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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Flächenberechnung Bremsscheibe



Neorc
12.07.2017, 08:19
Hallo,

wer von Euch kann mir weiterhelfen?
Ich möchte gerne die Fläche der Bremsschreibe (aktive Bremsfläche) berechnen.
Aufgrund der "vielen" Aussparungen (Leichtbau), fehlt mir dazu was Wissen.

Es handelt sich um diese:
https://r2-bike.com/Ashima-Bremsscheibe-Ultralite-160mm-Ai2-Rotor

Wie kann dieses berechnen?
Danke

Pedalierer
12.07.2017, 08:22
ich muss nicht rechnen können um zu sehen das diese Scheibe totaler Murks ist. Disc und Leichtbau ist lächerlich und gefährlich. Akzeptier einfach das ein Disc-RR 800 g schwerer ist und freu dich dass es bei Nässe gut bremst.

Neorc
12.07.2017, 08:27
ich muss nicht rechnen können um zu sehen das diese Scheibe totaler Murks ist. Disc und Leichtbau ist lächerlich und gefährlich. Akzeptier einfach das ein Disc-RR 800 g schwerer ist und freu dich dass es bei Nässe gut bremst.

Den Sinn/Unsinn des Aufbaus dieser Bremsscheibe wollte ich hier nicht diskutieren.
Die Lösung der Berechnung dient zu einer Diskussionsrunde, darum brauche ich Eure Hilfe.

Marin
12.07.2017, 08:42
Ganz einfach über spezifisches Gewicht von Stahl und die Dicke.

schmadde
12.07.2017, 08:42
Was willst Du denn mit der Information anfangen, wenn Du sie hast? Mit berechnen ist da nicht viel, das wirst Du messen müssen.

greyscale
12.07.2017, 08:43
Ob man das noch rechnen kann? Ich vermute, ohne die CAD-Datei wird das schwierig.

Ich würde anders vorgehen:

Ein möglichst hochaufgelöstes Bild der Bremsscheibe vor weißem Hintergrund / Leuchttisch. Das Bild auf genau die Größe der Bremsscheibe beschneiden. Pixel des Bildes zählen, Größe der Bildpixel (im Gegenstandsraum) berechnen. Falls das Innenleben der Scheibe unwichtig ist (ist es für die Wärmeabstrahlung nicht), mit Photoshop o. ä. weiß maskieren.

Im Histogramm des Bildes sollten jetzt alle Pixel, die nicht weiß sind, zur Bremsscheibe gehören. Bremsscheiben-Pixel zählen, mit der Größe der Bildpixel (im Gegenstandsraum) multiplizieren, fertig...

g.

schmadde
12.07.2017, 08:51
Ganz einfach über spezifisches Gewicht von Stahl und die Dicke.
Damit kannst Du die Fläche der ganzen Scheibe ausrechnen, aber nicht die des Reibrings. Ich nehme mal an @Neorc will eine Milchmädchenrechung anstellen, was sie Abführung der Wärme von der Scheibe angeht. Eine seriöse Berechnung wird daraus aber eh nicht weils in der Realität viel mehr davon abhängt wie die Scheibe umströmt wird. Insofern kann er sich einfach eine Fläche ausdenken und dann mit der weiterrechnen.

Pumare
12.07.2017, 09:03
Kommt drauf an, wie genau dus brauchst. Vereinfacht würde ich die Scheibe in Elemente unterteilen. Ein Element ist unterteilt durch die radialen Stege. Für ein solches Elemente dann ein Rechteck annehmen. Für dieses kannst du die Fläche ausrechnen. Diesen Wert kann x Anzahl der Elemente.

