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Bierkiste Lenkung

Der schwierigste Teil beim Bierkistenbau ist die Lenkung. Beim Kapitel Rahmenbau haben wir schon die wichtigsten Winkel für eine gut funktionierende Lenkung vorweggenommen, hier aber zuerst einmal zu Theorie wie eine Lenkung funktioniert.

Wenn wir das Lenkrad, den Lenker loslassen folgt das Fahrzeug automatisch dem Geradeauslauf. Das wird erreicht durch die Spreizung. Die Spreizung ist der Winkel zwischen der Achse der Lenkschenkel und der Lenkhochachse. Der Rahmen liegt am tiefsten Punkt wenn die Räder im Geradeauslauf stehen. Wenn wir Lenken heben wir den Rahmen gegen die Schwerkraft an. Beim loslassen der Lenkung drückt das Gewicht des Fahrzeugs nach unten und die Räder in den Geradeauslauf. Dadurch erreichen wir einen stabilen Geradeauslauf auch bei höheren Geschwindigkeiten und eine stabile Lenkung. Bei der  Bierkiste hat sich eine Spreizung von 10-15 Grad bewährt. Unsere Kiste ist mit 13 Grad Spreizung gefertigt. Der Nachlauf ist der Winkel zwischen Lenkachse in Fahrtrichtung und dem Reifenaufstandspunkt.  Beim Motorrad ist der Nachlauf das entscheidende Merkmal über eine gut funktionierende Lenkung. Bei unserer Bierkiste ist der Nachlauf für eine saubere Kurvenfahrt notwendig. Ohne Nachlauf hebt sich der vordere Rahmen links und rechts gleichmäßig an. Da die Hinterachse aber ohne Differential auskommen muss, würde das Fahrzeug trotzdem kaum eine Kurve fahren. Durch den Nachlauf hebt sich das kurveninnere Rad stärker an als das äußere Rad. Achsschenkel und Aufnahme der BierkisteWenn wir nun in die Kurve fahren, verlagert sich das Gewicht auf die kurvenäußeren Räder, das innere Vorderrad hebt zudem den Rahmen an, das innere Hinterrad hebt sich vom Boden. Jetzt ist eine exakte Kurvenfahrt möglich. Im Bierkistenbau hat sich ein Winkel von 8-12 Grad Nachlauf in der Praxis als optimal herausgestellt. Für unsere Bierkiste haben wir 10 Grad genommen. Der Sturz ist der Winkel zwischen dem Rad und der Senkrechten zur Fahrbahn (oder Lenkhochachse) im Geradeauslauf. Würden wir unsere Lenkschenkel senkrecht zusammenschweißen, hätten wir einen Sturz von 13 Grad. Die Lenkung würde deshalb genauso funktionieren, allerdings hätten wir vorne weniger Bodenfreiheit und bei Verwendung  von Reifen mit gerader Lauffläche wie bei Auto-, Kart- oder Quadreifen der Fall, würden die sich innen stark abnutzen. Deshalb ist der Lenkschenkel auch im Winkel von 13 Grad zusammengeschweißt. Als erstes werden die Rahmenteile welche die Vorderachse aufnehmen 10 Grad schräg abgesägt. Das ergibt unseren Nachlauf. Dann wird die Vorderachse beidseitig mit 13 Grad auf 340 mm abgelängt. Das ergibt unsere Spreizung. Danach werden die Lenkschenkelaufnahmen nach Zeichnung gefertigt. Die Bohrung 12 sollte nach dem Schweißen mit einer Reibahle in H7 Qualität erstellt werden. Damit fluchten die Bohrungen sicher. Die beiden Aufnahmen können jetzt an die Vorderachse angeschweißt werden und die Vorderachse dann an den Rahmen. Für die Lenkschenkel brauchen wir eine Welle mit 30-35 mm Vorspureinstellung Bierkiste für sportliches FahrenDurchmesser. Die Länge muss später exakt in die Aufnahme eingepasst werden, deshalb ca. 3mm länger auf 43mm abschneiden. Mittig muss jetzt eine 20mm Bohrung 13 Grad schräg gesetzt werden. Die Bohrung in H8 Qualität fertigen, damit die 20er Welle sauber mit wenig Spiel sitzt. Der Länge nach eine 12er Bohrung anbringen für den Lenkbolzen und die exakte Länge in die Aufnahme einpassen. Jetzt noch den 20er Bolzen mit Lagersitz für die Felge drehen. Den Lagersitz 2-3mm kürzer machen als die Klemmbreite der Lager in der Felge ist. Anzugsgewinde ist M12. Nun können die beiden Lenkschenkel nach Skizze verschweißt werden. Jetzt noch die beiden Lenkschenkel mit dem Gewinde M8 für die Kugelköpfe herstellen. Dazu bracht man ein Flacheisen 10x50mm auf einer Seite 35 Grad schräg abgeschnitten. Bis zur Hälfte mit einen 5mm Absatz versehen, diese Seite ist zum verschweißen vorgesehen. Am anderen Ende wird das Gewinde M8 geschnitten.   Die beiden Lenkschenkel mit einer Schraube M12 montieren. Die Selbstsichernde Mutter nur so fest anziehen dass sich die Teile spielfrei und leicht bewegen lassen. Nach Montage können die beiden Lenkschenkel mit den Gewinde M8 angeschweißt werden.

