AASQ #152: Proč v moderních rámech kol není žádný vnitřní Truss systém?

AASQ #152: Proč v moderních rámech kol není žádný vnitřní Truss systém?


Víme, nic jako hloupá otázka neexistuje. Existují však otázky, na které se možná nebudete chtít zeptat místního obchodu nebo jezdeckých kamarádů. AASQ je naše týdenní série, kde se dostaneme k podstatě vašich otázek – vážných nebo jiných. Chcete-li odeslat vlastní otázku, klikněte na odkaz ve spodní části příspěvku.

Vítejte zpět v Bikerumoru Zeptejte se hloupé otázky série. Tento týden se blíže podíváme na méně rozšířené využití Truss Systems v designu rámu jízdních kol. Jeden z našich čtenářů se zajímá o to, proč se použití vazníků, zejména vnitřních vazníků, nerozšířilo v průmyslu. Abychom tuto otázku vyřešili, oslovili jsme několik konstruktérů rámů, kteří v různých podobách použili při výrobě svého rámu Truss System. Tím, že využili samotné Truss Systems, mají možná nejlepší pozici k tomu, aby se vyjádřili k tomu, proč tento neobvyklý design rámu zůstal, no… neobvyklý.

Proč v moderních rámech kol není žádný systém vnitřních výztuh? Ano, potřebujeme udržovat povrch hladký, ale proč se více nemluví o tom, že jednotlivé prameny vláken přenášejí zatížení v příhradovém systému? V tuhých oblastech, jako jsou kuličky a hlavové trubky, by mohlo dojít k potenciálním úsporám hmotnosti.

IsoTruss: Výztužné systémy nabízejí výhody z hlediska hmotnosti a tuhosti, ale při začlenění výztužného systému do zbytku rámu kola existují určité problémy. Nejprve několik výhod. Pokud jde o duté kompozitní trubky/profily, nejúčinnější konstrukce mají tenké stěny a velkou plochu. Díky tomu jsou stěny náchylné k proražení a takové struktury mohou být náchylné k vybočení skořepiny. Představte si prázdnou plechovku od limonády. Můžete na něm stát, ale sebemenší dotyk stěny plechovky způsobí zhroucení.

Rám silničního kola isotruss

IsoTruss dosahuje svého vysokého poměru pevnosti k hmotnosti speciální geometrií, která využívá podélné a šroubovitě vinuté prvky. „ISo“ a „vazník“ v „IsoTruss“ pocházejí z jeho efektivní geometrie; rovnoramenné trojúhelníky, které tvoří nosník pyramid, což je to, co dává IsoTruss jeho jedinečnou pevnost a tuhost. Jezdil byste na jednom z těchto? Dejte nám vědět v komentářích!

U příhradového systému jsou jednotlivé členy příhradového nosníku robustnější než tenké stěny trubky a méně náchylné k poškození. Typy poruch vazníků se také obvykle snáze předpovídají. Příhradové nosníky jsou účinnější z hlediska pevnosti k hmotnosti než duté trubky, což vede k tužším a lehčím konstrukcím.

Karbonový rám silničního kola delta7 isotruss

Ptali jsme se Delta7Bikes abychom přispěli k novince tohoto týdne, ale ještě se nám neozývá – tito kluci používají technologii IsoTruss k výrobě karbonových rámů silničních kol

Nyní některé z výzev. Nejnaléhavější výzvou a pravděpodobným důvodem, proč nebyly příhradové systémy přijaty snadněji, je výroba. Části vazníků vyžadují složitou výrobu. Každá sekce je vyrobena samostatně a poté ručně integrována s ostatními komponenty rámu. Tento proces je pomalý a drahý. Pro mnohé dodatečné náklady neospravedlňují zvýšení výkonu. Investice do lepších výrobních metod by pravděpodobně přinesla konzistentnější a méně nákladné produkty.

