Hochfeste Bremssattelschrauben

[Tie]

Woraus resultiert denn die Vorspannung, wenn nicht aus dem Anzugsdrehmoment?

[Dennis]

Das Drehmoment ist ja nur das was insgesamt reingesteckt wird, was tatsächlich davon bei der Schraube ankommt (Vorspannkraft, woraus sich in unserem Fall der Nullpunkt der Längenänderung ergibt, da die Schrauben auf Zug beansprucht werden bei Bremsenbetätigung) variiert vor allem aufgrund der Reibverluste, welche bei verschiedenen Schrauben natürlich abweichen.
Bei den Schrauben die ich hier hab, hab ich entsprechend schon drauf geachtet, dass die blank sind und nicht irgendwie beschichtet, die Bearbeitungsform gleich ist (optischer Vergleich Gewinde/Oberfläche) und auch einen identischen Kopf bzw. Auflage zu den Bremssätteln hin haben. Bewusst anders ist die Gewindelänge, wobei die bzgl. Reibung wohl eher nachteilig für die 12.9er Variante sein sollte.
Aber wenn man sich die theoretischen Reibungszahlen für verschiedene Oberflächen anschaut, so sind dort selbst beim gleichen Schmierungszustand Abweichungen von 30%-50% zur Mitte hin angegeben. Und wenn die Schraube mehrfach reingedreht wird, verändert sich die Oberfläche natürlich weiter. Von daher hast bei "wichtigen" Verbindungen wie Pleuelschrauben etc. ja auch ne andere Messmethode (Bei der ZXR geht das glaub ich über die Längung, im Abhängigkeit ob die Schraube schon verbaut war).

Da ich beim Praxistest aber leider auf Drehmoment beschänkt bin, ist dieser Störfaktor halt in jeder Messung drin. Von daher, selbst falls sich ein Trend herausstellen sollte, dass eine Schraube einen um 1-2% besseren Wert erzielt, so ist das wahrscheinlich nicht signifikant in Bezug auf die Abhängigkeit der Schraubenlängung von der Festigkeit.

Bzw. falls der Zugversuch sehr ähnliche Werte liefert, im Praxistest aber objektiv ein signifikanter Unterschied gemessen werden kann, dann liegts vermutlich an oben genanntem Effekt. Der Zugversuch hat als Nullpunkt ja die unbelastete Schraube und hat daher diesen Störeinfluss nicht.

[Drachenreiter]

Ob´s die Woche was wird kann ich nicht sagen, ein Kollege ist kzH.
Zumal wir auch keine 8.8er haben, nur 10.9er und 12.9er.

Wenn du´s wirklich so genau haben willst, musst du aber auch alle Faktoren einrechnen.
Dann wäre es eigentlich nicht mit nem Massenprodukt getan.

Angefangen bei fertigungsbedingten Toleranzen für alle Durchmesser, der Gewindegangtiefe und damit auch der Fläche für den Kraftschluss,
Rechtwinkligkeit der Anlagefläche zur Mittelachse des Gewindes, Ebenheiten beider Anlageflächen,
Flächenabweichungen des Werkzeuges zur Kraftübertragung beim Festziehen, Toleranz des Drehmomentschlüssels, Dehnung des Kopfes durch die Krafteinwirkung.
Durch die unterschiedlichen Härtegrade der Schrauben hast du sicher auch anderen Verzug bei Krafteinwirkung.
Wird nicht viel sein, aber es ist da.
Dann kommen noch die Messunsicherheiten der Geräte und die Temperatur dazu.

Womit wird gemessen? Handelsüblicher Messschieber? Mit ner Standardmessunsicherheit ±0,10 mm ?
Weisst schon worauf ich raus will oder?

[Tie]

Interessant fände ich bei diesem Vergleich das Verhalten der Originalschrauben!
Ich hab derzeit welche über, weil gerade 10.9er neu verbaut, und spende diese gerne bei Interesse.

[Windy-ZXR]

servus dennis, schön dass du dich der sache annimmst. ich finde dieses thema auch sehr interessant und bin eigentlich der meinung, dass sich nichts ändert. diese meinung basiert aber weder auf fakten noch auf testreihen.
dennoch gibt es ja einige leute die beschwören einen unterschied zu merken. ich hab mich jetzt auch etwas genauer mit dem thema beschäftigt und die unteren zwei zitate fassen dies auch schon zusammen.

Kernaussage: Wenn die Schraube nicht in den plastischen Bereich kommt, sollte da kein Unterschied in der Längung zu beobachten sein.

