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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Objektive Werte bei Powermetern?



juekapasta
04.03.2014, 20:37
Seit der Diskussion um die - möglicherweise - abweichenden Werte vom STAGES-Powermetern zu kurbel- oder pedalbasierten Powermetern spukt die Frage in meinem Kopf herum und ich habe bisher keine Antwort darauf gefunden (Muss aber auch gleich hinzufügen, dass Physik noch nie meine Stärke war):

Nehmen wir an, es werden zwei gleiche Powermeter, z.B. SRM, gleicher Kurbeltyp und Innenlager vorausgesetzt, (beide auf einen Referenzwert geeicht/kallibriert) an zwei völlig unterschiedliche Räder montiert. Das eine ein Leichtbaurad mit 'einem tendenziell 'weichen' Rahmen und 'weichen' Anbauteilen; das andere mit sehr verwindungssteifem Rahmen und soliden Anbauteilen. Werden hier bei gleicher Krafteinleitung, insbesondere bei eher hohen Wattzahlen, die gleichen Wattwerte angezeigt oder absorbieren die Schwachstellen (Lenker, Vorbau, Lenkkopf/Steuerrohr und Tretlager beim Leichtbaurad soviel Energie, dass bei den Dehnmesstreifen z.B. eines kurbelbasierten PM, wie SRM, explizit weniger Krafteinleitung gemessen wird?
Hoffe die Frage ist nicht völlig abwegig ansonsten bitte ich um Nachsicht.

Dukesim
04.03.2014, 21:00
(...)
Hoffe die Frage ist nicht völlig abwegig ansonsten bitte ich um Nachsicht.

Es gab mal ein nahmhaftes Radmagazin (nicht Tour), dass genau so wie du es beschreibst messen wollte, ob es einen Unterschied zwischen einem steifen und einem unsteifen Rahmen gibt.

Das ist natürlich nicht möglich, da ein Kurbelstern-Drehmoment-Messer sich nur auf Kräfte zwischen Kurbel und Kettenblättern bezieht. Was drum herum passiert oder anders ist, ist rein theoretisch vorhanden, geht im Raschen unter.

Was noch viel eher als der Rahmen zum tragen kommt, sind Sachen wie: Kette auf kleinem oder großen Kettenblatt, Kettenblattscheifigkeit, oder auch das gewählte Ritzel (Kettenschräglauf). Diese Faktoren wirken sich entweder auf die Kraftrichtung, Krafteinleitung, oder auf die Steifigkeit des Systems aus, was signifikante Auswirkungen auf die Messwerte hat.
Darum empfehlen Quarq und SRM beim Kettenblattwechsel auch den Kurbelstern neu zu kalibrieren. Dabei wird auf beiden Kettenblättern die Steigung ermittelt und dann der Mittelwert genommen.
Das alles liegt daran, dass das Drehmoment nicht ganz separat gemessen wird, sondern dort wo auch Querkräfte(Kettenspannung für das Kurbelmoment) und Quermomente(Kettenschräglauf) zwangsläufig mit in den Messtellen vorhanden sind. Diese werden über die Elektronik herausgerechnet.

juekapasta
04.03.2014, 21:14
... da ein Kurbelstern-Drehmoment-Messer sich nur auf Kräfte zwischen Kurbel und Kettenblättern bezieht.

Danke für die ausführliche und nachvollziehbare Erklärung. Bleibt für mich aber noch die Frage wie sich dann pedalbasierte Powermeter, z.B. Garmin Vector in diesem Zusammenhang verhalten?

Edit: Ach ja und STAGES PM selbst, wo die Dehnmesstreifen ja direkt im Kurbelarm messen...?

Dukesim
04.03.2014, 21:45
Da ist es vom Prinzip her genau so, man hat eine Kraft die man messen will, und dann zusätzliche Kräfte, welche man herausrechnen muss (einerseits in einem Chip, oder auch durch eine geschickte Anordnung der Dehnmessstreifen).
Bei Messung an der Pedalachse bzw. in der Kurbel kommt zum Biegemoment durch die nützliche Pedalkraft auch ggf.
-Ein Biege- bzw. Torsionsmoment durch ein Kippmoment des Fußes
-Eine Axial- bzw. Querkraft durch Änderung der Kraftrichtung durch den Fuß, z.b. wenn man das Fahrrad beim Wiegetritt schiefstellt.
-Bei der Messung in der Kurbel ist es so, dass ein Kurbelarm nicht einfach auf Biegung belastet ist, sondern auch auf Torsion(die Krafteinleitung ins Pedal ist ja nicht direkt im Pedalgewinde, sondern ca. 6 cm seitlich davon, dieser Hebelarm verursacht Torsion im Kurbelarm). Je nach dem wie lange die Pedalachse ist, oder wo ein bestimmter Fahrer seine Kraft einleitet, ändert sich dieser Torsionsanteil.


Damit sind die kurbel-/pedalbasierten Powermeter zwar nicht vom Kettenantrieb abhängig, dafür aber vom Fahrer und der Fahrsituation.

Matt_8
04.03.2014, 22:11
Ich glaube dem TE sind die Basics nicht klar. Ich versuche es mal sehr einfach zu erklären:

Eine Struktur (z.B. der Kurbelarm) hat eine bestimmte Steifigkeit. Wenn ich dort also ein Ende fest halte und auf das andere Ende mit einer Kraft drücke, bekomme ich eine bestimmte Verformung.
Habe ich einen weniger steifen Kurbelarm, bekomme ich bei derselben Kraft eine höhere Verformung. Kraft und Verformung sind halt über die Steifigkeit miteinander verknüpft. Im Physikunterricht lernt man sowas an einer linearen Feder. http://de.wikipedia.org/wiki/Federkonstante

Kennt man diese Steifigkeit einer Struktur einmal (z.B. aus einem Versuch), kann man aus der gemessenen Verformung (Dehnmessstreifen) die aufgebrachte Kraft berechnen. Zusammen mit der gemessenen Trittfrequenz hat man dann alle Informationen, um die Leistung zu berechnen.

