Belastungen an Diskgabeln mit unterschiedlichen Scheibengrößen

[Deleted76301]

Ingenieure vor:


Welche Belastungen muss eine Diskgabel mit unterschiedlichen Scheibengrößen (140, 160, 180 mm) aufnehmen können?

Mich interessieren hierbei Gabeln mit IS 2000 Aufnahmen, an die für die Scheibengröße angepasste Adapter geschraubt werden müssen.

Vielen Dank und beste Grüße
Nordisch

 

[Flat Eric]

So aus dem Bauch heraus :
Das maximale ist die Reibkraft zwischen Reifen und Strasse , mehr geht ja irgendwie nicht , da kommen die Kräfte her.
Abstützen tun die sich am Ansatz Gabelschaftrohr beim Gabelkopf, verschieden Bauteile leiten diese Kräfte ab und weiter ( Felgen / Speichen / Gabelbeine / Steuersatz ) .
Unterschiedliche Scheibengrößen ändern nichts an der Belastung .
Größere Scheiben erreichen diesen Wert wohl schneller .
Selbst Felgenbremsen können ja nur diesen max. Wert erzielen .
Das Rad blockiert aber das ganze System ( Rad und Fahrer ) schiebt weiter , also spielen hier Gewicht und Geschwindigkeit eine Rolle.
Und die belasteten Bauteile sollten das aushalten können natürlich
Aber ich bin kein Physiker ....meine aber das der Maximalwert fest steht : Reifen / Strasse .

 

[Deleted76301]

Man kommt ja trotzdem mit größerer Scheibe früher zum Stehen.
Es müssten daher doch höhere Kräfte wirken, oder?

Zudem steht der Bremssattel bei der 180er Scheibe weiter von den Holmen ab, hier wirkt demnach ein größerer Hebel.

(Ich rede nun von trockenen Bedingungen.)
Ich bin zudem Reiseradler. Mit viel Gepäck ist es schwer den vorderen Reifen zum Blockieren zu bringen oder einen Überschlag zu provozieren.
Das habe ich nicht einmal mit einer normalen V-Brake hinbekommen, die souveräner bremste als meine BB7 mit 160er Scheiben.

 

[norman68]

Werden den überhaupt noch Gabeln mit IS2000 angeboten beim MTB findest da zumindest nichts mehr neues.

 

[Deleted76301]

Werden den überhaupt noch Gabeln mit IS2000 angeboten beim MTB findest da zumindest nichts mehr neues.

Ich finde aktuell nichts anderes bei den Gabel.

PostMount ist eher teureren Gabeln (200 € aufwärts) vorbebehalten.

 

[Gelöschtes Mitglied 66792]

Man kommt ja trotzdem mit größerer Scheibe früher zum Stehen.
Es müssten daher doch höhere Kräfte wirken, oder?

Die maximalen Kräfte werden durch den Reibwert Reifen/Straße und die Schwerpunktlage über dem vorderen Radaufstandspunkt begrenzt. Über eine Bremsbeschleunigung von 5 m/s² komt man idR nicht hinaus, weil dann das Hinterrad hochkommt.
Bei einer größeren Scheibe verbessert sich das Hebelverhältnis der Bremse, es reicht dadurch ein geringerer Kolbendruck um dieselbe Bremsbeschleunigung aufzubauen.

Problematisch bei der Scheibe ist, dass a) die Bremskräfte sehr weit unten an den Holmen angreifen, und b) asymmetrisch auf die Holme verteilt werden. Der linke Gabelholm wird ca. 10x höheren Biegemomenten ausgesetzt als der rechte.
Der Appeltauer hat das auf den Seiten 316ff recht anschaulich dargestellt, und die auftretenden Kräfte für 80 kg Systemmasse und 400 N Bremskraft mit einer 203 mm Scheibe durchgerechnet. Auf den linken Holm wirkt unter den Voraussetzungen eine Kraft von ca. 1200 N, und er wird mit mit einem Biegemoment von ca. 150 Nm belastet. Bei kleineren Scheiben werden die Biegemomente wegen der kürzeren Hebel noch höher. (Die Felgenbremse ist da wegen der symmetrischen Krafteinleitung und der 620 mm Scheibe konkurrenzlos im Vorteil.)

