Der LITEVILLE-BREMSEN Thread

Trotzdem, damit du nicht dumm sterben musst:

Amontonssche Gesetze aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie


Die zwei Amontonsschen Gesetze bilden die Grundlage des empirischen Verständnisses der Tribologie (Reibungslehre). Sie sind nach Guillaume Amontons (1663–1705) benannt und wurden von ihm wiederentdeckt und 1699 der Académie Royale in Paris vorgestellt. Der eigentliche Entdecker war, etwa zweihundert Jahre früher, Leonardo da Vinci (1452–1519).
Gesetze

1. Gesetz: Die Reibungskraft ist von der Ausdehnung der Reibfläche unabhängig

2. Gesetz: Die Reibungskraft ist der Normalkraft zwischen den Reibflächen (Presskraft) direkt proportional

F = \mu \cdot N

Zu beachten ist, dass das zweite Gesetz das Verhalten der meisten Metalle, ungeschmiert und geschmiert, beschreibt, jedoch nicht das Verhalten der Mehrheit der Polymere .


Unter folgenden Voraussetzungen lassen sich die zwei Gesetze erklären:

1. Dass während des Gleitens die Reibungskraft zur wirklichen Kontaktfläche A proportional ist wobei s die Reibungskraft pro Einheitsfläche ist, unabhängig von N.

F = A \cdot s

2. Dass die wirkliche Kontaktfläche A zur Normalkraft proportional ist, wobei q die Konstante der Proportionalität ist.

A = q \cdot N

Zusammengefasst ergibt sich Folgendes:

F = A \cdot s = q \cdot N \cdot s

q \cdot s= \mu

F = \mu \cdot N
 
Ich kann ja mit physikalischer Esoterik nicht so viel anfangen, aber ...
... wenn man bei gleichem Reibringdurchmesser z.B. bei einer Ashima nur alle 5 cm einen hauchdünnen Steg hat, auf dem gebremst wird, und bei einer Magura eine durchgehende Fläche mit ab und zu einer kleinen Bohrung, dann ist die Bremskraft/-wirkung bei beiden gleich groß? Wenn die Reibringfläche einen Durchmesser von 5 cm hat ist die Bremswirkung genauso groß wie wenn diese nur 1 mm ist bei entsprechend passenden Bremsbelägen? Oder hab ich jetzt was falsch verstanden? Auch die bessere Bremswärmeaufnahme spielt bei der Bremswirkung (z.B nach einer 5 km Alpenabfahrt) keine Rolle?

Bitte um weitere Details, die auch für Nichtphysiker wie mich verständlich sind.

Grüße,
F.B., dem die Grippe wohl auch den Verstand vernebelt.
 
Zuletzt bearbeitet:
In der Theorie und im Großen und Ganzen ist die Aussage von Rockyrider bzw. der Wiki-Artikel erst mal richtig: Reibungskraft ist im "Idealfall" unabhängig von der Fläche.
Wobei ich sagen muss, dass oben erwähnter Wiki-Artikel wirklich grottig ist :(
Aber mach dir nichts draus, @Rockyrider, es soll auch schon Fälle gegeben haben, wo Wikipedia als Quelle in wissenschaftlichen Abhandlungen zitiert wurde ;) :lol:

Mit "Idealfall" meine ich hier: Reine Betrachtung der Reibung zwischen zwei planen Flächen. Nicht berücksichtigt werden hier natürlich solche Scherze wie plastische Verformung oder, wie frogbite schon richtig erkannt hat, Wärme-Ableitung. Und vor allem letztere spielt bei Mountainbike-Scheibenbremsen eine sehr entscheidende Rolle, wie der ein- oder andere wohl schon in der Praxis feststellen durfte :eek:
Wie groß der Einfluss der plastischen Verformung tatsächlich ist, weiß ich nicht. Aber es gibt sie sicherlich. So hart sind v.a. die Beläge eben dann doch nicht, vor allem organische. Dazu kommt noch, dass man beim Ausfräsen am Reibring wohl nie eine exakt plane Fläche, wie sie vielleicht ohne die Ausfräsungen eher annähernd erreicht würde, erschaffen kann. Also alles doch nicht so einfach wie in der Theorie... wie immer.
Wobei das jetzt nicht heißen soll, dass ein komplett durchgehender Reibring ohne Ausfräsungen oder Bohrungen das Ideal in Hinblick auf die Funktion der Scheibenbremse ist :D Eher im Gegenteil! Es kommt eben darauf an, die Form/Größe/Anordnung der Löcher im Reibring so geschickt zu platzieren, dass sie förderlich für die Kühlwirkung (Luft) sind und dabei nicht zu groß um die Wärmeableitung durchs Material zu sehr zu beeinträchtigen, dass die Bremse nicht anfängt zu ruckeln durch zu große oder ungeschickt/senkrecht zur Bewegungsrichtung des Reibrings angeordnete Ausfräsungen, dass die Beläge gleichmäßig abgenutzt werden, etc,...

