Unterschied Wattwerte Rennrad vs. Zeitfahrrad

[LidlRacer]

Zitat von ThomasG

Vermutlich wird die Kurbel beim Fahren verbogen und dadurch steht zunächst ein Teil der Antriebsenergie nicht mehr zur Verfügung.
Es dürfte sich aber um eine elatische Verformung handeln.
D.h. durch die Verformung gespeicherte Energie wird irgendwann im Tretzyklus so gut wie vollständig wieder frei und sorgt für Vortrieb.
Die Verformung ist also eine Art Zwischenspeicher.

Die elatische Verformung von Kurbeln etc. ist derart gering, dass das überhaupt keine Rolle spielt.
Außer für Leistungsmesser, die aus den winzigen Verformungen Kräfte oder Drehmomente berechnen können.

[ThomasG]

Zitat von LidlRacer

Die elatische Verformung von Kurbeln etc. ist derart gering, dass das überhaupt keine Rolle spielt.
Außer für Leistungsmesser, die aus den winzigen Verformungen Kräfte oder Drehmomente berechnen können.

Genau - das habe ich so auch angenommen.
Bei der Leistungsmessung werden ja glaube ich gerade von besonders teuren und auch genauen Leistungsmessern Dehnungsmessstreifen zur Messung der wirkenden Kräfte verwendet, die über die Verformung sehr genau auf die wirkende Kraft schließen.

[Adept]

Zu dem Thema wäre eine ausführlichere Abhandlung interessant. Denn die Dehnmessstreifen messen ja kleinste Verformungen. Was ist aber, wenn ich reintrete, aber im Extremfall so eine weiche Kurbel hab, dass sie sich früher verformt als das Pedal? Watt = 0

[LidlRacer]

Zitat von Adept

Zu dem Thema wäre eine ausführlichere Abhandlung interessant. Denn die Dehnmessstreifen messen ja kleinste Verformungen. Was ist aber, wenn ich reintrete, aber im Extremfall so eine weiche Kurbel hab, dass sie sich früher verformt als das Pedal? Watt = 0

Wenn auf die Pedalachse eine Kraft wirkt, dann verformt sie sich elastisch proportional zu dieser Kraft. Ob oder wie stark die Kurbel oder sonst was sich ebenfalls verformt, hat darauf keinen Einfluss.

[ThomasG]

Zitat von Adept

Zu dem Thema wäre eine ausführlichere Abhandlung interessant. Denn die Dehnmessstreifen messen ja kleinste Verformungen. Was ist aber, wenn ich reintrete, aber im Extremfall so eine weiche Kurbel hab, dass sie sich früher verformt als das Pedal? Watt = 0

Grundlage für die Messung ist, dass man davon ausgeht, dass der DMS und die Kurbel elastisch verformt werden.
Nur dann gibt es nämlich einen proportionalen Zusammenhang zwischen wirkender Kräft und Dehnung bzw. Verformung.
Die Verformung der Kurbel spielt insofern für die Leistungsmessnung keine Rolle, dass man eben davon ausgeht, dass sie elastisch ist, also wird die Verformungsenergie wieder frei, wenn die Verformung sich zurückbildet und das geschieht immer wieder.
D.h. letztlich kann so die gesamte Energie, die vom Fahrer aufgebracht wird für den Vortrieb des Rades genutzt werden (wenn man von Energieverlusten an anderer Stelle absieht).

