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#1203357 - 04/08/16 12:17 PM
Reiserad - welche Bremsstrategie?
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Ich löse das mal aus dem UR-Faden heraus und starte hier einen eigenen Faden dazu. Das Thema kam ja schon wiederholt zur Sprache und ich fände es interessant, es mal auf eine andere als die bisher oft nur erreichte Ebene zu heben. Wie ist das physikalisch wirklich mit dem Bremsen und was kann man in der Praxis mit dem vollbeladenen Reiserad daraus lernen? Hier die Zitate, mit denen das begonnen hatte: Mit 160mm Bremsscheiben vorn und hinten bin ich eine ganze Weile gefahren. Es hat durchaus funktioniert, doch erforderte es Disziplin auf Gefällestrecken. Damit ist ausdrücklich nicht das Halten einer fahrradgewohnten Geschwindigkeit durch Regulierbremsen gemeint. Was ist denn damit gemeint?
Vermutlich muss man ein kleiner Eisenbahner sein um zu wissen was gemeint ist ![grins grins](/images/graemlins/default/grin.gif) . Vielleicht täusche ich mich. Muss man nicht, obwohl das Prinzip und sein Nutzen mit und nach dem Bau der ersten Alpenbahnen entdeckt wurde, denn bei Fuhrwerken ließen sich rustikalere Methoden wie nachgeschleppte Baumstämme oder Hemmschuhe unter einem Rad anwenden. Wenn wir auch technische Ignoranten haben, die sehr bald heulen werden wie die Schlosshunde, lange Gefällestrecken befährt man mit der Sägezahnbremsmethode, abwechselnd kräftig abbremsen und dann wieder laufenlassen. Die Geschwindigkeit mit dauerndem Regulierbremsen konstant halten wollen und das vielleicht noch bei etwa 30km/h muss zur Überhitzung führen, denn in diesem Bereich, wo sich manche Radfahrer auszukennen glauben, ist die Bremswirkung durch den Luftwiderstand deutlich zu klein, um für die Bremsen entlastend zu wirken. Der Versuch, das zu glossieren, ist nur peinlich. Jedes Mal, und deshalb hoffe ich, dass es hier mal unterbleibt. Mein Standpunkt dazu: Glossieren ist das Eine, eine vernünftige und anständig mit Daten und Meßwerten unterfütterte Darstellung wäre in der Tat sehr hilfreich. Was mir bei diesen Betrachtungen bislang fehlt, ist die Einbeziehung von Parametern wie Gewicht, Gefälle, Temperatur, Geschwindigkeit und natürlich auch Scheibengröße im Verhältnis zu Radumfang usw. Eine wissenschaftlich haltbare Untersuchung müßte auch darstellen, ob nicht vielleicht die notwendige stärkere Verzögerung nach dem "Laufenlassen" in der Summe zur gleichen Erhitzung führt, wie wenn permanent gebremst würde. Ohne das ist Falks Behauptung aufs Radfahren nicht ohne weiteres adaptierbar. Nach meiner Erfahrung erhitzt sich das System nämlich genauso, egal, ob dauergebremst oder gesägezahnt. Einfach weil sich die Scheibe zwar kurzfristig abkühlen kann, die dann notwendige Starkbremsung den Vorteil aber sofort wieder egalisiert. Das habe ich selber so erlebt und bin nicht bereit, diese Erfahrung irgendwelchen theoretischen Überlegungen aus anderen Technikbereichen zu opfern. Meine Vermutung ist schlicht diese, daß es egal ist, wie man in der Summe verzögert. Das Gefälle, die maximale Geschwindigkeit, die Länge der Strecke, die Außentemperatur und die Masse der Fuhre sind nämlich nicht verhandelbar. Die alte Dame Physik sitzt wahrscheinlich irgendwo in den ewigen Naturwissenschaftsgefilden, liest im Forum und pendelt zwischen Augenrollen und boshaftem Grinsen. Sie ist prinzipiell nicht überlistbar.
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...in diesem Sinne. Andreas |
Edited by iassu (04/08/16 12:26 PM) |
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#1203360 - 04/08/16 12:29 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Nach meiner Erfahrung erhitzt sich das System nämlich genauso, egal, ob dauergebremst oder gesägezahnt. Einfach weil sich die Scheibe zwar kurzfristig abkühlen kann, die dann notwendige Starkbremsung den Vorteil aber sofort wieder egalisiert. Das habe ich selber so erlebt ... Meine Erfahrungen sind identisch - ich lasse mich gerne belehren und aufklären.