Im Großen und Ganzen hat Rockyrider aber bei einer Bemerkung recht: Das Entscheidendste ist immer noch das Material, sowohl der Beläge als auch der Scheibe/Reibring.
 
Zuletzt bearbeitet:
Wikipedia habe ich genommen, weil es gerade greifbar war.
Ändert aber an der Tatsache nix.
Elastisch/ Plastisch spielt eigentlich so gut wie keine Rolle.

Was natürlich irgendwann zum tragen kommen kann, sind Wäremableitung, bzw. Wärmeaufnahme.
Die ist von Oberfläche & Masse abhängig.
Das merkt man aber höchstens bei einer heißen gefahrenen Bremse.

Wenn du ganz stinknormal in die Bremse greifst, bleibt die Bremskraft gleich.
 
nicht jeder, der "auf dem Bau arbeitet", ist ein Hilfsarbeiter ;)

also ist die Behauptung keine Beleidigung, auch wenn sie vielleicht so gemeint war :D
 
Weder die Fläche des Reibrings, noch die der Beläge haben irgendeinen Einfluss auf die Stärke der Bremskraft!
Nur die Art der Reibpartner, und da scheint die Magura wirklich gut zu sein.

Ich treibe das ganze mal auf die Spitze, dann kann ich´s immer besser kapieren:
Wenn die Fläche des Reibrings keinen Einfluss auf die Stärke der Bremskraft hat, dann kann ich doch konsequenterweise die Größe der Fläche auch gleich Null setzen, ohne dass es die Bremskraft beeinflusst.
Super, jetzt weiß ich schon wieder, wo ich Gewicht am 301 sparen kann: ich lasse die Bremsscheiben weg, auf die Bremskraft hat das ja keinen Einfluss.

Gruß,
F.B. dem seine Erkältung auf den Keks geht.
 
nicht = 0 sondern -> 0

:lol:

wenn du jetzt noch die reifen weglässt und somit die rollreibung auf null setzt, kommst du nicht nur die berge spitzenmäßig runter, sondern auch umso besser rauf :dope:
 
Ich treibe das ganze mal auf die Spitze, dann kann ich´s immer besser kapieren:
Wenn die Fläche des Reibrings keinen Einfluss auf die Stärke der Bremskraft hat, dann kann ich doch konsequenterweise die Größe der Fläche auch gleich Null setzen, ohne dass es die Bremskraft beeinflusst.
Super, jetzt weiß ich schon wieder, wo ich Gewicht am 301 sparen kann: ich lasse die Bremsscheiben weg, auf die Bremskraft hat das ja keinen Einfluss.

Gruß,
F.B. dem seine Erkältung auf den Keks geht.

Wir dürfen doch beide nicht durch "0" teilen.
Aber du kannst die Fläche gegen "0" laufen lassen.
Ändert aber trotzdem nichts an der Sache.

Die Lösung wäre, ganz auf die Bremse zu verzichten.
 
Weder die Fläche des Reibrings, noch die der Beläge haben irgendeinen Einfluss auf die Stärke der Bremskraft!
Nur die Art der Reibpartner, und da scheint die Magura wirklich gut zu sein.


Andi, ist doch klar! Genauso wenig wie Nehmer- und Geberkolbendurchmesser;)

Ich treibe das ganze mal auf die Spitze, dann kann ich´s immer besser kapieren:
Wenn die Fläche des Reibrings keinen Einfluss auf die Stärke der Bremskraft hat, dann kann ich doch konsequenterweise die Größe der Fläche auch gleich Null setzen, ohne dass es die Bremskraft beeinflusst.
Super, jetzt weiß ich schon wieder, wo ich Gewicht am 301 sparen kann: ich lasse die Bremsscheiben weg, auf die Bremskraft hat das ja keinen Einfluss.
[...]

