Vorlauf / Spurfehlwinkel

[Kay]

Moin aus Hamburg

letztens hatten ich mit Kollegen die Diskussion, warum und wann ein Gespann mit Seitenwagen rechts
in Linkskurven untersteuern, d.h. über das Vorderrad schieben.
(Ich spreche hier von den Einsätzen auf der Rennstrecke unter extremeren Bedingungen, als auf der Landstraße.)

Wann
ist wohl einfach zu beantworten: wenn man schnell genug fährt...

Warum
ist wohl eher schwieriger zu beantworten, da mehrere Faktoren hineinspielen, auf jeden Fall der Vorlauf und der Kurvenradius.
Eine Patentantwort kann es nicht geben, eher es auf eine Juristenantwort hinauslaufen wird: es kommt darauf an

Das Warum im Speziellen soll hier auch gar nicht Gegenstand der Betrachtung sein, sondern möchte hier eben kundtun,
was meine erweiterten Erkenntnisse zu den Grunddaten der Motorradgespanngeometrien sind, nachdem ich aus der o.g. Diskussion heraus,
versucht habe, mich erneut mit dem Thema zu beschäftigen:

In dem Buch Motorradgespanne im Eigenbau von Olaf Schulze auf Seite 113 spricht Olaf zum Kapitel 7.4 Vorlauf von dem sogenannten Spurfehlwinkel

Dem Begriff wollte ich nachgehen, da der mir noch nie unter gekommen war bzw. ich diesen überlesen hatte.
Ich stieß dabei auf die Plattenspielertechnik, bei der es darum geht aus klangtechnischen Gründen eben einen Spurfehlwinkel zu vermeiden:

$matches[2]

Ich fragte mich, wo finde ich den Spurfehlwinkel an einem Motorradgespann und habe ein wenig rumgespielt:

Zunächst einmal der vollständigkeithalber die Grundbegriffe:

Fahrwerksgeometrie - Begriffe.JPG

Herleitung der Größe Spurfehlwinkels

$matches[2]

Ich hoffe, meine Illustration ist verständlich und soll auch nur als Ergänzung zu dem genannten Buch dienen.

Gruß
Kay

[Stephan]

Ist das jetzt die Darstellung bei einer Linkskurve?!?

Fahrwerksgeometrie%20-%20Spurfehlwinkel.JPG

Jens, beherrsch dich. . .


Stephan

[Kay]

Wer stellt diese Frage ...?
Stephan, Jens...

... ein illustrer Verein dieses Forum ...

Also, Antwort auf die Frage:

Bei der Darstellung handelt sich ein um die Z-Achse invertiertes Dreirad,
für die die betrachteten Zusammenhang selbstverständlich auch gelten... Hättet Ihr doch auch von selbst drauf kommen können, nicht wahr !

[Stephan]

Nö. Meines Wissens steht mein Vorderrad bei Geradeausfahren nicht so mit eingeschlagenem Vorderrad.

Deswegen ja meine Frage. In einer flotten Links, ist das Vorderrad stärker eingeschlagen und die ganze Kiste fängt entweder, je nach Straßenbeschaffenheit, das Wedeln an oder kommt mit Hinterrad und BW-Rad, in's rutschen. Das kann man bei gutem Belag, schön mit dem Gas steuern. . .


Stephan

[Kay]

Deine Anmerkung würde man denn "übersteuern" nennen und man der ganzen Sache nix zu tun

Ja, es ist die Darstellung für die Linkskurve, da ich eingangs über das "untersteuern" in Linkskurven sprach
und es somit nahe liegt, den Begriff in einer Linkskurvendarstellung zu beschreiben, da der Spurwinkelfehler weder im Geradauslauf noch in Rechtskurven auftritt.

[W-L]

Hallo Kay,
das zitierte Buch habe ich nicht gelesen und habe daher von dem Begriff „Spurfehlwinkel“ keine inhaltlich Vorstellung, zumal er weder in der allgemeinen Fahrwerktechnik gebräuchlich ist, noch in der speziellen Gespannfahrwerktechnik bislang verwendet wurde.