Ob der Kurbelarm nun supersteif ist oder nicht ist egal, man muss nur den Wert der Steifigkeit kennen.

Dasselbe gilt für die Pedalachse (Garmin Vector).

BerlinRR
04.03.2014, 22:18
Ich glaube dem TE sind die Basics nicht klar.
...
Ob der Kurbelarm nun supersteif ist oder nicht ist egal, man muss nur den Wert der Steifigkeit kennen.


Dir war das mit dem genau durchlesen nicht klar ;)
Was du beschreibst wollte der TE gar nicht wissen.

lucabrasi
04.03.2014, 22:19
Was noch viel eher als der Rahmen zum tragen kommt, sind Sachen wie: Kette auf kleinem oder großen Kettenblatt, Kettenblattscheifigkeit, oder auch das gewählte Ritzel (Kettenschräglauf). Diese Faktoren wirken sich entweder auf die Kraftrichtung, Krafteinleitung, oder auf die Steifigkeit des Systems aus, was signifikante Auswirkungen auf die Messwerte hat.
Darum empfehlen Quarq und SRM beim Kettenblattwechsel auch den Kurbelstern neu zu kalibrieren. Dabei wird auf beiden Kettenblättern die Steigung ermittelt und dann der Mittelwert genommen.
Das alles liegt daran, dass das Drehmoment nicht ganz separat gemessen wird, sondern dort wo auch Querkräfte(Kettenspannung für das Kurbelmoment) und Quermomente(Kettenschräglauf) zwangsläufig mit in den Messtellen vorhanden sind. Diese werden über die Elektronik herausgerechnet.

die kettenblattsteifigkeit ist doch eigentlich zu vernachlässigen querkräfte über die kettenblätter werden doch wohl kaum übertragen, endig beim schalten von untergeordneter relevanz

juekapasta
04.03.2014, 22:23
Wie ich schon erwähnte, Physik ist nicht meine Stärke.
Gerade deshalb vielleicht fällt es mir schwer zu verstehen, dass eine eingeleitete Kraft von gegebener Grösse, die über einen Hebel, in welchem die Kraft gemessen wird, in ein mehr oder weniger flexibles Gefüge (Rahmen etc.) eingeleitet wird immer exakt so gemessen werden kann, wie sie am Hebel anliegt. Denn die Verbiegung oder Torsion des Hebels, also Pedal oder Kurbelarm, sollte doch letztlich u.a. vom Widerstand abhängen, welches das 'Gefüge' dem Hebel entgegensetzt an dem dieser ansetzt...

Matt_8
04.03.2014, 22:33
Dir war das mit dem genau durchlesen nicht klar ;)
Was du beschreibst wollte der TE gar nicht wissen.

Bist du dir da sicher?



Wie ich schon erwähnte, Physik ist nicht meine Stärke.
Gerade deshalb vielleicht fällt es mir schwer zu verstehen, dass eine eingeleitete Kraft von gegebener Grösse, die über einen Hebel, in welchem die Kraft gemessen wird, in ein mehr oder weniger flexibles Gefüge (Rahmen etc.) eingeleitet wird immer exakt so gemessen werden kann, wie sie am Hebel anliegt. Denn die Verbiegung oder Torsion -des Hebels, also Pedal oder Kurbelarm sollte doch letztlich u.a. vom Widerstand abhängen, welches das 'Gefüge' dem Hebel entgegensetzt an dem dieser ansetzt...

Genau das tut es doch. Dieser "Widerstand" ist die Steifigkeit der Struktur. Dieser Wert ist aber nahezu konstant oder ggf. nur nennenswert von der Temperatur abhängig. Diese Steifigkeit steckt in der Firmware der Powermeter. Wie erwähnt, kann somit aus der gemessenen Verformung die aufgebrachte Kraft berechnet werden und daraus dann die Leistung.

Luigi_muc
04.03.2014, 22:38
Genau das tut es doch. Dieser "Widerstand" ist die Steifigkeit der Struktur. Dieser Wert ist aber nahezu konstant oder ggf. nur nennenswert von der Temperatur abhängig. Diese Steifigkeit steckt in der Firmware der Powermeter. Wie erwähnt, kann somit aus der gemessenen Verformung die aufgebrachte Kraft berechnet werden und daraus dann die Leistung.

Das meint er garnicht. Er spricht nicht von der Verformung von Kurbelarm/Stern/Pedal, sondern von der Verformung der Teile nach der Messeinheit, also Tretlager/Rahmen, da die messende und von der Steifigkeit dem Powermeter bekannte Kurbel ja nicht steif eingespannt ist, sondern sich in einer ebenso unsteifen Aufspannung befindet. Und die Steifigkeiten von Rahmen/Tretlagergehäuse und den weiteren nicht Powermeterteilen (also entweder Pedale oder Kurbel) sind dem Powermeter ja nicht bekannt.

Wenn ICH keinen Denkfehler drin habe, ist es so, dass zwar Rahmen, Pedale, Kurbelarme usw alle Energie aufnehmen, und somit die am Rad zur Verfügung stehende Leistung abnimmt (eine Powertab würde das messen), jedoch für die Messung auschließlich sämtliche Komponenten vor der Messeinheit von Relevanz sind. Sprich, je nach Messsystem spielen die unbekannten Steifigkeiten von Pedalen oder Pedalen und Kurbelarm mit rein (bzw wenn die Kurbel komplett kommt, hoffentlich nur die von den Pedalen)

juekapasta
04.03.2014, 22:42
Genau das tut es doch. Dieser "Widerstand" ist die Steifigkeit der Struktur. Dieser Wert ist aber nahezu konstant oder ggf. nur nennenswert von der Temperatur abhängig. Diese Steifigkeit steckt in der Firmware der Powermeter. Wie erwähnt, kann somit aus der gemessenen Verformung die aufgebrachte Kraft berechnet werden und daraus dann die Leistung.

