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Bremse sinnvolles Übersetzungsverhältnis?

Jogi

Jogi

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18. Apr. 2007
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2.722
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Großenheidorn/Hamminkeln
Moin moin,

Ich such mich schon doof, hab aber nix gefunden, welches Übersetzungsverhältnis zwischen Handbremskolben und Radbremszylinder wird als "vernünftig' angesehen?
Gibt es da sogar wie Tabellen aus denen die jeweiligen Durchmesser ins Verhältnis gesetzt werden?

Gruß

Jogi
 
Jogi schrieb:
...Suche idealerweise ne einfache Tabbelle oder Rechner, wo man die Durchmesser eingeben kann.
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Hallo Jogi,

eine solche "einfache" Tabelle wird's aus gutem Grund nicht geben weil zusätzlich zu dem hydraulischen Übersetzungsverhältnis eine Vielzahl von anderen Faktoren bei der Umsetzung der Hand- oder Fußkraft in die Anpresskraft der Beläge gegen die Bremsscheibe(n) eine Rolle spielen. Noch komplexer wird's wenn man die Wirkungskette bis zur Bremskraft zwischen Reifen und Fahrbahn weiterverfolgt.

Ein Beispiel: Radialkolben-HBZ's haben bei gleicher oder sogar besserer Wirkung i.d.R. größere Kolbendurchmesser als Axialkolben-HBZ's wegen des günstigeren Übersetzungsverhältnisses zwischen Hebelarm Handhebel und Hebelarm mit Wirkung auf den Kolben.

Desweiteren spielt eine Rolle wie viele RBZ-Kolben der HBZ mit Flüssigkeit versorgen muss; Einfach- vs. Doppelscheibe oder 2-Kolben vs. 4-Kolben-RBZ.

Werner )(-:
 
Jogi schrieb:
Jein,

Konkret hab ich Serie einen 42 mm Einzelkolben auf ner 260 mm Scheibe, Handbremszylinder ist 1/2 also 12,7 mm.

Geplant ist Handbremszylindr 14 mm und Bremsscheibe 295 mm.
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Durch den Wechsel des HBZ von 12,7 mm auf 14 mm Durchmesser verlierst Du - bei gleicher Handkraft - 21,5 % Bremsdruck und Wirkung.

Durch die Vergrößerung des Brermsscheibendurchmessers von 260 auf 295 mm gewinnst Du 15,9 % an Wirkung.

Unterm Strich verlierst Du durch den Umbau 5,6 %.

Macht das Sinn?

Werner )(-:
 
Hallo,

die hydraulische Übersetzung beträgt im ersten Fall (42 mm zu 1/2 Zoll) knapp 11, im zweiten Fall 9.

Mit dem größeren Hebelarm der 295er Scheibe ergibt sich zur 260er insgesamt ein Unterschied von knapp 7 %.

D.h., man benötigt etwas mehr Handkraft und hat dafür einen präziseren Druckpunkt.

Andere Parameter, die die Bremswirkung beeinflussen, sind hierbei nicht berücksichtigt.

Gruß, Wolfram
 
Man kann alles mögliche nachrechnen und theoretisieren.
Doppelscheibe und 15 mm funktionieren erfahrungsgemäß recht gut.

Die 15er Pumpe funktioniert bei einer Scheibe z. B. überhaupt nicht. Ich habs mal mit einer 320ger Scheibe und einem Brembo Sattel (1150 GS) probiert. Knallharter Druckpunkt nach wenigen Millimetern Handweg aber mäßige Bremswirkung.

Umgekehrt wirds bei einer 13er Pumpe knapp mit dem Hebelweg bei zwei Scheiben.

Man sollte nicht nur die Kräfte sondern, sondern auch die Wege beachten. Vor allem der Leerweg der Breymskolben bis zur Scheibe. So wird es knapp mit dem Handhebel am Griff, bei einer zu kleinen Bremspumpe.
Grüße
Ulli
 
0
ullil schrieb:
Man kann alles mögliche nachrechnen und theoretisieren. ...

...Man sollte nicht nur die Kräfte sondern, sondern auch die Wege beachten
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Hallo,

hier wurde weder theoretisiert, noch wurde alles Mögliche nachgerechnet.