Galaxy Gear funguje: V první řadě může být velmi obtížné nebo nemožné dosáhnout jakéhokoli vnitřního vyztužení / přemostění / atd. smysluplným nebo nákladově efektivním způsobem v jakémkoli výrobním měřítku. Stávající výrobní metody, které vyrábějí tenkostěnné kovové trubky běžné v cyklistickém průmyslu (hliník, ocel, titan nebo jiné), vylučují zahrnutí vnitřních prvků. Zatímco tloušťku stěny můžeme manipulovat procesy na tupo a tvary různými metodami tváření, můžeme vyrábět pouze duté trubky, tedy žádné vazníky. Výroba uhlíkových trubek, jak ji známe v tomto odvětví, by také (obvykle) vylučovala vytváření vnitřních prvků, ať už jsou trubky tvarovány na trnu nebo uvnitř formy.

pětizemní kola-továrna-tour-swarf-cotic-steel-ruční-výroba-reynolds-řezání trubek-ovaled-QC

Kontrola dorazových profilů ocelových trubek na Pět pozemních kol, Edinburgh

Nicméně… Za posledních pár let jsem viděl vnitřní přemostění ve sloupku na několika karbonových vidlicích. Nevěřím, že je to běžná praxe. Proč ne, mohli byste se zeptat? Za prvé, jsem si jistý, že je to obrovská bolest vytvarovat kormidelník s pavučinou rozdělující trubku. Přesnost pokládky a zhutnění laminátu by bylo přinejmenším komplikované. Významnými překážkami může být také vyrovnání močového měchýře a odstranění po vytvrzení. Zde je další myšlenka, která je možná skutečným důvodem, proč není běžná; vidlicový sloupek musí splňovat určitá konstrukční kritéria, která možná definují tloušťku stěny do té míry, že je vnitřní stojina/můstek nadbytečný. Ponecháme-li stranou smykové a ohybové síly na koruně vidlice, musí horní část sloupku čela odolávat svěrným silám představce a mechaniky ham-fisted.

I za předpokladu, že každý rituálně dodržuje specifikace točivého momentu výrobce a používá k instalaci upevňovacích prvků momentový klíč, musí odolat značné drtící síle. Přidejte skutečné namáhání pomocí „fudge faktoru“, který tam technik vypočítá, aby byli právníci spokojení, a kormidelník musí mít pěkně mohutnou stěnu – rozhodně dostatečně mohutnou, aby zvládl i normální torzní, smykové a ohybové zatížení. .

Kormidelník také musí mít tu „velkou“ tloušťku stěny po tak velkou část své délky, aby se přizpůsobil výšce upnutí představce pro extrémní rozsah velikostí kol, za předpokladu produkční vidlice. Takže… má to opravdu smysl pro vnitřní vyztužení/pásy/přemostění na sériově vyrobené vidlici? Podle mého názoru by to vyžadovalo příliš mnoho úsilí za příliš malou odměnu. Nevěřím, že by to mohlo přidat měřitelné výhody výkonu nebo snížit váhu na smysluplné úrovni.

Pegoretti big leg emma ocelový rám kola

Rám Pegoretti Big Leg Emma s jedním z nejúžasnějších laků, jaké jsme kdy viděli!

Také jsem viděl pár příkladů vnitřních prvků na ocelových kolech a momentálně jezdím na MTB s vnitřním přemostěním v řetězových vzpěrách. Smyslem výše uvedených vlastností je tuhost. Dario Pegoretti vytvořil Big Leg Emma s řadou plochých můstků ve spodní trubce. Jsou vloženy do štěrbin vyříznutých do stran trubky, připájeny na místo a pokryty úhledným, napájeným klínem. Tyto vlastnosti můžete jasně vidět na stránce modelu na webu Pegoretti.

Trubky na tomto kole mají poměrně velký průměr na ocelové trubky a jsem si jistý, že stěny jsou docela tenké. Podle mého názoru jsou přemosťovací desky dostatečně dlouhé (vzhledem k dlouhé ose tubusu), aby fungovaly jako příhradový nosník ke zvýšení odolnosti tubusu vůči silám v ohybu ze strany na stranu, tj. totální sprinty pro značky s omezením města v úterý noci. O kolik je tužší díky těmto vnitřním vlastnostem? Nemám ponětí. Dá se to samozřejmě změřit.

