Warum haben Gabeln bei der Scheibengrösse eine Beschränkung?

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Ich habe mir gerade mal die Frage gestellt, warum eigentlich? Ob man mit einer kalten 160mm-Scheibe einen Stoppie macht oder das bei 200mm auch später noch hinkriegt, ist doch von der Belastung her total egal. Ausserdem setzen alle Bremsen am gleichen Punkt den Hebel an, nämlich an der Aufnahme an der Gabel, und die Kraft, die eingeleitet wird, übersteigt nie das Hochgehen des Hinterrades..
Also warum?

Grüße
 
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Ich habe mir gerade mal die Frage gestellt, warum eigentlich? Ob man mit einer kalten 160mm-Scheibe einen Stoppie macht oder das bei 200mm auch später noch hinkriegt, ist doch von der Belastung her total egal. Ausserdem setzen alle Bremsen am gleichen Punkt den Hebel an, nämlich an der Aufnahme an der Gabel, und die Kraft, die eingeleitet wird, übersteigt nie das Hochgehen des Hinterrades..
Also warum?

Grüße

Damit die Gabel nicht kaputt geht.

Eine größere Scheibe könnte dir den Sockel aus dem Casting raus reißen usw.

Oder die Gabel Knickt weg usw.
 
Und warum soll das nicht mit einer 160mm Scheibe passieren? Die maximale Belastung ist da auch nicht geringer.

Grüße

Edit:

Ist dir schon mal aufgefallen welche Unterschiede die Standrohre / Gabelkronen haben
gruebel.gif


Ist eine kleine Nebensächlichkeit mit großer Wirkung. :D
 
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Naja, die Brücke hat ja damit nicht so viel zu tun.
Und dass die Hersteller da alle etwas vorschreiben, weiss ich ja auch. Nur warum?

Grüße

Die Gründe habe ich dir genannt.

Und ist die der kleine aber feine Unterschied an den Standrohren und an der Gabelkrone aufgefallen.
gruebel.gif


Und dann gibt es noch ein kleinen unterschied an den Tauchrohren kennst du den
gruebel.gif


Der Unterschied ist offensichtlich wenn du dir die Gabeln mal näher ansiehst.
einaugeblinzel.gif
 
Es treten sehr wohl größere Kräfte bei einer größeren Scheibe auf. Deine falsche Annahme, das beim Stoppie die maximalbelastung auftritt ist falsch, denn für den Stoppie entlastest du das Hinterrad durch das nach vorne lehnen. Ich habe es noch nie geschafft, einen Stoppie mit der richtigen Bremstechnik zu machen, (Schwerpunkt nach hinten unten und pedale in den Boden drücken) da ist mir vorher das VR blockiert. Probier mal aus, wie stark die Unterschiede in der Verzögerung sind, dann weißt du was da mehr auf die Gabel wirkt. (Kannst du sogar ausrechnen)
Wenn die Bremswirkung, d.H. die Verzögerung einer 160er gleich der einer 203er wäre (gleiche Kraft auf Gabel), dann bräuchte man die große scheibe doch gar nicht. (Dabei spielt der Hebel, den die Bremsscheibe aufgrund ihres größeren Durchmessers auf den Adapter ausübt mitsicherheit auch eine rolle...)
Die Gründe die Hot Carrot genannt hat, sind schon korrekt, das kannst du ruhig glauben, ebenso, das die Hersteller die maximalgröße mit gutem Grund vorschreiben. Nicht alles im Leben ist eine Verschwörung der Illuminati.
 
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Die wesentlichen Kräfte, die bei einem Stoppie auf die Gabel wirken, entsprechen in etwa denen bei einer Bremsung mit 1G nur über das Vorderrad. Ob dabei eine solche Verzögerung, wenn überhaupt, mit großer oder kleiner Scheibe erreicht wird, kann der Gabel zunächst einmal egal sein. Denn die Scheibengröße wirkt sich unmittelbar nur über die durch den Adapter veränderte Hebelwirkung des Bremssattels auf seine Befestigungspunkte an der Gabel aus. Wer mit einer eher zierlichen Gabel regelmäßig Stoppies macht, braucht sich über die Beschränkungen des Herstellers hinsichtlich der Scheibengröße nicht mehr ernsthaft Gedanken machen.
 