Es wurde lediglich versucht, dem Fragesteller anhand der von ihm vorgegeben Werte eine Einschätzung zu geben, was bei seinem Umbau zu erwarten ist. Und das war jetzt nicht theoretisch sondern ganz praktisch und nicht mehr als Dreisatz.

Da Werner und ich zu verschiedenen Ergebnissen gelangt sind, hier noch mal meine Vorgehemsweise etwas ausführlicher:

(42 mm / 12,7 mm)[SUP]2[/SUP] = 10,94 (hydr. Übersetzung Ist-Zustand)

(42 mm / 14 mm)[SUP]2[/SUP] = 9 (hydr. Übersetzung geplant)

9 / 10,94 = 0,823 (Verhältnis der Kräfte am Bremssattelkolben bei gleicher Hebelkraft)

Schneller kommt man zum gleichen Ergebnis, wenn man nur mit den Durchmessern am Hauptbremszylinder rechnet:

(12,7 mm / 14 mm)[SUP]2[/SUP] = 0,823

D.h., die Kraft am Bremskolben beträgt nur noch 82,3 % vom Ist-Zustand. Gleichzeitig wird der Hebelweg geringer, es besteht also nicht die Gefahr, dass der Bremshebel am Gasgriff anliegt.

Durch den größeren Durchmesser der Bremsscheibe wird diese Verringerung der Kraft zumindest etwas ausgeglichen.

295 mm / 260 mm = 1,13 (Erhöhung der effektiven Bremskraft durch Vergrößerung des wirkenden Hebelarms um 13 %)

Die beiden Faktoren müssen nun multipliziert werden, um die gesamte Wirkung abzuschätzen:

0,823 x 1,13 = 0,934

D.h. jetzt, bei gleicher Hebelkraft beträgt die Bremskraft am Reifenumfang lediglich noch rund 93 % vom jetzigen Ist-Zustand (0,934 x 100 % = 93,4 %).

Um die vorherige Bremskraft zu erreichen, muss die Kraft am Handhebel nun um das 1 / 0,934 = 1,07-fache erhöht werden. D.h., die Handkraft muss um 7 Prozent gesteigert werden.

Ich hoffe, das war jetzt ausführlich genug und nicht zu "theoretisch". ;)

Entscheiden muss jetzt der Fragensteller. Handkraft wird erhöht, Druckpunkt wird präziser, Dosierbarkeit leidet etwas.

Gruß, Wolfram

PS: Falls sich in die Berechnung Denkfehler eingeschlichen haben, gerne her damit.
 
Zuletzt bearbeitet:
Wolfram2 schrieb:
0

Hallo,

hier wurde weder theoretisiert, noch wurde alles Mögliche nachgerechnet.

Es wurde lediglich versucht, dem Fragesteller anhand der von ihm vorgegeben Werte eine Einschätzung zu geben, was bei seinem Umbau zu erwarten ist. Und das war jetzt nicht theoretisch sondern ganz praktisch und nicht mehr als Dreisatz.

Da Werner und ich zu verschiedenen Ergebnissen gelangt sind, hier noch mal meine Vorgehemsweise etwas ausführlicher:

(42 mm / 12,7 mm)[SUP]2[/SUP] = 10,94 (hydr. Übersetzung Ist-Zustand)

(42 mm / 14 mm)[SUP]2[/SUP] = 9 (hydr. Übersetzung geplant)

9 / 10,94 = 0,823 (Verhältnis der Kräfte am Bremssattelkolben bei gleicher Hebelkraft)

Schneller kommt man zum gleichen Ergebnis, wenn man nur mit den Durchmessern am Hauptbremszylinder rechnet:

(12,7 mm / 14 mm)[SUP]2[/SUP] = 0,823

D.h., die Kraft am Bremskolben beträgt nur noch 82,3 % vom Ist-Zustand. Gleichzeitig wird der Hebelweg geringer, es besteht also nicht die Gefahr, dass der Bremshebel am Gasgriff anliegt.

Durch den größeren Durchmesser der Bremsscheibe wird diese Verringerung der Kraft zumindest etwas ausgeglichen.

