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Hallo Freunde,

Hat wer von Euch eine kleine Liste mit typischen Werten für den Rollwiderstand, für div. Nichteisen-Metalle?
Z.B. Aluminium wäre besonders interessant.
Ich find überall nur Stahl, Gusseisen, und div. Gummi/PU usw. (sowie von jedem weltweit je lieferbaren MTB-Reifen <G> ).

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mfg - Leo

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Hallo Leo, meinst Du mit Rollwiderstand z.B. daß ein Rad auf einer Schiene rollt ?

Ich meine, solange Du mit der Flächenpressung im elastischen Bereich bleibst, ist da kaum ein Unterschied zu Stahl.

Suche einmal nach den Dämfpungseigenschaften der entsprechenden Metalle, wie groß ist da der Unterschied zu Stahl ?

Das kann man eventuell auch akustisch festellen - einfach mal fallen lassen.

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Klaus

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Hallo Klaus,

Ja genau, Alu-Rad rollt auf Stahl-Schiene.
Ich glaub schon, dass da ein gravierender Unterschied ist, gefühlsmässig müsste er mit dem E-Modul zusammenhängen.
Es geht ja um die elastische Verformung im Kontaktbereich, die bei Vorwärtsrollen des Rades dieses dazu zwingt, die Gegenkraft zur Radlast etwas vor dem Punkt vertikal unter der Achse zu überwinden.
Je weich-elastischer das Material ist, desto grösser die Flachstelle, desto...

Werte für Stahl und Eisenmaterialien gibts jede Menge http://de.wikipedia.org/wiki/Rollwiderstand
Aber für Alu?

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mfg - Leo

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Hallo Leo, hier auf Seite 9 oben steht genau was Du suchst:

http://www.hs-bremen.de/internet/hsb/struktur/mitarbeiter/reinert/lehre/werk/materialien/werk_folien_kap_4.pdf

aber leider nur für Bronze.

Sicher brauchst Du Energie um das Rad vor der Kontaktstelle zusammenzudrücken. Aber hinten kommt die fast alle wieder raus.

Mit dem E-Modul hat das überhaupt nichts zu tun. Sondern mit der Dämpfung oder Hysterese. Das ist im Prinzip der Unterschied der Energie beim Reindrücken und wieder Loslassen. 

Aber Dein Alu-Rad ist doch sicher eloxiert ?

Ich würde in das Alu-Rad ein paar Löcher bohren damit es elastischer wird und sich die Verformung auf einen größeren Bereich verteilt. 

Morgen suche ich auch auf Englisch.
Warten wir bis Roland kommt.

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Klaus

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Hallo Leo,

habe tatsächlich bei den Amis was gefunden:

http://www.nikhef.nl/~h73/kn1c/praktikum/phywe/LEP/Experim/1_2_03.pdf

Seite 2 Bild 2 und 4 ist Stahl und Aluminium. 

Die Fläche zwischen den Kurven ist die Dämpfung, die Stiegung der Kurven entspricht dem E-Modul.

Danach ist die Dämpfung von Alu gleich wie die von Stahl.

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Klaus

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Herzlichen Dank, Klaus.
Hab das WE über CAD-frei, werd ich mir morgen anschauen.

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mfg - Leo

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Moin!

Vom Gefühl her muss ich Leo zustimmen, dass ich bei Alu eher größeren Rollwiderstand erwarten würden, aber das liegt vermutlich daran, dass Alu halt eine viel niedrigere Streckgrenze hat und man damit eher in den Bereich plastischer Verformung kommt. Plastische Verformung ist ja nun mal sehr verlustreich und dann natürlich auch zerstörend. Allerdings ist ja so Manches, was man auf der Welt zu sehen bekommt, alles andere als dauerfest.

Von der reinen Materialmechnanik seh ich da wie Klaus auch nur die Hysterese, die aber, solange man im elastischen Bereich bleibt und ganz besonders bei Metallen, sehr klein ist.

Werte dazu hätte ich aus dem Kopf auch keine gewusst, insofern dankeschön für die nebenbei erfahrene Wissenserweiterung.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Übrigens ist auch die Schallgeschwindigkeit für Stahl und Alu, nach Kuchling, fast gleich.
Irgendwie muß das auch etwas mit Dämpfung zu tun haben.

Die für Messing ist ca. 1/3 niedriger.

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Klaus

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Danke Freunde.

Irgendwie, ganz subjektiv, kann ich mich mit der Abhängigkeit des Rollwiderstandes vor Allem von der Materialdämpfung nicht so recht anfreunden.
Lt. Klaus' erstem Link wäre die Dämpfung (genauer: Energieverlust pro Zyklus) für Gusseisen 5%, für Stahl 0,01% und für Bronze 0,1%.
Damit müsste Gusseisen um einen Faktor 500 schlechter rollen als Stahl.
Die (allerdings etwas subjektive) Praxis zeigt aber, dass Gusseisen ähnlich gut rollt wie Stahl.