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#1203362 - 04/08/16 12:34 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Nach meiner Erfahrung erhitzt sich das System nämlich genauso, egal, ob dauergebremst oder gesägezahnt. Einfach weil sich die Scheibe zwar kurzfristig abkühlen kann, die dann notwendige Starkbremsung den Vorteil aber sofort wieder egalisiert. Das kann (und will ![zwinker zwinker](/images/graemlins/default/wink.gif) ) ich nicht physikalisch widerlegen. Eine recht bekannte Tatsache ist es aber ja, dass der Windwiderstand - und damit die 'Bremsleistung' der Luft - im Quadrat zur Geschwindigkeit zunimmt. Das hieße, dass wenn man durch Regulierbremsen die Geschwindigkeit in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich hält, die von der Fahrradbremse zu erbringende Bremsleistung höher sein muss, als wenn man die Bremsleistung zu einem größeren Anteil der Luft überlässt. Mit steigender Geschwindigkeit steigt dann zudem die Luftkühlleistung der Bremsscheibe. Soweit die Theorie, du hattest ja eigentlich nach Daten und Messwerten verlangt.. ![listig listig](/images/graemlins/default/smirk.gif)
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#1203364 - 04/08/16 12:36 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Rücken wir zunächst mal die Rahmenparameter zurecht. Wenn du oben auf dem Berg startest, dann hast du eine gewisse Menge potentielle Energie. Die wird umgesetzt in kinetische Energie, Wärmeenergie (im Bremssystem) und Energie, die dir durch den Luftwiderstand verloren geht (letztlich auch Wärme). Außerdem spielt eine Rolle, wie schnell die Wärme von der Bremse wieder an die Umgebung abgeführt wird.
Gegen die Überhitzung des Bremssystems ist es natürlich sinnvoll, so viel wie möglich Energie durch den Luftwiderstand vernichten zu lassen (also faktisch gar nicht zu bremsen oder nur scharf direkt vor den Kehren). Sind wir uns darin einig? Oder möchtest du noch die Themese widerlegt wissen, ob es nicht auch sinnvoller sein könnte regulierzubremsen, um nicht beim Erreichen der Kurve zu viel Bewegungsenergie "vernichten" zu müssen?
So wie ich dich verstanden habe, geht es jedoch um folgende Frage: Kann man mittels Sägezahnbremsen ohne thermische Überhitzung des Bremssystems eine steilere Abfahrt bewältigen als mit Regulierbremsen oder stimmt das nicht?
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#1203365 - 04/08/16 12:37 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Ich denke, Sägezahnbremsen ist nicht die Beste Lösung. EIn Gedankenexperiment:
Wir haben eine lange gleichmäßige Gefällestrecke, die du runter rollst. In Abhängigkeit vom Gefälle, Luftwiderstand, deines Gewichtes usw. stellt sich eine maximale Geschwindigkeit ein, sagen wir mal 50km/h. Du hast jetzt die Wahl, diese Geschwindigkeit beizubehalten, also einfach rollen lassen und am Ende auf deine Wunschgeschwindigkeit abzubremsen z.B. 20km/h, oder immer wieder auf 20km/h abbremsen und dann rollen lassen bis 50km/h, dann abbrems, wieder rollen lassen usw., also Sägezahn bremsen. Bei der 2. variante hast du viel öfter gebremst und mehr Belag verschlissen.
Grüße, Ludger
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#1203368 - 04/08/16 12:39 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: Philueb]
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Eine recht bekannte Tatsache ist es aber ja, dass der Windwiderstand - und damit die 'Bremsleistung' der Luft - im Quadrat zur Geschwindigkeit zunimmt. Das hieße, dass wenn man durch Regulierbremsen die Geschwindigkeit in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich hält, die von der Fahrradbremse zu erbringende Bremsleistung höher sein muss, als wenn man die Bremsleistung zu einem größeren Anteil der Luft überlässt. Mit steigender Geschwindigkeit steigt dann zudem die Luftkühlleistung der Bremsscheibe. Soweit die Theorie, du hattest ja eigentlich nach Daten und Messwerten verlangt.. Richtig, aber umso schneller stärker man Regulierbremst, umso langsamer ist man, umso langsamer wird potentielle Energie in das System gebracht und umso mehr Zeit hat die Bremse die Wärme an die Umgebung abzugeben. Es ist also recht offensichtlich, dass sowohl extreme Schleichfahrt, als auch "Laufenlassen" das Bremssystem nicht überlasten. Dazwischen gibt es aber naturgemäß eine Dauerreguliergeschwindigkeit, die das Bremssystem am stärksten fordert.
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#1203369 - 04/08/16 12:41 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: Philueb]
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Ich vermute, daß bei einem so schweren und gleichzeitig kompakten Objekt wie einem Reiserad+Fahrer die Differenzen im Luftwiderstand nicht viel ausmachen. Nehmen wir ein Gesamtgewicht von 150 kg, ein Gefälle von 10% und eine Wegstrecke von 200 m an deren Ende wegen Kurve maximal 15 km/h möglich sind. Realistisch wäre ja eine Strecke von meinetwegen dem Zehnfachen nicht, wo gibt es schon Gefälle von 2 km geradeaus. Meine Vermutung ist, daß es auf diesen 200 m egal ist, wie gebremst wird, vor allem, wenn sich das dann noch 20x wiederholt.