295 mm / 260 mm = 1,13 (Erhöhung der effektiven Bremskraft durch Vergrößerung des wirkenden Hebelarms um 13 %)

Die beiden Faktoren müssen nun multipliziert werden, um die gesamte Wirkung abzuschätzen:

0,823 x 1,13 = 0,934

D.h. jetzt, bei gleicher Hebelkraft beträgt die Bremskraft am Reifenumfang lediglich noch rund 93 % vom jetzigen Ist-Zustand (0,934 x 100 % = 93,4 %).

Um die vorherige Bremskraft zu erreichen, muss die Kraft am Handhebel nun um das 1 / 0,934 = 1,07-fache erhöht werden. D.h., die Handkraft muss um 7 Prozent gesteigert werden.

Ich hoffe, das war jetzt ausführlich genug und nicht zu "theoretisch". ;)

Entscheiden muss jetzt der Fragensteller. Handkraft wird erhöht, Druckpunkt wird präziser, Dosierbarkeit leidet etwas.

Gruß, Wolfram

PS: Falls sich in die Berechnung Denkfehler eingeschlichen haben, gerne her damit.
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Hi,

sorry aber ich seh das anders:
Die Angaben 42mm bzw 12,7mm und 14mm sind der Durchmesser, und der geht bei Flächenberechnungen im Quadrat ein
also
-42mm ergeben 1385 mm^2 und
-12,7mm ergeben 127mm^2
-14mm ergeben 154mm^2
(alles gerundet)
Und weil man vom Ist-Zustand ausgehen muss sind 100 % die Fläche des 12,7mm Kolbens. Davon hat der 14mm eine Fläche die 121% beträgt.

also vergrössert sich die wirksame Fläche um rund 21% und darum wird die Bremse schwächer bei gleicher Kraft am Bremshebel.



mfg GS_man
 
Zuletzt bearbeitet:
Wolfram2 schrieb:
(12,7 mm / 14 mm)[SUP]2[/SUP] = 0,823

D.h., die Kraft am Bremskolben beträgt nur noch 82,3 % vom Ist-Zustand
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GS_man schrieb:
sorry aber ich seh das anders ...

Die Angaben 42mm bzw 12,7mm und 14mm sind der Durchmesser, und der geht bei Flächenberechnungen im Quadrat ein ...

also vergrössert sich die wirksame Fläche um rund 21% und darum wird die Bremse schwächer bei gleicher Kraft am Bremshebel
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Hallo GS-man,

Du siehst das vielleicht anders, kommst aber zum gleichen Ergebnis wie ich.

Aber der Reihe nach: die Durchmesser habe ich auch quadriert, oder ist das hoch 2 bzw. Quadrat an den Klammern zu übersehen?
Unnötige Proportionalitätsfaktoren wie Pi/4 lasse ich weg, da sie sich bei Verhältnissen rauskürzen.

Die von Dir errechnete 21 % größere Fläche (Faktor 1,21) führt zu einer Reduzierung der Kraft am Kolben des Bremssattels auf das
1 / 1,21 = 0,83-fache. Das wären dann 83 % vom Ist-Wert.

Wo ist jetzt der Widerspruch?

Gruß, Wolfram
 
Hi

Ich sehe das so:
Wenn Du nach Deiner Rechnung 1/1,21 rechnest. dann setzt Du damit in Deiner Rechnung nämlich den grösseren Durchmesser auf 100% und nicht mehr den kleineren Durchmesser.
Wenn sich der Bremskraft ausgehend vom kleineren Durchmesser des Gebers um 21% reduziert bleiben nämlich nur 79% und nicht 83% übrig.

mfg GS_man
 
GS_man schrieb:
Hi

Ich sehe das so:
Wenn Du nach Deiner Rechnung 1/1,21 rechnest. dann setzt Du damit in Deiner Rechnung nämlich den grösseren Durchmesser auf 100% und nicht mehr den kleineren Durchmesser.
Wenn sich der Bremskraft ausgehend vom kleineren Durchmesser des Gebers um 21% reduziert bleiben nämlich nur 79% und nicht 83% übrig.

mfg GS_man
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Sorry Wolfram,

aber da hat der Heinrich recht. Und ich deshalb mit "meinen" rund 21% Verlust auch :pfeif:. Dir zum Trost: Das zu 100%-Setzen des falschen Wertes (Nachher statt Vorher) ist ein häufig vorkommender Fehler :D.