 

[Sesselpupser]

Unabhängig von den Kräfteverhältnissen bei unterschiedlichen Scheibendurchmessern ist bei RR- / Cyclocross-Gabeln meist noch das Problem vorhanden, dass der linke Gabelholm auf Grund seiner Bauform (konischer Aufbau, schräg nach oben verlaufende Gabelbeine) mit einer größeren Scheibe als der vom Hersteller empfohlenen kollidieren könnte. Letztlich sind dann die engen Platzverhältnisse der limitierende Faktor.

Matze

 

[Gelöschtes Mitglied 66792]

Welche Belastungen muss eine Diskgabel mit unterschiedlichen Scheibengrößen (140, 160, 180 mm) aufnehmen können?

In einer der Rennrad-Bravos war vor einiger Zeit ein "Vergleichstest" verschiedener Scheibenbremsen. Wenn ich mich recht erinnere, haben die auch eine oder mehrere der Bremsen mit unterschiedlichen Scheibendurchmessern getestet.
Finde leider online den Artikel nicht. War in einem der Hefte, die bei unserem Radhändler rumliegen. Müsste im letzten halben Jahr gewesen sein.

 

[Scorpio]

1. Es stimmt, die Bremskraft ist durch a.)Reibung Reifen-Straße oder (Solo ohne Gepäck) eher b.) über-den-Lenker-gehen limitiert.
Mit dieser Kraft ist das Moment um die Nabe festgelegt, das gleichzeitig auch an der Scheibe wirkt - und unabhängig von der Scheibengröße ist.

2. Allfällige Gemeinheiten sind allerdings bei größeren Scheiben durch die Adapter zu erwarten - die Zangenaufnahme rutscht immer weiter nach oben, das gibt einen ungünstigen Hebel und ein auf einen kleinen Bereich des Gabelholms beschränktes Zusatzmoment. Imho trifft dies aber auch PM-Adapter. Wie groß diese extra-Belastung ist mag ich ohne Rechnung nicht sagen, kriegsentscheidend eher nicht.

Bei 1. ist zu beachten, dass die Bremskraft von Gewicht und Schwerpunktslage abhängig ist. Und wohl zumindest eine Korrelation zwischen dem Wunsch nach großer Scheibe und höherem Systemgewicht und allfälliger Zuladung besteht.

Dass die Einleitung von nennenswerten Einzelkräften in ein Hohlprofil ihre Probleme mit sich bringt -Stahlbauer machen da eine Steife- sei so am Rande erwähnt.

 

[Fastdarkness]

Habe diese Frage bei meinem 29" gehabt.
Der Hersteller der Gabel hat diese normalerweise limitiert. So da man nur bis zu einer bestimmten Größe auf den Gabeln fahren darf. Findest Du in der technischen Dok der Gabel oder auf der Herstellerseite.
In meinem Beispiel ist eine RockShox Reba verbaut, es war eine Scheibe mit 160mm dran.
Nach Anbau der Adapter sind jetzt 203mm verbaut, zugelassen bis 200mm. Allerdings bekommt man die Scheiben kaum.

 

[Pracer]

1. Es stimmt, die Bremskraft ist durch a.)Reibung Reifen-Straße oder (Solo ohne Gepäck) eher b.) über-den-Lenker-gehen limitiert.
Mit dieser Kraft ist das Moment um die Nabe festgelegt, das gleichzeitig auch an der Scheibe wirkt - und unabhängig von der Scheibengröße ist.

Was allgemein auch der Grund ist weswegen eine kleine Scheibe mehr Gefühl vermittelt, eine Große aber besser verzögert.

Die Limitierung der Bremskraft würde ich eher als den Übergang von überwiegend Haft- zu überwiegend Gleitreibung des Reifens auf dem Untergrund festmachen. Impliziert alle Faktoren.

Gruß,

 

[Deleted76301]

Spätestens mit Gepäck ist die Handkraft oder Anschlag des Hebels an den Lenker durch Kompression der Hüllen und elastisches Aufbiegen
der Bremszangen die Begrenzung. (Auf trockenen und sauberen Asphalt.)

Ich rede natürlich vom Vorderrad.

Ich wiege ja allein schon 90 kg und hätte mir mehr Bremskraft ohne Gepäck mit den 160er Scheiben gewünscht.

 

[Scorpio]

Also wenn der Hebel am Lenker anstehen kann ist etwas verkehrt Am MTB hat es die kürzlich neu angeschaffte XT zunächst einmal gemacht, die mechanischen davor und auch am Crosser waren nie in der Gefahr.