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Nicht erwähnt wurde bisher noch die unterschiedliche Hebelwirkung auf die Bremssattelaufnahme:

Bei der selben Bremsaufnahme der Gabel (z.B. IS, oder 6-Zoll PM) ist auch bei der gleichen Verzögerungsleistung, die Krafteinleitung in die Bremsaufnahme bei verschiedenen Scheibengrößen anders: Bei großen Scheiben sitzt der Bremssattel weiter außen und hat eine wesentlich größere Hebelwirkung auf die Bremsaufnahme, als bei einer kleinen Scheibe...

Und die Spitzenlasten sind enorm unterschiedlich: eine hecktisch voll durchgezogene Bremse mit 160er für den Bruchteil einer Sekunde erzeugt weit weniger Spitzenlast als eine 203er... das diese Bremsleistung im Endeffekt zum Blockieren des Rades oder zum Steigen des Hinterrades führt, ist in diesem kurzen Zeitraum irrelevant... das Drehmoment wird für eine kurze Zeit vollständig vom Bremssattel auf die Gabel übertragen.
 
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Passt schon. Du hast es aber noch genauer erklärt. Wir müssen das jetzt auch nicht ausdiskutieren, aber dem zweiten Teil Deiner Ausführungen würde ich nicht mehr zustimmen wollen. Außerdem meine ich mich zu erinnern, dass diese Fragen in einem älteren Thread schon einmal ausführlich erörtert wurden. Einig sind sich die Leute da aber auch nicht geworden.
 
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Im Prinzip ist das doch so:
Wenn man mal davon ausgeht dass man in beiden Faellen gleich stark am Bremshebel zieht entsteht in beiden Faellen die gleiche Kolbenkraft und damit auch die gleichen Reibungskraefte in tagentialer Richtung an der Scheibe. Das Bremsmoment ergibt sich nun aus dieser Reibungskraft mal dem Hebelarm der offensichtlich bei der groesseren Scheibe auch groesser ist. Also kann mit einer groesseren Scheibe ein groesseres Bremsmoment erzeugt werden welches dann in die Gabel eingeleitet wird!
 
Hab mir/hier die Frage auch mal etwas kritischer gestellt
(dabei kommen leider oft die Standardantworten "weil es der Hersteller sagt" oder "weil die Gabel sonst kaputt geht"... :rolleyes:) und würde inzw. auch sagen, dass zum einen die "Peaks" größer ausfallen könnten und die Kräfte durch andere Adapter zu größeren Belastungen führen
(da wäre mal grafische Darstellung/Simulation interessant).

Außerdem noch zu der Sache mit dem max. statischen Moment:
bei einem Untergrund, auf dem z.B. eine 160er Scheibe für nen Stoppie/rutschenden VR reicht, wäre die Belastung auf die Standrohre wohl mit einer 200er ziemlich die selbe, da ja nicht mehr Bremsmoment an der Nabe aufgebaut werden kann, wenn der Grip am Ende ist.
Aber geht man mal von einem extrem guten Grip aus, zusammen mit entspr. hoher Energie die abgebaut werden soll (speed/steiles Gelände),
kann es schon sein, dass eine kleine Scheibe durch die Beläge rutscht und weniger Bremskraft bringt, als eine große und dadurch auch die Gabel in den oberen Bereichen weniger belastet.

edit: so wie roman schrieb meine ich das auch...hatte den Tab zu lange offen :)
 
Wollte den Thread verlinken, den ich meinte, finde ihn aber nicht. Naja, gehe jetzt auch mal schlafen...
 