Vermutlich habe ich mich missverständlich ausgedrückt.
Weiter oben schreibst Du:

'Eine Struktur (z.B. der Kurbelarm) hat eine bestimmte Steifigkeit. Wenn ich dort also ein Ende festhalte und auf das andere Ende mit einer Kraft drücke, bekomme ich eine bestimmte Verformung.'

Es geht mir um das 'Ende', dass 'fest'-gehalten wird. Dieses 'Ende' wird doch je nach Steifigkeit des Gefüges ja mehr oder weniger 'fest'-gehalten. Und diese Variable, so befürchte ich, kann eine Software nicht in befriedigender Weise herausrechnen.

hubabuba
04.03.2014, 22:46
Wo wir gerade dabei sind.
Wie steht es mit dem Einfluss der sich verändernden Anziehung durch den sich bewegenden Mond während einem Bergzeitfahren auf die lokale Schwerebeschleunigung und damit auf die Steigleistung?
Wenn da einer 2 Stunden später dran ist kann ihm das doch einen Vorteil verschaffen?
Sollte man nicht zur Objektivierung der Leistung der Teilnehmer mit einem Gravimeter die Veränderung der lokalen Schwerebeschleunigung messen?

juekapasta
04.03.2014, 22:53
Wo wir gerade dabei sind.
Wie steht es mit dem Einfluss der sich verändernden Anziehung durch den sich bewegenden Mond während einem Bergzeitfahren auf die lokale Schwerebeschleunigung und damit auf die Steigleistung?
Wenn da einer 2 Stunden später dran ist kann ihm das doch einen Vorteil verschaffen?
Sollte man nicht zur Objektivierung der Leistung der Teilnehmer mit einem Gravimeter die Veränderung der lokalen Schwerebeschleunigung messen?

Ja der der Stand des Mondes zur Erde könnte durchaus auch eine Variable sein, jedoch in diesem Zusammenhang eher von zu vernachlässigender Grösse. Wenn Du aber für Fragen dieser Art empfänglich bist, solltest Du vielleicht ein anderes Forum wählen...

Matt_8
04.03.2014, 22:53
Mal zu nachdenken:

Ich hebe einen Stahlblock mit einem Gewicht von 30kg auf und brauch dafür eine bestimmte Kraft.

Nun hebe ich wieder eine Gesamtgewicht von 30kg auf, allerdings in Form einer dünnen Hantelstange mit Gewichten außen. Die Hantelstange verformt sich stark. Muss ich deshalb mehr Kraft beim aufheben aufwenden?

Luigi_muc
04.03.2014, 22:56
Mal zu nachdenken:

Ich hebe einen Stahlblock mit einem Gewicht von 30kg auf und brauch dafür eine bestimmte Kraft.

Nun hebe ich wieder eine Gesamtgewicht von 30kg auf, allerdings in Form einer dünnen Hantelstange mit Gewichten außen. Die Hantelstange verformt sich stark. Muss ich deshalb mehr Kraft beim aufheben aufwenden?

Die Kraft ist die gleiche. Die Energie nicht.

Also hebst du die Hantel mit einer Waage, so wird sie auch 30kg anzeigen. Aber du benötigt Energie, um die Stange zu verformen. Diese ist verloren, hilft dir also nicht beim Anheben der Hantel.
Und wir reden ja vom Leistungsmesser, nicht vom Max-Kraftmesser.

Dukesim
04.03.2014, 23:03
die kettenblattsteifigkeit ist doch eigentlich zu vernachlässigen querkräfte über die kettenblätter werden doch wohl kaum übertragen, endig beim schalten von untergeordneter relevanz

Also dass man Nachkalibrieren sollte, habe nicht ich erfunden. Hier (http://www.quarq.com/ring-difference) kann man das z.B. nachlesen. Damit ist das quantitativ tatsächlich relevant.
Da gibt es zwei Faktoren, die ich sehe:
-Die Querkraft ist je nach Zähnezahl unterschiedlich (bei gleichem Drehmoment). Bei einem kleinen Kettenblatt ist die Kettenkraft größer als bei einem großen Blatt. Diese Querkraft verursacht natürlich andere Verformungen an den Messtellen. Entsprechend muss man diese kompensieren, die Frage ist, in wie weit man das schafft.
-Je nach Steifigkeit der Kettenblätter(in Drehmomentrichtung) beziehen diese unterschiedlich die Sternarme mit ein. Hatte gerade vor kurzem was dazu gerechnet, und die Unterschiede zwischen einem klassischen Blatt einer FC-7700 und einem Zeitfahrkettenblatt oder einem FC-7900er Blatt ist sehr groß. Wo beim einen fast nur ein Arm an der Kraftaufnahme beteiligt ist, sind beim anderen alle Arme gleichmäßiger belastet. Je nach dem wie steif(=schwer) der äußere Ring des Powermeters ist kann er das besser oder schlechter ausgleichen.
In jedem Fall kommen wieder etwas andere Dehnungen in den "Messarmen" und damit den Dehnmessstreifen an.


(...)Denn die Verbiegung oder Torsion des Hebels, also Pedal oder Kurbelarm, sollte doch letztlich u.a. vom Widerstand abhängen, welches das 'Gefüge' dem Hebel entgegensetzt an dem dieser ansetzt...

