Ist das Titan?

[Knubbler]

Ein Stahlkolben, der sich um 200 Grad erwärmt, dehnt sich um 70 Mikrometer aus. Irrelevante Dimensionen, genauso wie die Festigkeit, siehe Emodul gegenüber Bremsdruck. Oberflächen Rauhigkeit ist bei allen drei Materialien ähnlich.
Bremsflüssigkeit ist gemacht, um bei der Temperatur Problemlos zu arbeiten.
Was nicht dafür gemacht ist, das sind die Bremsbeläge, siehe die üblichen Reibwert-Temperatur Diagramme. Also besteht die Frage weiterhin, warum baut man sich Wärme Isolations Kolben ein im Hobby Bereich?
Wäre schön, wenn jemand mit entsprechenden Wissen das beantwortet und nicht nur Begriffe ohne Quantifizierung rein wirft. Das subjektive Einschätzung "spürbar" ist keine physikalische Erklärung, aber lediglich diese interessiert mich.

[tommi]

War bisher auch der Meinung dass der Hauptgrund die geringere Wärmeausdehnung von Titan ist und daher das klemmen der Kolben in den Dichtungen minimiert werden soll.

[Knubbler]

Leider ist es nicht ganz so einfach, deshalb stelle ich die Frage hier. Den Gedanken kann ich trotzdem erstmal sehr gut nachvollziehen, Danke Dir für die Anregung.
Das Klemmen ist aus technischer Sicht allerdings überhaupt kein Problem, vor dem man heute noch Angst haben müsste.
Als mein Vater noch aktiv in der Meisterschaft gefahren ist, hat sich ein anderer Fahrer gedacht er müsste die Stahl Kolben gegen identische Alu Kolben tauschen, aus eigener Herstellung mit identischen Maßen. Das hat er leider mit dem Leben bezahlt, da er ungebremst gerade aus gefahren Ist. Schade. Die Lösung wäre so einfach gewesen, die heutigen Alu Kolben, haben einfach ein größeres Spiel und liegen schon fast locker in der Bohrung. Sie sind weder undicht, noch besteht die Gefahr zu Klemmen, bei richtiger Auslegung.
Sie sollten auch nicht perfekt geführt werden, da sich der Bremsbelag auch schief abfahren kann und das Kippen dann zum Klemmen führt. Die Elastizität der Dichtringe hält das ganze System am laufen.
Ich bestreite auch nicht, dass eine Verbesserung durch die Titan Kolben herausstellen kann. Ich möchte lediglich den physikalischen Grund dafür verstehen, auf der einen Seite den Wärmeabfluss zu isolieren und auf der anderen Seite es kühl haben zu wollen. Hoffe das kann jemand beantworten.

[Viktor0903]

Titan-Bremskolben im Motorrad bieten im Vergleich zu Aluminium oder Stahl eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit (~18-fach niedriger), was ein Überhitzen der Bremsflüssigkeit (Fading) verhindert und den Druckpunkt stabil hält. Zudem sind sie leichter, extrem formstabil bei Hitze, minimieren durch geringe Ausdehnung das Klemmen und ermöglichen durch geringe Reibung eine präzisere Bremsleistung, insbesondere im Renneinsatz.

Hauptgründe für Titan-Bremskolben:
Thermisches Management: Titan leitet Hitze extrem schlecht. Weniger Hitze gelangt von den Belägen in die Bremsflüssigkeit, was zu einem stabileren Druckpunkt führt.

Geringe Wärmeausdehnung: Titan dehnt sich bei Hitze kaum aus. Dadurch klemmen die Kolben auch bei extremer Beanspruchung nicht, was den Verschleiß reduziert und die Bremse leichtgängig hält.

Gewichtsvorteil: Sie sind deutlich leichter als Stahlkolben (bis zu 44% leichter), was die ungefederten Massen reduziert.

Geringe Reibung & Verschleiß: Durch oft verwendete DLC-Beschichtungen (Diamond-Like Carbon) wird die Reibung minimiert und die Haltbarkeit erhöht.

Leichtgängigkeit: Im Rennsport wird eine hohe Rückstellgeschwindigkeit gewünscht, um den Bremswiderstand zu verringern.

Titan-Kolben sind eine Upgradelösung für den Rennsport oder performance-orientierte Fahrer, die Probleme mit fading oder schwergängigen Bremsen lösen wollen.

Das ist eine Antwort von Google KI. Ich denke hier im Forum wird dir keiner so erklären.

[Moppedmichl]

In irgendeinem Marketing bla bla stand auch mal was von:
Leichter -> Weniger gefahr des zurückdruckens durch lenkerschlagen....