Zu Deiner Fragestellung, warum insbesondere Renngespanne (mit Beiwagen rechts) in Linkskurven zum Untersteuern neigen, die nachfolgende Erklärung:

In Linkskurven belastet der Beifahrer mit seinem Körpergewicht das Hinterrad (er lehnt sich sogar möglichst weit darüber hinaus nach links). Damit lastet auf diesem Rad eine recht hohe Masse, die es dem Reifen ermöglicht, eine ebenfalls sehr hohe Seitenkraft aufbauen zu können, mit dem Resultat, dass das Hinterrad auf der Kurvenlinie verbleibt und nicht zur Seite ausweicht. Es behält im Wesentliche seine Führungsaufgabe.
Das Beiwagenrad erhält durch die wirkende Fliehkraft eine sehr hohe Radlast und übernimmt damit automatisch eine starke Führungsaufgabe. Da aber der eingeschlagene Lenkwinkel des Vorderrades deutlich größer ist als der Winkel, der sich aus der Vorspur des Beiwagenrades ergibt (stat. Vorspurwinkel kleiner 1 Grad), rollt das Beiwagenrad um einen fiktiven Kurvenmittelpunkt, der wesentlich weiter links liegt als der des Vorderrades. Dadurch baut sich eine nach rechts wirkende Seitenkraft auf. Oder vereinfacht ausgedrückt: Das Beiwagenrad will –unterstützt durch das Hinterrad- geradeaus weiterfahren, während das Vorderrad nach links soll.
Um dennoch den gewünschten Kurvenradius fahren zu können, muss das Vorderrad stärker eingeschlagen werden, als es dem eigentlichen Kurvenradius entspricht, es untersteuert. Da die möglichen Schräglaufwinkel in den Reifen aufgrund ihrer Bauart auf weniger als drei Grad begrenzt sind, stellt sich bei beiden Reifen (VR + BR) ein seitlicher Schlupf in Abhängigkeit der jeweiligen dynamischen Radlasten ein (sie radieren).
Bei einem Straßengespann tritt dieses Untersteuern in sportlich durchfahrenen Linkskurven nicht auf, weil das Hinterrad stark entlastet wird und dadurch seine Führungsaufgabe -bis auf eine geringe Restgröße- verliert. Das durch die Fliehkraft belastete- Beiwagenrad übernimmt gemeinsam mit dem Vorderrad im Wesentlichen die Führungsaufgabe. Beide Räder rollen um einen gemeinsamen Kurvenmittelpunkt, wobei der Lenkeinschlag des Vorderrades dann etwas geringer ist, als es für den eigentlichen Kurvenradius erforderlich wäre. Die führenden Räder (VR + BR) rollen mit minimalem Schlupf ab. Die Lenkung übersteuert kaum merklich für den Fahrer.
Gruß W-L

[willi-jens]

W-L / Walter,

sehr schön erklärt. Wiederum danke für deine sachlichen Beiträge.

Grüße

Jens

[Kay]

Moin Walter,

daß der Begriff Spurwinkelfehler in der allgemeinen Fahrwerktechnik und in der speziellen Gespannfahrwerktechnik nicht geläufig ist,
mag wohl daran liegen, daß dieser zur Auslegung eines Motorradgespannes nicht entscheidend ist bzw. nicht aktiv betrachtet wird,
weil er halt ensteht, sobald ein Vorlauf berücksichtigt wird.

Ich hatte in meinen obigen Ausführungen unterstellt, daß diejenigen, die das Buch gelesen haben, auch auf diesen Begriff stießen und sich fragten,
was damit gemeint sein soll und das wollt ich halt kund tun, als ergänzenden Beitrag für die Forendatenbank technische Begriffe.

Ich habe eben zu meiner Schande festgestellt, daß der Spurwinkelfehler lediglich eine Funktion des Vorlaufes ist und nicht,
entgegen obiger Anmerkung, vom Kurvenradius beeinflußt wird...

Zu deinen Anmerkungen, warum ein Gespann untersteuert... Vielen Dank für die eindeutig beschreibenen Worte !!!
Ich war so frei und habe versucht, die beiden von dir beschriebenen Zustände, aufzuskizzieren, in der Hoffnung, daß es eine sinnvolle Ergänzung zu deinen Worten ist:

Gespann untersteuert_Vergleich.jpg

Gruß
Kay

[Kay]

@ Administrator:

Ich habe eine Bitte:

Können wir bitte den Inhalt dieses Betrages mit dem Titel Vorlauf / Spurwinkelfehler aufteilen in zwei Einzelbeitrages ?