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...in diesem Sinne. Andreas |
Edited by iassu (04/08/16 12:47 PM) |
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#1203370 - 04/08/16 12:42 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: LudgerP]
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Wir haben eine lange gleichmäßige Gefällestrecke, die du runter rollst. In Abhängigkeit vom Gefälle, Luftwiderstand, deines Gewichtes usw. stellt sich eine maximale Geschwindigkeit ein, sagen wir mal 50km/h. Du hast jetzt die Wahl, diese Geschwindigkeit beizubehalten, also einfach rollen lassen und am Ende auf deine Wunschgeschwindigkeit abzubremsen z.B. 20km/h, oder immer wieder auf 20km/h abbremsen und dann rollen lassen bis 50km/h, dann abbrems, wieder rollen lassen usw., also Sägezahn bremsen. Bei der 2. variante hast du viel öfter gebremst und mehr Belag verschlissen.
Da gehst du von ungleichen Voraussetzungen aus. Bei der einen Variante hast du eine effektive Durchschnittsgeschwindigkeit von fast 50km/h, bei der anderen irgendwas um die 30km/h. Die Frage müsste eher lauten: Wie warm wird die Bremse, wenn du durch Regulierbremsen diese effektive Durchschnittsgeschwindigkeit dauerhaft halten möchtest?
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#1203371 - 04/08/16 12:44 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: LudgerP]
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Ich denke, Sägezahnbremsen ist nicht die Beste Lösung. EIn Gedankenexperiment:
Wir haben eine lange gleichmäßige Gefällestrecke, die du runter rollst. In Abhängigkeit vom Gefälle, Luftwiderstand, deines Gewichtes usw. stellt sich eine maximale Geschwindigkeit ein, sagen wir mal 50km/h. Du hast jetzt die Wahl, diese Geschwindigkeit beizubehalten, also einfach rollen lassen und am Ende auf deine Wunschgeschwindigkeit abzubremsen z.B. 20km/h, oder immer wieder auf 20km/h abbremsen und dann rollen lassen bis 50km/h, dann abbrems, wieder rollen lassen usw., also Sägezahn bremsen. Bei der 2. variante hast du viel öfter gebremst und mehr Belag verschlissen.
Grüße, Ludger Ich glaube, bei dem was du als Sägezahnbremsen bezeichnest (bei 50 km/h Abbremsen auf 20 km/h, dann wieder laufenlassen, usw.) handelt es sich tatsächlich um Regulierbremsen. Unter Sägezahnbremsen verstehe ich das Abbremsen ausschließlich vor Kurven oder wenn andere Umstände (schlechte Fahrbahn, Fahrzeug vor einem, usw.) es erzwingen.
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#1203372 - 04/08/16 12:44 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: derSammy]
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In diesem Fall war mir die Durchschnittsgeschwindigkeit egal!
Grüße, Ludger
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#1203374 - 04/08/16 12:48 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: Philueb]
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Es ging mir darum zu zeigen, daß im 1. Fall deine potentielle Energie, die du am Anfang der Gefällestrecke hast, hauptsächlich an der Bremsscheibe vernichtet wird, während das im 2. Fall der Luftwiderstand macht.
Grüße, Ludger
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#1203376 - 04/08/16 12:49 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: Philueb]
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hawiro
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[ ... ]Ich glaube, bei dem was du als Sägezahnbremsen bezeichnest (bei 50 km/h Abbremsen auf 20 km/h, dann wieder laufenlassen, usw.) handelt es sich tatsächlich um Regulierbremsen.[ ... ] Ich glaube, Du hast damit gerade eine rekursive Definition der Bremsarten gegeben, die sich im Unendlichen verliert und die gesamte Diskussion in sich aufsaugt (siehe "Schwarzes Loch"). ![grins grins](/images/graemlins/default/grin.gif) Im Ernst: wegen genau solcher Einschränkungen des Sägezahnbremsens ist die Diskussion müßig. Mit einem beladenen Rad wirst Du die Fuhre nie so laufen lassen können, dass die Effekte der stärkeren Abbremsung durch den zunehmenden Luftwiderstand und die angeblich bessere Kühlung irgendwie relevant werden.
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#1203378 - 04/08/16 12:52 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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hawiro
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[ ... ]Meine Vermutung ist schlicht diese, daß es egal ist, wie man in der Summe verzögert. Richtig, denn... Das Gefälle, die maximale Geschwindigkeit, die Länge der Strecke, die Außentemperatur und die Masse der Fuhre sind nämlich nicht verhandelbar. ... genau diese Parameter geben die Menge der kinetischen Energie vor, die in Wärme umgewandelt werden muss. Und die ist vom Startpunkt auf dem Berg zum Ziel im Tal immer die gleiche, egal wie man bremst. Die alte Dame Physik sitzt wahrscheinlich irgendwo in den ewigen Naturwissenschaftsgefilden, liest im Forum und pendelt zwischen Augenrollen und boshaftem Grinsen. Sie ist prinzipiell nicht überlistbar. Wie von Philueb erwähnt, kommt natürlich bei hohen Geschwindigkeiten der überproportional hohe Windwiderstand dazu, der beim Sägezahnbremsen etwas von der kinetischen Energie anderweitig vernichtet, also nicht als Wärmeeintrag in die Scheiben auftaucht. Auf der anderen Seite bremst man beim Sägezahnbremsen so weit herunter, dass man den dabei geringeren Windwiderstand wieder gegenrechnen muss. Ausserdem kommt noch die geringere Kühlleistung hinzu, die bei der in dem Moment extrem heißen Scheibe und der Zeitdauer, bis die Fuhre wieder entsprechend schnell fährt, ebenfalls überproportional einfließen muss. Das unterschlägt Falk elegant, weil es seine Argumentation ins Schleudern bringt. Und er verrät offensichtlich auch nicht die ganze Wahrheit über das Sägezahnbremsen, da z.B. die SBB in diesem Dokument von einer um 25% verlängerten Fahrzeit bei Sägezahnbremsungen gegenüber der Fahrzeit bei gleichmäßiger Geschwindigkeit ausgeht. Offensichtlich geht bei der Sägezahnbremsung der Bahn die gemessene Durchschnittsgeschwindigkeit auf einer bestimmten Strecke so weit runter (wie auch immer das realisiert wird ... Stillstand der Fuhre?), dass die Bremsen 25% mehr Zeit haben, die erzeugte Reibungswärme wieder loszuwerden. Und dann kann von gleichen Voraussetzungen beim Regulier- und beim Sägezahnbremsen nicht mehr ausgegangen werden.