Es gilt hier das Kräftegleichgewicht. D.h. wenn du mit "80kg" drückst, dann bekommst du diese auch durch Kette, Rahmen usw. entgegen. Dass sich der Rahmen vorher elastisch verformt spielt für den Powermeter keine Rolle. Für den Fahrer macht es natürlich einen Unterschied, da er die Arbeit aufwenden muss um den Rahmen zu spannen. D.h. der Fahrer muss sich mehr anstrengen um bei einem weichen rahmen auf den gleichen Wert im Powermeter zu kommen. Das ist genau das, was @Luigi_muc mit der Hantel meint.

Matt_8
04.03.2014, 23:04
Die Kraft ist die gleiche. Die Energie nicht.

Also hebst du die Hantel mit einer Waage, so wird sie auch 30kg anzeigen. Aber du benötigt Energie, um die Stange zu verformen. Diese ist verloren, hilft dir also nicht beim Anheben der Hantel.
Und wir reden ja vom Leistungsmesser, nicht vom Max-Kraftmesser.

Und wohin verschwindet diese Energie? Wir reden über elastische Verformungen. Wenn ich bei 3 Uhr Kurbelstellung den Rahmen am Tretlager etwas seitlich auslenke, bekomme ich das bei 4-6 Uhr wieder zurück. Da geht nichts nennenswertes verloren. Wir haben keine bleibende Verformung und quasi keine Verluste durch Dämpfung im Material.

Luigi_muc
04.03.2014, 23:12
Und wohin verschwindet diese Energie? Wir reden über elastische Verformungen. Wenn ich bei 3 Uhr Kurbelstellung den Rahmen am Tretlager etwas seitlich auslenke, bekomme ich das bei 4-6 Uhr wieder zurück. Da geht nichts nennenswertes verloren. Wir haben keine bleibende Verformung und quasi keine Verluste durch Dämpfung im Material.

Keine Dämpfung im Material, aha wirklich?

Aber davon ab. Was nützt denn die Energie, die da wieder zurückkommt? Garnix, denn die sorgt nicht für eine Kurbelumdrehung. Um in den Beinen kann ich sie leider nicht mehr aufnehmen.

So zumindest mein Verständnis der Sache. Ich tret rein, lenke den Rahmen aus, der federt zurück, gebracht hats nix, außer, dass ich Energie verbraten hab.

Dukesim
04.03.2014, 23:14
Und wohin verschwindet diese Energie? Wir reden über elastische Verformungen. Wenn ich bei 3 Uhr Kurbelstellung den Rahmen am Tretlager etwas seitlich auslenke, bekomme ich das bei 4-6 Uhr wieder zurück. Da geht nichts nennenswertes verloren. Wir haben keine bleibende Verformung und quasi keine Verluste durch Dämpfung im Material.

Ich gehe mal davon aus er meint wie ich elastische Verformung.
Das "Problem" liegt im Menschen und seinen Muskeln. Diese brauchen auch bei isometrischer Kontraktion Energie. D.h. einfach um eine Kraft zu halten, muss man sich anstrengen. Beim Spannen eines Bauteils ist noch alles in Ordnung, dann aber wenn eine Bewegung zu Ende ist, muss man die Kraft halten(=Energieverbrauch im Muskel), um die elastische Energie nutzen zu können.
In der Praxis lässt der Mensch einfach ab und die elastische Energie verpufft, ist wahrscheinlich nicht schlechter als die Kraft ohne Bewegung zu halten.

juekapasta
04.03.2014, 23:28
...Für den Fahrer macht es natürlich einen Unterschied, da er die Arbeit aufwenden muss um den Rahmen zu spannen. D.h. der Fahrer muss sich mehr anstrengen um bei einem weichen rahmen auf den gleichen Wert im Powermeter zu kommen. ...

Beantwortet das nicht meine Frage insofern, dass es keine objektiven Werte bei Powermetern geben kann?

Mein Interesse für diese Frage rührt daher, dass ich im Moment ein Cannondale SuSi Evo mit Stages fahre. Und daneben noch ein C 40 und ein Look 585 habe, die im Moment eher stiefmütterlich behandelt werden, weil ohne PM. Will nun aber entweder dem Look oder dem Colnago, beide Campa, auch einen PM gönnen, in dem Falle wohl ein P2M. Und in diesem Zusammenhang habe ich mir eben überlegt, inwiefern die Werte bei den unterschiedlichen Systemen vergleichbar sind.
Also, auch für den Schweizer Forenkollegen: hat, zumindest für meine Begriffe, nichts mit Esoterik zu tun...

juekapasta
04.03.2014, 23:30
Doppelpost

Matt_8
04.03.2014, 23:37
Das mit den Muskeln klingt plausibel. Mit den biologischen Prozessen kenne ich mich nicht wirklich aus.

Jedoch, wenn sich das Tretlager zwischen 4-6 Uhr Kurbelstellung wieder in die Nulllage zurückbewegt, wird imho schon ein gewisser Anteil der elastischen Energie wieder in Antriebsenergie umgewandelt. Bei Annahme konstanter Beinstellung wird durch die Bewegung des Tretlagers ein kleines Drehmoment in die Kurbelachse gehen. Dieser Anteil kommt somit noch hinzu zum normalen Antrieb.

Matt_8
04.03.2014, 23:42
Beantwortet das nicht meine Frage insofern, dass es keine objektiven Werte bei Powermetern geben kann?

Mein Interesse für diese Frage rührt daher, dass ich im Moment ein Cannondale SuSi Evo mit Stages fahre. Und daneben noch ein C 40 und ein Look 585 habe, die im Moment eher stiefmütterlich behandelt werden, weil ohne PM. Will nun aber entweder dem Look oder dem Colnago, beide Campa, auch einen PM gönnen, in dem Falle wohl ein P2M. Und in diesem Zusammenhang habe ich mir eben überlegt, inwiefern die Werte bei den unterschiedlichen Systemen vergleichbar sind.
Also, auch für den Schweizer Forenkollegen: hat, zumindest für meine Begriffe, nichts mit Esoterik zu tun...