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Aber geht man mal von einem extrem guten Grip aus, zusammen mit entspr. hoher Energie die abgebaut werden soll (speed/steiles Gelände),

Bei hohen Geschwindigkeiten, extrem guter Grip (z.B. warmen Aspalt und Slickreifen) und entsprechend stark rückverlagertem Schwerpunkt vorausgesetzt, ist es möglich jede Bremse an ihre Grenze zu bringen. Die Scheibe/das Rad blockiert dann nicht mehr, trotz maximalem Bremsdruck. In einer Bikezeitschrift vor Jahren war mal genau zu diesem Szenario eine Darstellung dieser Grenzgeschwindigkeit über der Scheibengröße aufgetragen. Die Ergebnisse waren sehr eindeutig. Die Geschwindigkeit bei einer 203er Scheibe war nahezu doppelt so groß wie bei der 160er...

Und das jenseits dieser Geschwindigkeit in die Gabel eingeleitete Drehmoment ist sinngemäß auch entsprechend größer...
 
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Bei hohen Geschwindigkeiten, extrem guter Grip (z.B. warmen Aspalt und Slickreifen) und entsprechend stark rückverlagertem Schwerpunkt vorausgesetzt, ist es möglich jede Bremse an ihre Grenze zu bringen. Die Scheibe/das Rad blockiert dann nicht mehr, trotz maximalem Bremsdruck. In einer Bikezeitschrift vor Jahren war mal genau zu diesem Szenario eine Darstellung dieser Grenzgeschwindigkeit über der Scheibengröße aufgetragen. Die Ergebnisse waren sehr eindeutig. Die Geschwindigkeit bei einer 203er Scheibe war nahezu doppelt so groß wie bei der 160er...

Und das jenseits dieser Geschwindigkeit in die Gabel eingeleitete Drehmoment ist sinngemäß auch entsprechend größer...

Genau, sowas meinte ich :)
 
Hab was auf der Canyon-HP gefunden. Hier gehts um eine Projektstudie Rennrad mit Scheibenbremsen...im Artikel steht auch was zur Einwirkung der Bremskräfte auf die Gabel:

"Sporadisch wurden bereits bei Rennrädern Scheibenbremsen verbaut, dabei wurden aber nicht die spezifischen Belange des Rennrades berücksichtigt. Die ungefederten Rennradgabeln sind relativ elastisch konzipiert, damit sie einen gewissen Fahrkomfort vermitteln. Bei der Bestückung mit MTB Bremsscheiben wäre ein Rennrad-Gabelbein bereits bei einer Bremsscheibe mit 160 mm Durchmesser überfordert – plastische Verformung oder gar Brüche wären die Folge. Zudem würde das elastische Gabelbein beim Bremsen nach hinten pendeln: Der Fahrer fährt also bei jedem Bremsen eine Kurve und muss entsprechend Gegensteuern, was in kritischen Fahrsituationen die Kontrolle über das Rennrad erschwert.
Weiterhin muss berücksichtigt werden, dass der Aufstandspunkt des Vorderrades weniger weit vom Fahrzeugschwerpunkt entfernt liegt (kurzer Vorderbau) als beim MTB. Die Bremsleistung muss daher entsprechend reduziert werden, damit keine Überschlagsgefahr besteht.
Ein weiteres Problem wäre da noch die Bremswärme, die über den Bremssattel auf das schlanke Gabelbein gelangt und dort weniger gut abgeführt werden kann als bei einer voluminösen MTB-Gabel. Da bei Gabeln aus Aluminium oder Carbon die Materialfestigkeit bei Temperaturen über 150 Grad leidet, können diese dadurch bleibend geschädigt werden.
Diese Problematik wurde bei der Entwicklung der Studie bedacht. Das Ergebnis ist das Projekt 6.8."

http://www.canyon.com/technologie/projekt68.html

Kommt dann wohl auf die Stabilität der Gabel an, inwiefern welche Bremsscheibengröße verwendert werden kann.
 
