Ausrichtung der Spiralarme an Bremsscheiben

[F.H.S]

@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.

Also die gemittelte Darstellung habe ich nur verwendet, damit für die Laien die Spannungsübergänge "schöner" aussehen. Auf Grund der feinen Diskretisierung (4 Elementlayer über Wanddicke, HEX8-Elemente, durchschn. Kantenlänge 0,6 mm) sind die ungemittelten Werte aber nicht mal 10% höher.
Randbedingungen: Lufttemperatur 23° C, Wärmeleitfähigkeit Stahl 15 W/mK, Wärmeübgang zur Luft 30 W/m²K, keine Berücksichtigung der Nabe - hier also kein Wärmeabfluss, Festeinspannung in den Schraublöchern

 

[kungfu]

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....

Wie ich sehe war die Bremse auf deinem "Beispiel" wohl Hersteller-like montiert. Was genau willst du also damit sagen ? Das 203èr Scheiben brechen ? Außer deinem unpassenden Hauptlink und einer Sammlung von anderen links ist ja wohl eher nichts Qualifiziertes dabei ?

Trotzdem, toller Thread, FHS Ausführungen finde ich in den letzten Beiträgen interessant und fachlich nachvollziehbar ( sorry wegen der Antwort davor, ich fand es lustig . Den Grund eine Scheibe nicht verdreht zu montieren finde ich darin aber nicht.

MFG
k.

 

[Andre@s]

/OT:

Wie ich sehe war die Bremse auf deinem "Beispiel" wohl Herstellerlike montiert. Was genau willst du also damit sagen ? Das 203èr Scheiben brechen ?

Du verstehst halt nur Bahnhof. Ist schon ok, ich werde mich sicher nicht auf dein Niveau hinab begeben. Nur gib nicht anderen Tipps, dass sie Herstellervorgaben übergehen sollen (und das wurde in dem von mir verlinkten Thread sehr wohl gemacht, da keine vom Hersteller freigegebenen Bremsscheiben verwendet wurden). Es passiert so schon eine Menge, man muss es ja nicht noch extra herausfordern.

Außer deinem unpassenden Hauptlink und einer Sammlung von anderen links ist ja wohl eher nichts qualifiziertes dabei ?

Wo ist in diesem Thread (und in vielen anderen) DEIN qualifiziertes Statement. Und in den Links, die ich gepostet habe, wurde der Großteil der jetzigen Diskussion schon ausgeredet - somit sehr wohl qualifiziert - auf jeden Fall bei weitem mehr, als dein hirnloser Erguss, den du hier von dir gibst.

Trotzdem, toller Thread !

MFG
k.

Du wirst ihn eh nicht verstehen....

Ach ja, weil du deinen Beitrag editiert hast: lustig findest du es, wenn sich auf deinen Rat hin jemand auf die Fre$$e legt und nur mehr durch einen Strohhalm "essen" kann.....Komischen Humor hast du...Auf jeden Fall ist bei dir jetzt "Ignore on"...

/End OT

Sorry fürs OT, bin aus dem Thread draussen, da ich mich an Herstellervorgaben halte und in diesem Fall - bei sicherheitsrelevanten Teilen - nicht auf die Optik, sondern auf Funktion schaue. EOT for me.

 

[F.H.S]

So, dann wollen wir das Niveau mal wieder etwas anheben.

Wir Andre@s schon schrieb, wurde dieses Thema schon des öfteren diskutiert - mal ergiebiger, mal nicht und leider nie mit einer fundierten Antwort. Ich denke es wird Zeit mal eine zufriedenstellende Antwort auf die Frage der Speichenanordnung zu geben.

Dazu als nächstes Häppchen wieder Simulationsergebnisse, diesmal über die Bremsspannungen. In den bisherigen Fred's wurde dazu über Druck- und Zugbeanspruchungen der Speichen theoretisiert und einige der Beteiligten werden sich nun bestätigt fühlen.

Zeigen die Speichen in Laufrichtung des Rads (linkes Bild, cw) möchte sich der Außenring weiten, was ihm allerdings nur im Hundertstelbereich gelingt. Dadurch werden die Speichen dann vorwiegend auf Druck beansprucht, allerdings mit einer ausgeprägten Zugspannungszone am Innenring.

Zeigen die Speichen rückwärtig zur Laufrichtung (ccw) ergibt sich ein umgekehrtes Bild mit vorwiegender Zugbeanspruchung der Speichen.

Lässt man mal Knick-, Beul- und Welleffekte außer Betracht (die in meiner Simulation auch nicht auftreten), scheint sich ein leichter Vorteil für die Standardkonfiguration cw abzuzeichnen.

Und für die ganz Genauen noch die Randbedingungen der Simulation:
Es wird ein Gesamtmasse von 100 kg von einer Geschwindigkeit 30 km/h innerhalb von 5 m mit einer konstanten Verzögerung von 7 m/s² zum Stehen gebracht. Daraus resultiert überschlägig eine Bremskraft an der Achse von rund 700 N, oder für ein Laufrad mit Durchmesser 600 mm eine Bremsmoment von 210 Nm welches die Bremsscheibe aufzunehmen hat.
Die Verformungen sind wie bei allen bisherigen Bildern auch hier wieder 20-fach überhöht.

