Hallo,
gibt es irgendwelche Anhaltswerte (km/h), wann die Räder bei bestimmten Geschwindigkeiten in Resonanz kommen? Unausgewuchtete Räder werden dann ja recht lebhaft. Also zum Beispiel 15"-Felge mit normalem Reifen. Wie sieht das mit Alufelge und flachen Reifen aus, oder auch andere Kombinationen? Hat die Last auf die Räder Einfluß? Zuwenig Luftdruck macht nen „patschigen“ Reifen, wie sieht es da aus?
Gruß
André
Hallo André!
gibt es irgendwelche Anhaltswerte (km/h), wann die Räder bei
bestimmten Geschwindigkeiten in Resonanz kommen?
Unausgewuchtete Räder werden dann ja recht lebhaft.
Dabei bildet die jeweilige Feder mit der ungefederten Masse aus Achse und Rad ein schwingungsfähiges System mit einer Resonanzfrequenz. Die Rüttelei durch ein Rad mit Unwucht regt das System an und bei passender Frequenz der Erregung schwingt sich das System auf. Damit diese Resonanzfrequenz gar nicht erst auftreten kann, gibt es einen Schwingungsdämpfer, meist Stoßdämpfer genannt.
Also zum Beispiel 15"-Felge mit normalem Reifen. Wie sieht das mit
Alufelge und flachen Reifen aus…
Wenn man ohne oder mit defekten Schwingungsdämpfern fährt, ist die sich ergebende Resonanzfrequenz u. a. von der Masse der Räder abhängig. Je leichter die Räder, desto höher die Resonanzfrequenz.
Hat die Last auf die Räder Einfluß?
Bisher hab ich so getan, als läge die Karosserie fest und ein Rad zusammen mit seiner Federung führt sein Eigenleben. Nun nehmen wir an, das Rad liegt fest und die Masse der Karosserie zusammen mit der Feder bildet das schwingungsfähige System. Dabei sind Masse der Karosserie samt Zuladung und Resonanzfrequenz umgekehrt proportional.
Zuwenig Luftdruck macht nen „patschigen“ Reifen, wie sieht es da aus?
Das hat auf die Resonanzfrequenz der oben beschriebenen Feder-Masse-Systeme keinen Einfluß. Aber den aufgepumpten Reifen mit seiner Rückstellkraft kann man als Feder betrachten und Masse gibts natürlich auch, nämlich das ganze Fahrzeug, so daß sich an den 4 Reifen 4 weitere Feder-Masse-Systeme ergeben, die schwingungsfähig sind. Deren Resonanzfrequenz wird mit dem Reifenluftdruck steigen.
Daneben gibts an jedem Fahrzeug noch weitere, genau genommen unendlich viele schwingungsfähige Systeme. Jeder Fetzen Blech, jeder Träger und seine Bestandteile bilden solche Systeme. Zur Bedämpfung werden Teile stark unterschiedlicher Resonanzfrequenz mechanisch fest miteinander verbunden, so daß sie sich gegenseitig dämpfen. So werden z. B. zähharte Massen auf Bleche gespritzt, Matten aufgeklebt oder Sicken ins Blech gepresst. Oft werden Versteifungen eingebaut, die bei statischer Belastung entbehrlich wären, die aber verhindern, daß etwas in Schwingungen gerät, damit Geräusche verursacht und zu Materialermüdung führt.
Die überall entstehenden mechanischen Schwingungen und Resonanzen werden nicht nur bei Straßenfahrzeugen, sondern an vielen Stellen in der Mechanik und auch im Hochbau untersucht. Bei manchen Anwendungen stößt der praktische Versuch an Grenzen, etwa bei einem erdbebensicher zu konstruierenden Hochhaus. Dann müssen Rechnermodelle reichen. Aber wo irgend möglich, macht man den praktischen Versuch. Dafür wird der Prüfling - ein einzelnes Gerät oder auch ein komplettes Fahrzeug - auf einer stabilen Platte fixiert. Die Platte wird in Schwingungen versetzt und die Frequenz schön langsam über einen großen Bereich variiert. Die sich dabei abspielenden Vorgänge guckt man sich mit Hilfe eines Stroboskops an und kann dann beobachten, wie sich die stolze Konstruktion buchstäblich in ihre Einzelteile zerlegt. Oder noch kleiner 
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Gruß
Wolfgang
Hallo André,
zunächst zum Verständnis etwas Physik/Mechanik des schwingungsfähigen Feder-Masse-Systems „Auto“. Die ungefederten Massen (Räder)und die gefederte Masse (Aufbau) betrachtet man. Jede dieser Massen hat ihre Eigenfrequenz, rechnerisch : Wurzel aus (Federkonstante, dividiert durch die Masse).
Die Eigenfrequenz der gefederten Masse ist bei Pkw etwa 1 Hz, die der ungefederten etwa 10 mal so hoch, also 10 Hz.
Wenn die Unwucht am Rad zu groß ist oder die Dämpfung zu schwach ist und die ungefederte Masse mit 10 Hz erregt wird, dann kommt es zu dem Flattern des Rades. Die 10 Hz sind dann gegeben, wenn das Rad 10 Umdrehungen pro Sekunde macht. Eine Umdrehung eines Rades sind etwa zwei Meter Fahrtstrecke. Zehn Umdrehungen pro Sekunde sind dann 20 m/sec bzw 72 km/h. Damit erklärt sich, dass du die Unwucht im Geschwindigkeitsbereich von 70-80 km/h besonders stark merkst.
Die Geschichte ist (praktisch) unabhängig von Luftdruck oder Radlast. Die vergleichsweise kleine Gewichtsdifferenz von Alufelgen, ob schwerer oder leichter, würde nur eine minimale Verschiebung des Geschwindigkeitsbereiches bewirken. Dasselbe gilt dafür, ob die Reifen mehr oder weniger flach sind.
Gruß
Karl
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Hallo André und Karl,
Die Geschichte ist (praktisch) unabhängig von Luftdruck oder
Radlast.
Entsprechend Luftdruck und Radlast, verändert sich der effektive Raddurchmesser etwas, wodurch die Resonanz bei einer etwas anderen Geschwindigkeit erreicht wird.
Bei 2m Radumfang, verschiebt sich die Resonanzgeschwindigkeit um etwa 2kmh, wenn die Achse 1cm tiefer liegt.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter,
du hast Recht, wenn’s so genau sein soll. Nur wahrnehmen kann man 2 km/h Verschiebung praktisch nicht. Ausserdem tritt die Resonanzerscheinung nicht nur exakt bei der Resonanzgeschwindigkeit auf, sondern in einem Geschwindigkeitsband von 5-10 km/h auf.
Gruß
Karl
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