[Knubbler]

Grüß Dich Viktor,
Jetzt hast Du mich aber dran gekriegt. Während dem Lesen dachte ich mir, das stimmt doch so zum Großteil nicht. Fading ist definiert mit Nachlassen der Bremswirkung durch einbrechenden Reibwert, Stichwort Verglasung und was hat die Rückstellgeschwindigkeit mit dem Material zu tun? Geringe Wärmeausdehnung reduziert den Verschleiß?
Aber dann die Auflösung, die KI mal wieder
Hab jetzt die Google KI nach Bremsfading direkt gefragt:

"Bremsfading (oder Bremsschwund) bezeichnet das Nachlassen der Bremswirkung bei stark erhitzten Bremsen, typischerweise nach langen Bergabfahrten oder wiederholten Vollbremsungen. Durch die Hitze sinkt der Reibwert der Bremsbeläge"

Komisch, keine Rede mehr von der erwähnten Bremsflüssigkeit. Die KI...

Also um den Kernpunkt nochmal zu formulieren. Bremsbeläge werden im Rennbetrieb schnell bis zu 700 Grad heiß. Normale Bremsbeläge (welche auch bei niedrigen Temperaturen ausreichend gut Bremsen - > essentiell für Hobbybereich), brechen schon weit davor im Reibwert ein. Beispielsweise werden die allseits beliebten Brembo Z04 im Diagramm nur bis 400 Grad gezeichnet (um den Einbruch danach nicht zeigen zu müssen). Die Führung von Kühlluft mit entsprechenden Schächten ist also sehr sinnvoll, allerdings nur optional angewendet. Da kommt meine eigentliche Frage, weshalb dann nicht auch die Temperatur über den Sattel, also Wärmeleitung abführen, um den Reibwert hoch zu halten? Der Siedepunkt von Bremsflüssigkeit ist da deutlich entfernt und die Kompremierbarkeit daher unangetastet. Das kann leider keine KI beantworten.

Edit: Lenkerschlagen?

[StefanH]

Jetzt wird's spannend

Ich hab bei meinen M50 auch Titankolben drin und finds super...aber kann mein Gefühl natürlich in keinster Weise wissenschaftlich bzw. physikalisch begründen.

Das ist ganz einfach Befriedigung des G.A.S.


Ansonsten, wie der Kasper schrub, einfach mal die Originalteile sauber machen...

[Knubbler]

Hey Stefan,
Danke Dir. Ich schätze mal die M50 gibt es nicht ohne zum direkten Vergleich?
Also ich hab jetzt mal meine, zugegeben sehr ausbaufähigen ( ) , zeichnerischen Fähigkeiten bemüht, um Euch die Thematik zu verdeutlichen.
Man sieht den Reibungs Koeffizienten über den Temperaturverlauf. Orange sind schon sehr sportliche Beläge vom Verhalten und blau ist absoluter Profi Rennsport. Man muss in der Lage sein, die ganze Zeit Temperatur im Bremssystem zu halten und Messungen zeigen, da ist ein Normalfahrer (99,x%) nicht in der Lage dazu. (da macht Titan absolut Sinn)
Dagegen noch die Angabe von den Brembo Z04 in rot. Für sportliche Bremsbeläge sind die echt klasse, denn von handwarm bis 400 Grad sind die ziemlich gleichmäßig. Optimal für den Hobby Bereich. Wird es heißer, geht es bergab und der Reibungs Koeffizient sinkt (wäre Brembo doof das darzustellen), wir kommen in den Fading Bereich des Bremsbelags (nicht der Bremsflüssigkeit). Und diese Frage ist für mich noch nicht schlüssig, warum soll der normale Z04 Anwender sich Titankolben einbauen? Richtiger Rennsport, keine Frage.

[onkel tom]

Hehehe.. du bist absolut im falschen Forum unterwegs..
Aber das ist nur meine Meinung.. weiterhin viel Glück

[Knubbler]

Hey Onkel,
da geb ich Dir absolut Recht. Deshalb habe ich zum Jahreswechsel auch aufgehört technische Beiträge zu schreiben
Aber in dem Fall interessiert mich der Sachverhalt an sich einfach, und genau das ist mein Job die nächsten Jahre in der Doktorarbeit, solche Vorgänge zu verstehen und an anderer Stelle anzuwenden.
Hier im Forum sind auch ein paar Leute unterwegs, vor deren Wissen und Können ich meinen Hut ziehe. Auf die habe ich gehofft.
Ich hab das Thema bei der Brotzeit vorher mit paar von den anderen Freaks besprochen. Da ging die Meinung recht eindeutig dazu, dass Hobby Fahrer mit Z04 ähnlichen Belägen, definitiv beschichtete Aluminum Kolben fahren sollten und kühlen was das Zeug hält, um im funktionierenden Fenster zu bleiben. Nur Fahrer, die den Kamm'schen Kreis annähernd ausnutzen können (also fast keiner, siehe Diagramm irgendwo in meinen Beiträgen), sollten auf Strecken mit hoher Geschwindigkeit ein anderes thermisches Setup wählen. Genau so sehe ich das auch. Ich hatte auf eine gute Erklärung gehofft, warum es doch helfen könnte.
Ich wünsch Euch was, immer schön sitzen bleiben