Můj současný MTB byl postaven jako „shreddy hardtail“, takže musel být poněkud statný. Síla a tuhost byly prvořadé a tyto atributy se musely snoubit s krátkou řetězovou vzpěrou a 2,8″ pneumatikami. Vzhledem k tomu všemu byly řetězové vzpěry v místě, kde se tvořily kolem pneumatiky, pěkně úzké. Měl jsem pocit, že tento úzký průřez neprodukuje dostatečnou boční tuhost vzpěr.

Součástí mého zájmu byla reálná možnost deformace trubky a její ohnutí při zatížení šlapáním. Stejně jako výhody, o kterých se domnívám, že jsou přítomné na spodní trubce Pegoretti, myslím, že jsem trubkám přidal pevnost a tuhost přidáním horizontálně orientovaných plátových mostů přes vnitřek úzké přední části vzpěr. Tyto doplňky jsem provedl nařezáním trubek, vložením plechových desek (asi čtyři palce dlouhé) a svařením okraje desky podél průsečíku trubek.

design galaxy gearowkrs roswell příhradové kyvné vidlice

Jak divoká je tato stavba?! Je to celoodpružené horské kolo Galaxy Gear Works Roswell s vidlicí Trust Performance.

Nyní si položíme otázku: „stálo to za všechno úsilí? Neznám odpověď. Nedělal jsem žádné laboratorní testy ani výpočty. Nejsem inženýr. Co vím, je, že motorka jede dobře a je silná po více než dvou letech tvrdého ježdění. Taky vím, že jsem si zatraceně jistý, že jsem přidáním těch můstků žádnou váhu neušetřil.

Je možné, že vnitřní přemostění/výztuha umožní tenčí stěny na trubkách? Řekl bych, že jo! jak bychom to udělali? Snad spíš 3D tisk než pracná ruční práce nebo kombinace obojího? A stálo by to za cenu odolnosti a tedy praktičnosti? Odpověď může být ano. Jako důkaz využijte masivní, ale ne překvapivé rozšíření služeb karbonových oprav po celé zemi, když objem karbonových kol po záruce dosáhl kritického množství. Trubky na ultralehkých karbonových silničních kolech nemusí být o mnoho tenčí, pokud neuvidíme větší objem tvrdších materiálů, jako je Dyneema, začleněných do laminátů. To je ale drahé!

galaxie gearworks cosmo emtb

Galaxy Gear Works Cosmo eMTB s integrovaným zadním nosičem

V pravém slova smyslu vnitřní nosníky v tomto odvětví běžně neexistují. Vzhledem k tomu, že karbonové rámy běžně přicházejí na trh pod 900 g, je opravdu potřeba zkoušet je dělat lehčími? Nejsem si jistý. A častěji než ne, tato ultralehká kola jsou díky vysokému modulu karbonu a inteligentní laminátové konstrukci dostatečně tuhá.

Kolo Frace: Trubka ve srovnání s příhradovým systémem má vždy menší hmotnost, aby měla stejnou tuhost. Takže je to určitě větší úspora hmotnosti mít trubku – ale je to také mnohem nudnější. Každý dělá trubky – ale my chceme mít něco jiného než všichni ostatní. A pro plně vyfrézovaný rám z hliníku není jiná příležitost než zvolit takový styl, jako je příhradový systém. Tento příhradový systém je ale dražší – ale vypadá skvěle. Jistě budete muset zaplatit více, ale pak získáte jedinečný styl.

rám f160

Frace F160 je vyrobena ze 70 kg desky z hliníku

Máte vlastní otázku? Klikněte tady použijte formulář Zeptejte se hloupé otázky k odeslání dotazů na jakékoli téma související s cyklistikou dle vašeho výběru a my vám na ně odpovíme odborníky!



Source link