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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Einfluss von Reifendruck und -breite auf Felgenbelastung



SpacemanSpiff
06.12.2009, 19:46
In einem anderen Thread (http://forum.tour-magazin.de/showthread.php?t=183557&page=4) entstand die Diskussion um die Auswirkungen verschiedener Reifenbreiten und Luftdrücke auf die Belastung der Felge.
Im konkreten Fall ging es darum, ob eine MTB-Felge die z.B. auf einen 50mm Reifen mit max 4bar ausgelegt ist, einen 25mm Reifen mit 8bar Druck verkraftet ohne davon zu sehr aufgebogen zu werden.
Da mich das nicht ganz in Ruhe gelassen hat, habe ich mal etwas gerechnet...

Was meint ihr? Passt das so oder habe ich mich irgendwo verhauen?:

Die Biegebelastung auf die Felgenflanken setzt sich im Wesentlichen aus zwei Komponenten zusammen, dem direkten Innendruck der auf die Flanken wirkt und dem Horizontalen Anteil der Umfangskraft des Reifens.
Letzteres muss man sich in etwa so vorstellen:
Der Reifenquerschnitt ist vereinfacht gesehen ein Ring. Bei Innendruck steht dieser gleichmäßig unter einer Zugspannung. Da der „Ring“ aber im unteren Teil offen ist und dort nur über die Felge zusammengehalten wird, muss die Felge dort diese Spannung aufnehmen. Interessant für die Aufbiegung ist in dem Fall nur der horizontale Anteil dieser Spannung an der Verbindungsstelle Reifen-Felge. Dieser ist vom Austrittswinkel der Reifenflanke aus der Felge abhängig.

Alle nicht horizontale Kräfte werden vernachlässigt, da sie für die Fragestellung kaum Relevanz haben. Die Berechnung bezieht sich nur auf eine Flanke der Felge, auf der anderen Seite ist die Belastung natürlich identisch.

Belastung durch Umfangskraft:

http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160630&d=1260124591

Der Austrittswinkel α der Reifenflanke lässt sich geometrisch berechnen:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160623&d=1260124591
mit
b = Felgenbreite innen
B = Reifenbreite

Die Umfangskraft berechnet sich nach der Kesselformel wie folgt:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160624&d=1260124591
mit
p = Reifendruck (1bar entspricht 0,1N/mm2)
D = Außendurchmesser der Felge

Den horizontalen Anteil FU_X erhält man über cos α:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160625&d=1260124591

Berechnung der resultierenden Kraft in der Flankenmitte:

http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160665&d=1260137042

Die Fläche der Innenseite der Felgenflanke A beträgt:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160626&d=1260124591
mit
h = Innenhöhe Felgenflanke

Damit ergibt sich die Resultierende Kraft Fp_R:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160627&d=1260124591

Berechnung des Momets auf die Felge:

http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160632&d=1260124591

Am Fuß der Flanke führen die Kräfte zu einem Biegemoment nach außen:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160628&d=1260124591

Alles in eine Formel verwurstet sieht das dann so aus:
http://forum.tour-magazin.de/attachment.php?attachmentid=160629&d=1260124591
mit
h = Innenhöhe Felgenflanke
p = Reifendruck (1bar entspricht 0,1N/mm2)
B = Reifenbreite
D = Außendurchmesser der Felge
b = Innenbreite der Felge


Um ein paar Beispiele zu rechnen fehlen mir gerade die ganzen Felgenmaße. Hat zufällig jemand eine Felge herumliegen und könnte einmal D, B und h ausmessen? (Ich bei allen Felgen gerade Reifen drauf und Fahrräder dran…;))

pinguin
06.12.2009, 20:45
Geiles Posting :applaus:

Hier die Daten für ne 26" Felge, die mit nem 25er Continental Rennradreifen bestückt ist:

h = 5,5 mm
B = 25 mm
P = 8 bar (lt. Pumpenmanometer, also mit Vorsicht zu genießen)
D = 569 mm
b = 15,8 mm

Der Reifen ist für 8,5 bar zugelassen, also würde ich sagen, dass jede x-beliebige MTB-Felge diesen Druck aushalten muss, oder?

i-flow
06.12.2009, 20:50
Den Druck haelt die MTB-Felge problemlos aus. Ausser halt ... wenn sie durchgebremst ist ...