Den Artikel http://fahrradzukunft.de/11/tandem-starrgabel/#konstruktive-erfordernisse kennst du wahrscheinlich ?Du kannst die Rechnung sehr einfach auf Solo mit/ohne Gepäck adaptieren. Imho hätten Gabelhersteller deutlich mehr Gründe, ihre Gewichtsfreigaben zu überdenken als die Scheibengröße. Allerdings eliminiert der Autor die eventuellen Gemeinheiten der Adapter durch sein Pflichtenheft.

Wobei ich bei den gemeldeten Gabelbrüchen dazu tendiere, dass nicht die generelle Dimensionierung schuld ist, sondern die Ausführung im Detail, auch im Hinblick auf Materialermüdung. Reine Gewaltbrüche an neuen Gabeln waren doch keine darunter ?

 

[Scorpio]

Die Limitierung der Bremskraft würde ich eher als den Übergang von überwiegend Haft- zu überwiegend Gleitreibung des Reifens auf dem Untergrund festmachen. Impliziert alle Faktoren.

Das ist schön gesagt ! Auch die Textilbremse ist letztlich Gleitreibung

 

[Pracer]

Spätestens mit Gepäck ist die Handkraft oder Anschlag des Hebels an den Lenker durch Kompression der Hüllen und elastisches Aufbiegen
der Bremszangen die Begrenzung. (Auf trockenen und sauberen Asphalt.)[...]

Der Gleitreibungskoeffizient ist bei normalen Bedingungen geringer als der Haftreibungskoeffizient. Wenn du ein Vernünftig eingestelltes Tandem Fährst kannst du das gern ausprobieren, dort kann man relativ gefahrlos das Vorderrad blockieren.

Wichtig nur: Vernünftig eingestellt. Deine Bremshebel sollten nie bis zum Lenker ziehbar sein.

@Scorpio

Gruß,

 

[Deleted76301]

Also wenn der Hebel am Lenker anstehen kann ist etwas verkehrt Am MTB hat es die kürzlich neu angeschaffte XT zunächst einmal gemacht, die mechanischen davor und auch am Crosser waren nie in der Gefahr.

Den Artikel http://fahrradzukunft.de/11/tandem-starrgabel/#konstruktive-erfordernisse kennst du wahrscheinlich ?Du kannst die Rechnung sehr einfach auf Solo mit/ohne Gepäck adaptieren. Imho hätten Gabelhersteller deutlich mehr Gründe, ihre Gewichtsfreigaben zu überdenken als die Scheibengröße. Allerdings eliminiert der Autor die eventuellen Gemeinheiten der Adapter durch sein Pflichtenheft.

Wobei ich bei den gemeldeten Gabelbrüchen dazu tendiere, dass nicht die generelle Dimensionierung schuld ist, sondern die Ausführung im Detail, auch im Hinblick auf Materialermüdung. Reine Gewaltbrüche an neuen Gabeln waren doch keine darunter ?

Nun gut, schließen deine Überlegungen aber damit aus, dass man mit größeren Scheiben schneller zum Stehen kommt und dass die dadurch wirkenden Kräfte größer sind?

 

[Deleted76301]

Der Gleitreibungskoeffizient ist bei normalen Bedingungen geringer als der Haftreibungskoeffizient. Wenn du ein Vernünftig eingestelltes Tandem Fährst kannst du das gern ausprobieren, dort kann man relativ gefahrlos das Vorderrad blockieren.

Dass man gefahrlos ein Vorderrad zum Blockieren kenne ich. So etwas mache ich im Winter regelmäßig mit entgegen der Fahrtrichtung montierten Marathon Winter Reifen im Schnee.

Aber das muss man erst einmal bei trockenen Fahrbedingungen mit reichlich Gepäck hinbekommen.
Das wird ja schon schwer mit einer steifen V-Brakes mit sehr guten Bremsbelägen.
Man erreicht zwar aus hohen Geschwindigkeiten eine kräftige Verzögerung, aber blockierende Reifen muss man ordentlich forcieren (was aber nicht dem normalen Bremsverhalten des Nutzers aufgrund der hohen Anstrengung entspricht).
Mit V-Brakes habe ich meinen 55 kg Hobel (inkl. Gepäck) auch aus über 70 km/h und Gefällen von bis zu 20 Prozent zum Stehen gebracht.

Bei den 160er Scheiben ist die Verzögerung jedoch deutlich schwächer.