Weiterer Mangel Deiner Ausführungen: Beim Wirkungsvergleich der Bremsscheiben setzt Du deren Außendurchmesser ins Verhältnis - hier 265 vs. 295.

Korrekt wäre der Vergleich der sg. Wirkhalbmesser - Strecke von Mitte Bremsbelag/-ring bis Drehachse. Damit kommt man auf den knapp 16%igen Gewinn statt Deiner "nur" 13% durch die größere Scheibe.

Krümelkackermodus aus.

Werner )(-:
 
dabbelju schrieb:
Sorry Wolfram,

aber da hat der Heinrich recht. Und ich deshalb mit "meinen" rund 21% Verlust auch :pfeif:. Dir zum Trost: Das zu 100%-Setzen des falschen Wertes (Nachher statt Vorher) ist ein häufig vorkommender Fehler :D.

Weiterer Mangel Deiner Ausführungen: Beim Wirkungsvergleich der Bremsscheiben setzt Du deren Außendurchmesser ins Verhältnis - hier 265 vs. 295.

Korrekt wäre der Vergleich der sg. Wirkhalbmesser - Strecke von Mitte Bremsbelag/-ring bis Drehachse. Damit kommt man auf den knapp 16%igen Gewinn statt Deiner "nur" 13% durch die größere Scheibe.

Krümelkackermodus aus.

Werner )(-:
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Hallo Werner,

ich bin immer noch der Meinung, dass ich mich hier nicht verdaddelt habe.
Versuchen wir es mit einem Zahlenbeispiel.

Bei einer angenommenen Kraft von 100 N am Kolben des Hauptbremszylinders ergibt sich beim Istfall (12,7 mm) eine Kraft von
100 N x 10,94 = 1094 N am Bremssattel.

Nach Austausch des Kolbens auf 14 mm erhalten wir am Bremssattel eine Kraft von
100 N x 9 = 900 N

Ich bin jetzt davon ausgegangen, dass bei der Berechnung der hydraulischen Übersetzung Einigkeit herrscht.

Die 1094 N sind der Ausgangszustand, also 100 %.

Zustand nach Änderung: 900 N

Dreisatz: x % = (100 % / 1094 N) x 900 N = 82,27 %

Gibt bei mir 82,3 %. So komme ich zu meiner Aussage, dass die Kraft am Bremssattel nur noch 82,3 % der ursprünglichen Kraft beträgt. Die Reduktion wäre damit 17,7 %.

Ich zitiere Dich: "Das zu 100%-Setzen des falschen Wertes (Nachher statt Vorher) ist ein häufig vorkommender Fehler :D "

O.k., das war jetzt frech, aber nicht böse gemeint! ;)

Beim zweiten Teil Deines Beitrages gebe ich Dir zum Teil recht. Allerdings fehlt mir zur genauen Berechnung des Wirkhalbmessers eine Angabe zur Breite des Bremsbelages. Deshalb habe ich zur Vereinfachung die Durchmesser der Scheiben genommen.
Das führt natürlich zum gleichen Ergebnis wie eine Berechnung mit den Radien der beiden Scheiben.
Ein Berücksichtigung der Bremsbelagbreite führt in unserem Fall zu einer Erhöhung des Faktors bzw. des Prozentwertes.

Was hast Du als Breite des Bremsbelages angenommen?

Noch eine Anmerkung zu Deinem Beitrag #7: Du berechnest den Verlust, indem Du die beiden Prozentzahlen voneinander abziehst.
Das ist falsch! Du musst hierbei beachten, dass das Ergebnis der ersten Änderung (Bremskolbendurchmesser) die Eingangsgröße für die zweite Änderung (Bremsscheibe) ist. Deshalb muss man die Änderungsfaktoren miteinander multiplizieren.
Funktioniert wie eine Verkettung von Wirkungsgraden in einem technischen System.

Mit freundlichem Gruß, Wolfram
 
Wolfram2 schrieb:
Bei einer angenommenen Kraft von 100 N am Kolben des Hauptbremszylinders ergibt sich beim Istfall (12,7 mm) eine Kraft von
100 N x 10,94 = 1094 N am Bremssattel.

Nach Austausch des Kolbens auf 14 mm erhalten wir am Bremssattel eine Kraft von
100 N x 9 = 900 N
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Hi Wolfram

Ich bitte Dich das nicht falsch zu verstehen, ich habe mich auch extra vorsichtig ausgedrückt (Zitat: "ich sehe das anders") weil ich hier nicht alle Weisheit gepachtet habe und gerne bereit bin anderes zu akzeptieren.