Ist eigentlich das Wetter wirklich so schlecht? Bei manchen Themen mache ich mir echt Sorgen :9confused

LG ... Wolfi ;)

SpacemanSpiff
06.12.2009, 20:55
@Pinguin
Also bei deinen Spezifikationen komme ich auf ein Moment von:

M = 97 612 Nmm

Zum Vergleich die Belastung auf deine Felge mit einem 2Zoll Reifen und 4bar, was so eine MTB Felge ja aushalten sollte:

M = 103 988 Nmm

Musst dir also keine Sorgen machen;)

tigerchen
06.12.2009, 20:56
Ist eigentlich das Wetter wirklich so schlecht? Bei manchen Themen mache ich mir echt Sorgen :9confused

LG ... Wolfi ;)

Du kannst dir durchaus Sorgen machen, mitmachen musst du nicht.

SpacemanSpiff
06.12.2009, 20:57
Ist eigentlich das Wetter wirklich so schlecht? Bei manchen Themen mache ich mir echt Sorgen :9confused

LG ... Wolfi ;)

Naja im anderen Thread gab es konträre Meinungen dazu, dann hat es mich halt interessiert... Das muss der Forscherdrang sein oder sowas;)

marvin
06.12.2009, 21:05
Sehr imposant.
Das Thema lässt Dich nicht los.

Soo wissenschaftlich hätt ichs jetzt garnicht betrieben, mir reicht eigentlich mein Bauchgefühl, um den Zusammenhang zwischen Luftdruck und Felgenbelastung herzustellen.

Wobei das Problem garnicht die statische Belastung ist. Reifen montiert und auf 11bar aufgeblasen hält jede Felge wohl eine Ewigkeit.

Das Problem ist vielmehr die durch die Bremse eingebrachte Walkbelastung, deren Kraftrichtung der Luftdrucklast direkt entgegensteht. Bei jedem Durchlauf durch die (betätigte) Bremse wird die Felge von aussen zusammengedrückt. Je stärker nun die Vorspannung durch den Luftdruck, desto grösser das beim Bremsdurchlauf entsehende "Verformumgsdelta" und die daraus resultierende Walkarbeit, die letztlich zum Bruch durch Materialermüdung führt.
Wobei der Materialabtrag durch die Bremsbeläge natürlich sein Übriges tut und die Struktur zusätzlich schwächt.


Ich habe Dir mal zwei Felgenschnitte angehängt. Jeweils MTB-Felgen mit nominellen 559mm Aussendurchmesser. Eine Mavic SUP 217 und eine Mavic Crossmax der ersten Generation. Beide Felgen bin ich bis zum "Exitus" gefahren. Der Defekt waren jeweils mehrere ausgerissene Speichenösen (aber das ist ein anderes Thema, das hier nicht weiter besprochen werden soll).

SpacemanSpiff
06.12.2009, 21:45
Vielen Dank für die Maße!



Soo wissenschaftlich hätt ichs jetzt garnicht betrieben, mir reicht eigentlich mein Bauchgefühl, um den Zusammenhang zwischen Luftdruck und Felgenbelastung herzustellen.


Ja WER hat mich denn dazu angestiftet häää?;):D
Und Fakt ist, dass dein Bauchgefühl daneben lag, zumindest falls meine Rechnung stimmt...;)

Ich zitiere dich mal:

Ich weiss zwar nicht genau, wie Du das ausrechnest, aber Du solltest es bei Gelegenheit mal tun, dann wirst Du vermutlich erkennen, welche Mehrbelastung auf die Flanken wirkt.

Macht aber nix, ich habe fürs Studium schon einige wesentlich sinnlosere Sachen ausrechnen müssen...:D

Und für alle die wie ich zum TR Tippen zu faul sind, habe ich mal mein Exceldokument angehängt in dem man schön ein bisschen spielen kann (ist 2x das Gleiche nebeneinander, so dass man vergleichen kann).

i-flow
06.12.2009, 21:54
Naja im anderen Thread gab es konträre Meinungen dazu, dann hat es mich halt interessiert... Das muss der Forscherdrang sein oder sowas;)
Zum Glueck hab ich den nicht gelesen :D :D :Applaus:

Und den Forscherdrang ueberlasse ich inzwischen lieber der naechsten Generation :D

LG ... Wolfi :)

SpacemanSpiff
06.12.2009, 22:02
Und den Forscherdrang ueberlasse ich inzwischen lieber der naechsten Generation :D

Naja wenn ich dein Alter ansehe bin ich ja quasi diese;) Mir bleibt also garnichts anderes übrig...