Im elastischen Bereich gibt es einen proportionalen Zusammenhnag zwischen Dehnung (Längenänderung) eines DMS und der mechanischen Spannung.
Aus der mechanische Spannung wiederum lässt sich bei gegebenem Querschnitt des Messstreifen leicht die wirkende Kraft bestimmen (Spannung = Kraft / Querschnittsfläche).
Also kann man aus der Längenänderung des Messtreifens auf die Kraft rechnerisch rückschließen.
Bei DMS wird da aber noch ein weiterer Schritt zwischengeschaltet.
Der elektrische Widerstand des Messstreifens verändert sich nämlich auch.
In Verbindung mit einer Brückenschaltung (zwei parallele Spannungsteiler, ein Widerstand davon ist der Messstreifen) kann so aus der Änderung einer Spannung auf die Kraft geschlossen werden.
Messtechnik kann ganz schön schwierig sein.
Dazu kommen bei der Anwendung bei der Leistungsmessung am Rad noch andere Schwierigkeiten.
Die wirkenden Kräfte sind ja alles andere als konstant, sondern ändern sich dauernd.
Also muss man aus möglichst vielen Messwerten auf die mittlere Tretleistung geschlossen werden.

Hier was zum Lesen (ab Seite 9 werden DMS erklärt):
https://www.uni-koblenz.de/~physik/i...oren/kraft.pdf
https://de.wikipedia.org/wiki/Wheats...essbr%C3%BCcke

[Adept]

Danke für die Ausführungen.

Könnte man das vereinfachen?

Fragestellung:
Um den proportionalen Zusammenhang zwischen Dehnung und Kraft aufzugreifen, nehmen wir mal an, pro 1mm Dehnung des DMS = 100W

DMS im Pedal:
1mm = 100W
2mm = 200W

Jetzt haben wir zwei Räder, eine Kurbel weich, andere hart. Wir treten 200W.

Die weiche gibt nach, sodass der DMS nur 1mm gedehnt wird, der restliche 1mm wird durch die weiche Kurbel absorbiert.

Die bocksteife gibt 0 nach, dh. DMS dehnt sich 2mm.

Warum sollten bei beiden 200W raus kommen?

[Adept]

Ah mann. Habe gerade langen Text verfasst, alles weg! TS Verbindung seit gestern sau instabil. Habt ihr das gerade auch?

PS: Doch da, trotz WWW Fehler.

[ThomasG]

Zitat von Adept

Danke für die Ausführungen.

Könnte man das vereinfachen?

Fragestellung:
Um den proportionalen Zusammenhang zwischen Dehnung und Kraft aufzugreifen, nehmen wir mal an, pro 1mm Dehnung des DMS = 100W

DMS:
1mm = 100W
2mm = 200W

Jetzt haben wir zwei Räder, eine Kurbel weich, andere hart. Wir treten 200W.

Die weiche gibt nach, sodass der DMS nur 1mm gedehnt wird, der restliche 1mm wird durch die weiche Kurbel absorbiert.

Die bocksteife gibt 0 nach, da. DMS dehnt sich 2mm.

Warum sollten bei beiden 200W raus kommen?

Ich kann mir das jetzt erst einmal auch nur vorstellen, wenn der oder die Messtreifen direkt auf die Kurbeln aufgeklebt sind.
Das ist ja glaube ich bei vielen Systemen der Fall.
Dann werden ja die Messstreifen und die Kurbeln gleich gedehnt.
Insofern sind es dann immer die gleichen Längenänderungen.
Wirklich gemessen wird also bei Leistungsmessern mit Dehnungsmessstreifen die Dehnung der Streifen bzw. der Kurbeln.
Selbst das stimmt streng genommen auch nicht, weil letztlich aus einer Spannungsänderung oder so aufgrund einer Widerstandsänderung als Folge der Verformung eines oder mehrer Messstreifen auf die das alles letztlich verursachende Kraft rechnerisch geschlossen wird (Kraft -> Dehnung -> elektr. Widerstandänderung -> Spannungsänderung in einer Brückenschaltung -> Berechnung der entsprechenden Tretleistung).
Aus dem zeitlichen Verlauf der Änderung der Kraft wird rechnerisch auf die mittlere Tretleistung geschlossen (über die Winkelgschwindigkeit oder über die Drehzahl und den Radius des Kreises).
Man sagt das Ding wäre ein Leistungsmesser, aber streng genommen wird die nicht gemessen, sondern indirekt über elekrische Spannugsänderungen o.ä. auf die wirkende Kraft geschlossen und alles andere berechnet.