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Edited by hawiro (04/08/16 12:53 PM) Edit Reason: Link korrigiert |
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#1203379 - 04/08/16 12:54 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: ]
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Mit einem beladenen Rad wirst Du die Fuhre nie so laufen lassen können, dass die Effekte der stärkeren Abbremsung durch den zunehmenden Luftwiderstand und die angeblich bessere Kühlung irgendwie relevant werden. Das ist genau meine Vermutung. Und folgt daraus nicht, daß das Intervallbremsen nichts bringt? Der Luftwiderstand ist doch die einzige Größe, die höhere Interimstempi vorteilhaft machen würde. Ansonsten würde gelten, was ich schon eingangs vermutete: in der Summe ist die Strategie egal.
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...in diesem Sinne. Andreas |
Edited by iassu (04/08/16 12:55 PM) |
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#1203380 - 04/08/16 01:00 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Was mir bei diesen Betrachtungen bislang fehlt, ist die Einbeziehung von Parametern wie Gewicht, Gefälle, Temperatur, Geschwindigkeit und natürlich auch Scheibengröße im Verhältnis zu Radumfang usw. Ein ziemlich wichtiges Gefälle, das du nicht erwähnst, ist das Temperaturgefälle zwischen Scheibe und Umgebungsluft. Je größer dies ist, desto mehr Energie pro Zeiteinheit wird die Scheibe los. Das Ziel ist also nicht, die Scheibe möglichst kühl zu halten, sondern sie im Gegenteil in möglichst kurzer Zeit möglichst stark zu erwärmen - um sie anschließend im möglichst langen Rollphasen wieder abzukühlen. So ist der Energietransport am höchsten. Klugerweise beläßt während der Rollphasen dann wirklichen beim Rollen, beschleunigt also nicht aus den Kehren raus oder so. Die Geschwindigkeit darf dabei gerne wieder hoch werden, denn sie bedeutet Fahrtwind und damit Kühlleistung. Zusammenfassend: Wenn schon bremsen, dann knackig!
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#1203381 - 04/08/16 01:00 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: ]
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Mit einem beladenen Rad wirst Du die Fuhre nie so laufen lassen können, dass die Effekte der stärkeren Abbremsung durch den zunehmenden Luftwiderstand und die angeblich bessere Kühlung irgendwie relevant werden. Diese Auffassung teile ich nicht, möchte ihr sogar widersprechen. Zumindest auf den von mir befahrenen Strecken ist es in Sachen Höchstgeschwindigkeit weitgehend irrelevant, ob ich mit beladenem Reiserad oder leichtgewichtigem Rennrad unterwegs bin. Ich nutze in aller Regel die normalen Fahrbahnen und die sind in aller Regel für deutlich höhere Kurvengeschwindigkeiten ausgelegt, als es das Fahrrad (sinnvoll) hergibt. Als Orientierung nenne ich hier mal ca. 60 bis 70 Km/h als Höchstwert. Insofern ist der Luftwiderstand schon eine relevante Größenordnung, auch wenn dieser allein (glücklicherweise) nicht zum Stillstand der Fuhre führen wird. Die ganze Diskussion bleibt aber theoretisch und wird die von Andreas als TE gewünschte physikalische Klärung nicht leisten können. Da müsste schon ein entsprechender Versuchsaufbau in einem geeigneten Labor für Aufklärung sorgen. Inwieweit dessen Ergebnisse dann auf den individuellen Radleralltag anwendbar sind, steht m. E. auf einem anderen Blatt. Beste Grüße, Fundador
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Ein Tag ohne Rad ist kein guter Tag | |
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#1203382 - 04/08/16 01:00 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Nach meiner Erfahrung erhitzt sich das System nämlich genauso, egal, ob dauergebremst oder gesägezahnt. Einfach weil sich die Scheibe zwar kurzfristig abkühlen kann, die dann notwendige Starkbremsung den Vorteil aber sofort wieder egalisiert.
Bei der Scheibe kannst du recht haben. Allerdings ist beim Stotterbremsen die thermische Belastung der Bremszangen geringer, da diese in der Ruhephase besser auskühlen können. Aber eine Messung ist da tatsächlich sinnvoller als irgendwelches Theoretisieren.