Was ich gerade nicht nachvollziehen kann sind die Faktoren 10,94 und 9,00
würdest Du bitte erklären woher Du diese Zahlen nimmst?

mfg GS_man

PS: Was ich auch nicht verstehe ist warum wir beide mit einem Durchmesser von 12,7 rechnen, bisher kannte ich bei BMW nur ganze Zahlen als Durchmesser der Bremsdruckgeber
 
Zuletzt bearbeitet:
GS_man schrieb:
... Was ich gerade nicht nachvollziehen kann sind die Faktoren 10,94 und 9,00
würdest Du bitte erklären woher Du diese Zahlen nimmst?

... PS: Was ich auch nicht verstehe ist warum wir beide mit einem Durchmesser von 12,7 rechnen, bisher kannte ich bei BMW nur ganze Zahlen als Durchmesser der Bremsdruckgeber
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Hallo GS_man,

wenn ich Werner richtig verstehe, ist Dein Vorname Heinrich.

Dann hallo Heinrich,

die Zahlenwerte sind die jeweiligen hydraulischen Übersetzungen. Das sind die Verhältnisse bzw. der Quotient der Flächen vom Bremssattelkolben und vom Kolben der Bremspumpe (Hauptbremszylinder). Da der Druck im System an beiden Kolben gleich groß ist, verhalten sich die Kräfte wie die entsprechen Flächen (Kraft = Druck x Fläche).
Wie ich die beiden Übersetzungen ausrechne steht in meinem Beitrag #12 gleich am Anfang.

Zu Deiner zweiten Frage: ich verwende die 12,7 mm (1/2 Zoll), weil Jogi, der Themenersteller, dieses Maß so angegeben hat.
Dazu kann wohl nur Jogi Genaueres sagen.

Gruß, Wolfram
 
Moin moin,

Es geht nicht um BMW, es gibt auch ein Leben außerhalb blau-weiß:D.

Daher 1/2 bzw 12,7 mm.

Für die weitere genaue Berechnung noch folgende Angaben:

Serie: 12,7 mm Durchmesser oben, 42 mm Durchmesser unten. Scheibendurchmesser 260 mm.
Geplant: 14 mm Durchmesser oben, 42 mm Durchmesser unten. Scheibendurchmesser 295 mm.

Einkolbenbremse, Bremsbelag Lucas/TRW MCB 550.

Praxiserfahrung kann ich leider nicht zeitnah beisteuern, da sich das ganze Projekt noch in einer Frühphase befindet und die Bremse da nur eine kleine, untergeordnete Baustelle darstellt.

Gruß

Jogi
 
Jogi schrieb:
Moin moin,

Es geht nicht um BMW, es gibt auch ein Leben außerhalb blau-weiß:D.

Daher 1/2 bzw 12,7 mm.

Für die weitere genaue Berechnung noch folgende Angaben:

Serie: 12,7 mm Durchmesser oben, 42 mm Durchmesser unten. Scheibendurchmesser 260 mm.
Geplant: 14 mm Durchmesser oben, 42 mm Durchmesser unten. Scheibendurchmesser 295 mm.

Einkolbenbremse, Bremsbelag Lucas/TRW MCB 550.

Praxiserfahrung kann ich leider nicht zeitnah beisteuern, da sich das ganze Projekt noch in einer Frühphase befindet und die Bremse da nur eine kleine, untergeordnete Baustelle darstellt.

Gruß

Jogi
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Hallo Jogi,
lass die 12,7 mm Pumpe, dann hast Du einen Druckpunkt wie vorher.
An die etwas bessere Bremswirkung aufgrund der großen Scheibe hast Du dich in 5 min gewöhnt, falls überhaupt ein Unterschied spürbar ist.
Grüße
 
ullil schrieb:
Hallo Jogi,
lass die 12,7 mm Pumpe, dann hast Du einen Druckpunkt wie vorher.
An die etwas bessere Bremswirkung aufgrund der großen Scheibe hast Du dich in 5 min gewöhnt, falls überhaupt ein Unterschied spürbar ist.
Grüße
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Leider keine Option, die 1/2 hängt an neuen zölligen Lenker, die 14 mm kommt an nen 22er Lenker. Das wird erstmal zusammengestellt und getestet, beides hab ich ja da. Wenn das nicht funzt kommt was anderes dran.