Oder möchtest du mir weißmachen, dass man bei der Diskbremse lediglich größere Scheiben der thermischen Belastung wegen braucht und nicht aufgrund der höheren Bremskraft?

Oder presse ich den Hebel nicht fest genug an die 160er Scheibe?
Kann sein, zumindest in der STI Position, ist die zu erreichende Bremskraft ja geringer
Wäre sie aber mit 180er Scheibe nicht größer?

 

[Pracer]

Darauf bin ich im vorigen Post nicht eingegangen da du nicht erwähntest dass du dein Gepäck auch mit den 160ern bremst. Zudem gehört die Wahl einer passenden Scheibe in den Punkt "Einstellungen" Im Post davor Schrieb ich:

1. Es stimmt, die Bremskraft ist durch a.)Reibung Reifen-Straße oder (Solo ohne Gepäck) eher b.) über-den-Lenker-gehen limitiert.
Mit dieser Kraft ist das Moment um die Nabe festgelegt, das gleichzeitig auch an der Scheibe wirkt - und unabhängig von der Scheibengröße ist.

Was allgemein auch der Grund ist weswegen eine kleine Scheibe mehr Gefühl vermittelt, eine Große aber besser verzögert.[...]

Was deine letzte Frage Beantworten sollte.

Oder möchtest du mir weißmachen, dass man bei der Diskbremse lediglich größere Scheiben der thermischen Belastung wegen braucht und nicht aufgrund der höheren Bremskraft?

Mach statt dem Fragezeichen einen Punkt, diese Aussage ist Korrekt.

Gruß,

 

[Deleted76301]

Darauf bin ich im vorigen Post nicht eingegangen da du nicht erwähntest dass du dein Gepäck auch mit den 160ern bremst. Zudem gehört die Wahl einer passenden Scheibe in den Punkt "Einstellungen" Im Post davor Schrieb ich:

Was deine Frage Beantworten sollte.

Gruß,

Ich habe schon mehrfach versucht klar zu machen, dass ich (außer durch große Kraftanstrengungen, die eher die Komponenten elastisch verbiegen) mit einer 160er Scheibe das Rad kaum zum blockieren bringen kann, auch ohne Gepäck.

Demnach würde meine Annahme stimmen - zwischen der maximalen Verzögerung der 160er Scheibe und dem Übergang von Haft zu Gleitreibung belasten größere Scheiben die Gabel mehr.

Auch wird man die stärkere Verzögerung der größeren Scheibe bei gleicher Handkraft zwangsläufig häufiger in Anspruch nehmen.
Das hieße auch dauerhaft stets größere Belastungen für die Gabel.

 

[Pracer]

Ich habe schon mehrfach versucht klar zu machen, dass ich (außer durch große Kraftanstrengungen, die eher die Komponenten elastisch verbiegen) mit einer 160er Scheibe das Rad kaum zum blockieren bringen kann, auch ohne Gepäck.[...]

Richtig, das bekomme ich am MTB auch nicht hin, da will ich das aber auch, deswegen verbaue ich keine Größeren Scheiben vorn sondern welche mit mehr Fläche die sich langsamer aufheizen.
Das ist aber wie gesagt Einstellungsache. Ich kann auch versuchen einen LKW mit Streusalz zu bremsen, Sinnvoller sind dennoch Wirbelstrombremsen. Dass 160er Scheiben zu klein sind hätte dir demnach schon ohne Gepäck auffallen müssen.

[...]Demnach würde meine Annahme stimmen - zwischen der maximalen Verzögerung der 160er Scheibe und dem Übergang von Haft zu Gleitreibung belasten größere Scheiben die Gabel mehr.[...]

Nö. Du brauchst nur weniger Kraft um diesen Übergang zu schaffen.

Edit: Gab es nicht auch mal Mehrkolbensysteme? Diese sollten eine Ansprechende Verzögerung auch mit 160ern schaffen.

[...]Auch wird man die stärkere Verzögerung der größeren Scheibe bei gleicher Handkraft zwangsläufig häufiger in Anspruch nehmen.
Das hieße auch dauerhaft stets größere Belastungen für die Gabel.

Nö. Das heisst erstmal nur dass die Kraftspitzen höher sind. Die von der Gabel gesehene Arbeit bleibt erstmal gleich. Es sei denn du bist schon länger Depressiv, dann sieht die Gabel i.d.R. eine Kraftspitze die zum Sprödbruch führt.

Gruß,