So, ich muss jetzt noch bisschen was Sinnvolles machen...

Hochpass
06.12.2009, 22:11
Hehe. Klasse. :Applaus::Applaus:

Hab heute beim nachzentrieren meiner Kinlin festgestellt, dass sich die Bremsflächen sichtbar nach außen verwindet wenn ich 8 Bar auf den Reifen baller.
Aber ob das ne Rolle spielt? Ich glaub nicht.

Nordisch
07.12.2009, 07:35
Ist eigentlich das Wetter wirklich so schlecht? Bei manchen Themen mache ich mir echt Sorgen :9confused



Ist das Wetter so schlecht, dass es dir auf das Gemüt schlägt. :ü


Einige wollen sich halt ausprobieren und etwas spielen. ;)

Nordisch
07.12.2009, 07:41
Hab heute beim nachzentrieren meiner Kinlin festgestellt, dass sich die Bremsflächen sichtbar nach außen verwindet wenn ich 8 Bar auf den Reifen baller.
Aber ob das ne Rolle spielt? Ich glaub nicht.

Klares Indiz dafür, dass nicht all zu viel Fleisch auf den Flanken ist.

Entscheidend ist natürlich der Grad des Auseinander-Biegen, denn das findet selbst bei schweren Felgen wie der DP 18 statt, nur halt nicht so stark.

In meinem Fall habe ich Unterschiede beim Montieren von Crossreifen auf Rennfelgen festgestellt. Dieser biegt eine Mavic Open Pro doch spürbar stärker auseinander als eine Mavic CXP 22 und Shimano WH-R 500 Felge.

marvin
07.12.2009, 07:51
...Ja WER hat mich denn dazu angestiftet häää?;):D
Und Fakt ist, dass dein Bauchgefühl daneben lag, zumindest falls meine Rechnung stimmt...;)...
Da siehst Du's mal - so funktioniert gute Personalführung.

Den Mitarbeiter mit zwei drei gezielt gesetzten Äusserungen zu denkerischen Höchstleistungen motivieren, sich selbst derweil zurücklehnen und dann die Ergebnisse der Geschäftsleitung präsentieren und die fällige Beförderung abkassieren. :D:D:D

Wobei Deine Excel-Tabelle (dem ganzen Formelkrieg zum Trotz) dennoch ein ganz schnödes lineares Verhältnis zwischen Felgenbelastung und Reifendruck ausgibt > Gleiche Reifenbreite eingegeben, ergibt der doppelte Luftdruck auch die doppelte Felgenbelastung.

q.e.d. :ä

Joey
07.12.2009, 11:25
Im konkreten Fall ging es darum, ob eine MTB-Felge die z.B. auf einen 50mm Reifen mit max 4bar ausgelegt ist, einen 25mm Reifen mit 8bar Druck verkraftet ohne davon zu sehr aufgebogen zu werden.Moin,

hast Dir ja Arbeit gemacht, wow! Ich habe jetzt leider keine Zeit, mir das im Detail zu geben, aber es wird schon stimmen, ist ja nichts Dramatisches. Aber noch einmal zur Klärung des Missverständnisses: Dir ging es in dem thread neulich ständig ums Aufbiegen, mir nicht. Dass die Felge mehr oder weniger aufgebogen wird, ist völlig klar, lässt sich auch gut berechnen. Die Frage ist, ob das Aufbiegen das Problem ist oder die Druckbelastung der Flanke. Lies Dir nochmal den alten thread durch, z.B. mein Bsp. mit dem Blatt Papier. Felgen gehen üblicherweise nicht durch Aufbiegen, sondern durch Platzen der Flanken kaputt. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das zwei unterschiedliche Mechanismen sind, ich verweise nochmal aufs Papier. Das eine sind die Kraft und Moment aufs Horn, hier geht es um Zugrichtung etc. Das andere ist die Druckbelastung eines Flächenelements der Flanke. Hier ist die Richtung immer gleich, Flächennormale natürlich, und nur von Reifendruck, nicht von irgendwelchen Breiten abhängig.

Also (Schnellschuss): Zug aufs Horn biegt auf. Hier sind die Breiten wichtig. Druck auf die Flanke biegt auf und sprengt. Hier sind die Breiten nicht wichtig. Sprengen ist limitierend, nicht Aufbiegen.