Das Verhältnis der Fläche der Nehmerkolben zur Fläche des Geberkolbens bestimmt natürlich sehr wohl, mit welcher Kraft bzw. hydraulischen Übersetzung die Beläge die Scheibe "kneifen"!

Könnte man nun die Beläge (bei ansonsten identischer Zange) vergrößern, so verringert sich zwar aufgrund von p=F/A (Druck=Kraft/Fläche) die sog. Flächenpressung, die resultuierende Bremskraft bleibt aber - theoretisch - gleich!

Man könnte vereinfacht auch sagen, dass ein größerer Belag die Kraft, mit welcher er durch die Kolben gegen die Scheibe gedrückt wird, einfach auf eine größere Fläche verteilt!

Das Gegenteil hinsichtlich der Flächenpressung geschieht, wenn man - bei gleicher Belagsfläche - nun z.B. einen "fleischlosen" Ashima-Rotor verwendet, der ja quasi nur aus "Durchbrüchen bzw. Stegen" im Reibring verfügt! :p

Hier ERHÖHT(!) sich die punktuelle Flächenpressung der ansonsten identisch großen Beläge, die rultierende Bremskraft bleibt auch hier gleich - ABER: Die Scheibe bzw. Beläge erhitzen so natürlich viel schneller, da a) eine Scheibe ohne "Fleisch im Reibring" natürlich über weniger thermische Reserven verfügt, als eine Scheibe mit solidem Reibring (wo kein Scheibenmaterial vorhanden ist, kann auch keine "Wärme" aufgenommen werden) und b) werden wie gesagt die Beläge mit größerer Flächenpressung gegen die dünnen Stege des Reibringes gepresst!
Das führt möglicherweise zu einer (punktuellen?) thermischen Überbelastung der Beläge, was zum frühzeitigen Fading (dem "Ausgasen") der Beläge und in Folge einem sinkenden Reibwert oder sogar zu sog. Hot Spots (ungleichmäßige Flächenpressung des Belages) u./o. sogar zu Stick Slip-Effekten (Ruckegleiten) führen kann!

Die Ashimas "taugen" also als vernünftiger Rotor eher nicht!

Übrigens: Nicht ohne Grund hat(te) DIE(!) DH-Referenzbremse in puncto Standfestigkleit des Marktes, also der olle Gustav M, diese sehr langen u. großen Beläge! :daumen:
 
Zuletzt bearbeitet:
@DH-Luza

Schön auf den Punkt gebracht! :daumen: Bei einer Fahrradbremse ist eben nicht nur die reine Bremskraft (aka Reibungskraft) entscheidend. Spätestens in den Alpen ... ;)


@schulte68

das letzte Mal als ich das Prinzip beachtet habe gabs einen Köpfer über einen Baumstamm :p
 
Zuletzt bearbeitet:
das Physikgerechne stimmt natürlich, aber wie jede Rechnung im IDEALFALL.

Was ich auch immer Leuten vorschlage die den sinn breiterer reifen nicht einsehen möchten, mann nehme eine beliebige Oberfläche im Extremfall glas, das schließt die plastische Verformung weitestgehend aus, entspricht also recht gut einer harten Scheibe.
jetzt nimmt man einen Radiergummi und stellt diesen auf eine ecke und schaut wie viel handkraft man auf die unterlage übertragen kann bevor er wegrutscht (radiert), und dann legt man selbigen auf dessen größte fläche und probiert dies nochmals.
 
das Physikgerechne stimmt natürlich, aber wie jede Rechnung im IDEALFALL.

Was ich auch immer Leuten vorschlage die den sinn breiterer reifen nicht einsehen möchten, mann nehme eine beliebige Oberfläche im Extremfall glas, das schließt die plastische Verformung weitestgehend aus, entspricht also recht gut einer harten Scheibe.
jetzt nimmt man einen Radiergummi und stellt diesen auf eine ecke und schaut wie viel handkraft man auf die unterlage übertragen kann bevor er wegrutscht (radiert), und dann legt man selbigen auf dessen größte fläche und probiert dies nochmals.

Und meinst die Verformungsenergie kannst du spürbar als negative Beschleunigung ansetzten? Wohl kaum.
 