Marin
12.07.2017, 09:57
Ich würde das experimentell machen: Worst-Case-Abfahrt fahren, Vollbremsung bis zum Stand, wenn sich die Scheibe nicht zusammenfaltet weiterfahren.

https://lh6.googleusercontent.com/-0IdZ6Blk-5A/TtQBSV2Y4FI/AAAAAAAAAeA/TznJ4kYf68Q/s800/AshimaFacePlant1.jpg

Frühaufsteher
12.07.2017, 11:09
Korrigiert mich, wenn ich falsch liege:

Die Fläche der Bremsscheibe ist doch für keine der Überlegungen (Wärmeabgabe und Reibwiderstand) automatisch entscheidend?

Wärmeabgabe setzt sich zusammen aus *puh, wienochgleich?* IR-Abstrahlung und direktem Wärmeübergang zur Luft, und letzterwird bestimmt durch Temperaturdifferenz zwischen Scheibe und Luft, wobei die Lufttemperatur durch möglichst viel Luftbewegung (Lochung der Bremsscheibe, Innenbelüftung etc) technisch immer auf dem niedrigstmöglichen Stand gehalten werden soll (=Umgebungslufttemperatur)

Reibwiderstand stetzt sich zusammen aus Anpressdruck und Fläche * Reibkoeffizient, und bei Verringerung der Fläche (Lochungen) steigt automatisch entsprechend der Druck. Deswegen macht es ja auch keinen Sinn, die Bremsbelaggröße zu variieren.

Also, da sind schlicht viel zu viele Faktoren drin, um sinnvoll irgendwas zu berechnen. Man muss messen.

schmadde
12.07.2017, 11:25
Die Fläche der Bremsscheibe ist doch für keine der Überlegungen (Wärmeabgabe und Reibwiderstand) automatisch entscheidend?

Die Komponente der Wärmeabgabe, die durch Wärmestrahlung geschieht hängt schon von der Fläche ab (wobei man Temperatur und das Epsilon der konkret verwendeten Stahls auch kennen muss). Wie Du schon richtig sagst, ist das aber nur ein Teil der Geschichte. Könnte man sicher auch berechnen, wenn man ein taugliches Modell hat, das kann aber beliebig kompliziert werden, da die Strömung nicht rein laminar ist, sodass es eigentlich keinen Sinn ergibt.

Ich würde auch sagen, messen am realen Objekt "Bremse auf Fahrrad am Gefälle" ist das einzig sinnvolle Vorgehen, um brauchbare Aussagen über die Wärmeabgabe bzw. Grenzen der Bremse treffen zu können.

In der Realität muss man ja auch berücksichtigen, wieviel Wärme über die Bremsbeläge und den Sattel abgeführt wird und wo deren Limit ist. Meist schmilzt ja nicht die Scheibe, sondern die Hydraulikflüssigkeit kocht und deswegen tritt Bremskraftverlust ein. Ich hatte schon Totalversagen an einer MTB Scheibenbremse, da war die Scheibe zwar schon leicht blau, aber noch recht fest.

Aber vielleicht will @Neorc ja all das gar nicht wissen, sondern will nur seine Scheibe anmalen und berechnen wieviel Farbe er dafür braucht ;)

pinguin
12.07.2017, 12:05
Ich würde ein Bild des seltsamen Dings in ein einfaches CAD-Programm einfügen und dann mit geeigneten geometrischen Formen Pi mal Daumen ein Viertel der Torte nachbilden/drüberlegen. Dann Flächenabfrage dieser Formen und das Ganze mal 4. Sollte in 30 Minuten erledigt sein.

Stuntman
12.07.2017, 12:40
Bremsscheibe mit Flachbettscanner erfassen, nicht benötigte Elemente mit Photoshop entfernen. Das Bild dann von einem RIP rechnen lassen (RIP=RasterImageProcessor). Da wird die Flächendeckung Pixelgenau in % berechnet.

Frühaufsteher
12.07.2017, 12:41
Die Komponente der Wärmeabgabe, die durch Wärmestrahlung geschieht hängt schon von der Fläche ab (wobei man Temperatur und das Epsilon der konkret verwendeten Stahls auch kennen muss). Wie Du schon richtig sagst, ist das aber nur ein Teil der Geschichte.

