Ungelochte Bremsscheiben für MTB

[TuNeXiZz]

bei deiner Rechnung rechnest Du allerdings mit dem Komplett Gewicht der Scheibe. Durch die dünnen "Speichen" der Scheiben dürfte das effektive Gewicht für diese Rechnung geringer sein. Da durch die Wärmeleitung die Wärme verzögert in den Achsnahen Bereich kommt. Dadurch müßte das Mehrgewicht ohne Löcher allerdings noch eine größere Rolle spielen
Aber trotzdem sehr interessant um mal eine Abschätzung zu haben.

Hmm ja, aber wie du sagst, sind die Stege recht dünn und dürften nicht übermäßig viel Gewicht ausmachen. Außerdem ist die Wärmeleitfähigkeit von Metallen sehr hoch und die Stege werden auf jeden fall auch gut wärmer werden. Kann sein, dass die Reibfläche der Scheibe noch ein paar Grad wärmer wird, aber denke, dass das als Überschlagsrechnung schon passt.

Zu beachten ist viel eher, dass wir hier eine Temperaturdifferenz berechnet haben. Hat die Scheibe also schon 40°C, weil es draußen 30°C warm ist und unsere letzte Bremsung noch nicht so lange her ist, kommen wir leicht über die 100°C Scheibentemperatur nach der berechneten Bremsung.

 

[alteoma301]

ok. und ab welcher temperatur wirds kritisch? 100°C scheibentemperatur hört sich für mich nicht so richtig problematisch an.
Übrigens: je höher DeltaT zwischen Scheibe und Luft ist, umso mehr Wärme Q kann von einem Medium ins andere Medium fließen. Heisst: heisse bremsscheiben kühlen schneller ab als kalte.

 

[Black-Under]

ok. und ab welcher temperatur wirds kritisch? 100°C scheibentemperatur hört sich für mich nicht so richtig problematisch an.
Übrigens: je höher DeltaT zwischen Scheibe und Luft ist, umso mehr Wärme Q kann von einem Medium ins andere Medium fließen. Heisst: heisse bremsscheiben kühlen schneller ab als kalte.

nun eine kalte Bremsscheibe muss ja auch nicht abkühlen

 

[Black-Under]

ok. und ab welcher temperatur wirds kritisch? 100°C scheibentemperatur hört sich für mich nicht so richtig problematisch an.
Übrigens: je höher DeltaT zwischen Scheibe und Luft ist, umso mehr Wärme Q kann von einem Medium ins andere Medium fließen. Heisst: heisse bremsscheiben kühlen schneller ab als kalte.

Ab 300° wird Stahl blau ab 400° verliert Stahl schon deutlich an Festigkeit. (Das sind so Daumenwerte aus dem Stahlbau)

 

[TuNeXiZz]

ok. und ab welcher temperatur wirds kritisch? 100°C scheibentemperatur hört sich für mich nicht so richtig problematisch an.

Wäre auch blöd, wenn die Bremsscheibe schon bei einer Bremsung komplett überhitzt
Bevor das Alu in den Shimano IceTech Bremsscheiben bei ca 660°C wegschmilzt (wie es das Bike Magazin mal vor 10Jahren getestet hat), hast du schon mit ordentlich Fading (=Nachlassen des Reibwerts aufgrund von Temperatur) zu kämpfen. Wann genau und wie stark das Eintritt ist sehr stark von den Belägen abhängig die verwendet werden. Metallische Beläge halten z.B. wesentlich höhere Temperaturen aus als organische, haben aber bei kalter Scheibe einen niedrigeren Reibwert und bringen allerhand andere Nachteile mit.

 

[erborow]

Aber schauen wir uns doch mal die Formel an: delta_T = Q/C = Q/(c*m) mit Q =zugeführter Wärmeenergie; C=Wärmekapazität; c =(material-)speziefischer Wärmekapazität und m = Masse. Lassen wir also das Material und die zugeführte Wärmeenergie gleich und erhöhen nur die Masse, ist unser Temperaturanstieg delta_T kleiner. Ich sehe hier keine zeitliche Komponente.
Das macht auch von der Intuition Sinn: Gebe ich die gleich Energie in ein kleines Metallstück oder in einen riesigen Metallklotz, wird sich das kleine Bauteil wesentlich mehr erwärmen. Auf atomarer Ebene muss in dem kleineren Bauteil jedes Atom mehr Energie aufnehmen und fängt stärker das schwingen an als bei dem großen Bauteil. Wie stark die Atome schwingen messen wir dann als Wärme.