Gruß

Na

Jogi
 
Hallo in die Runde,

es ist schon erstaunlich wie jeder auf verschiedene Weise versucht die Physik zu erklären und doch zu gleichen Ergebnis kommt. :applaus:

Hier mal ein Auszug aus meinem Tabellenbuch von 1984 ( aus den Jahr unsere Kühe ). ;)

Hydraulik.jpg

Ich hoffe das es zum Verständnis der Hydraulik im Bremssystem anschaulich beiträgt.

Gruß aus dem Harz

Frank
 
Hallo zusammen,
es gibt tatsächlich eine Tabelle im Netz, mit der ich mit meinen Altmopeds bisher auch immer recht gut gefahren bin, und die obige Kombination 12,7-42mm ungefähr bestätigt:
http://vintagebrake.com/mastercylinder.htm
Zum Verstehen sollte man wissen, dass eine Doppelkolbenbremse mit sich gegenüberstehenden Kolben, wie z.B. die Brembos der BMW, genauso zu rechnen sind wie eine Einkolben-Schwimmsattelbremse. bei Beiden geht nur eine Kolbenfläche in die Berechnung mit ein.

Noch ein "Vorsicht-Falle"- am Rande: Bei modernen Radialbremspumpen ist das Übersetzungsverhältnis vom Hebel zum Pumpenkolben SO anders, dass man diese Tabelle darauf überhaupt nicht anwenden kann. Da kann u.U. eine 19mm-Pumpe genauso in die Rechnung mit eingehen wie eine 11mm-Normalpumpe.
Gruß
Hans
 
Hallo,

nachdem Jogi den geplanten Bremsbelag angegeben und Werner mir per PN grünes Licht für meinen Rechenweg gegeben hat, noch eine kleine Ergänzung:

Die Belagbreite beträgt etwa 28 mm. Zieht man bei den Durchmessern der Bremsscheiben jeweils 30 mm ab kommt man zu den Wirkdurchmessern und es ergibt sich ein Faktor von

265 mm / 230 mm = 1,152

für den Zuwachs der Bremskraft durch Vergrößerung der Bremsscheibe.

Insgesamt erhält man dann

0,8227 x 1,152 = 0,95

als Faktor für die beiden Änderungen.

D.h. jetzt, dass sich die Bremskraft auf 95 % reduziert, bzw. zur Erzielung der ursprünglichen Bremskraft etwa 6 % (1 / 0,95 = 1,06) mehr Handkraft notwendig ist.

Das ist jetzt zwar nicht theoretisch, jedoch schon recht akademisch. Man sollte hierbei beachten, dass hierbei viele Faktoren unberücksichtigt bleiben, die vermutlich einen Einfluss haben, der deutlich höher sein kann.
Ich denke hierbei vor allen Dingen an die Reibwertpaarung Bremsbelag-Bremsscheibe. Hierzu kann Werner mehr sagen.

Auch das Hebelverhältnis der Bremspumpe (l[SUB]1[/SUB] = Handkraft-Drehpunkt zu l[SUB]2[/SUB] = Drehpunkt-Angriffspunkt am Bremskolben) hat einen erheblichen Einfluss auf das ganze System.
@ Jogi: vielleicht solltest Du da noch einmal messen.

Gruß, Wolfram
 
Zuletzt bearbeitet:
Hi

Was mir nach einigem Nachdenken noch fehlt ist ein ganz anderer Fakt.
Eine Bremse macht rein physikalisch nichts anderes, als eine negative Beschleunigung. Diese Beschleunigung ist abhängig von der Leistung der Bremse, aber nicht linear sondern die Leistung der Bremse geht da im Quadrat ein.
Was soviel bedeutet das da schon kleine Unterschiede einen signifikant längeren Bremsweg verursachen können.
Ich würde persönlich den vorgeschlagenen Weg bestenfalls einschlagen, wenn vorher die Bremse deutlich überdimensioniert wäre.
Umgangssprachlich wenn mir die Bremse im Originaltrim zu giftig wäre.


mfg GS_man
 
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