Imho doch. Denn der Fehler durch die unterschiedlichen Steifigkeiten der Komponenten dürfte so klein sein, dass er messtechnisch eh nicht plausibel erfasst werden könnte.

Die sinnvollere Frage dürfte für dich eher sein, ob der prinzipielle Unterschied in der Messmethodik von Stages und P2M einen Unterschied für die endgültigen Leistungsdaten macht. Wie ist z.B. deine rechts/links-Verteilung...

Dukesim
04.03.2014, 23:43
Beantwortet das nicht meine Frage insofern, dass es keine objektiven Werte bei Powermetern geben kann?

(...)

Die Frage ist, was du genau messen willst. Die absolute Anstrengung kann ein Powermeter nicht messen, dafür aber alle Fahrtwiderstände ab Kette.
Anstrengung ist auch sonst eine sehr komplizierte Sache, die man nicht messen kann. Sie hängt nicht nur von der Physis und äußeren Umständen ab, sondern auch von der (aktuellen) Psyche. In einer Sondersituation lässt der Körper einen mehr Leistung erbringen, teilweise bei subjektiv sogar geringerer Anstrengung.
Fürs Training scheint die Tretleistung das objektivste zu sein, was man hat. Vor allem wenn man immer wieder auf dem gleichen Rad sitzt. Außerdem kann man damit gut auf die Psyche einwirken, weil man sich immer sagen kann: "Die Leistung kannst du, das weiß ich.". Das hilft einem bei harten Intervallen.

juekapasta
04.03.2014, 23:50
Die sinnvollere Frage dürfte für dich eher sein, ob der prinzipielle Unterschied in der Messmethodik von Stages und P2M einen Unterschied für die endgültigen Leistungsdaten macht. Wie ist z.B. deine rechts/links-Verteilung...

Da hast Du recht, wäre eine sinnvolle Frage, ist für mich aber im Moment nicht zu beantworten, deshalb gehe ich vorerst davon aus, dass Stages relativ zuverlässige Werte ermittelt (bis zum Beweis des Gegenteils...). Ich wollte für mich abklären, wieviele potentiell Unbekannte ich mir mit einem anderen PM noch zusätzlich 'ins Boot' hole.

Dukesim
04.03.2014, 23:52
(...)
Jedoch, wenn sich das Tretlager zwischen 4-6 Uhr Kurbelstellung wieder in die Nulllage zurückbewegt, wird imho schon ein gewisser Anteil der elastischen Energie wieder in Antriebsenergie umgewandelt. Bei Annahme konstanter Beinstellung wird durch die Bewegung des Tretlagers ein kleines Drehmoment in die Kurbelachse gehen. Dieser Anteil kommt somit noch hinzu zum normalen Antrieb.

Ja, das ist nicht schwarzweiß, sondern eine Überlagerung der Effekte. Richtig spüren kann man das mit einem alten Damenrad, am besten in "Mixte"-Bauweise, im Wiegetritt am Berg. Da ist das Spannen deutlich negativ zu spüren. Wie viel das quantitativ ausmacht ist mir aus guter Quelle nicht bekannt, so vom Gefühl würde ich um die 5-10% ggü. einem steifen Rennrad schätzen (Im Wiegetritt; Im Sitzen ist das weniger relevant).

BerlinRR
04.03.2014, 23:54
Da hast Du recht, wäre eine sinnvolle Frage, ist für mich aber im Moment nicht zu beantworten, deshalb gehe ich vorerst davon aus, dass Stages relativ zuverlässige Werte ermittelt (bis zum Beweis des Gegenteils...)

Ist doch bereits bewiesen.
Sogar noch drastischer.
Bei L/R Abweichungen kann nicht nur ein Fehler entstehen, sondern er muss entstehen.

juekapasta
05.03.2014, 00:00
Ist doch bereits bewiesen.
Sogar noch drastischer.
Bei L/R Abweichungen kann nicht nur ein Fehler entstehen, sondern er muss entstehen.

Ich kenne Deine Haltung zu STAGES und respektiere sie.
Beim SuSi ging es mir darum den SpideRing weiter fahren zu können. Die Unsicherheiten bezgl. STAGES sind einfach ein Thema für sich. Hier geht es mir um etwas anderes.

BerlinRR
05.03.2014, 00:26
Du hast gerade damit angefangen. ;)
Alle wollen immer einen Beweis, dabei ist es simple Multiplikation.

juekapasta
05.03.2014, 00:48
...
Fürs Training scheint die Tretleistung das objektivste zu sein, was man hat. ...

Stimmt, für das Training spielt es natürlich keine Rolle, inwiefern die eingebrachte Leistung nun in die Verformung des Systems oder in den Vortrieb geht. Die Ausgangsfrage war aber, und ist für mich immer noch nicht befriedigend beantwortet, ob diese eingebrachte Leistung in jedem Fall, auch auf unterschiedlichen Rädern, objektiv vom Powermeter ausgelesen bzw. von der Headunit angezeigt wird.

Edit: ich möchte nochmal präzisieren. Es geht mir ausdrücklich nicht darum, welche Messungenauigkeiten den unterschiedlichen Powermeter-Modellen eigen sind oder auch nicht. Sondern darum, welche Werte ich angezeigt bekomme, wenn ich den gleichen Powermeter einmal an einem leicht verformbaren Rahmen anbringe und einmal an einem bocksteifen und jeweils die gleiche Kraft/Leistung (?) einbringe.

Skadieh
05.03.2014, 02:51
Edit: ich möchte nochmal präzisieren. Es geht mir ausdrücklich nicht darum, welche Messungenauigkeiten den unterschiedlichen Powermeter-Modellen eigen sind oder auch nicht. Sondern darum, welche Werte ich angezeigt bekomme, wenn ich den gleichen Powermeter einmal an einem leicht verformbaren Rahmen anbringe und einmal an einem bocksteifen und jeweils die gleiche Kraft/Leistung (?) einbringe.