Titel Beitrag 1:
Vorlauf / Spurwinkelfehler


Titel Beitrag 2:
Untersteuern in Linkskurven

Vielen Dank
Kay

[W-L]

Guten Morgen Kay,
schöne anschauliche Darstellungen. Die obere Zeichnung beschreibt die Situation eines Straßengespannes ohne „Schmiermaxe“ bei gemütlicher Kurvenfahrt und die untere, die eines Renngespannes im Renneinsatz.
Für das sehr sportlich bewegte Straßengespann müsste eine weitere Zeichnung meine Ausführungen –so wie nachstehend beschrieben- veranschaulichen.
Wenn Du in der oberen Zeichnung den Schnittpunkt der verlängerten Radachsen von Vorderrad (durchgezogene Linie) und Beiwagenrad (gestrichelte Linie) mit einem kleinen Kreis versiehst, kennzeichnest Du damit den Kurvenmittelpunkt, um den die beiden Räder nahezu verschleißfrei abrollen. Da dieser sich auf der Linie der verlängerten Vorderradachse nach vorne und gleichzeitig etwas nach rechts verlagert befindet, ergibt sich daraus ein kleinerer Kurvenradius (verantwortlich für das Übersteuern).
Ergänzung zum „Spurfehlwinkel“:
Die Fahrwerktechnik bezeichnet das unterschiedliche Einschlagen der Räder einer gelenkten Achse mit dem Begriff „Spurdifferenzwinkel“ (leicht verständliche Begriffserklärung findet man im Internet). Für ein Gespann trifft diese Begriffsdefinition jedoch nur bedingt zu, da das Beiwagenrad nur bei wenigen Fahrzeugen aktiv- in Abhängigkeit mit dem Vorderrad- gelenkt wird.
Noch ein schönes Wochenende
Walter

[Kay]

Mehr geht nicht, ein Thema “ohne abzuschweifen”
zu erörtern und zu veranschlichen !!!

Walter, vielen Dank und Dir auch ein schönes WE !

[rosthaufen]

Dazu kommt die Flieh oder auch Zentriefugalkraft hinzu. Diese nimmt mit steigender Geschwindigkeit zu. Ist diese allmählich größer als die Haftreibung,schmierst Du in der Kurve über das leicht schräg gestellte Vorderrad ab. Deshalb dicke Walzen um die Reibung zu erhöhen!

Das war eine These..

[Stephan]

Hm, nur wenn das Vorderrad rutscht, sinkt die Gefahr das dir das Hinterrad steigt. Es ist ein schmaler Grat. . .


Stephan

[f104wart]

Kay, Du schreibst in der Überschrift Spurfehlwinkel und im Text mehrfach Spurwinkelfehler.

Welcher der beiden Ausdrücke ist denn in dem zitierten Buch genannt und welcher ist der richtige?



Rein intuitiv würde ich zu dem Spurwinkelfehler neigen, wobei ich davon ausgehe, dass eigentlich der von Walter verwendete Begriff des Spurdifferenzwinkels gemeint ist.

Du redest in Deinem Eingangspost vom Untersteuern in Folge der hohen Geschwindigkeit. Das Gespann fährt in eine andere Richtung als das Vorderrad vorgibt (größerer Kurvenradius oder geradeaus).

Bei angepasster Geschwindigkeit folgt das Gespann dem Vorderrad. Insofern finde ich es falsch, von einem "Fehler" zu reden.

Das, worum es hier (und beim Untersteuern) geht, ist kein Fehler, sondern eine (Spur)Differenz, die sich aus den in einer bestimmten Situation vorgegebenen Parametern ergibt.

Ein Fehler wäre es nur dann, wenn das Fahrwerk (Vorspur) falsch eingestellt wäre und das Gespann nicht geradeaus fährt.


...just my 2cent im Rahmen meines bescheidenen technischen Verständnisses.

[Stephan]

Begriffserklärung laut W.Röhrl "Untersteuern ist, wenn Du den Baum siehst, in den Du reinfährst. Übersteuern ist, wenn Du ihn nur hörst." . . .


Stephan

[Kay]

@Ralf:

Tippfehler im Beitrag vom Sa 21 Okt, 2023 05:43 und 05:49: Spurwinkelfehler = Spurfehlwinkel
=> Danke für den Hinweis !