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#1203384 - 04/08/16 01:02 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: ]
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[ ... ]Ich glaube, bei dem was du als Sägezahnbremsen bezeichnest (bei 50 km/h Abbremsen auf 20 km/h, dann wieder laufenlassen, usw.) handelt es sich tatsächlich um Regulierbremsen.[ ... ] Ich glaube, Du hast damit gerade eine rekursive Definition der Bremsarten gegeben, die sich im Unendlichen verliert und die gesamte Diskussion in sich aufsaugt (siehe "Schwarzes Loch"). ![grins grins](/images/graemlins/default/grin.gif) Im Ernst: wegen genau solcher Einschränkungen des Sägezahnbremsens ist die Diskussion müßig. Mit einem beladenen Rad wirst Du die Fuhre nie so laufen lassen können, dass die Effekte der stärkeren Abbremsung durch den zunehmenden Luftwiderstand und die angeblich bessere Kühlung irgendwie relevant werden. Der beschreibende und aussagekräftigere Teil steckt in dem Folgesatz. ![zwinker zwinker](/images/graemlins/default/wink.gif) Ich fuhr schon ein paarmal auf längeren Abfahrten mit guter Straße und längeren Kurven, wo die Bremsen höchstwahrscheinlich doch vom erhöhten Windwiderstand aufgrund hoher Geschwindigkeit profitieren konnten. Bei kurvigeren Abfahrten funktioniert das schlecht, Zustimmung.
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#1203387 - 04/08/16 01:08 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Nach meiner Erfahrung erhitzt sich das System nämlich genauso, egal, ob dauergebremst oder gesägezahnt. Rein physikalisch betrachtet, kann es nicht auf dasselbe oder -gleiche hinauslaufen, denn hier gilt es nicht allein die in Wärme zu betrachtende Kinetische Energie zu betrachten, sondern eben auch deren Abführung! -> Die Abkühlungsrate. Aber auch die Wärmeverteilung. Die Abkühlungsrate: Nu war Physikalische Chemie leider nie in nennenswerter Weise ein "Steckenpferd" von mir, möge man mir daher die Ungenauigkeiten in den Formulierungen nachsehen. Sie hängt von der Ausgangstemperatur des Gegenstands ab, hier der Bremsscheibe. Ist die Bermsscheibe heißer, ist auch ihre Abkühlungsrate höher. Dem gegenüber steht aber eine konstantere Abkühlung bei Dauerbremsung. Beim Einmalbremsen wird die Scheibe rasch sehr heiß und kann dann länger wieder abkühlen. Beim Dauerbremsen wird sie dauerhaft erhitzt, aber wie sich der Aufbau der Wärme im Vergleich zur Einmalbremsung zu verteilt, da habe ich spontan keine Eingebung. Die Wärmeverteilung: Bremsscheibe und Bremskörper stehen während der Bremsung in direktem Kontakt, die erzeugte Wärme geht dabei sowohl auf die Scheibe, wie auch den Bremskörper über. Beim Dauerbremsen wird daher der Bremskörper vermutlich stärker m it erhitzt, denn bei einer Einmalbremsung, wo die Wärme sich zuerst in dem besser wärmeleitendem Metall der Bremsscheibe verteilt. Ein heißerer Bremskörper und damit auch die Bremsbeläge, erhöht aber das Risiko von Bremsversagen bzw. dem Nachlassen der Bremskraft (Fading, physische Veränderung der Bremsbeläge). Was nun in welcher Material- und Umständekombination eine vergleichsweise bessere Lösung für ein konkretes Gefälle ist, ist die spannende Frage, von der ich denke sie läßt sich eher schlecht bis gar nicht auf diesem theoretischem Weg auflösen. ![omm omm](/images/graemlins/default/yoga.gif)
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Dif-tor heh smusma! \\//_ - Lebe lang und in Frieden. Und für Radfahrer: Radel weit und ohne Platten. In dem Sinne meint Jochen: Das Leben ist hart. Mit und ohne Oberlippenbart. | |
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#1203388 - 04/08/16 01:10 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Hallo, das hängt glaube ich gewaltig von den Bedingungen ab: Ich kenn auf jeden Fall 2-3 Berge, wo ich (70-75 Kg) die Bremsen von jedem Rad mit Dauerbremsen töten kann. Bei Regelmässigen scharfen bremsen geht es. Ich führe gerne an fremden Rädern vor ![lach lach](/images/graemlins/default/laugh.gif) Kaltenbronner Wand, http://www.quaeldich.de/paesse/schwarzmiss/ NordWest- Habe ich selbst einmal erlebt wie einer seine KFZ-bremsen auf den oberen Km vernichtet hat ---- Grüße Stefan
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#1203389 - 04/08/16 01:15 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Um welches Problem geht es hier eigentlich genau? Geht es um das beste Bremsprinzip wg. des Problems der Überhitzung und den mögliche Folgen (Fading, Bremsdefekt, -verschleiß, ...)? Die Frage Dauer- oder Intervallbremsen kenne ich nur mit Blick auf dieses Punkt. Oder geht es um einen ganz anderen Aspekt, den ich nicht im Blick habe? Die meisten Beiträge zielen m.E. bislang irgendwie vorbei. Gruß Uli
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"Too much smoke, too much gas. Too little green and it's goin' bad!". "So sad", Canned Heat, 1970
Dear Mr. Putin, let’s speed up to the part where you kill yourself in a bunker. | |
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#1203398 - 04/08/16 01:47 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: ]
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Richtig, denn... ... genau diese Parameter geben die Menge der kinetischen Energie vor, die in Wärme umgewandelt werden muss. Und die ist vom Startpunkt auf dem Berg zum Ziel im Tal immer die gleiche, egal wie man bremst.