Grüße,
Joey

Nordisch
07.12.2009, 11:47
Moin,

hast Dir ja Arbeit gemacht, wow! Ich habe jetzt leider keine Zeit, mir das im Detail zu geben, aber es wird schon stimmen, ist ja nichts Dramatisches. Aber noch einmal zur Klärung des Missverständnisses: Dir ging es in dem thread neulich ständig ums Aufbiegen, mir nicht. Dass die Felge mehr oder weniger aufgebogen wird, ist völlig klar, lässt sich auch gut berechnen. Die Frage ist, ob das Aufbiegen das Problem ist oder die Druckbelastung der Flanke. Lies Dir nochmal den alten thread durch, z.B. mein Bsp. mit dem Blatt Papier. Felgen gehen üblicherweise nicht durch Aufbiegen, sondern durch Platzen der Flanken kaputt. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das zwei unterschiedliche Mechanismen sind, ich verweise nochmal aufs Papier. Das eine sind die Kraft und Moment aufs Horn, hier geht es um Zugrichtung etc. Das andere ist die Druckbelastung eines Flächenelements der Flanke. Hier ist die Richtung immer gleich, Flächennormale natürlich, und nur von Reifendruck, nicht von irgendwelchen Breiten abhängig.

Also (Schnellschuss): Zug aufs Horn biegt auf. Hier sind die Breiten wichtig. Druck auf die Flanke biegt auf und sprengt. Hier sind die Breiten nicht wichtig. Sprengen ist limitierend, nicht Aufbiegen.

Grüße,
Joey

Zusammenhänge zwischen Aufbiegen und Sprengen gibt es schon.

Aufgesprengt werden eher teure/leichte Felgen.

Billige Felgen halt mit Profilen an der Felgenflanke biegen sich eher gutmütig auf.

Joey
07.12.2009, 11:54
Zusammenhänge zwischen Aufbiegen und Sprengen gibt es schon.Ja klar :confused: Eine 5 mm dicke Flanke würde weder gesprengt noch aufgebogen. Es geht um die Abhängigkeit der beiden Mechanismen (wenn es denn wirklich verschiedene sind) von der Felgen-/und Reifenbreite.

Nordisch
07.12.2009, 12:27
Ja klar :confused: Eine 5 mm dicke Flanke würde weder gesprengt noch aufgebogen. Es geht um die Abhängigkeit der beiden Mechanismen (wenn es denn wirklich verschiedene sind) von der Felgen-/und Reifenbreite.

Ich verstehe nun auch nicht so recht.

Die Felgen sind viel zu unterschiedlich, als das man nur diese Parameter nehmen kann.


Alusorte, Profil der Felge, Profil der Felge im Inneren, Flankendicke, Verarbeitung, Fahrergewicht ...

Man kann nur selber Erfahrungen sammeln.

Meine Erfahrung beim Cross. Ich nehme keine Open Pro mehr, diese biegt schon bei geringen Verschleiß der Felgenflanke unter 35 mm Reifen spürbar auf.

Man fährt mit 20 mm + Felgen bedeutend besser.

Übrigens sind viele Hersteller dazu übergangen die Felgenbreiten bei Rennfelgen um 0,5 - 1 mm Breite zu erhöhen.

Joey
07.12.2009, 13:34
Ich verstehe nun auch nicht so recht.

Die Felgen sind viel zu unterschiedlich, als das man nur diese Parameter nehmen kann.Nein, die Frage ist ganz einfach. Es geht nicht um eine quantitative Modellrechnung, sondern um die grundsätzliche Felgenbelastung bei verschiedenen Reifenbreiten und verschiedenen Drücken. Da reichen die
die betrachteten Parameter für eine Einschätzung aus.

Qualitativ ausgedrückt: Belastet ein breiter Reifen mit wenig Druck die Felge ebenso stark wie ein schmaler mit viel Druck? Mein Standpunkt: Kommt drauf an, was das Problem ist, Aufbiegen oder Sprengen. Der breite mit weniger Druck biegt zwar mehr oder weniger genauso auf (wer's wirklich wissen will, rechnet's aus), aber dazu muss er weniger drücken, weil er stärker in Aufbiegerichtung zieht. Also entfaltet er geringere Sprengwirkung.