Ich habe in der Praxis keinerlei Unterschiede feststellen können.

Dukesim
05.03.2014, 14:43
(...)
Edit: ich möchte nochmal präzisieren. Es geht mir ausdrücklich nicht darum, welche Messungenauigkeiten den unterschiedlichen Powermeter-Modellen eigen sind oder auch nicht. Sondern darum, welche Werte ich angezeigt bekomme, wenn ich den gleichen Powermeter einmal an einem leicht verformbaren Rahmen anbringe und einmal an einem bocksteifen und jeweils die gleiche Kraft/Leistung (?) einbringe.

Wie gesagt: Das was du wissen willst konnte bisher niemand von außen messen, weil es sehr kompliziert ist. Genau das was der elastische Rahmen "verbraucht" fehlt dir dann am Powermeter. Wie viel das genau ist, weiß objektiv niemand.
Eigentlich ist der Fahrer derjenige, der das spürt, das was du also eigentlich wissen willst ist das, was du fühlen kannst.

Wenn auf dem Powermeter der gleiche Wert steht, dann hast in die Kurbel auch die gleiche Leistung reinbekommen, das ist der objektive Wert.
Wie du dich anstrengen musst um die Leistung zu bringen weiß der Powermeter nicht. So kannst du z.B. sehen, dass du dich im Unterlenker bzw. in der Aeroposition mehr anstrengen musst, als im Oberlenker für die gleiche Leistung(Genau so kannst du aber sehen, dass du bei gleicher Leistung schneller fahren kannst, d.h. du kannst die Änderung des Luftwiderstands messen.). Somit könnte es sein, dass es für dich beim weicheren Rahmen anstrengender ist die gleiche Leistung zu treten(=gleiche Leistung an der Kurbel). Dieses Anstrengungs-Gefühl ist das einzige und damit objektivste was du hast.

Das ist übrigens auch der Grund, warum ich den Powermeter im Training für unnötig halte. Kontrolle und Wissenschaft ok, aber Fahren nach Zahlen braucht man tendenziell nur im Spitzenbereich.

hubabuba
05.03.2014, 18:51
Ja der der Stand des Mondes zur Erde könnte durchaus auch eine Variable sein, jedoch in diesem Zusammenhang eher von zu vernachlässigender Grösse. Wenn Du aber für Fragen dieser Art empfänglich bist, solltest Du vielleicht ein anderes Forum wählen...
Du meinst der Mondanziehungseffekt ist kleiner als der Rahmenverbiegeeffekt?
Das zweifle ich an.

Und sowieso. Das Forum musst du mir zeigen, welches das hier an esoterischem Erbseninneseitenpolieren übertreffen kann.
Männer, die ihre Erfahrungen über das Beine rasieren austauschen, gibt es dort sicher auch nicht.
Also ich finde es hier ganz unterhaltsam.

huegenbegger
05.03.2014, 19:11
Beantwortet das nicht meine Frage insofern, dass es keine objektiven Werte bei Powermetern geben kann?

Mein Interesse für diese Frage rührt daher, dass ich im Moment ein Cannondale SuSi Evo mit Stages fahre. Und daneben noch ein C 40 und ein Look 585 habe, die im Moment eher stiefmütterlich behandelt werden, weil ohne PM. Will nun aber entweder dem Look oder dem Colnago, beide Campa, auch einen PM gönnen, in dem Falle wohl ein P2M. Und in diesem Zusammenhang habe ich mir eben überlegt, inwiefern die Werte bei den unterschiedlichen Systemen vergleichbar sind.
Also, auch für den Schweizer Forenkollegen: hat, zumindest für meine Begriffe, nichts mit Esoterik zu tun...

Du musst das System isoliert betrachten und dann misst es objektiv, zumindest wenn man es auf das Körpergewicht bezieht.
Willst Du aber 2 unterschiedliche Fahrräder unterschiedlicher Steifigkeiten oder zB auch aerodynamischer Auslegung miteinander vergleichen, dann sagt dir das Powermeter nichts darüber.
Das Powermeter misst in seinem System sehr genau die Energie, die Du aufwendest.
Da sich die Messkette immer vor dem Restsystem Fahrrad befindet, was sich ggf. verformt oder einen cw Wert wie eine Schrankwand hat, spielt es keine Rolle, misst also "objektiv" Wieviel Leistung Du aufwendest.
Was dann wirklich hinten ankommt ist eine ganz andere Geschichte.
Hier könntest Du aber das Messsystem Powermeter nutzen um verschiedene Fahrzeuge zu vergleichen indem Du zB auf einer Bahn mit gleicher Leistung fährst und guckst was sich bei den Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerten ändert.

Also ja, ein Powermeter misst objektiv.

Wenn Du wissen willst warum man das Messsystem einfach zu isoliert betrachten kann, dann google mal nach "Freischneiden" und "Statik" dort ist das gängige Praxis zB einen in eine Wand gemauerten Fahnenmast auszulegen.
Damit kann man absolut genau berechnen ob der Mast hält oder nicht, objektiv!
Natürlich weiß man damit noch lange nicht ob die Wand hält!

hde
06.03.2014, 09:44
Wie gesagt: Das was du wissen willst konnte bisher niemand von außen messen, weil es sehr kompliziert ist. Genau das was der elastische Rahmen "verbraucht" fehlt dir dann am Powermeter. Wie viel das genau ist, weiß objektiv niemand.

Was soll daran kompliziert sein? Die Verluste von Kurbel zum Hinterrad lassen sich trivial durch Vergleich mit einem nabenbasierten Powermeter ermitteln, die Verluste von Hinterachse über Rad/Reifen zur Strasse mit Rollenprüfstand.