Ganze Länge des zur Verfügung stehenden Gewindes nutzen, Schrauben länger wählen und dann kürzen.

will heißen....beim austausch der exakt gleich dimensionierten schrauben wird kein effekt feststellbar sein.
die verbesserung an sich kommt meiner meinung durch die verkürzung der gewindelänge auf ein minimum.
so wird der schraubenschaft ohne gewindegänge länger und ergibt in diesem bereich einen größeren querschnitt.
dies widerum wirkt der ausdehnung entgegen und ein positiver effekt auf die performance der sättel tritt ein.

[Dennis]

[...]die verbesserung an sich kommt meiner meinung durch die verkürzung der gewindelänge auf ein minimum.
so wird der schraubenschaft ohne gewindegänge länger und ergibt in diesem bereich einen größeren querschnitt.
dies widerum wirkt der ausdehnung entgegen und ein positiver effekt auf die performance der sättel tritt ein.

Ich denke er meinte, dass man mehr Gewinde vom Sattel nutzen kann - 8x45 z.B. statt 8x40 original. Damit könnte man theoretisch mehr Vorspannung draufgeben oder hat mehr Sicherheit / schont das Alu.

Der Einfluss des effektiven Querschnitts ist definitiv ein Faktor, unabhängig der Festigkeit.
Für den Praxistest ist der aben außen vor, da der mittlere Querschnitt von Originalschraube und meiner 12.9er Variante praktisch identisch ist. Querschnitt Original ist anfangs stärker, dafür ist der dünnere Schaftteil etwas schwächer. Von linearer Längung ausgehend (was denke ich aufgrund des geringen Lastbereiches in Ordnung ist) unterscheiden sich die Schrauben da praktisch nicht (erster tragender Gewindegang zu Beginn Schraubenkopf).

Ob´s die Woche was wird kann ich nicht sagen, ein Kollege ist kzH.
Zumal wir auch keine 8.8er haben, nur 10.9er und 12.9er.

Wenn Tie ne Originalschraube spendet, wär das natürlich das Optimum!
Damit hätte man den praxisgerechten Vergleich: Gebrauchte, alte Schraube raus, neue rein.
Wenn du Original, 10.9er und 12.9er vergleichen lassen kannst, dann hätten wir auch den Vergleich neu-neu dabei.
Wichtig ist es bei der Einspannung eine identische belastete Schraubenlänge zu haben.

[...]Womit wird gemessen? Handelsüblicher Messschieber? Mit ner Standardmessunsicherheit ±0,10 mm ?
Weisst schon worauf ich raus will oder?

War mehr auf die Frage mit dem Drehmoment bezogen. Wenn man manchen Anekdoten Glauben schenkt, so sollte man auf jeden Fall im mm-Bereich landen, bei ner praktischen Messung am Bremshebel direkt. Ehrlich gesagt rechne ich selbst nicht mit einem messbaren Unterschied irgendeiner Art beim Praxistest überm Rauschen. Deswegen wird die Messung auch jemand durchführen der nicht weiß um was es geht, um ne gewisse Verblindung zu erreichen und meine Vorurteile rauszunehmen. Evtl. kann ich das am Wochenende durchführen.

[Terrini]

Ich denke er meinte, dass man mehr Gewinde vom Sattel nutzen kann - 8x45 z.B. statt 8x40 original.

Das meint er so - das zur Verfügung stehende Gewinde in der Sattelhälfte nutzen.

[Windy-ZXR]

also gut, der einzig zu erwartende vorteil liegt momentan darin, die gesamte geweindefläche im sattel zu nutzen und die ungenutze länge als vollschaft auszuführen.
...sind wir uns da einig ?

ich war schon am überlegen ob ich den brembosattel nachzeichne und die baugruppe per FEM zu untersuchen.............aber den aufwand ist es mir nicht wert

[Walnussbaer]

Vorerst! Ich kann mir vorstellen, dass der Gedanke Dich auf Dauer vielleicht nicht in Ruhe lassen wird

[Windy-ZXR]

......schon möglich johannes, aber heut mach ich mir erstmal ein bierchen auf .....

[Drachenreiter]

Schrauben sind schonmal gesichert.
Bemühe mich um den Zugtest diese Woche noch zu kriegen.

[Dennis]

Exzellent

[Drachenreiter]

>Grummel<

Hab mal genauer geforscht:
Wir müssten erst eine Aufnahme bauen und ein Programm schreiben für den Zugversuch.
Sprich: erheblich mehr Aufwand als ich dachte.
Hinzu kommt das die Maschine nur zieht bis die Schraube reisst, also keinen realen Zusammenhang zum dem Anziehdrehmoment darstellt.

Die einfachere Alternative wäre jeweils eine Schraube mit nem gewissen Drehmoment in ein Prüfstück einzuschrauben und die Länge dann mit der CMM zu messen.