Nordisch
07.12.2009, 13:51
Nein, die Frage ist ganz einfach. Es geht nicht um eine quantitative Modellrechnung, sondern um die grundsätzliche Felgenbelastung bei verschiedenen Reifenbreiten und verschiedenen Drücken. Da reichen die
die betrachteten Parameter für eine Einschätzung aus.

Qualitativ ausgedrückt: Belastet ein breiter Reifen mit wenig Druck die Felge ebenso stark wie ein schmaler mit viel Druck? Mein Standpunkt: Kommt drauf an, was das Problem ist, Aufbiegen oder Sprengen. Der breite mit weniger Druck biegt zwar mehr oder weniger genauso auf (wer's wirklich wissen will, rechnet's aus), aber dazu muss er weniger drücken, weil er stärker in Aufbiegerichtung zieht. Also entfaltet er geringere Sprengwirkung.

Was meinst DU genau mit Sprengen?

Aufbiegen verstehe ich das seitliche Ausweichen der Flanken.

Sprengen ist für MICH (fast) das selbe wie Aufbiegen. Also das seitliche Wegbrechen als Totalkollaps.

Joey
07.12.2009, 13:56
Was meinst DU genau mit Sprengen?

Aufbiegen verstehe ich das seitliche Ausweichen der Flanken.

Sprengen ist für MICH (fast) das selbe wie Aufbiegen. Also das seitliche Wegbrechen als Totalkollaps.Aufplatzen. Aber, inwieweit die Versagensmuster wirklich verschieden sind - da bin ich mir auch nicht sicher, Bauchgefühl, Schnellschuss eben. Überleg Dir nochmal das Blatt Papier. Zug verkraftet es sehr viel, Druck nicht.

Nordisch
07.12.2009, 14:16
Aufplatzen. Aber, inwieweit die Versagensmuster wirklich verschieden sind - da bin ich mir auch nicht sicher, Bauchgefühl, Schnellschuss eben. Überleg Dir nochmal das Blatt Papier. Zug verkraftet es sehr viel, Druck nicht.

Aufplatzen ?

Dann weiß ich noch immer nicht die Richtung.


Ich vermute nur, dass du nach oben und NICHT seitlich abreißen/aufplatzen/sprengen meinst ?!?

Joey
07.12.2009, 16:00
Aufplatzen ?

Dann weiß ich noch immer nicht die Richtung. Lies es Dir doch durch. Stell Dir ein Stückchen Felgenflanke vor, ein infinitesimal kleines Flächenelement. Aufplatzen durch "Druck", von dem ich seit Stunden rede, bedeutet, dass dieses arme Materialstückchen in all seiner erbärmlichen theoretischen Winzigkeit durch die Normalkraft, die einzig durch den Reifendruck und nicht durch irgendwelche Breiten definiert wird, sich verkrümelt und ein Loch zurück lässt. Für mehr habe ich keine Zeit, sorry.

Nordisch
07.12.2009, 16:57
Lies es Dir doch durch. Stell Dir ein Stückchen Felgenflanke vor, ein infinitesimal kleines Flächenelement. Aufplatzen durch "Druck", von dem ich seit Stunden rede, bedeutet, dass dieses arme Materialstückchen in all seiner erbärmlichen theoretischen Winzigkeit durch die Normalkraft, die einzig durch den Reifendruck und nicht durch irgendwelche Breiten definiert wird, sich verkrümelt und ein Loch zurück lässt. Für mehr habe ich keine Zeit, sorry.


Sorry, du drückst dich IMHO noch immer unklar aus.
Ich habe von Physik (Berechnung) fast keine Ahnung. Weiß nur dass es Kraftvektoren gibt, die in unterschiedliche Richtungen wirken.
Weiß nur, dass der Aufbau der Felgen dafür mitverantwortlich ist, ob die Felgenflanke sich nur nach außen biegt oder sich komplett von der Felgenflanke ablöst. Dabei hinterlässt sie für mein Verständnis auch kein Loch. Ein Loch ist für mich NICHTS mit ETWAS herum. Ein Loch habe ich in meiner WH-R 500 Felgeflanke. Diese ist aber nicht kaputt, sondern es ist eine Entwässerungsbohrung.