Schon richtig, nur, nach meinem Verständnis gehts hier um die Bremsleistung; die Bremsenergie ist in dem Zusammenhang irrelevant. da z.B. die SBB in diesem Dokument von einer um 25% verlängerten Fahrzeit bei Sägezahnbremsungen gegenüber der Fahrzeit bei gleichmäßiger Geschwindigkeit ausgeht. Offensichtlich geht bei der Sägezahnbremsung der Bahn die gemessene Durchschnittsgeschwindigkeit auf einer bestimmten Strecke so weit runter (wie auch immer das realisiert wird ... Stillstand der Fuhre?), dass die Bremsen 25% mehr Zeit haben, die erzeugte Reibungswärme wieder loszuwerden. Mag sein, von der Zeit von oben bis unten war hier auch nicht de Rede, s.o. Energie/Leistung.
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#1203403 - 04/08/16 02:05 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: max saikels]
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hawiro
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Richtig, denn... ... genau diese Parameter geben die Menge der kinetischen Energie vor, die in Wärme umgewandelt werden muss. Und die ist vom Startpunkt auf dem Berg zum Ziel im Tal immer die gleiche, egal wie man bremst.
Schon richtig, nur, nach meinem Verständnis gehts hier um die Bremsleistung; die Bremsenergie ist in dem Zusammenhang irrelevant. Doch, genau um die Energie geht es, die von potentieller Energie (d.h. die Fuhre steht oben am Berg) erst in kinetische Energie umgesetzt wird (Hangabtriebskraft auf schiefer Ebene) und dann schlussendlich in thermische Energie (vulgo auch Hitze genannt), die bei der Reibung der Bremsbeläge an der Scheibe entsteht. Wo sonst soll das Fading der Bremsen herkommen, wenn nicht von der Erhitzung? Eine imaginäre Bremse, die sich überhaupt nicht erhitzt, fadet auch nicht, also wäre es bei der völlig egal, wie Du bremst. Die Bremsleistung ist so lange groß genug, bis die Bremse wegen der Erhitzung das Faden anfängt und Du nicht mehr bremsen kannst. Dann wird der Rest kinetische Energie in Aufprallenergie umgewandelt, wenn Du ungebremst in der nächsten Spitzkehre in die Bergwand einschlägst. da z.B. die SBB in diesem Dokument von einer um 25% verlängerten Fahrzeit bei Sägezahnbremsungen gegenüber der Fahrzeit bei gleichmäßiger Geschwindigkeit ausgeht. Offensichtlich geht bei der Sägezahnbremsung der Bahn die gemessene Durchschnittsgeschwindigkeit auf einer bestimmten Strecke so weit runter (wie auch immer das realisiert wird ... Stillstand der Fuhre?), dass die Bremsen 25% mehr Zeit haben, die erzeugte Reibungswärme wieder loszuwerden. Mag sein, von der Zeit von oben bis unten war hier auch nicht de Rede, s.o. Energie/Leistung. Die Bremsleistung ist völlig irrelevant, solange sie ausreicht, die Fuhre zum Stehen zu bringen. Was zählt, ist, wieviel Energie pro Zeiteinheit durch das Bremsen in das System eingetragen wird und wieviel das System pro Zeiteinheit durch Abstrahlung wieder loswerden kann. Wenn der Eintrag über eine gewisse Zeitdauer höher ist als der Austrag, wird es zum Bremsversagen oder bei Felgenbremsen gerne auch mal zum Schlauchplatzer kommen.