Für den Rollwiderstand von Reifen entsteht der Widerstand / negative Kraft ja gerade durch die Verformung ;). Also ich spüre den Rollwiderstand jedenfalls immer ziemlich deutlich.
Hat aber leider nix mit Bremsen zu tun.
 
ich könnte es nicht besser ausdrücken, als der Kollege im KFZ-Thread:


achja - reifen durch brense ersetzen
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Klingt alles einleuchtend, ist aber trotzdem nicht korrekt
wink.gif


Richtige Lösung wäre Tor 3 gewesen
biggrin.gif


Die "Reibung" (mit Absicht in ""!!) zwischen Reifen und Strasse ist dann doch etwas komplizierter. Bei einer reinen Coulombschen Reibung von festen(!!) Körpern spielt wie gesagt die Fläche keine Rolle. Reibkraft=µ*Aufstandskraft.

Nur ist Gummi nicht fest und Asphalt auch keine glatte Oberfläche. Heisst neben der eigentlichen Reibung gibt es auch den sog. Formschluss. Heisst der Reifen verkrallt sich in den Unebenheiten des Bodens.

Beides zusammen führt dazu dass der resultierende Reibwert des Reifens nicht mehr unabhängig von der Fläche und der Aufstandskraft ist. Je breiter ein Reifen desto mehr Punkte hat er wo er sich mit dem Asphalt verkrallen kann und daher hat er auch den etwas höhere Reibwert bei gleicher Gummimischung und gleicher Aufstandskraft.

Gilt natürlich nur wenn man dem breiteren Reifen auch die Möglichkeit zur grösseren Auflagefläche gibt und nicht zum Spritsparen maximal aufpumpt.


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oder so erklärt

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Hallo,

ich habe bei der Knoff Hoff Show einen ganz interessanten kurzen Bericht zu breiten Reifen gesehen:
Gewicht ist entscheidend
Mit einem Experiment kann man das prüfen. Zwei gleichschwere Holzklötze werden von Gewichten über eine Ebene gezogen. Ein Klotz liegt auf der breiten Seite, der andere auf der schmalen Seite. Die Klötze simulieren also breite und schmale Reifen. Das Ergebnis: Beide Klötze bewegen sich gleich schnell.

Die Haftreibung ist also nur vom Gewicht und der Beschaffenheit des Untergrundes und nicht von der Größe der Auflagefläche abhängig. Mit den breiten Reifen können Rennwagen nicht besser bremsen, sondern sie dienen der größeren Wärmeableitung - sie bleiben kühler. Das hat den Vorteil, dass ihre Oberfläche bei der hohen Belastung nicht so leicht schmilzt und dann rutschig wird.
Quelle: http://www.zdf.de/ZDFde/inhalt/23/0,1872,2113047,00.html

Wenn der Klotz auf der breiten Seite leigt hat er zwar mehr Fläche zum bremsen, aber pro Flächeneinheit weniger Gewichtsskraft, die auf den Flächeneinheit wirkt.

Ähnliches habe ich auch schon mal in einem Forum gelesen.

Also kann man sagen der größte Vorteil von breiten Reifen ist die Optik! Okay und im wirklich sportlichen Einsatz sind sie natürlich auch von nutzen Aufgrund der besseren Wärmeableitung.




und darauf die Expertenantwort:


Das Expiremt mit den Klötzen ist richtig, solange es um Festkörperreibung geht. Beim Reifen liegt aber ein Grenzfall der Festkörperreibung bzw. der Flüssigkeitsreibung vor, in dem die (einfachen) Gesetze der Festkörperreibung nicht bzw. nur noch tw. gültig sind.

Neben der (Festkörperreibung) treten Adhäsions- und Kohäsionseffekte (ugs: Verzahnung und Kleben) auf, die sehr wohl mit der Aufstandsfläche zunehmen. Auf nasser oder verschneiter Fahrbahn sieht's dann schon wieder gaaaanz anders aus.

Pauschalurteile sind deshalb (fast) immer falsch. Speziell auf trockener Fahrbahn wird ein breiter Reifen gegenüber einem schmalen aber (bei sonst gleichen Bedingungen) einen kürzeren Bremsweg bewirken - auch bei nur einer Vollbremsung.

Der Grund liegt darin, daß durch den höheren Anpreßdruck des schmalen Reifens die gleiche Wärmemenge über eine kleinere Fläche abgeführt wird, diese erwärmt sich also stärker, der Reifen (und die Fahrbahn) kommt früher an die termische Belastungsgrenze und die Grenze zwischen Haftreibung und Gleitreibung wird schneller erreicht.
 
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