Aber doch auch von der Fläche der Innenseite der Löcher, oder? Aber du hast natürlich recht, die Fläche ohne Loch ist mehr als die Fläche des Lochs....oder so.

Und das stimmt schon auch: Wärmeübertragung aus der Scheibe an den Belag & Belagsträger und damit auch den Bremsköper ist abhängig von der Scheibe ohne Löcher.

In der Summe: Jepp.

Timbox
12.07.2017, 12:45
Aber du hast natürlich recht, die Fläche ohne Loch ist mehr als die Fläche des Lochs....oder so.

Kommt auf den Durchmesser des Lochs an.

schmadde
12.07.2017, 13:28
Aber du hast natürlich recht, die Fläche ohne Loch ist mehr als die Fläche des Lochs....oder so.

Kommt auf den Durchmesser des Lochs an.
Der Durchmesser des Lochs müsste dann aber kleiner als die Hälfte der Scheibendicke sein. So kleine Löcher hab ich in einer Bremsscheibe noch nie gesehen.

Timbox
12.07.2017, 14:55
Der Durchmesser des Lochs müsste dann aber kleiner als die Hälfte der Scheibendicke sein. So kleine Löcher hab ich in einer Bremsscheibe noch nie gesehen.

Korrekt.
Hab ich auch noch nicht gesehen, ist aber möglich.

Man sollte also dickere Bremsscheiben verbauen.

Bei 10 mm dicken würden schon 4mm Bohrungen was bringen :D

Ted D. Lakuhrs
12.07.2017, 15:07
Die Fläche der Bremsscheibe ist doch für keine der Überlegungen (Wärmeabgabe und Reibwiderstand) automatisch entscheidend?
...
Reibwiderstand stetzt sich zusammen aus Anpressdruck und Fläche * Reibkoeffizient, und bei Verringerung der Fläche (Lochungen) steigt automatisch entsprechend der Druck. Deswegen macht es ja auch keinen Sinn, die Bremsbelaggröße zu variieren. ...
.

Nach "Reibkraft = Mü mal Normalkraft" ist die Fläche egal, aber bei Sportwagen z.B. sind breite Reifen drauf, um die Haftung/ Reibung zu erhöhen. Nach der Formel wäre da aber gar keine Verbesserung erreichbar; vermutlich ändert sich Mü mit der Flächenpressung?
Könnte beim Bremsbelag ja genauso sein.
Sicher ist, dass der Belagverschleiß bei diesen Scheiben extrem ist.

Mobi
12.07.2017, 15:19
Hallo,

wer von Euch kann mir weiterhelfen?
Ich möchte gerne die Fläche der Bremsschreibe (aktive Bremsfläche) berechnen.
Aufgrund der "vielen" Aussparungen (Leichtbau), fehlt mir dazu was Wissen.

Es handelt sich um diese:
https://r2-bike.com/Ashima-Bremsscheibe-Ultralite-160mm-Ai2-Rotor

Wie kann dieses berechnen?
Danke

Bild ausdrucken, ausschneiden und dann wiegen plus Dreisatz ?

Timbox
12.07.2017, 15:28
Nach "Reibkraft = Mü mal Normalkraft" ist die Fläche egal, aber bei Sportwagen z.B. sind breite Reifen drauf, um die Haftung/ Reibung zu erhöhen. Nach der Formel wäre da aber gar keine Verbesserung erreichbar; vermutlich ändert sich Mü mit der Flächenpressung?

Wenn die Fläche entscheidend für bessere Bremsen wäre, dann würden größere Scheiben (bei gleicher Belaggröße) nichts bringen. Man müsste größere Beläge verbauen.