Lenkung der Bierkiste. Mit Achsschenkel und Aufhängung.
Lenkstange der Bierkiste - Lenker Aufbau 

Zur Herstellung der Lenkstange brauchen wir ein Flacheisen 10x40mm 105mm lang, 15x80mm 135mm lang, 1 Rohr Durchmesser 22mm und 20mm, 2 Rohre Durchmesser 30mm als Halterung und einen Aluklotz 30x40x100mm für die Lenkeraufnahme.

Für die untere Aufnahme haben wir ein Lager mit 12mm Innendurchmesser verwendet, eine Hülse gedreht und das Lager eingepresst. In das 22er Rohr wird unten ein Zapfen eingeschweißt der einen 12er leichtgängigen Lagersitz hat. Das 22er Rohr wird mit dem 20er Rohr mittels eines Übergangsbolzens, der Gedreht wird und streng in die Rohre passt, zusammengeschweißt. Die Schweißnaht wird nochmals nachgedreht um auf dem 20er Rohr einen sauberen Lagersitz zu haben. Am oberen Ende wird ein 20er Bolzen gedreht mit einem Gewinde M12 und angeschweißt. Jetzt muss noch eine obere Halteplatte mit der Lageraufnahme gefertigt werden. Der Lagersitz muss streng sein, das Lager wird eingepresst. Die obere Lenkeraufnahme aus einem Aluklotz fertigen, mit den Gewinden M8 zur Klemmung der Lenkerstummeln. Der Klotz wird auf die Lenkstange mit einer 12er Mutter geschraubt und dann zusammen Bierkiste Lenkstangemit einem 8er Bohrer verbohrt. Jetzt noch mit einem 8mm Spannstift gesichert. Für das Ansprechverhalten/Übersetzung der Lenkung haben wir 3 Verstellmöglichkeiten. Dazu wird das Flacheisen nach Skizze gefertigt und vorm verschweißen über das 22er Rohr gesteckt. Von unten sollte man 15-20mm Luft zum Lager lassen. Die Lenkansteuerung muss senkrecht zur oben angebrachten Lenkaufnahme angeschweißt werden. Jetzt wird das untere Lager samt Anschweißhülse auf die Lenkstange aufgesteckt und senkrecht am Rahmen angeschweißt. Die beiden Rohre die das obere Lager halten sollen werden etwas länger als benötigt unter einem Winkel von 30 Grad abgeschnitten. Hier wird je eine Scheibe 10mm stark mit einem Gewinde M10 zur Befestigung angeschweißt. Die Rohre können jetzt vormontiert werden und auf die richtige Länge unten abgesägt werden. Nach dem einpassen können sie unten am Rahmen verscheißt werden. Vorm anschweißen darauf achten dass die Lenkstange noch senkrecht steht. Jetzt kann man oben die Lenkstummeln montieren und unten die Kugelköpfe, die Gewindestangen M8 absägen und die Spur einstellen. Dabei ist zu beachten dass eine Vorspur eingestellt wird, wie es bei sportlichen Fahrzeugen üblich ist. Das bedeutet dass die beiden Reifen sich in einer verlängerten gedachten Linie vor dem Fahrzeug treffen. Das  bewirkt ein spontaneres, direkteres Ansprechen bei Lenkbewegungen. Damit ist die Lenkung komplett.  

 
Zeichnung für die Lenkung der Bierkiste.