Joey
07.12.2009, 18:00
Es wird ermüdend. Es gibt Zug am Horn und Druck auf die Flanke. Für ersteren ist die Richtung wichtig und damit das Verhältnis von Felgen- und Reifenbreite. Für zweiteren sind die Breiten nicht wichtig (zum x-ten mal). Soweit, so klar. Die Frage ist nun, was zum Versagen führt (zum x-ten mal). Ich bin kein Materialwissenschaftler, aber Zug (aufs Horn) und Druck (auf die Flanke) können für mein Gefühl zu unterschiedlichem Versagen führen - Aufbiegen einerseits (durch Zug und Druck), "Aufplatzen" andererseits (was ich damit meine, s.o., nur durch Druck, nicht durch Zug). Veranschaulichung des Platzens: Stanze einen kleinen Ring von innen in eine neue Felge. Wenn Du genug rausnimmst, haut es den Rest bei ausreichendem Druck raus, ohne dass sich irgendetwas Aufbiegen muss. Ähnliches kann bei einer abgebremsten Flanke passieren. XC517 waren berühmt dafür. In diesem Fall wäre die Belastung durch einen schmalen Reifen mit hohem Druck also fatal, die durch einen breiten mit niedrigem Druck, der genauso stark am Horn zieht, aber nicht - um auf die Ausgangsfrage zurück zu kommen. So, Ende, ich muss auch mal was arbeiten.

Nordisch
07.12.2009, 18:31
Es gibt Zug am Horn und Druck auf die Flanke.
Für ersteren ist die Richtung wichtig und damit das Verhältnis von Felgen- und Reifenbreite.
Für zweiteren sind die Breiten NICHT wichtig.

Die Frage ist nun, was zum Versagen führt?

Ich bin kein Materialwissenschaftler, aber Zug aufs Horn und Druck auf die Flanke können für mein Gefühl zu unterschiedlichem Versagen führen.

Aufbiegen einerseits, durch Zug *1 und Druck *2

Aufplatzen andererseits, durch Druck


Veranschaulichung des Platzens:

Stanze einen kleinen Ring von innen in eine neue Felge. Wenn Du genug rausnimmst, haut es den Rest bei ausreichendem Druck raus, ohne dass sich irgendetwas Aufbiegen muss. Ähnliches kann bei einer abgebremsten Flanke passieren.
In diesem Fall wäre die Belastung durch einen ?schmalen? Reifen mit hohem Druck also fatal, die durch einen breiten mit niedrigem Druck, der genauso stark am Horn zieht, aber nicht - um auf die Ausgangsfrage zurück zu kommen.

OT

Habe es mal editiert, kann es so einfacher lesen.

OnTop

Für dein Szenario des Platzens sollte es egal sein, ob der Reifen schmal ist oder nicht !?!

*1

des Reifens am Felgenhorn?


*2

im Raum zwischen Reifen plus Felge?

SpacemanSpiff
07.12.2009, 18:39
Wobei Deine Excel-Tabelle (dem ganzen Formelkrieg zum Trotz) dennoch ein ganz schnödes lineares Verhältnis zwischen Felgenbelastung und Reifendruck ausgibt > Gleiche Reifenbreite eingegeben, ergibt der doppelte Luftdruck auch die doppelte Felgenbelastung.


Naja gut, das ist ganz einfach die Physik. Die kann ich mit noch so viel Formelkrieg nicht ändern...;) Erschreckend wäre es wenn etwas anderes herauskäme...:D

@Nordisch und Joey

Was Joey mit "Sprengen" mMn meint ist ein Versagen durch Scherung, also wenn die Flanke ohne zu verkippen nach Außen gedrückt wird und dann im unteren Bereich abschert.

In meiner Berechnung geht es um Biegung der Flanke. Das war bei mir bislang immer Versagenskriterium, bzw. tausche ich Felgen bevor sie sich zu stark aufbiegen. Spätestens wenn die Felge unter Druck oben 2mm breiter ist als unten habe ich da kein Vertrauen mehr.

Ich denke mal, man kann die Versagensmechanismen nicht so einfach trennen: Je dünner die Flanke wird (Bremsverschleis), desto stärker wird sie unter Druck nach außen, bzw. auch unter Bremsbelastung nach innen gebogen. durch diese Wechselbelastung ermüdet die Flanke im unteren Bereich.
Ob die Felge letztendlich durch zu starke Aufbiegung oder durch echten Durchbruch ("Sprengen") ihren Tod findet wird denke ich eher im Werkstoff begründet sein. Ein relativ duktiles günstiges Aluminium wird eher durch zu starke Verformung versagen (Aufbiegen), eine harte Hochleistungslegierung wird evtl. eher brechen.
Dass eine Flanke einzig durch den zu hohen Luftdruck nach außen abgeschert wird halte ich für extrem unwahrscheinlich (Ja, auch das könnte man ausrechnen;)) Es wird wie oben schon gesagt das Wechselspiel der Effekte verantwortlich sein.

