen einzufädeln. Etwas lästig.

[EmilEmil]

Sehr schönes Foto, @Harry,
aber Du hast ja schon die unterschiedlichen Speichen-Nippel-Winkel weiter oben abgeleitet. Was man bei dem letzten Foto erkennen kann (Speichenpäarchen direkt oberhald des Ventiles), ist, da0 der Winkel auf der Ritzelseite (da stehen die Speichen ja steiler) gering ist, während der Winkel auf der auf der Bremsseite größer ist. D. h. nicht nur die Schrägungskomponente "Vor und Zurück" hat Einfluß, sondern auch der Seitenwinkel. Und der ist in der Tat bei 20" durch die Geometrie größer als zB bei 26 " Rädern.
Ich sehe nur die Möglichkeit ähnlich wie bei meinem Speichenbruchproblem vorzugehen:
viewtopic.php?f=77&t=536&start=40#p10914
Hier konnte ich immerhin den Schrägungswinkel von total 15,3 [Grd] auf 8,6 [Grd] reduzieren. Da wurde die Felgen-Bohrung von 4,4 [mm] auf 5.1[mm] vergrößert. Der Gewindebereich hat bei mir bisher gut 1100 [km] gehalten. Eine Speiche brach im Speichenbogen nach 1000 km [km] (Jugendsünde aus meiner Grattler-Zeit; damals ohne Tensiometer ?).
Wenn bei Dir @PeterPibach, eine Speiche beim Zentieren bricht, dann wird die Speiche zu stark gespannt (Die Bruchlast wird überschritten).
Das kann zwei Ursachen haben: Einmal ist im Gewindebereich noch Raum für weiteres Nachspannen, aber durch die äußere Geometrie steigen die Spannkräfte zu stark an (Bei 3 [mm²] wirksamen Speichenquerschnitt A im Gewindeteil und Sigmab = 1200 []N/mm²] von Edelstahl ist bei einer Spannkraft vom Fmax = Sigmab x A = 1200 [N/mm³] x 3 [mm²} = 3600 [N] Schluß). (Nach Fest kommt Ab) . Knapp 2000 [N] habe ich schon bei einem maschinell eingespeichten Laufrad gemessen. Wenn da noch etwas nachgespannt wird, ist der Bruch in knapper Nähe.
Wenn die Speiche zu lang ist (keine Gewindegänge zum Nachspannen), aber weiter gedreht wird, tordiert erstmal die Speiche. Hält man die dann fest, gibts ebenfalls den Bruch im Gewindebereich.
Kassette abmontieren bei Ersetzen einer Speiche auf der Antriebsseite ist Pflicht bei Kettenschaltung.Tröste Dich damit, daß Du ja auch mehr als ca 500 [g] Gewichts-Ersparnis gegenüber Nabenschaltung hast.
MfG EmilEmil

[Pibach]

da0 der Winkel auf der Ritzelseite (da stehen die Speichen ja steiler) gering ist,

Die sind nahezu gleich, denn die American Classic Nabe hat die Nichtantriebsseite sehr weit innen.

Abgeschert ist die Speiche schlicht, weil die alten Nippel teilweise so fest sitzen. Am besten ist wohl alle Nippel ab und neue drauf (hab dafür leider nicht genügend bestellt). Vielleicht auch dann besser gleich alle Speichen zu ersetzen? Und so ganz sauber auszentrieren ist nicht so einfach ohne Zentrierständer. Da muss man sich eine Art Referenzanschlag basteln, z.B. einen Schraubenzieher und den mit Klebeband fixieren.

Ich hab das leichte Abknicken der Speichen ja an beiden Laufrädern, hab ja einen schwarzen und einen Silbernen Satz, beide etwa gleich. Oder ob es da Fertigungsstreuung gibt? Schon komisch, wieso auf dem Bild mit dem Tern die Speichen recht geradlinig ausschauen. Vielleicht kann noch jmd sein Kinetix Pro Hinterrad photografieren, wie das da ausschaut?

[EmilEmil]

Schon mal was von Korrosion, Kontakt-Korrosion, mangelnder Pflege und Aluminiumnippeln gehört ?

Mfg EmilEmil

[Pibach]

Schon mal was von Korrosion, Kontakt-Korrosion, mangelnder Pflege und Aluminiumnippeln gehört ?

Wikipedia zu Kontaktkorrosion
Die Original Nippel sind ja (nach Anschein) aus Messing.
Hier in einem MTB News Thread wird heftig über Alu- versus Messingnippel diskutiert. Die generelle Meinung scheint in Richtung Alunippel zu tendieren. Und man soll die wohl vor der Montage in "Leinöl" einlegen, was etwas schmiert und auch die Korrosion mindert.
Hier ist dazu auch eine schöne Zusammenfassung.

[Harry]

Hier gibt es die Kinetix Pro in verschiedenen Farben:
VR $100,-: http://www.premiumbikegear.com/ternbicy ... wheel.html
HR $200,-: http://www.premiumbikegear.com/ternbicy ... wheel.html

Habe ich auch in der Ersatzteile & Zubehör Linkliste ergänzt viewtopic.php?f=32&t=2180