Diese Verluste sind aber eher klein, eine diesbezügliche Studie würde sich aus meiner Sicht nicht lohnen. Man kann die Größe, zumindest was den Rahmen angeht, leicht aus den in Fahrradtests üblicherweise gemessenen Tretlagersteifigkeiten abschätzen. Beträgt diese z.B. 100N/mm, so muß der Radler beim Herunterdrücken des Pedals mit einer mittleren Kraft von z.B. 100N zusätzlich zum Durchmesser des Kurbelkreises (z.B. 2*175mm=350mm, Arbeit=35J) eine Wegstrecke von maximal 1mm zum Verbiegen des Rahmens aufbringen (Arbeit=0,5*100N/mm*(1mm)^2 = 0,05J), der Verlust beträgt also 0,14%, bei einer Pedalkraft von 1000N dann 1,4%. Ähnlich lassen sich die Verluste aus gemessenen Steifigkeiten der Kurbeln berechnen.

Dukesim
06.03.2014, 11:23
Was soll daran kompliziert sein? Die Verluste von Kurbel zum Hinterrad lassen sich trivial durch Vergleich mit einem nabenbasierten Powermeter ermitteln, die Verluste von Hinterachse über Rad/Reifen zur Strasse mit Rollenprüfstand.

Diese Verluste sind aber eher klein, eine diesbezügliche Studie würde sich aus meiner Sicht nicht lohnen. Man kann die Größe, zumindest was den Rahmen angeht, leicht aus den in Fahrradtests üblicherweise gemessenen Tretlagersteifigkeiten abschätzen. Beträgt diese z.B. 100N/mm, so muß der Radler beim Herunterdrücken des Pedals mit einer mittleren Kraft von z.B. 100N zusätzlich zum Durchmesser des Kurbelkreises (z.B. 2*175mm=350mm, Arbeit=35J) eine Wegstrecke von maximal 1mm zum Verbiegen des Rahmens aufbringen (Arbeit=0,5*100N/mm*(1mm)^2 = 0,05J), der Verlust beträgt also 0,14%, bei einer Pedalkraft von 1000N dann 1,4%. Ähnlich lassen sich die Verluste aus gemessenen Steifigkeiten der Kurbeln berechnen.

Du vermischt da zwei Sachen.
Die Verluste von Kurbel zu Hinterrad waren hier ja gar nicht gefragt, mal abgesehen davon sind das ja vor allem Reibungsverluste in der Kette. Das ist natürlich nicht so schwierig zu messen.

Das andere ist schon ein möglicher Ansatz, um zu berechnen, wie viel maximal verloren geht(wenn man also davon ausgeht, dass die elastische Energie komplett verloren geht). Wie viel von dem elastischen Anteil aber tatsächlich verloren geht, kann man eben nicht messen, worauf sich mein "unmöglich" bezog.

Jetzt braucht man nur noch realistische Werte. Was man auch beachten muss: Der eigentliche Tritt geht ja nicht über den ganzen Pedalkreis gleichmäßig, sondern findet praktisch nur vielleicht auf einem 3tel statt. Damit steigt die Pedalkraft und damit der elastische Anteil an.

hde
06.03.2014, 12:15
Du vermischt da zwei Sachen.
Die Verluste von Kurbel zu Hinterrad waren hier ja gar nicht gefragt, mal abgesehen davon sind das ja vor allem Reibungsverluste in der Kette. Das ist natürlich nicht so schwierig zu messen..

Natürlich lassen sich durch elastische Verbiegung entstehende Verluste durch meine vorgeschlagene Anordnung messen, eben zusammen mit den Reibungsverlusten (die sich leicht separat bestimmen lassen).

Lohnt sich halt nicht, da, wie meine Rechnung zeigt, sie so klein sind. Deshalb lohnen sich auch nicht die "Verfeinerungen" des Modells, die du vorschlägst.

Robitaille20
06.03.2014, 14:13
Was soll daran kompliziert sein? Die Verluste von Kurbel zum Hinterrad lassen sich trivial durch Vergleich mit einem nabenbasierten Powermeter ermitteln, die Verluste von Hinterachse über Rad/Reifen zur Strasse mit Rollenprüfstand.

Diese Verluste sind aber eher klein, eine diesbezügliche Studie würde sich aus meiner Sicht nicht lohnen. Man kann die Größe, zumindest was den Rahmen angeht, leicht aus den in Fahrradtests üblicherweise gemessenen Tretlagersteifigkeiten abschätzen. Beträgt diese z.B. 100N/mm, so muß der Radler beim Herunterdrücken des Pedals mit einer mittleren Kraft von z.B. 100N zusätzlich zum Durchmesser des Kurbelkreises (z.B. 2*175mm=350mm, Arbeit=35J) eine Wegstrecke von maximal 1mm zum Verbiegen des Rahmens aufbringen (Arbeit=0,5*100N/mm*(1mm)^2 = 0,05J), der Verlust beträgt also 0,14%, bei einer Pedalkraft von 1000N dann 1,4%. Ähnlich lassen sich die Verluste aus gemessenen Steifigkeiten der Kurbeln berechnen.

Es sollte ja bezogen auf den ganzen Rahmen bzw. zwischen verschiedenen Rahmen und Laufrädern sein. Für mich eigentlich ganz logisch... umso mehr das ganze Rad flext je nach Belastungsaufwand, umso mehr Antriebskraft geht verloren. Natürlich nicht so wichtig für Otto Normalverbraucher, Fakt aber das es da genug Verlustpotential gibt. Hänge mich da der Meinug von " nicht genau meßbar an "

Dukesim
06.03.2014, 14:16
Natürlich lassen sich durch elastische Verbiegung entstehende Verluste durch meine vorgeschlagene Anordnung messen, eben zusammen mit den Reibungsverlusten (die sich leicht separat bestimmen lassen).