Nochmal ein Nachsatz zur Wechselbelastung beim Bremsen: Die Flanke erfährt die wechselbelastung ja nicht nur 1x pro Bremsung sondern mit jeder Radumdrehung während der Bremsung. Man kann sich leicht denken was da an Lastspielen zusammenkommt...
Bei 30.000km und 1% Bremsanteil wären das z.B. um die 150.000 solcher Lastwechsel.

Nordisch
07.12.2009, 18:41
@ Joey

Zu deinen Ausführungen habe ich folgende Überlegungen.

Ob sie deine Aussagen unterstützen oder nicht lasse ich mal offen.

Es gibt viele Felgen, wo der Verschleissanzeiger direkt als Kerbe/Verschleissrille in die Felge eingerabeitet ist. An sich ist das eine Schwachstelle. Allerdings liegt diese Kerbe/Rille so weit ich weiß in einem Bereich der Felge, wo der Reifendruck nicht präsent ist. *1

Dass der Reifendruck in alle Richtungen stark wirkt, sieht man daran, dass die Speichenspannung unter hohem Reifendruck nachlässt.


EDIT

*1

Muss die Aussage revidieren:

Hier ist bei der CXP 22 zu erkennen, dass die Verschleißrille sogar direkt an der möglichen Abscherkante liegt.

http://www.bike-components.de/images/product_images/popup_images/14323_1_mavic_cxp_22_-_650_.jpg

SpacemanSpiff
07.12.2009, 19:57
Ja diese Verschleisrillen sind wirklich oft genau die Stelle an der die Flanke dann wegklappt!
Neben festklemmenden Bremsbelägen (bei V-Brake) ein weiterer Grund warum ich die Teile micht leiden kann... Da sind die Lösungen von DtSwiss und Rigida wesentlich schöner!

Nordisch
07.12.2009, 20:12
Ja diese Verschleisrillen sind wirklich oft genau die Stelle an der die Flanke dann wegklappt!
Neben festklemmenden Bremsbelägen (bei V-Brake) ein weiterer Grund warum ich die Teile micht leiden kann... Da sind die Lösungen von DtSwiss und Rigida wesentlich schöner!


Machen sie den in der Praxis, Probleme ? (außer festklemmende Bremsbeläge)

Ich weiß nur, dass hochwertige leichte Felgen (ohne diese zusätzliche Profil im inneren) Probleme mit komplett abgesprungenen Felgenflanken hatten. Mir ist hier das Bild einer CXP 33 sehr im Gedächtnis hängen geblieben.

SpacemanSpiff
07.12.2009, 20:17
Machen sie den in der Praxis, Probleme ? (außer festklemmende Bremsbeläge)

Naja ich habe schon 2 Mavic Felgen gesehen die nach rel. kurzer Laufleistung am Indikator "aufgeklappt" sind (1x XM 317 nach 5.000km; 1x XM 117 nach 10.000km). Wurden zwar beide mir relativ breiten Reifen und viel Druck gefahren, dennoch ist es mMn einfach Unsinn an dieser belasteten Stelle die Felge nochmal zu schwächen...

Tom
07.12.2009, 20:19
Joey = kein Ingenieur
marvin = selbst vermutete künstliche Intelligenz, aber kein Ingenieur
Nordisch = kein Ingenieur (kriegt zwar alles kaputt, aber der Ing. sollte auch das Gegenteil können)
Spaceman = (angehender) Ingenieur mit einem gewissen Übereifer

@marvin: Natürlich besteht ein proportionaler Zusammenhang zwischen Druck und Belastung. Du behauptetest aber AFAIR, die Reifenbreite sei unerheblich. Das ist definitiv falsch.

@ Joey: Ich behaupte hier mal: Der Verschleiß der Felge liegt im Bereich der höchsten Biegespannung. Wenn eine Felge hier durchbricht, ohne daß das Horn nach außen wegbricht, dann liegt das ziemlich sicher an ungleichmäßiger Restwandstärke (das Horn wird also von ungebendem Material gestützt).