[Dennis]

Die einfachere Alternative wäre jeweils eine Schraube mit nem gewissen Drehmoment in ein Prüfstück einzuschrauben und die Länge dann mit der CMM zu messen.

Das wäre denke ich auch ne Alternative, auch wenns mehr Störfaktoren hat. Ich rechne mal die Zugbelastung der Schrauben hoch und das entsprechende Drehmoment dafür hoch, wenn ich ein paar Messdaten hab.

[Drachenreiter]

Hat auch etwas Zeit, bin ab morgen 2 Wochen "in ganz weit weg" .

[Dennis]

Halleluja, Jünger der gelängten Schraube!

Ohne größeres Geschwafel hier die Ergebnisse. Ok, doch nochmal ein kurzer Abriss über das finale Messprozedere.

Die Schrauben wurden getauscht, ohne die Bremse neu zu entlüften oder andere Änderungen an der Anlage durchzuführen. Drehmoment 21Nm (Stahlschrauben), wie original vorgesehen. Zangen, Bremspumpe, Beläge und Scheiben original von einer ZX7R, alles in gutem Zustand. Stahlflexleitungen. In der Schraube verbaute Schrauben sind M8x40 in 8.8.
Gemessen wird der notwendige Hebelweg an einem definierten Punkt (ganz aussen) nach Überwindung des Leerweges am Hebel. Leerwegeliminierung: 20N senkrecht zum Stummel hin. Die Hebelbetätigung wurde mit 100N festgelegt, was in einem vergleichbaren Hebelweg resultierte, was ich an dieser Anlage als praxisübliche, starke Bremsung definiere.
Das relevante Resultat ist also die Differenz von Nullposition (ohne Leerweg) und Position bei Bremsenbetätigung. Eine geringe Differenz der Hebelwege bedeutet eine hohe Steifigkeit im Bremssystem.

Tatsächlichen Messungen führt eine zweite, unvoreingenommene Person durch, welche auch nicht weiss welche Schrauben grade drin sind. Ich führe den Schraubentausch durch, nach jeder Messung wird gewechselt. Anzug der Schrauben nach Drehmoment.

Hieraus resultiert die erste Testreihe:


Ein eindeutiger Unterschied ist zwischen 8.8 und 12.9 nicht zu erkennen, die Unterschiede liegen klar im Bereich des Messfehlers (mit Vorteil 8.8 original).
Falls ein Effekt zu erkennen sein sollte, der aus anderer Vorspannung/Drehmoment oder dem EModul resultiert, so wird dieser beim Vergleich mit Aluminiumschrauben sehr viel leichter zu erkennen sein. Aus diesem Grund wurden 3 weitere Messungen mit Aluminiumschrauben durchgeführt.
Hier könnte man schon eher von einem erkennbaren Effekt ausgehen, allerdings liegt dieser immer noch im Rauschen, und die kleine Menge an Messdaten hilft da nicht.

Bei höheren Belastungen sollten Differenzen besser zu erkennen sein. Daher folgt eine weitere Testreihe mit 50N Nullpunkt und 150N Belastung. Um den Einfluss des Rauschens zu mindern wird die doppelte Anzahl an Messungen durchgeführt.



Auch hier ist kein signifikanter Effekt zu beobachten, selbst wenn man als Vergleich die gammlige Aluschraube heranzieht, welche überdies sogar nur mit 8Nm angezogen wurde.

[Windy-ZXR]

darauf einen keks....die magst du doch sicherlich

danke dennis, gute arbeit.

[Tie]

Myth-Buster reloaded 2.0 => Dein neuer Nic...

Danke!

[Drachenreiter]

Also ist der Test durchgeführt und die Zerreissprobe hinfällig?

[Dennis]

Aus meiner Sicht isses bzgl. des Themas erledigt, wobei es mich schon interessieren würde.

[Drachenreiter]

Dann versuche ich schnellstmöglich was zu machen.
Bin halt nur erst nächste Woche wieder Arbeiten

[Jürgähn]

Falls noch Schrauben übrig sein sollten nehme ich einen Satz wenn noch viele übrig sein sollten auch 2 Sätze.
Gruß Jürgähn

[ZXRAlfi]

Habe 160 Stück Inbus M8 4,5 beschichtet (schwarz)
Falls jemand welche braucht
12,9 hochfest natürlich

[Jürgähn]

Hallo Sascha
Falld du noch ab und zu hier rein schaust ich würde gerne 3 Sätze nehmen.
DÄ Jürgähn

[Opium]

hallo ich hätte auch gerne die hochfesten schrauben.