Lohnt sich halt nicht, da, wie meine Rechnung zeigt, sie so klein sind. Deshalb lohnen sich auch nicht die "Verfeinerungen" des Modells, die du vorschlägst.

Das was du berechnet hast, hat wenig mit deiner Messanordnung zu tun. Mit der Messanordnung kommt du indirekt höchstens auf elastische Verluste der Kette und des Hinterbaus durch Kettenspannung. Die Verwindung des Rahmens durch den Fahrer taucht eventuell als Störgröße auf (da sich der Abstand zwischen Kurbel und Kassette durch eine Verwindung auf Grund der Fahrerkraft ändert). Wie viel Energie der Fahrer durch Verwinden von Kurbel und Rahmen insgesamt verbraucht, taucht in der Messung aber nicht auf.

Dukesim
06.03.2014, 15:09
(...)

(...) Beträgt diese z.B. 100N/mm, so muß der Radler beim Herunterdrücken des Pedals mit einer mittleren Kraft von z.B. 100N zusätzlich zum Durchmesser des Kurbelkreises (z.B. 2*175mm=350mm, Arbeit=35J) eine Wegstrecke von maximal 1mm zum Verbiegen des Rahmens aufbringen (Arbeit=0,5*100N/mm*(1mm)^2 = 0,05J), der Verlust beträgt also 0,14%, bei einer Pedalkraft von 1000N dann 1,4%. Ähnlich lassen sich die Verluste aus gemessenen Steifigkeiten der Kurbeln berechnen.


(...)

Das andere ist schon ein möglicher Ansatz, um zu berechnen, wie viel maximal verloren geht(wenn man also davon ausgeht, dass die elastische Energie komplett verloren geht). (...)
(...)

Habe mal versucht es auf meine Weise zu rechnen(weil du ja nicht den kompletten Rechenweg angegeben hast), komme, bei gleichen Annahmen wie du, zu den gleichen Ergebnissen. Mit leichter Anpassung hin zu dem was die Tour letztens so gemessen hat, komme ich auf geringere Steifigkeiten. Wie es insgesamt aussieht habe ich in einem Excel-Sheet zusammengeschrieben.

serottasepp
06.03.2014, 15:10
Vielleicht versteh ich es falsch, mit einem PM will ich doch meine Leistung messen, also sprich wieviel an den Beinen rauskommt.

Da hab ich doch mit einem System das direkt(er) dort misst einen Vorteil gegenüber einem das z.B. an der Nabe ansetzt, oder?

Entscheidend ist doch was am Tretlager "ankommt" das das Setup dann daraus macht ist doch fürs Training erstmal egal.

Dukesim
06.03.2014, 15:31
(...)

Entscheidend ist doch was am Tretlager "ankommt" das das Setup dann daraus macht ist doch fürs Training erstmal egal.

Wichtig ist, dass du deine FTP genau so ermittels, wie auch dein Training ist. Wie schon erwähnt: Das, was man aufrecht noch gut treten kann geht in der Aeroposition schon nicht. Gleiches gilt auch ob man im Wiegetritt fährt oder sitzt.
D.h. deine Triningsbereiche stimmen nur, wenn die restlichen Faktoren konstant bleiben, Sitzposition(Rahmengeometrie und Lenkerhaltung).

Mit der Rechnung aus meinem letzten Beitrag sieht man auch, dass der Wiegetritt durch mehr Kraft an der Kubrel etwas mehr elastische Verluste verursacht (hinzu kommt in der Praxis, dass die Stützwirkung des Sattels wegfällt). Obwohl der Powermeter also x Watt anzeigt, ist man vom Körper her ggf. schon in einem anderen Trainingsbereich.

hde
06.03.2014, 16:04
.. Wie viel Energie der Fahrer durch Verwinden von Kurbel und Rahmen insgesamt verbraucht, taucht in der Messung aber nicht auf.

Indirekt: Die Verwindung des Rahmens muß/kann aus der Tretlagersteifigkeit und Leistungsmessung berechnet werden:
Leistungsmessung --> Kraft
Verwindung = Kraft / Tretlagersteifigkeit
Verwindungsarbeit = Kraft * Verwindung.

Dukesim
06.03.2014, 16:20
Indirekt: Die Verwindung des Rahmens muß/kann aus der Tretlagersteifigkeit und Leistungsmessung berechnet werden:
Leistungsmessung --> Kraft
Verwindung = Kraft / Tretlagersteifigkeit
Verwindungsarbeit = Kraft * Verwindung.

Damit drehst du dich im Kreis: Das was du ursprünglich messen wolltest, berechnest du. Das sieht man auch an "unserer" Rechnung.
Da ist die Leistung/Kraft(=messbar mit dem Powermeter) die eine Eingangsgröße, Rahmensteifigkeit und Kurbelsteifigkeit die andere. Wie willst du nur mit einem Powermeter ausgestattet die Rahmen- und Kurbelsteifigkeit messen.
Nicht umsonst baut Tour und andere bei der Messung der "Kraftübertragung" eine sehr steife und starre Versuchskurbel ein und schaut sich dann die Verformung am Kurbelende an. Gleiches machen sie bei der Kurbelsteifigkeitsmessung: Da ist dann ein sehr steifer Rahmenersatz da. Man könnte die Sachen auf einmal messen, aber auch hier käme keine Messung im Kurbelstern in Frage, sondern eine Messung von Kraft und Weg am Pedal.

Skadieh
06.03.2014, 17:05
Für den TE:

Jeder PM sollte konsistente Werte messen - unabhängig vom Rahmen. Diese Werte werden aber zwischen einzelnen Systemen schwanken.

Und nun Manege frei für die Ausnahmensucher, 0,1‰ Unterschiedanalytiker und Wattesoteriker. :D