Die durch die Brembeläge eingeleitete Kraft vergrößert nicht die Kraft. Sie verändert einerseits den Versagensmechanismus (kein konstanter Kraftvektor) und die Position der Widerlager. Felgen versagen IMHO nicht primär aufgrund der Kraft der Bremsbeläge, sondern wegen Wandstärkenverlust und Reifendruck.

Tom

P.S.: Das Wetter ist wirklich so schlecht ;)

SpacemanSpiff
07.12.2009, 20:30
Joey = kein Ingenieur
marvin = selbst vermutete künstliche Intelligenz, aber kein Ingenieur
Nordisch = kein Ingenieur (kriegt zwar alles kaputt, aber der Ing. sollte auch das Gegenteil können)
Spaceman = (angehender) Ingenieur mit einem gewissen Übereifer

;)
Und Tom = ???

Ich fände es Interessant wenn sich hier mal ein fertiger Ingenieur mit etwas Berufserfahrung zur Sache melden würde... Nur falls hier zufällig gerade einer rumgeistert:)
Ich bin halt wirklich nur "angehender Ingenieur", und als solcher ist man halt noch nicht so wirklich "der Held" bzw. oft einfach ein wenig praxisfremd...

xrated
07.12.2009, 20:35
Mir ist das zu hoch, aber was man berücksichtigen sollte, daß mit zunehmenden Verschleiss die Flanken dünner werden und somit die Felge immer weniger aushält weil sie immer weiter nach aussen biegt.

Einfach mal Messschieber an die Flanken halten bei aufgepumpten Rad, dann Luft ablassen (Messschieber dranlassen) und feststellen das die Felge dünner wird. Bei mir waren es eben 0.4mm Differenz.

Nordisch
07.12.2009, 20:38
Naja ich habe schon 2 Mavic Felgen gesehen die nach rel. kurzer Laufleistung am Indikator "aufgeklappt" sind (1x XM 317 nach 5.000km; 1x XM 117 nach 10.000km). Wurden zwar beide mir relativ breiten Reifen und viel Druck gefahren, dennoch ist es mMn einfach Unsinn an dieser belasteten Stelle die Felge nochmal zu schwächen...

Mal gucken wann das bei meinen Felgen passiert. :D

Ich fahre nämlich Open Sport und CXP 22 am Crosser mit 34 und 37 mm Reifen bei 4-6 Bar.

Danach ist die X-treme R-490 angedacht. Die hat einen innenliegenden Verschleißindikator.

Joey
07.12.2009, 20:47
Der Verschleiß der Felge liegt im Bereich der höchsten Biegespannung. Wenn eine Felge hier durchbricht, ohne daß das Horn nach außen wegbricht, dann liegt das ziemlich sicher an ungleichmäßiger Restwandstärke (das Horn wird also von ungebendem Material gestützt).Ich denke, allgemein gesprochen liegt es an Inhomogenitäten, das sollte das Bild mit der Ausstanzung veranschaulichen. Diese Inhomogenitäten können geometrisch bedingt sein (z.B. durch unterschiedliche Abnutzung) oder sogar durchs Material selbst bedingt - Legierungsschwankungen, Domänen im Kristall, Korngrößen etc. Ob der zweite Effekt bei einer makroskopischen Metallfläche eine Rolle spielen kann, oder ob das Alu für unser Problem hier hinlänglich homogen ist, weiß der Materialwissenschaftler. Gerade von der X517 sind mir doch solche Bilder im Kopf. Die Flanke platzt an einer Stelle auf, der Rest bleibt stehen. Wie das Felgenbett bei zu hoher Speichenspannung um den Nippel herum.

Grüße,
Joey

Nordisch
07.12.2009, 20:48
Mir ist das zu hoch, aber was man berücksichtigen sollte, daß mit zunehmenden Verschleiss die Flanken dünner werden und somit die Felge immer weniger aushält weil sie immer weiter nach aussen biegt.

Einfach mal Messschieber an die Flanken halten bei aufgepumpten Rad, dann Luft ablassen (Messschieber dranlassen) und feststellen das die Felge dünner wird. Bei mir waren es eben 0.4mm Differenz.

Man kann auch ein einen geraden/planen Gegenstand über die Felgenflanke legen. Wenn man ein Schnipsel einer Visitenkarte (~ 0,2 mm Dicke) drunter geschoben bekommt, sollte man demnächst über einen Felgenwechsel nachdenken.