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#1203404 - 04/08/16 02:07 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Alle, die mal ein bisschen Mechanik im Studium hatten, werden wohl mittlerweile festgestellt haben, dass das Problem auf die Lösung einer Differenzialgleichung, oder gar eines Systems hinaus läuft. Es gibt drei relevante Kräfte: 1) Die Hangabtriebskraft F H= m*g* sin(arctan "Steigung in Prozent"). Entscheidend sind hier also vor allem die Hangneigung und die Masse des Gefährts. Ansonsten ist diese Kraft konstant und insbesondere von der Geschwindigkeit unabhängig. 2) Der Luftwiderstand F W=1/2*c w*rho*A*v^2. rho ist hierbei die Luftdichte und A die Größe der Fahrradstirnfläche. Der c w-Wert ist eine Konstante, die die Luftschlüpfrigkeit des Gefährtes beschreibt. Beim Rad liegt die bei etwa 0,5. Wir merken uns insbesondere: F W hängt quadratisch von der Geschwindigkeit ab. 3) Die Bremskraft F B, die der Radler logischer Weise beeinflussen kann. Allgemein gilt das dritte Newtonsche Gesetz: Kraft=Masse*Beschleunigung. Die Differenzialgleichung ist also von dem Typ: F H-F W-F B=mx'' und nach Einsetzen unserer Annahmen: x''=C 1 - C 2x'^2 - C 3Das ist für die Geschwindigkeit v eine Differentialgleichung vom Typ v'=A - Bv^2 mit der Lösung (v(0)=0 eingsetzt) v(t)= wurzel(A/B)*tanh(wurzel(A*B)*t). Durch Integration gewinnt man daraus die Position x(t)= (1/B)*log(cosh(wurzel(A*B)*t)). Diese Funktion beschreibt also, welche Position man zum Zeitpunkt t bei konstanter Bremskraft zum Zeitpunkt t haben wird. Uff, das war bishierher schonmal schwerer auszurechnen als gedacht, ein Plot bei Wolframalpha zeigt aber, dass ich mich zumindest qualitativ nicht vertan haben sollte. Direkt aus dem Stand ist das Zeit-Weg-Diagramm annähernd quadratisch, für große Zeiten eher linear (was man ja erwartet). Hat jetzt Lust jemand damit weiterzurechnen? Die Bewegungskurven fürs Sägezahnbremsen lassen sich durch Zusammensetzen meiner Lösung generieren. Parallel dazu muss man dann noch ausrechnen, welche Wärme dem Bremssystem zugeführt wird und wie viel von dort dann wieder abfließt. Das läuft nochmal auf eine Differenzialgleichung hinaus und da die Lösung von der Geschwindigkeit der anströmenden Luft abhängt, ist die wohl ebenfalls nichtlinear ![traurig traurig](/images/graemlins/default/frown.gif) Naja, wenn man das löst, dann liegt Bremsversagen genau dann vor, wenn der Wärmewert in der Scheibenbremse einen gewissen gegebenen Grenzwert überschreitet. Meine Vermutung: Innerhalb eines sehr begrenzten Rahmens sollte Intervallbremsen sinnvoller sein. Die Begründung kam oben schon einmal: Die Scheibe hitzt sich dadurch pulsartig sehr stark auf und der sehr hohe Temperaturgradient zwischen Scheibe und Umgebungsluft führt dazu, dass diese Wärme auch sehr schnell abgeführt wird. Dieses Abführen ist dabei effektiver, als wenn man die Scheibe kontinuierlich aufheizt, und der Großteil der zugeführten Wärme die Scheibe zu einem Zeitpunkt verlässt, wo der Temperaturunterschied zwischen Luft und Scheibe nicht so groß ist. Das heißt effektiv kann man so den Moment des totalen Bremsversagens etwas hinauszögern. Geht man von einer beliebig langen Abfahrt aus, dann reicht es wohl in der Tat sich einfach anzuschauen, wie viel Wärme der Bremse zugeführt wird und wie viel sie abgeben kann. Ist die Bilanz negativ, muss es zum Versagen kommen, egal wie man sich anstellt.
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Komm wir grillen Opa. Es gibt Koch und Suppenfleisch! Satzzeichen können Leben retten. |
Edited by derSammy (04/08/16 02:16 PM) |
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#1203411 - 04/08/16 02:22 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Moderator
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Dazu gibt es schon einige Untersuchungen. Ich habe aber keine Zeit - Stress ![](/images/graemlins/default/tongue.gif) - die auszuführen. Daher verweise ich auf diesen Artikel (direkt zum Herunterladen).
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Gruß, Arnulf
"Ein Leben ohne Radfahren ist möglich, aber sinnlos" (frei nach Loriot) | |
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#1203412 - 04/08/16 02:22 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: derSammy]
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hawiro
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[ ... ]Meine Vermutung: Innerhalb eines sehr begrenzten Rahmens sollte Intervallbremsen sinnvoller sein. Die Begründung kam oben schon einmal: Die Scheibe hitzt sich dadurch pulsartig sehr stark auf und der sehr hohe Temperaturgradient zwischen Scheibe und Umgebungsluft führt dazu, dass diese Wärme auch sehr schnell abgeführt wird. Dieses Abführen ist dabei effektiver, als wenn man die Scheibe kontinuierlich aufheizt, und der Großteil der zugeführten Wärme die Scheibe zu einem Zeitpunkt verlässt, wo der Temperaturunterschied zwischen Luft und Scheibe nicht so groß ist. Dabei unterschlägst Du aber die Annahme, dass das Rad durch das Sägezahnbremsen deutlich unter die Geschwindigkeit beim Regulierbremsen abgebremst werden. Zum einen wird bei der niedrigeren Geschwindigkeit durch die geringere Anströmung weniger Hitze aus dem Bremssystem ausgeleitet. Zum anderen wird - unter der Annahme, dass das System durch das Sägezahnbremsen wirklich stärker abkühlt - bei der dann niedrigeren Temperaturdifferenz zwischen Bremssystem und Umgebungsluft deutlich weniger Temperatur pro Zeiteinheit abgebaut als bei einer höheren Differenz (die Abstrahlungsrate geht asymptotisch gegen Null, je kleiner die Temperaturdifferenz). Ein gewisser Sockel Restwärme bleibt also auch beim Sägezahnbremsen im System. Diesen Effekt musst Du, wenn Du korrekt rechnen willst, also auch berücksichtigen.
