Schlepper mit Mulde versus Dumper?

[gradall1000 1]

PS Fachleute mögen mir einige Vereinfachungen verzeihen!

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Hallo zusammen,

ich weiss zwar nicht ob ich ein Fachmann bin, aber ich komme mit Andreas' Argumentation trotz Vereinfachungen ganz gut klar.

Ich sehe das Thema etwa so. Kraft am Radumfang braucht Drehmoment. Solches wird zuerst mal vom Motor aufgebracht (mit satter Turboaufladung etwas mehr), vom Getriebe vervielfacht, und vielleicht ist ja noch ein Drehmomentwandler dazwischen.

Die maximal übertragbare Umfangskraft ist dann igendwie Normalkraft x Reibungskoeffizient. Übersteigt das verfügbare Drehmoment diesen Wert dreht das Rad durch. Hat ein Fahrzeug nur Antriebsräder wird dieser Wert grundsätzlich von dessen ganzer Masse bestimmt. Bei einer begrenzten Anzahl Antriebsräder steht nur die Normalkraft auf diese zur Verfügung. Ein Schlepper ist je nach Anhänger ein 6x4, 8x4, oder vielleicht 10X4, wobei, anders als beim Starrahmenfahrzeug, nur ein kleiner Teil der Anhängermasse die Schlepperhinterachse belastet.

Jetzt habe ich also die maximal übertragbare Umfangskraft am Rad zur Verfügung. Damit erzeuge ich üblicherweise Vortrieb, und damit Geschwindigkeit. Beschleunigt das Fahrzeug nicht mehr weiter, dann herrscht Gleichgewicht zwischen maximal übertragbarer Umfangskraft und Roll- und Steigungswiderstand. Kann der Antriebsstrang die maximal übertragbare Umfangskraft nicht mehr aufbringen, dann wird das Fahrzeug langsamer, auch ganz ohne Schlupf.

Jetzt mag es ja sein, dass Schlepper mit Anhänger weniger Rollwiderstand haben als Knicklenker. Dies kann bei leichten Böden zu höherer Geschwindigkeit führen, falls der Schleppermotor gleich viel maximales Drehmoment hat. Werden die Böden hingegen schwer bis sehr schwer, dann werden die Rollwiderstandsunterschiede kleiner. Hingegen steht dann beim Knicklenker einfach eine höhere maximal übertragbare Umfangskraft an, da ja 6x6. Somit fährt er noch weiter, wo der Schlepper sich infolge Schlupfs zu einzugraben beginnt.

Gruss, Beat

[mining to success 0]

Die maximal übertragbare Umfangskraft ist dann igendwie Normalkraft x Reibungskoeffizient.

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Wenn das so wäre, dann müsste ja z.B. ein Formel 1-Wagen mit ganz schmalen Hinterreifen genauso schnell beschleunigen können wie einer mit normal breiten, da sich ja die Normalkraft und der Reibungskoeffizient nicht geändert hat. Ist aber nicht so.

[s w h 6]

Hi,


das ganze stellt sich folgendermaßen dar:

Die übertragbare Umfangskraft eines Gummireifens berechnet sich grundsätzlich aus Kraftschlussbeiwert * Normalkraft.

Der Begriff Reibkoeffizient (oder auch Reibungszahl oder Reibwert genannt ) stammt aus der Coulombschen Festkörperreibung und gilt nur für feste Körper (Gummi zählt hier nicht dazu!)!
Der Reibkoeffizient µ ist als Proportionalitätskonstante zwischen der Reibungskraft und der Normalkraft definiert, also: FR=µ*FN
Die Reibkraft FR ist neben dem konstanten Reibwert nur von der Normalkraft FN abhängig, nicht von der Auflagefläche. Die Reibkraft FR ist außerdem geschwindigkeitsunabhängig.

=>Bestände der Reifen des Formel 1 Fahrzeugs aus z.B. metallischen Werstoffen, also Festkörpern, so würde die Breite des Reifen keine Rolle spielen. Der Reifen könnte eine wesentlich geringere Breite haben und gleiche Antriebskräfte auf den Boden übertragen.

(In der Schule wird normalerweise nur die Coulombsche Festkörperreibung behandelt.)