Die Zeitliche Komponente bekommst du, in dem due die Energie nach der Zeit ableitest.
In der Regel erhitzt sich deine bremsscheibe ja nicht sofort, sondern kontinuierlich die die Aufgebrachte Bremsleistung. bei der DIN 4210 Standfestigkeitsprüfung sind das übrigens 800 W.
Ich denke worauf @Black-Under hinauswill, ist, dass sich bei durchgehender Bremsung bergab irgendwann ein gleichgewicht zwischen bremsleistung und kühlleistung einstellt. die Temperatur, bei der das geschieht ist abhängig von der Oberfläche und nicht von der Masse.

 

[Cycliste17]

Das ist abhängig von der Legierung. Hochwarmfester Stahl hält auch Temperaturen über 1000 Grad aus.
Bei einigen Sorten wird der Stahl nach höherer Temperatur weicher, weil sich zB. Kohlenstoff löst. Sollte man daher nicht für Bremsscheiben verwenden. Die chemische Beständigkeit bei höheren Temperaturen muss auch gegeben sein.
Für Bremsscheiben am Fahrrad werden Austenit-Legierungen eingesetzt.
Falls also jemand auf die Idee kommt sich selbst eine Bremsscheibe zu bauen; die Zinkbleche vom Baumarkt sind ungeeignet.

 

[TuNeXiZz]

Die Zeitliche Komponente bekommst du, in dem due die Energie nach der Zeit ableitest.
In der Regel erhitzt sich deine bremsscheibe ja nicht sofort, sondern kontinuierlich die die Aufgebrachte Bremsleistung. bei der DIN 4210 Standfestigkeitsprüfung sind das übrigens 800 W.
Ich denke worauf @Black-Under hinauswill, ist, dass sich bei durchgehender Bremsung bergab irgendwann ein gleichgewicht zwischen bremsleistung und kühlleistung einstellt. die Temperatur, bei der das geschieht ist abhängig von der Oberfläche und nicht von der Masse.

Worauf du hinaus willst ist die Temperatur bei dem der abgeführte Wärmestrom gleich dem zugeführten Wärmestrom ist. Diese Temperatur ist natürlich abhängig von der Oberfläche und unabhängig von der Masse. Wenn wir allerdings deutlich stärker Bremsen müssen (weil wir einen sehr steileren Berg runterfahren), wird der zugeführte Wärmestrom so hoch sein, dass die Temperatur bei der sich das Gleichgewicht einstellt überhalb unserer zulässigen Betriebstemperatur liegt. Langfristig so stark Bremsen geht mit dieser Bremse dann also nicht, aber kurzfristig wollen wir schon diesen Wärmestrom zuführen können ohne direkt die Scheibe zu überhitzen. Um das abfangen zu können, brauchen wir wieder Wärmekapazität, also mehr Masse. Liege ich falsch?

 

[Cycliste17]

Nein. Mehr Volumen kann mehr Temperatur aufnehmen. Das führt dann aber wieder zu höherem Gewicht der Scheibe, was bei einem Fahrrad nicht unwesentlich ist.

 

[erborow]

Wenn wir allerdings deutlich stärker Bremsen müssen (weil wir einen sehr steileren Berg runterfahren), wird der zugeführte Wärmestrom so hoch sein, dass die Temperatur bei der sich das Gleichgewicht einstellt überhalb unserer zulässigen Betriebstemperatur liegt. Langfristig so stark Bremsen geht mit dieser Bremse dann also nicht, aber kurzfristig wollen wir schon diesen Wärmestrom zuführen können ohne direkt die Scheibe zu überhitzen. Um das abfangen zu können, brauchen wir wieder Wärmekapazität, also mehr Masse. Liege ich falsch?

ne das ist so korrekt. Wenn du zum beispiel von einer hohen geschwindigkeit stark runterbremst, wird die scheibe sehr warm. hier spielt vorallem die wärmekapazität eine rolle, die oberfläche kaum, weil die Bremse kaum zeit hat abzukühlen.