Ausrichtung der Spiralarme an Bremsscheiben

F.H.S

Speedhub+Lupine Bastler
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Hallo,
habt ihr euch nicht auch immer schon gefragt, warum Spiralarme an Bremsscheiben immer in Drehrichtung zeigen und nicht, wie es optisch besser aussehe weil physikalisch passend zu Teilchen die sich spiralförmig von drehenden Körpern entfernen, rückwärtig zur Drehrichtung?
Kann hier einer dazu eine kompetente Antwort geben?
 
Ich denke, es liegt daran, dass die "Speichen" der Bremsscheibe eher lieber haben, wenn sie auf Druck beansprucht werden und nicht auf Zug...
 
Ich hab mir da auch mal Gedanken zu gemacht.

Eigentlich wäre es sinnvoller die Stege andersrum zu montieren. Da die Stege dann auf Zug und nicht auf Druck belastet werden. Da es bei Normalkräften für die Festigkeit egal ist, ob sie aus Zug oder Druck resultieren.
Aber dadurch dass die Stege auf Druck belastet werden könnten sie knicken was bei Zugbelastung nicht der fall wäre.

Aber evtl gibts andere Gründe
 
Ein ganz simpler Grund ist:

Wenn die Speichen auf Druck beansprucht werden versuchen sie sich „radialer“ auszurichten und damit den Durchmesser des Reibrings zu vergrößern. Der Reibring wird damit auf Zug belastet.

Andersherum würde der Reibring auf Druck belastet werden und könnte dabei wellig werden.

Edit: KainerM hat es hier noch etwas aussführlicher erklärt
 
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Bisher haben alle außer acht gelassen, dass die Scheibe verdammt heiß werden kann beim Bremsen und sich dabei ausdehnt und sich dass dann den wirkenden Bremsmomenten noch überlagert.
Hierzu mal ein Bild einer möglichen Temperaturverteilung, Skalierung in Grad C.
 

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@capic
Ich weiß es ehrlich gesagt nicht mehr, glaube aber, dass es Probleme (u.a. die hier genannten) damit gab und sie dann einfach mal die Laufrichtung geändert haben (schön das das so einfach geht).

[nomedia="http://www.youtube.com/watch?v=wmuM8GgBxIg"]YouTube - Ashima Ultralight Disc ARO 08 Leichtkraft Cycles[/nomedia]
 
Bisher haben alle außer acht gelassen, dass die Scheibe verdammt heiß werden kann beim Bremsen und sich dabei ausdehnt und sich dass dann den wirkenden Bremsmomenten noch überlagert.
Hierzu mal ein Bild einer möglichen Temperaturverteilung, Skalierung in Grad C.
Hast du Infos, wie groß der spezifische Ausdehnungskoeffizient in dem Fall in der Praxis ist? Ich stelle einfach mal die gewagte These auf, dass sich der Gesamtdurchmesser der Scheibe innerhalb eines Millimeters ändern wird und demnach überhaupt keine Rolle spielt. Selbst wenn sie 5mm an Durchmesser zunimmt (was sie nicht tut), kriegt das ne Bremszange noch gebacken.
 
Ein ganz simpler Grund ist:

Wenn die Speichen auf Druck beansprucht werden versuchen sie sich „radialer“ auszurichten und damit den Durchmesser des Reibrings zu vergrößern. Der Reibring wird damit auf Zug belastet.

Andersherum würde der Reibring auf Druck belastet werden und könnte dabei wellig werden.

Edit: KainerM hat es hier noch etwas aussführlicher erklärt


Hat mir gestern keine Ruhe gelassen. Bin aber auch auf nen ähnlichen trichter gekommen.
Ich hätte es aber nicht so schön formulieren können.

Und das mit der Temperatur ist doch nur von interesse wenn die scheibe sich nicht gleichmäßig erwärmt. (was sie ja evtl auch nicht tuht aber denke der temp unterschied auf gleichem Radius wird minimal sein)

Aber der durch wärme entstehenden spannung ists doch ganz egal wierum die speichen liegen.
 
Bisher haben alle außer acht gelassen, dass die Scheibe verdammt heiß werden kann beim Bremsen und sich dabei ausdehnt und sich dass dann den wirkenden Bremsmomenten noch überlagert.
Hierzu mal ein Bild einer möglichen Temperaturverteilung, Skalierung in Grad C.

Absolut überzeugend !
Ich schätze die Scheibe dehnt sich ca. 45 cm aus. das Gute, man kann dann direkt mit der Hand in die Scheibe fassen. Ist so ein neuer Magura Megaextremperformance Trick !

Meine Herren, was sich manche hier so zusammenreimen..... Physik LK kann das nicht sein !

Einfach testen, eine Scheibe sollte aber für Notfälle noch "normal" installiert sein ( Hinten ).

MFG
k.
 
.....Einfach testen, eine Scheibe sollte aber für Notfälle noch "normal" installiert sein ( Hinten ).

MFG
k.

Mit solchen Ratschlägen würde ich aber extremst vorsichtig sein, vor allem wenn man nicht genau weiß, was man sagt oder schreibt.

Wenn einem nämlich folgendes passiert http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=82510&highlight=scheibe+kollabiert schaut man ganz schnell dumm aus der Wäsche und eine hintere Bremse hilft auch nichts mehr, wenn man schon mit dem Zahnfleisch gebremst hat.

Also gib nicht unqualifizierte Tipps, die du nicht belegen kannst. Und flamen und bashen kannst auch gleich mal bleiben lassen, tut nämlich hier nichts zur Sache....