Die horizontal von der Achse des gebremsten Rades auf das Ausfallende der Gabel wirkende Kraft ist die erste kritische Belastung an der Gabel beim Bremsvorgang. Siehe dazu meine Bemerkungen zu Stoppies in #9. Die daraus resultierende Scherkraft belastet vor allem die Verbindung von Gabelschaft und -krone.

Bei den gängigen Befestigungsvarianten IS2000 und Postmount wirkt die Kraft des Bremssattels nicht parallel zum Tauchrohr sondern in einem spitzen Winkel. Diese Ausrichtung reduziert die nach oben in das bremsseitige Tauchrohr eingeleitete Kraft.

Diese Kraft wirkt ähnlich wie der asymetrische Aufbau des Gabelinnenlebens (einseitige Feder) auf eine Parallelverschiebung der Tauchrohre hin, belastet die Gabelbrücke und ist die zweite kritische Belastung für die Gabel beim Bremsvorgang.

Gleichzeitig bewirkt diese nicht parallele Ausrichtung auch eine Kraftkomponente, die das bremsseitige Tauchrohr nach vorne drückt. Diese Torsionskraft um die Schaftachse ist die dritte kritische Belastung, die beim Bremsvorgang auf die Gabel wirkt.

Die Scherkraft, die beim Bremsen auf die Verschraubung des Bremssattels bzw. des Adapters mit der Gabel wirkt, ändert sich zwar marginal in Abhängigkeit von der Scheibengröße, stellt aber keinesfalls ein Problem dar.

Die potentiell höhere Bremsleistung und höhere Belastung der Gabel durch eine Bremsanlage mit größerer Scheibe (bei gleicher Bremse) realisiert sich nur bei hinreichender Haftreibung zwischen Reifen und Untergrund. Dass Gabelhersteller Beschränkungen hinsichtlich der Scheibengrößen aussprechen, anstatt Grenzwerte für die wirkenden Kräfte anzugeben, ist schlicht eine grobe Vereinfachung.
 
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Bei hohen Geschwindigkeiten, extrem guter Grip (z.B. warmen Aspalt und Slickreifen) und entsprechend stark rückverlagertem Schwerpunkt vorausgesetzt, ist es möglich jede Bremse an ihre Grenze zu bringen. Die Scheibe/das Rad blockiert dann nicht mehr, trotz maximalem Bremsdruck.

Wenn der Test so ausgefallen ist, ok. Den Zusammenhang mit der Geschwindigkeit verstehe ich aber nicht, ausser es soll bedeuten, dass über die gesamte Bremsung nicht mehr die gripmässig maximal mögliche Bremslesitung zur Verfügung steht. (Weil die Bremse eben heiss wird.)
An sich ist es ja egal, wie schnell man ist, wenn es nur um eine kurzzeitige Maximalbelastung geht.
Wahrscheinlich wird es wohl dann auch vom Fahrergewicht abhängen, was die Gabel aushalten muss. Also 100 kg mit 180mm Scheibe gebremst bringen sicher mehr Belastung, als 60 kg mit 200mm Scheibe, denke ich.
Naja..

Grüße

Edit

Die horizontal von der Achse des gebremsten Rades auf das Ausfallende der Gabel wirkende Kraft ist die erste kritische Belastung an der Gabel beim Bremsvorgang. Siehe dazu meine Bemerkungen zu Stoppies in #9. Die daraus resultierende Scherkraft belastet vor allem die Verbindung von Gabelschaft und -krone.

Das ist ja diegleiche Belastung, wie bei Felgenbremsen auch, auf die Ausfallenden (das Rad "schiebt" ja auch bei Scheibenbremse über die Achse, die Scheibenbremse bremst ja nur die Rotation des Rades, und das bewirkt dann die Abbremsung.

