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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Bremse Mit welcher Kraft werden Bremsscheiben an die Radnabe gepresst?



Agent
11.11.2012, 23:15
Hi Jungs, Mädels, Fahrzeugtechnik- und Physikstudenten,

nachdem ich trotzt stundenlanger Suche immer noch keine adequate Antwort auf diese Frage gefunden habe wende ich mich nun an euch.

Um noch mal die Basic durchzugehen:
-Die Bremsscheibe sitzt zentriert auf der Radnabe.
Optional fixiert durch die Inbusschrauben.

- Die Radbolzen haben minimal Luft zu den Löchern im Bremsentopf

- Darüber kommt die Felge

und zum Abschluss wird dies mit 4x bzw 5x Radmutter mit jeweils 120 N m befestigt.

1) Da dieses Drehmoment in die selbe Richtung wirkt kann ich diese einfach addieren?

2) Ich gehe von der Annahme aus, dass sich die Bremsscheiben, durch die Kraft der herrschenden Schraubverbindung, auch bei starkem Bremsen nicht bewegen. Bzw nicht in dem Maße, dass die Radbolzen von der Bremsscheibe berührt werden.
Richtig?


Ich hoffe, dass jemand mir auf die Sprünge helfen kann und vll sogar dass jemand mir die passenden Begrifflichkeiten/Formel, zu diesem Thema an die Hand gibt um die Hauptfrage aus dem Titel zu beantworten.

Besten Gruß
Kay

p.s.
noch die letzte Frage:
Hat jemand einen guten Buchtip,
eine Art Standardwerk zum Nachschlagen während des Studium?

Rio
11.11.2012, 23:51
1) Da dieses Drehmoment in die selbe Richtung wirkt kann ich diese einfach addieren?

klar, antwort haste dir ja selbst gegeben


2) Ich gehe von der Annahme aus, dass sich die Bremsscheiben, durch die Kraft der herrschenden Schraubverbindung, auch bei starkem Bremsen nicht bewegen. Bzw nicht in dem Maße, dass die Radbolzen von der Bremsscheibe berührt werden.
Richtig?

ich bin der meinung das ist falsch. vergleich dazu die unterschiiede zwischen einer schraubverbindung zweier flachstähle und einer verstifteten version.
in hauptkraftrichtung der schraube ist das ganze so stabil wie die momente der gesamten schrauben aber in querrichtung wird die position beider flachstähle nur bei der version mit passstiften optimal fixiert.

so auch die verbindung rad/bremsscheibe/nabe. die auftretende querkraft durch beschleunigen und abbremsen kann nicht von der kraft die die radbolzen ausüben, die ja auch in eine andere richtung läuft, aufgefangen werden

Agent
12.11.2012, 01:03
Eigentlich schon, jedoch zweifel ich selbst an dieser Erkenntnis, es wären ja 480 N m bzw 600 N m. Enorm!
Oder verteilt sich der "Druck der durch das Drehmoment" von 120 N m erwirkt wird dadurch schlichtweg gleichmäßig über die Schraubverbindung.


Stimmt Rio, bei einer Version der Befestigung mit Paßstift (vorzugsweise an der Nabe zum Scheibentopf) wäre die Bremsscheibe bei den auftretenden Beschleunigungs, aber hauptsächlich wohl Bremskäften gegen ein "verdrehen" auf der Radnabe gesichert.
Jedoch kann man die Montageschrauben zum Teil als Indikator für dieses Verdrehen (kann man das auch Schlupf nennen?) ansehen, da diese ja als erstes einen Defekt aufweisen müssten, wenn sich die Scheibe auf der Nabe verdreht, da sie sicherlich keine hv Schraube sind.

Vll kennt jemand einen konkreten Fall dazu?