Edit: ich frage mich außerdem, warum es eigentlich eine SuFu gibt:
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=459383
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=321752
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=269821
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=258922
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=116890
http://www.mtb-news.de/forum/showthread.php?t=9947

Ich mein, es ist ja nicht so, dass es das Thema noch nie gegeben hat.....aber dies sind nur ein paar Links aus einer einzigen schnellen Suche, ohne jetzt irgendwelche sonderbaren Suchkriterien eingegeben zu haben....
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Da es dem TE ja ums optische geht, würde ich sagen: FAIL....oder auch ganz einfach....EGAL :D

Wobei man jetzt diskutieren könnte: sind gerade Arme auch Spiralarme, oder liegt die Definition von Spiral hier in einer Geraden?
 
Also um das "Zusammengereime" mal durch physikalischen Fakten zu ersetzen (um insbesondere kungfu, der belustigt den Kopf schüttelt über das ausgebreitete Halbwissen, selber aber absolut Null-Komma-Null Fakten beisteuert weil vielleicht selbst Null-Komma-Null Ahnung???) fangen wir mal mit der Wärmedehnung an.
Wie Res-q schon treffend bemerkt hat, ist die Wärmedehnung nur von Belang wenn die Scheibe sich ungleichmäßig ausdehnt - und genau das tut sie. Wie man sehr schön im Bild der Temperaturverteilung sehen kann ist die Scheibe logischerweise außen am heißesten um dann nach innen hin durch Wärmeabstrahlung und Wärmeübergang an die bewegte Luft immer kühler zu werden. Somit möchte der Außenring sich stärker ausdehnen als die Speichen und der Innenring. Und das resultiert folglich in Spannungen, wie immer wenn einer was will, was der andere nicht will. Und um jetzt das Niveau Physik-LK mal nach oben zu verlassen (ich hoffe kungfu kann noch folgen) seht ihr im folgenden Bild als Ergebnis einer FEM-Simulation mal den Spannungsverlauf (1. Hauptspannung, +Werte Zug, -Werte Druck) nur durch Temperaturdehnung an einer 203er Scheibe, 1.8 mm dick. In dünnen Linien sieht man den Ausgangszustand während die Ausdehnung 20-fach überhöht dargestellt ist. Bei der angenommenen Außentemperatur von 300° C dehnt sich die Scheibe um rund 0,6-1,2 mm im Außendurchmesser, je nachdem welchen Dehnungskoeffizienten man nimmt. Stahl hat normal 1,2e-5 1/K (angenommener Wert meiner Simulation), kann aber bei Edelstählen bis zum doppelten Wert liegen.
Und um es vorweg zu nehmen, für Rissbildung sind hier die Zugspannungen relevant. Da mir nicht bekannt ist welche Edelstahllegierungen für Bremsscheiben üblicherweise verwendet werden und ob sie dann evtl. noch vergütet sind, kann ich die simulierten Spannungen leider nicht bewerten, aber Zugfestikeiten von Edelstahl fangen bei ca. 400 N/mm² an und gehen rauf bis ca. 1200 N/mm² z.B. bei Premium-Laufrad-Speichen.
 

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hmm...
Aber bei der Wärmeausdehnung ist´s ja im prinzip egal wie rum die scheibe dreht. Die Spannungen die NUR aus der Dehnung entstehen bleiben ja gleich.

Da sich die Spannungen aber jetzt überlagern, wirds schwierig. müsste man mal Symulieren.
Aber ich würde mal behaupten dass es an der Spannung auf dem Reibring nichts ändert.
Und ich nehm mal an dass deine Spannungsspitzen da Druckspannungen sind. Deshalb ist´s schon gut wie die Scheiben sich drehen, denn dadurch bekommt man auf der anderen Seite der Stege auch Druck und deshalb weniger Biegung.

PS: womit hast du´s gemacht? Zu lehr zwecken benutzen wir in der FH Antras, ist aber nicht so benutzerfreundlich.
 
Zuletzt bearbeitet:
... Bei der angenommenen Außentemperatur von 300° C dehnt sich die Scheibe um rund 0,6-1,2 mm im Außendurchmesser, je nachdem welchen Dehnungskoeffizienten man nimmt. ...
Selbst wenn das stimmt (simulieren und annehmen kann man viel) - was soll das für Auswirkungen auf die Stabilität der Scheibe haben? Sie wird mit Sicherheit nicht anfangen radial zu eiern. ;)
 
kauf dir eine grimeca bremse, auf deren scheiben ist die laufrichtung jeher anderes als bei allen anderen herstellern.
zb system 8, system 12 oder die system 17...
da ist für jeden was dabei in sachen bremskraft :D
 
Selbst wenn das stimmt (simulieren und annehmen kann man viel) - was soll das für Auswirkungen auf die Stabilität der Scheibe haben? Sie wird mit Sicherheit nicht anfangen radial zu eiern. ;)

Wie recht du hast, siehst du an dem Bild - da bleibt der Außenring auch unter Wärmedehnung gleichmäßig rund.
Und inzwischen habe ich auch Festigkeitswerte für Bremsscheibenstahl gefunden. Die hatte Argon hier vor langer Zeit mal gepostet und entstammen einer Werkstoff-Analyse einer Magura-Scheibe.
Legierung 1.4034 = X46Cr13
Festigkeit rund 1400 N/mm²

@Res-q
Die Simulationen habe ich mit Medina/Permas durchgeführt.
 
@F.H.S: Zeig doch mal bitte ein Bild der Spannungen, aus dem man auch etwas erkennen kann. Ein Bild mit gemittelten Werten ohne Info für Diskretisierung, Randbedingungen, Elementtypen ist völlig informationsfrei.
Das ist nicht böse gemeint.
 
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