MMn haben größere Scheiben den Vorteil, dass mehr Energie notwendig ist, um die Temperatur in bedrohliche Bereiche zu bringen und dass mehr Oberfläche mehr Wärmeenergie abgibt.

schmadde
12.07.2017, 15:44
MMn haben größere Scheiben den Vorteil, dass mehr Energie notwendig ist, um die Temperatur in bedrohliche Bereiche zu bringen und dass mehr Oberfläche mehr Wärmeenergie abgibt.
Größere Scheiben haben vor allem den Vorteil größere Hebel zu haben und daher höhere Bremskräfte übertragen zu können. Die Fläche und Wärmekapazität ist gar nicht soo viel größer, jedenfalls nicht im entscheidenden Masse. Wenn die größeren Scheiben standfester sind (was meine Erfahrungen tendenziell bestätigen) liegt es vermutlich daran, dass die aufgrund des größeren Durchmessers bei gleicher Winkelgeschwindigkeit höhere Geschwindigkeiten haben und daher bessere Wärmeabfuhr.

Das ist aber meinerseits Spekulation, ich kenne keine quantitative Untersuchung/Berechnung die das stützen würde.

Timbox
12.07.2017, 15:50
Wahrscheinlich spielt das alles zusammen.

tacoma
12.07.2017, 17:08
Hallo,

wer von Euch kann mir weiterhelfen?
Ich möchte gerne die Fläche der Bremsschreibe (aktive Bremsfläche) berechnen.
Aufgrund der "vielen" Aussparungen (Leichtbau), fehlt mir dazu was Wissen.

Es handelt sich um diese:
https://r2-bike.com/Ashima-Bremsscheibe-Ultralite-160mm-Ai2-Rotor

Wie kann dieses berechnen?
Danke

Was soll die ganze Rechnerei! :confused:

Ich bin die Scheiben wegen des Gewichtsvorteils bei Cross-Country-Rennen gefahren! Die Bremswirkung ist OK!
Zwei Erfahrungswerte:
- Wegen der größeren Aussparungen an der Bremsfläche hat man einen erhöhten Belagverschleiß!
- Wegen der geringen Materialstärke der Scheibe überhitzt sie leichter und verzieht sie sich. Für längere Abfahrten also
eher nicht geeignet!
Darauf wird auch auf der ASHIMA Homepage hingewiesen!
CAUTION:
Due to extreme low mass Ai2 Rotors heat-up more than heavier rotors which may adversely impact some lower spec systems during prolonged braking events. However, conversely due to the extreme low mass they also cool very fast, so with proper/normal braking consideration the heating/cooling effect can be balanced.

So sieht eine blau gebremste ASHIMA aus:

616738

BTW: Zu den Ashima-Bremsscheiben gibt es jede Menge Erfahrungsberichte im MTB-Forum!

mani161699
12.07.2017, 18:44
Hallo,

wer von Euch kann mir weiterhelfen?
Ich möchte gerne die Fläche der Bremsschreibe (aktive Bremsfläche) berechnen.
Aufgrund der "vielen" Aussparungen (Leichtbau), fehlt mir dazu was Wissen.

Es handelt sich um diese:
https://r2-bike.com/Ashima-Bremsscheibe-Ultralite-160mm-Ai2-Rotor

Wie kann dieses berechnen?
Danke

Schreib mal den Hersteller an, vielleicht kann der dir die Frage ja beantworten...?!

pinguin
13.07.2017, 09:57
So sieht eine blau gebremste ASHIMA aus:


Das kriegt man auch mit SRAM-Rotoren 160 mm relativ locker hin. Oder auch mit Magura Gustav M auf 200 mm, meine Discs sind eigentlich alle mehr oder weniger blau... :D

grüner Sphinx
13.07.2017, 14:10
...meine Discs sind eigentlich alle mehr oder weniger blau... :D
Das mag vielleicht dieselbe Ursache haben, wie die Tatsache, dass Du nicht fliegen kannst, PINGUIN. :hidesbehi

tacoma
13.07.2017, 14:59
... meine Discs sind eigentlich alle mehr oder weniger blau... :D

und machen sie bei jeder Umdrehung "hicks" - oder kommt das Geräusch vom Fahrer? ;)