Besten Gruß

fischi
12.11.2012, 08:58
Wenn sich da was verdrehen würde, dann würden zuerst diese kleinen Fixierschrauben abreißen. Die Anpreßkraft einer Schraube bei 120 Nm Anzugsmoment kannst Du leicht ermitteln, da gibts Formeln. Ich sag nur Steigungsverhältnis.
Allerdings ist das Ergebnis von den angesetzten Reibbeiwerten abhängig. Und die streuen schnell mal um 50%.

waterstrott
12.11.2012, 09:24
zu 2)
Ja deine Annahme ist richtig. Eine vereinfachte Berechnung der Schraubenverbindung ergibt eine Vorspannkraft bei einem Gewinde M12x1,5 mit Anzugsmoment 120Nm von etwa 53kN je Schraube. Mal 4 macht das 212kN. Mit dieser Vorspannkraft, auch Normalkraft, lässt sich das zu übertragende Reibungsmoment berechnen. Bei einem angenommenen Haftreibungskoeffizienten von µ=0,2 (da gibts unterschiedliche Auffassungen vom Wert) und des Durchmessers des Topfes auf der Radnabe von 141mm ergibt das rd. 3000Nm.
Das sollte weitaus höher sein als das vom Reifen übertragbare Moment - damit kann sich die Scheibe nicht verdrehen.

Gruß Christian

Agent
12.11.2012, 20:31
Hey fischi, das sehe genauso. Welche Formel(n) kommen dir da in den Sinn?

Bin durch verfeinerte Suche auf folgenden Sammlungen gestoßen:
http://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/schraube/schraubenverbindung.htm#gewinde
http://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/schraube/schraubenverbindung.htm#klemmkraft_quer
und
http://www.keller-kalmbach.de/fileadmin/images/web/pdf-dokumente/6-1-Montage-Schraubenverbindungen-Vorspannkraefte-Anziehdrehmomente.pdf

Wobei beim letzten Link sicherlich Kapitel 6.1.6. dem Anstoß des Reibwertes zw Mutter/Schraube einiges an Nahrung gibt.
Kannst Du Deine Erfahrung bitte teilen?

Hallo Christian, das ist eine interessante Erläuterung.
Kannst Du mir bitte sagen wie Du von 120Nm auf die ca 53kN gekommen bist?
Von einer ähnlichen Tabelle wie
http://www.schrauben-normen.de/anziehmomente.html
oder gibt es da eine Formel?

Um mich auch meiner ersten Teilfrage von einer anderen Richtung zu näheren:
Obwohl man Krafteinheiten nicht in Gewicht umrechnen soll, so wäre doch
vereinfacht gesagt:

1 N = 1 kg·m/s²
1kn =1000N
53kN = 53000N

1N ~ 102 g , da Erdbeschleunigung 9.81 m/s²
1000N ~ 100kg

F = m*a
m=F/a
xkg = 53000 / 9,81
5400kg
?

Verdammt kann das stimmen?

Auch wenn ich mich damit als absoulter Physik n00b bekenne, schicke ich den post mal in den Äther raus.

Vll kann da einer auf die Sprünge helfen...

waterstrott
13.11.2012, 06:20
Hallo Kay,
die Werte hab ich genau aus dieser Tabelle abgeleitet. Da das Materialverhalten der Radbolzen mit diesem Anzugmoment als linear-elastisch zu bezeichnen ist, ist es eine durchaus übliche Vorgehensweise die Werte daraus zu ermitteln. Das Materialverhalten wird durch das Hookesche Gesetz beschrieben und ist eben entlang dessen Gerade als elastisch und damit linear zu bezeichnen.
Der Rest ist algebraischer Mist, also kurz gesagt Dreisatz.

Gruß Christian

PS: Deine Masseberechnung stimmt.

Sminty
24.11.2012, 19:59
wenn du ein buch suchst, schau nach maschinenelemente oder konstruktionslehre. schraubenverbindungen kommen in solchen büchern fast immer vor. als nachschlagwerk für maschinenbau ist wohl Dubbel das bekannteste.
zu deiner 2. frage: das moment vom rad wird rein über die reibkraft zwischen bremsscheibe und auflagefläche, gegen die die scheibe gedrückt wird, übertragen. die formeln hast du ja schon selber gefunden. die schrauben sind nur dazu da diese kraft zu erzeugen. über die schrauben erzeugt man nur eine normalkraft.
schrauben sollten niemals auf scherbeanspruchung belastet werden. ausnahme sind passschrauben, aber auch nur im geringen maße.
wenn die reibkraft nicht ausreichen sollte, was bei vielen auslegungen durchaus vorkommt (weil zb die größe des gewindes beschränkt ist o.ä.), muss man entweder mehr schrauben einsetzen (die kraft addiert sich wie du richtig vermutest) oder zwischen die reibpartner speziele reibscheiben legen um den reibbeiwert zu erhöhen. dieser kann bei bedarf auch >1 werden. d.h. man bekommt höhere reibkraft als die addierte schraubenkraft.