Bei den gängigen Befestigungsvarianten IS2000 und Postmount wirkt die Kraft des Bremssattels nicht parallel zum Tauchrohr sondern in einem spitzen Winkel. Diese Ausrichtung reduziert die nach oben in das bremsseitige Tauchrohr eingeleitete Kraft.

Die Ausrichtung ist doch egal. Wenn über die Bremsscheibe die Rotation des Rades gebremst wird und diese Abbremsung der Rotation an der Gabelscheide "abgestützt" wird, dann wirkt immer die (annähernd) volle Kraft senkrecht zur Gabelscheide. Und zwar Druck am oberen Befestigungspunkt des Bremssattels, Zug am unteren (bei den üblichen Gabeln).


Diese Kraft wirkt ähnlich wie der asymetrische Aufbau des Gabelinnenlebens (einseitige Feder) auf eine Parallelverschiebung der Tauchrohre hin, belastet die Gabelbrücke und ist die zweite kritische Belastung für die Gabel beim Bremsvorgang.

Das ist nicht so. Diese Kraft bewirkt eine Knickung der linken Gabelscheide/des linken Castingteils um den oberen Befestigungspunkt des Bremssattels. Dabei wird der unterhalb dieses Punktes befindliche Teil nach hinten gedrückt, und das ergibt eine Veränderung des Geradeauslaufs ("Rad zieht nach links").

Gleichzeitig passiert dabei auch das:

auch eine Kraftkomponente, die das bremsseitige Tauchrohr nach vorne drückt.

Also kurz gefasst sehe ich blos zwei Belastungen der Gabel:
1. Knickung der linken Gabelscheide / des linken Castingteils um den oberen Befestigungspunkt des Bremssattels;
2. Biegung der Gabel nach hinten (Belastung der Krone, Tauchrohre, Verbindung Tauchrohr/Casting);

(Das soll jetzt nicht rechthaberisch oder so sein, blos evtl. mir etwas Klarheit bringen. Wenn ich da falsch liege, bitte korrigiert mich.)

Grüße
 
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Vollkommen richtig! Die zu verzögernde Masse ist übrigens DER entscheidende Faktor, den ich noch gar nicht erwähnt habe. Zum Einfluss der Geschwindigkeit: Die kinetische Energie, die beim Bremsvorgang in Wärme verwandelt werden muss, ist bei einer Bremsung von 50km/h auf 30km/h wesentlich größer als bei einer Bremsung von 20km/h bis zum Stillstand.
 
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Den Zusammenhang mit der Geschwindigkeit verstehe ich aber nicht, ausser es soll bedeuten, dass über die gesamte Bremsung nicht mehr die gripmässig maximal mögliche Bremslesitung zur Verfügung steht.

Hat nichts mit der Standfestigkeit zu tun!

Bei voll durchgezogener Bremse, perfektem Grip und stark hecklastigem Schwerpunkt hängt die erreichbare Verzögerung von der Geschwindigkeit ab. Bei 10km/h erreicht man viel größere Verzögerungen als bei 60km/h, daher hebt sich das Hinterrad bei höheren Geschwindigkeiten auch schlechter, bzw. man muss durch Gewichtsverlagerung nachhelfen.

Grund ist ganz einfach: Bei hoher Geschwindigkeit geht die Energie quadratisch hoch...

Rechenbeispiel (weils grad so viel Spaß macht :D):
1. Abbremsen von 10m/s auf 0m/s innerhalb einer Sekunde:
Verzögerung 10m/s^2. Vernichtete Energie bei 100kg Systemgewicht: E=0.5*m*v^2=5000J, Bremsleistung P=E/t=5000J/1s=5000 Watt

2. Abbremsen von v1=30m/s auf v2=20m/s innerhalb einer Sekunde:
Verzögerung immer noch 10m/s^2. Vernichtete Energie bei 100kg Systemgewicht:
E=0.5*m*v1^2-0.5*m*v2^2=45000J-20000J=25000J, Bremsleistung also P=E/t=25000 Watt
 
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