The presentation describes the development of a new mountain bicycle pedal with a special
magnetic safety locking mechanism by means of the finite element method (FEM). It starts with a
description of the predecessor mountain bike pedal “Enduro” from magped GmbH and sets out the
development objectives for the new pedal named “Enduro2”. The complete development activities
like load determination and load assumptions, FEM analysis of the initial draft, subsequent
optimization steps for strength improvement and mass reduction, bearing design and analysis, and
prototype testing are described. The presentation ends with a chapter about creating computer
generated images for marketing material of the pedal.
The presentation is structured as follows:
1. Introduction:
-Description of the predecessor mountain bike pedal “Enduro1” by magped GmbH
-The magnetic safety locking mechanism
-Overview of the magped GmbH product portfolio
-Short magped GmbH company presentation
-Development objectives and initial design draft of the successor pedal model “Enduro2”
2. Determination of the load cases for design & optimization:
-Loads for bicycle pedals acc. to DIN ISO 4210
-Chosen load cases and qualification test program
3. Strength analysis and weight optimization of the pedal axis:
-Pre-optimization steps
-Optimized shape: Theoretical consideration of the pedal axis
-Optimized design description
-Obtained mass reduction
-User tips for shape / notch stress optimization
-Comparison with the axis of a competitor
4. Strength analysis and weight optimization of the pedal body:
-Challenges in pedal body design
-Computed load cases
-Design result and mass savings
5. Bearing design and analysis:
-Sliding bearing layout
-Ball bearing layout: Bearing forces computation by FEM due to over-determined system
-Description of the Creo Simulate FEM model
-Bal bearing life span
6. Product testing:
-Test program performed by the zedler-institute
-Testing of the first test batch of pedals with hollow bored axis
-Testing of the first test batch of pedals without hollow bored axis
7. Realized mass savings:
-Magped Enduro1 and Enduro2 on the balance and comparison with the magped Gravel pedal
8. Creation of marketing material for the final product:
-Still image creation
-Photorealistic rendering containing FEM loading sequences / Der Vortrag beschreibt die Entwicklung eines neuen Mountainbike-Pedals mit einer speziellen
magnetischen Sicherheitsverriegelung mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM). Er beginnt mit
einer Beschreibung des Vorgänger-Mountainbike-Pedals 'Enduro' der magped GmbH und legt die
Entwicklungsziele für das neue Pedal mit dem Namen 'Enduro2' dar. Die gesamten
Entwicklungsaktivitäten wie Lastermittlung und Lastannahmen, FEM-Analyse des ersten Entwurfs,
nachfolgende Optimierungsschritte zur Festigkeitsverbesserung und Massenreduzierung,
Lagerauslegung und -analyse sowie Prototypentests werden beschrieben. Die Präsentation endet
mit einem Kapitel über die Erstellung computergenerierter Bilder für die Verwendung in
Marketingmaterial des Pedals.
Gliederung des Vortrages:
1. Einleitung:
-Beschreibung des Vorgänger-Mountainbike-Pedals 'Enduro1' der magped GmbH
-Die magnetische Sicherheitsverriegelung des Pedals
-Überblick über das Produktportfolio der magped GmbH
-Kurze Firmenpräsentation der magped GmbH
-Entwicklungsziele und erster Designentwurf des Nachfolgemodells 'Enduro2'
2. Ermittlung der Lastfälle für Design & Optimierung:
-Belastungsfälle für Fahrradpedale nach DIN ISO 4210
-Ausgewählte Lastfälle und Qualifikations-Testprogramm
3. Festigkeitsanalyse und Gewichtsoptimierung der Pedalachse:
-Vor-Optimierungsschritte
-Optimierte Form: Theoretische Betrachtung der Pedalachse
-Beschreibung der optimierten Form
-Erzielte Massenreduzierung
-Anwendertipps zur Form- / Kerbspannungsoptimierung
-Vergleich mit der Achse eines Wettbewerbers
4. Festigkeitsanalyse und Gewichtsoptimierung des Pedalkörpers:
-Herausforderungen bei der Konstruktion von Pedalkörpern
-Berechnete Lastfälle
-Konstruktionsergebnis und Gewichtseinsparung
5. Lagerkonstruktion und -analyse:
-Auslegung der Gleitlager
-Auslegung der Kugellager: Berechnung der Lagerkräfte durch die FEM aufgrund des statisch
überbestimmten Systems
-Beschreibung des Creo Simulate FEM-Modells
-Lebensdauer der Kugellager
6. Produktprüfung:
-Testprogramm, durchgeführt durch das zedler-Institut
-Erprobung der ersten Versuchscharge von Pedalen mit hohlgebohrter Achse
-Prüfung der ersten Versuchscharge von Pedalen ohne hohlgebohrte Achse
7. Realisierte Masseneinsparung:
-Magped Enduro1 und Enduro2 auf der Waage und Vergleich mit dem magped Gravel-Pedal
8. Erstellung von Marketingmaterial für das Endprodukt:
-Erstellung von computergenerierten Fotos
-Fotorealistisches Rendering mit FEM-Belastungssequenzen
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:85226 |
| Date | 24 May 2023 |
| Creators | Jakel, Roland |
| Contributors | Technische Universität Chemnitz |
| Publisher | Universitätsverlag Chemnitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:conferenceObject, info:eu-repo/semantics/conferenceObject, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-835749, qucosa:83574 |
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