Nun besteht der Reifen aber aus Gummi. Gummi ist kein Festkörper, sondern ist aufgrund seiner Struktur ein zäh viskoser Werkstoff.
Daher gilt die Coulombsche Festkörperreibung hier nicht. Trotzdem kann man einen Proportionalitätswert definieren, der auch als Reibbeiwert oder Kraftschlussbeiwert bezeichnet wird.
Dieser ist aber nicht mehr konstant, sondern hängt von sehr vielen Faktoren ab wie z.B. Luftdruck, Aufstandsfläche, Temperatur, Geschwindigkeit und einiges mehr. Hier fließen auch die Werte für Bodenbeschaffenheiten in den Kraftschlussbeiwert bzw. Reibbeiwert über entsprechende Faktoren mit ein. Der Kraftschlussbeiwert oder Reibbeiwert berücksichtigt diese also bereits.

Die Gummireibung und setzt sich deshalb aus den vier Einzelkomponenten zusammen:

- Adhäsionsanteil: Er beschreibt die molekularen Anziehungskräfte zwischen den Reibpartnern. Der Adhäsionsanteil stellt auf trockener Fahrbahn den dominierenden Anteil dar und ist vor allem von der Auflagefläche und den Materialeigenschaften abhängig.

- Hystereseanteil: Er beschreibt die Dämpfungsverluste durch Deformation auf rauhen Fahrbahnen. Er ist von den visko-elastischen Eigenschaften des Gummis, der Oberflächenbeschaffenheit und der Geschwindigkeit abhängig.

Diese beiden Anteile bilden den größten Anteil des Kraftschlussbeiwert. Die beiden weiteren Komponenten sind:

- viskoser Reibkraftanteil:
Er beschreibt die Scherung eines Zwischenmediums, wie z.B. einem Wasserfilm auf einer nassen Fahrbahn.

- Kohäsionsreibverlust. Er stellt den Energieaufwand zur Erzeugung neuer Oberflächen (Abrieb) dar.

Diese Komponenten finden im Kraftschlussbeiwert/Reibbeiwert Berücksichtigung.


Fazit: Man muss also genau unterscheiden zwischen einerseits den Bezeichnungen "Kraftschlussbeiwert/Reibbeiwert" und andereseits "Reibwert/ Reibzahl/Reibkoeffizient".
Diese Faktoren beschreiben unterschiedliche Dinge. Im Zusammenhang mit der Kraftübertragung an Gummireifen muss es immer "Kraftschlussbeiwert oder Reibbeiwert " heissen.
Das ganze ist zwar sprachlich ein kleiner Unterschied, aber physikalisch ein großer Unterschied. Wird deshalb auch leider sehr oft verwechselt.
Hält man sich an die unterschiedlichen Bezeichungen, wird es keine Probleme geben. Ansonsten entstehen sofort Unklarheiten und falsche Rückschlüsse.


Grüsse

s w h bearbeitet 24. Juni 2005 von s w h

[gradall1000 1]

Hallo s w h,

deine angewandte Physik überzeugt mich. Ich habe natürlich in Festkörperphysik überlegt, wie man sie aus der Schule in Erinnerung hat.

Gruss, Beat

[Gast Deep Throat]

Ein Superinteresanntes Thema

Ich persönlich bin der Meinung das ein Schlepper mit Mulde optisch schöner ausschaut, wohingegen ein Dumper im Gelände natürlich gewisse Vorteile haben mag

Zum Thema Schlepper und Stützlast sei hier noch der JCB Fastrac genannt der Mit einer Art "Sattelkupplung" ausgerüstet werden kann und somit ein Teil vom Gewicht der Mulde auf die Antriebsachsen drückt
Zudem kann der im Gegensatz zum Dumper für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassen werden und läuft je nach Modell wie jeder LKW auch seine 85 Sachen

In meinen Augen eine gute Alternative zum normalen Schlepper, zumal der Fastrac ja auch mit sehr vielen Anbaugeräten bestückt werden kann (wie ein Herkömmlicher Traktor eben auch)

Und noch ein Bild für die ungläubigen

bearbeitet 25. Juni 2005 von Deep Throat