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mfg - Leo

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Hallo Leo, daß GG schwingungsdämpfend ist, lernte ich schon vor dem Studium. Das enthält ca. 3 C als Lammellengrapfit die das bewirken.
GG hat aber außen auch eine Gußhaut, weil da schneller abkühlt, die weniger C enthält und härter ist.

Es kann sein, daß es einfache Räder oder Zahnräder aus GG gibt, aber meistens ist da außen noch ein Ring aus Stahl aufgeschrumpft.
So wie bei der Eisenbahn, wenn die Bremsen heiß laufen leuchtet der nacht schön bunt.

Man kann Guß auch tempern so auf GG 60 oder GGG 70, da wird der Kohlenstoff dann besser verteilt oder in Kugeln versteckt. Das ist dann das gleiche wie Stahl.

Aber STahl kann man auch gießen, das ist bei Rädern auch günstig wegen der Fromgebung.

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Klaus

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Hallo Klaus,

Diese Überlegungen sind mir weitgehend bekannt.
Aber, die Bandagen an Eisenbahnrädern werden nicht ausdrücklich wegen dem (lt. obiger Liste dann um Faktor 500 niedrigeren) Rollwiderstand aus Stahl gefertigt, sondern wegen dem auf Verschleiss und Festigkeit optimierten Material, aus dem sich wiederum der ganze Radkörper (aus einem Stück) nur schwer und teuer fertigen liese.

Ich nehme nun halt für Alu einen um Faktor 2 höheren Rollwiderstand gegenüber Stahl an, und denke nochmals Reserven dazu.

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mfg - Leo

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Hi Leo, der pragmatische Ansatz ist sicher richtig, aber lass uns doch auch unseren theoretischen Spaß. 

Die Abhängigkeit des Rollwiderstandes vor Allem von der Materialdämpfung sehe ich als zweifelsfrei logisch, nur dass Guss eine so viel höhere Dämpfung hat, erscheint auch mir für diesen Einsatzfall sehr, sehr unwahrscheinlich. Allgemein bekannt ist jedoch auch, dass Guss bei Maschinenbetten vorteilhaft schwingungsdämpfend ist. Ich vermute, dass auch die Art der Belastung, v.a. die Frequenz  viel ausmacht.

Ich hatte schon vorher dran gedacht, es aber es noch nicht geschrieben, und jetzt bei der Betrachtung der Werte für Guss und Bronze erscheint es mir doch sehr interessant: Das Klangverhalten der Werkstoffe gibt auch einen guten Anhaltspunkt für die Materialdämpfung, zumindest bei den akustischen Frequenzen. Und Glocken sind nun mal gern aus Bronze. Auch Stahl wird gern frequenzgebend in Musikinstrumenten verbaut (Klaviersaiten, Harmonikazungen, Triangeln, Stimmgabeln, ...). Aber Gusseisen tatsächlich nicht so sehr. Und Alu auch nicht.

Allerdings gibt es auch schöne, hell und ausdauernd klingende Röhrenglocken aus Dural. Aber eben Dural, und das ist ja bedeutend härter als normales Alu!

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Zitat:

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Original erstellt von Roland Schröder:
... Auch Stahl wird gern frequenzgebend in Musikinstrumenten verbaut (Klaviersaiten, Harmonikazungen, Triangeln, Stimmgabeln, ...). Aber Gusseisen tatsächlich nicht so sehr. Und Alu auch nicht. ...

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Dieser Aussage muss ich wiedersprechen.
Mein Lieblingsspielzeug hat Klangplatten aus Aluminium und klingt sehr gut!

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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Wenns nur um den Klang geht:
Da hab ich auch schon in der Wüste Leute getroffen, die von der Erosion speziell geformte Steine gesammelt haben - für ein "Klang-Workshop".

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mfg - Leo

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Zitat:

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Original erstellt von Wyndorps:
...Klangplatten aus Aluminium...

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Nicht vielleicht doch Dural? 

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Zitat:

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Original erstellt von Roland Schröder:
Nicht vielleicht doch Dural?  

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Das kann ich nicht mit Sicherheit sagen, da die Anbieter sich diesbezüglich bedeckt halten (man schreibt nur von Aluminium) und ich ganz bestimmt keine Härteprobe mache. 

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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Zitat:

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Original erstellt von Wyndorps:
...(man schreibt nur von Aluminium) ...

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Yamaha schreibt, dass es eine "spezielle Aluminium-Legierung" ist, und in Wikipedia steht, dass es eine "harte Metalllegierung" sei.

Zitat:

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Original erstellt von Wyndorps:
...ganz bestimmt keine Härteprobe ...

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Schade. Auch nicht ganz vorsichtig, so ein ganz kleines Stück an einer ganz kleinen Ecke?  Es dient schließlich der Wahreitsfindung und dem wissenschaftlichen Fortschritt.  Ansonsten halt: Klangprobe. Aber im Ernst, mal eine gleichgroße Klangplatte aus normalem Alu identisch fertigen zu lassen und den Klang zu vergleichen, wäre doch sicher mal interessant und für den forschen Forscher nicht sehr schwierig.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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