Dieser Bericht hat den Titel: Vorlauf / Spurfehlwinkel, in dem ich eingangs das Phänomen Untersteuern als Anlaß der Überlegungen ansprach,
jedoch das Warum hier nicht Inhalt des Berichtes sein sollte, sondern lediglich mit Bezug auf das erwähnte Buch, der Begriff: Spurfehlwinkel geklärt werden sollte

Dadurch, daß Walter das Phänomen Untersteuern dennoch aufgriff (und erneut: Vielen Dank dafür) wurden in diesem Beitrag 2 Themen besprochen:

1. Klärung des Begriffs: Spurfehlwinkel bzw. lt. Walter: Spurdifferenzwinkel
2. Die Erörterung des Warum ein Gespann in Linkskurven untersteuert

Deshalb war/ist meine Bitte an den Adminstrator, aus diesen Bericht 2 Einzelberichte zu erstellen mit den Themen:

Titel Beitrag 1:
Vorlauf / Spurfehlwinkel
(Tippfehler korrigiert gegenüber dem Beitrag vom Sa 21 Okt, 2023 05:49)

Titel Beitrag 2:
Untersteuern in Linkskurven

@Anministrator:
Danke für für die Aufteilung der Beiträge wie oben vorgeschlagen.

Lieben Gruß, mit Bitte um Nachsicht für die Begriffsverwirrung.
Kay

[Stephan]

Mir erschliesst sich nicht, welcher Beitrag wohin gehören sollte.


Stephan

[Kay]

Moin Stephan

den jetzigen Bericht aufteilen in:

1.
Technik -> Fahrwerk - > Vorlauf / Spurfehlwinkel
Inhalt aus dem jetzigen Bericht:
Fr 20 Okt, 2023 15:03
Fr 20 Okt, 2023 23:51

2.
Technik -> Fahrwerk -> Untersteuern in Linkskurven
Inhalt aus dem jetzigen Bericht:
Fr 20 Okt, 2023 15:03
Fr 20 Okt, 2023 23:51
Sa 21 Okt, 2023 05:43
Sa 21 Okt, 2023 08:28

Beide "neuen" Berichte miteinander verlinken...

Gruß
Kay

[Kay]

Mir geht es darum, die Wertigkeit eines Forums zu sehen, mit einer quasi Nachschlageoption...

Soll heißen:
Ich möchte etwas wissen zu irgendeinem Begriff z.B.: Spurfehlwinkel ...
Suche nach diesem Begriff ...
Wähle den angezeigten Bericht und weiß bescheid

Ich möchte etwas wissen zu irgendeinem Thema z.B.: Untersteuern ...
Suche nach diesem Thema ...
Wähle den entsprechend angezeigten Bericht und weiß bescheid

[Pepo2]

@ Kay:
Vielleicht überinterpretierst du den Wert dieses Threads auch etwas, und auch ich wüsste die beiden Themen nicht zu trennen, so dass in zwei Threads die Themen lückenlos und verständlich aneinandergereiht werden könnten.

Im übrigen untersteuert mein normales Straßengespann oft recht heftig, vor allem in Serpentinen links herum bergauf oder auf Schotter usw. Hier is darauf nicht eingegangen worden, braucht es auch nicht, bin selbst Inscheniör . Das gilt aber für viele Motorräder mit Telever, Nachlaufverkürzung und Motorradreifen vorn.

[Kay]

@Pepo2:
Danke dafür, mit der Bitte um Nachsicht !

[f104wart]

@ Kay:
Vielleicht überinterpretierst du den Wert dieses Threads auch etwas, ...

Sehe ich ehrlich gesagt genau so.

Man braucht in einer engen Linkskurve bei eingeschlagenem Lenker nur stark zu beschleunigen und schon schiebt die Kiste geradeaus und untersteuert.

Welcher Winkel da fehlt ist mir eigentlich wurscht. Wenn ich rum kommen will, muss ich das Gas zurück nehmen bis sie wieder Grip hat und gut isses.

[Stephan]

Ich hab mir die Aufteilung mal angeguckt. Da aber noch einige andere Beiträge dazwischen geraten sind, halte ich es für besser, das so zu lassen, wie es ist. Wer nach "Vorspur" oder "Untersteuern" sucht, findet diesen Beitrag und das für ihn Wichtige.


Stephan

[Kay]

Alles klar Stephan... macht Sinn

[klimax]

Interessanter Ablauf der Diskussion.
Hier ein Beitrag von einem Inscheniör, der sich solchen differenzierten Betrachtungen in seiner Freizeit nicht widmet, sondern da lieber praktische Erfahrungen sammelt.
Bei meinen Touren auf schottrigen Serpentinenstraßen hat es sich als vorteilhaft erwiesen beim Aufstieg in Linkskurven meinen Astralleib möglich weit über die Achse des Vorderrades zu bringen um die Kurve zu kriegen, da ist der Spurwinkelfehler untergeordneter Natur.
Lese aber die fahrphysikalischen Betrachtungen gerne und freue mich auf weitere Beiträge.