 

[anfreund]

Endlich mal eine vernünftige Herangehensweise! Hast Du zusätzlich auch Bremslasten und Temperatur kombiniert gerechnet? Hier sollte sich ja (Spiechen gegen Lafurichtung = cw) die thermische und mechanische Aufweitung des Aussenringes gleichgerichtet überlagern, was zu niedrigeren Zwangskräften in den Speichen führen müsste...

 

[F.H.S]

Dann wollen wir mal die letzte Simulationsstufe zünden - der wohl vorwiegend vorliegende Lastfall Bremsmoment überlagert mit Temperaturdehnung.
Hier werden nun die von mir schon einzeln berechneten Lastfälle zusammen betrachtet und das Ergebnis könnte eindeutiger nicht sein.
Die Randbedingungen der Simulation sind analog zu den Vorangegangenen und die Verformungen sind wie bei allen bisherigen Bildern auch hier wieder 20-fach überhöht dargestellt.

Oberflächlich betrachtet könnte man meinen, beide Einbaurichtungen wären gleichhoch belastet. Die mit Speichen in Laufrichtung des Rads (linkes Bild, cw) mit Spannungsspitzen am Innenring und die mit Speichen rückwärtig zur Laufrichtung (ccw) mit Spannungsspitzen am Außenring. Genau dieser Unterschied aber ist entscheidend, denn am Außenring erträgt der Stahl auf Grund der wesentlich höheren (mehrere Hundert Grad, bei glühender Scheibe > 600° C!) anliegenden Temperaturen nur deutlich geringere Spannungen. Und die Einbaurichtung cw liegt am Außenring mit rund 100 N/mm² nur auf 1/5 des Spannungsniveaus der Einbaurichtung ccw. Als weiterer Vorteil ergibt sich im Außenring eine gleichmäßig anliegende Zugspannungsverteilung, während die Einbaurichtung ccw abwechselnd Zug/Druckzonen aufweist. Ersteres lässt eher einen Planlauf der Scheibe erwarten, während im anderen Fall die Scheibe evtl. spürbar wellig wird.
Jetzt stellt sich natürlich berechtigterweise die Frage warum es Hersteller gibt, die ihre Bremsscheiben in ccw auslegen?

 

[anfreund]

Wunderbares Ergebnis. Auf diesem Niveau (jetzt haben wir wieder eins) könnten wir gern immer diskutieren. Mit den angenommenen 7m/s² hab ich noch so meine Probleme. Hast Du schon mal versucht, von Tempo 30 auf 5m zum Stehen zu kommem? Ich meine mich zu erinnern, dass bei knapp 6 m/s² der Überschlag droht... 7m/s² (d.h. 0,71g) und da muss der Arsch schon verdammt weit hinterm Sattel hängen, wenn man den Gleichgewichtszustand betrachtet ;-)

 

[F.H.S]

Wunderbares Ergebnis. Auf diesem Niveau (jetzt haben wir wieder eins) könnten wir gern immer diskutieren. Mit den angenommenen 7m/s² hab ich noch so meine Probleme. Hast Du schon mal versucht, von Tempo 30 auf 5m zum Stehen zu kommem? Ich meine mich zu erinnern, dass bei knapp 6 m/s² der Überschlag droht... 7m/s² (d.h. 0,71g) und da muss der Arsch schon verdammt weit hinterm Sattel hängen, wenn man den Gleichgewichtszustand betrachtet ;-)

Na ja, in der Simulation muss man halt immer Annahmen wählen, die halbwegs realistisch sind. Die Bremsverzögerung mag etwas hoch gegriffen sein, dafür ist die abzubremsende Masse mit 100 kg nicht sehr hoch angesetzt. Summa summarum denke ich bilden meine Annahmen aber eine brauchbare Basis für ein aussagefähiges Ergebnis.

Diskussionen auf diesem Niveau findet man leider höchst selten hier und oft genug wird Halbwissen zu recht abstrusen Theorien und Erklärungen verwoben. Meine Berechnungen wurden übrigens nicht auf dem Heimrechner mit irgendwelchen Freeware-Tools erstellt sondern mit Hilfe professioneller Software von jemandem dessen Beruf das ist. Und es würde mich nicht wundern wenn einigen Bremsscheibenherstellern hier die Augen ausfallen, nicht nur ob der Ergebnisse sondern auch in dem Wissen dass sie für solche Simulationen bei einem professionellem Dienstleister mehrere tausend Euro hinblättern dürften.

 

[Al_Borland]

Riecht ihr das auch? Ich rieche Weihrauch...

 

[F.H.S]

Na ja, der Weihrauch hält vielleicht einige von denjenigen ab, die in Foren wie diesem hier mit Vorliebe Beiträge zerpflücken, weil dass kann ja alles nicht sein und ...
Ansonsten bin ich für jeden konstruktiven Beitrag dankbar, weil natürlich auch meine Simulation eine Reihe von Randbedingungen bzw. Belastungsprofilen nicht berücksichtigt und die es zur weiteren Beleuchtung dieses Themas zu diskutieren lohnt.