[Aynchel]

auf losem Grund bergauf links herum das Vorderrad belasten damit es führt und der Gasgriff macht den Kurvenwinkel

[f104wart]

Das ist ja, wenn ich es richtig verstanden habe, das, was ich hier geschrieben habe:

...Wenn ich rum kommen will, muss ich das Gas zurück nehmen bis sie wieder Grip hat und gut isses.

...Bergauf oder bergab macht da vom Prinzip her wahrscheinlich keinen Unterschied. Mit irgendwelchen Rumturnereien oder Gewichtsverlagerungen wäre ich aber, gerade in sehr engen Linkskurven, äusserst vorsichtig. Das Thema hatte wir ja gerade erst. Zu der Gewichtsverlagerung braucht dann nur noch die Bremse dazu zu kommen und schon ist das Beinchen oben.

Bei losem Untergrund und langsamer Geschwindigkeit, wo sie beim Bremsen eh weiter schiebt, mag das funktionieren, auf Asphalt aber würde ich das tunlichst vermeiden.

Lieber würde ich, auch bei losem Untergrund, versuchen, mit dem Schließen des Gasgriffs einen leichten Drift einzuleiten und den mit der Gashand zu steuern.


...Sollte ich damit falsch liegen, bitte ich darum, mich zu korrigieren. Ich lerne noch, das Gespannfahren zu verstehen.

[klimax]

Hallo
Also in Spitzkehren und losem Untergrund mit Geröll bergauf bei 5-20 Km/h musst du drauf achten vorne nicht die Haftung zu verlieren, sonst schiebt es die Kiste über Vorder- und Seitenwagenrad nach außen. Bergab gibt es das Problem so nicht. In Rechtskurven kann man schön mit Vorder- und Hinterrad im Kurvenaussenrand fahren. Das Beiwagenrad sucht sich dann innen den Weg.
Aber wir schweifen vom Hauptthema, dem Fahren auf Asphalt, ab.
Grüsse

[UKO]

EML Achsschenkellenkungsfahrwerk, lang, flach und hart abgestimmt. Es untersteuert nur, wenn ich in der Linkskurve Gas gebe. Ich schiebe das auf den Autoreifen vorne. Der hat nicht genug Grip weil nicht genug Gewicht vorne. Mittlerweile fahre ich Linkskurven unter Zug. Da gibt es keine Rutscher.

[Kuckuck]

Guten Morgen,
K1200RS offen, Lefevre Achsschenkel Fahrwerk; 3 innenbelüftete Bremsscheiben (!); Rahmen von Walter mit Stoye S, von WL an Achsschenkel-Fahrwerk angepasst; selten mit mehr als einer Person besetzt; Auto-Batterie und 29l-Tank im Kofferraum (hinter der Achse, bzw auf Achshöhe des Hinterrades); nach Vorgaben von WL eingestellt (und letztlich wieder kontrolliert) . Reifenbreite nur soviel dass alle Reifen Chancen haben warm zu werden (siehe hierzu Kuchling 18.Auflage, VEB Leipzig, 7.1.4 Reibungskraft, Beachte, Satz 1 ".... Berührungsfläche ....").
Eine solche Gespanngeometrie ist ohnehin nicht mit einem Doppelschwingenfahrwerk vergleichbar, aber trotzdem:

Immer möglichst 3 Räder mit Straßenkontakt. Nur wenn ich in Linkskurven im passenden Drehzahlbereich Vollgas gebe tendiert das Gespann leicht zur Geradeausfahrt . Auf meinen Liebling(k)stouren über Pässe in der Schweiz/Österreich kann ich in den Linksbergaufkurven eh nicht das Gas wegnehmen; es gilt also Gas an die Kurve (an den Spaß) anzupassen und Kurven zu fahren bis das Gespann den Lenk(Gas-)impulsen folgt und man kein Hinderniss wird; dann ist Spaß garantiert; man muss in Linkskurven nur acht geben, dass auf losem Untergrund niemand im Bereich der wegspritzenden Geröllteile ist, und dass man dann noch genügend Gripp hat, sonst wird man unweigerlich von einheimischen Solo-Crossfahrern überholt .

[f104wart]

... es gilt also Gas an die Kurve (an den Spaß) anzupassen und Kurven zu fahren bis das Gespann den Lenk(Gas-)impulsen folgt und man kein Hinderniss wird...

Genau so hab ich mir das vorgestellt.