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#1203415 - 04/08/16 02:36 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: Keine Ahnung]
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hawiro
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Wenn in dem Diagramm mit dem Vergleich zwischen Intervall- und Schleifbremsung auch der Wert der Temperaturdifferenz angegeben wäre, könnte man was damit anfangen. So ist es nutzlos, weil nicht ersichtlich ist, ob die Teilung im Diagram 1° C, 10°, 100° oder was auch immer ist, und vor allem auch nicht, ab welcher Temperatur das Fading angefangen hat, d.h. wo man mit Intervallen noch unter der Grenztemperatur bleiben würde, mit Schleifbremsung aber schon darüber.
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#1203418 - 04/08/16 02:41 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: iassu]
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Nach meiner Erfahrung erhitzt sich das System nämlich genauso, egal, ob dauergebremst oder gesägezahnt. Einfach weil sich die Scheibe zwar kurzfristig abkühlen kann, die dann notwendige Starkbremsung den Vorteil aber sofort wieder egalisiert. Das habe ich selber so erlebt und bin nicht bereit, diese Erfahrung irgendwelchen theoretischen Überlegungen aus anderen Technikbereichen zu opfern.
Meine Vermutung ist schlicht diese, daß es egal ist, wie man in der Summe verzögert. Das Gefälle, die maximale Geschwindigkeit, die Länge der Strecke, die Außentemperatur und die Masse der Fuhre sind nämlich nicht verhandelbar. Die alte Dame Physik sitzt wahrscheinlich irgendwo in den ewigen Naturwissenschaftsgefilden, liest im Forum und pendelt zwischen Augenrollen und boshaftem Grinsen. Sie ist prinzipiell nicht überlistbar.
Ich beziehe mich mal auf o.a. Zitat: Einerseits berufst Du dich auf Deine Erfahrungen und bist andererseits nicht bereit, "diese irgendwelchen theoretischen Überlegungen" zu opfern. Das halte ich zwar ganz genauso, aber zu welchen nachvollziehbaren Schlüssen willst Du so kommen? Und selbst wenn mir hier die wissenschaftliche Physik nur so um die Ohren fliegt, ich werde ihr kaum auf den Grund kommen. Dazu bin ich einerseits zu faul und andererseits verstehe ich die alte Dame in ihrer Komplexität nicht immer. Wir werden hier vermutlich alle irgendwie ein bissel vor uns hin theoretisieren, auch die Schlaueren unter uns. Ich teile aus meinen Erfahrungen heraus, eher Falks Meinung. Das hängt damit zusammen, dass ich ein Problem mit überhitzten Felgen (ich benutze nur Felgenbremsen) noch nie hatte, auch nicht mit 140kg Fuhren im Gebirge. Und noch nichtmal dann, wenn ich nur eine Bremse benutzt habe (Glocknerstraße runter mit besagter Fuhre). Mein Rezept ist es, es rollen zu lassen, wenn es geht und zu bremsen, wenn es halt sein muss. So ist man schneller unten und hat weniger Verschleiß. Auch dabei werden die Felgen heiß, aber den Reifen schafft diese Hitze nicht. Eine bewusste Intervallbremsung wäre mir zu anstrengend, denn manchmal soll es laufen und manchmal muss es bremsen - vor Serpentinen beispielsweise. Vielleicht überhitzen Scheibenbremsen etwas schneller, weil der Umfang kleiner ist? Auch darüber kann ich nur spekulieren. Vielleicht spielt es auch eine Rolle, ob die Außentemperatur höher ist, die Felge oder die Bremsscheibe schon "kalt" eine Temperatur von 70°C aufweist. In so eine Situation bin ich aber noch nicht geraten. Also ich denke schon, dass Überhitzungen der Felge/Scheibe am Fahr- bzw. Bremsverhalten festzumachen sind. Gruß Peter
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#1203424 - 04/08/16 03:07 PM
Re: Reiserad - welche Bremsstrategie?
[Re: Peter Lpz]
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Möglicherweise gibt es unterschiedliche Interpretationen des Begriffes »Intervallbremsen«. Er stammt aus der Kraftfahrecke und aus Zeiten, als es noch keinen Gleitschutz gab. Man sollte abwechselnd Bremsen und Lösen, der Ausdruck »Stotterbremse« trifft es recht gut. Damit sollte der Haftreibungsverlust ausgeglichen werden. Für die thermische Belastung bringt das Verfahren nichts. Auf üblichen Bergstrecken ergibt sich der Bremseinsatz eigentlich durch die Trassierung von selber. Deine Formulierung »rollen lassen und bremsen, wenn es sein muss« trifft es sehr gut. Auf der Großglocknersüdrampe hatte ich jedenfalls beladen und mit 160er Scheiben vorn und hinten keine heiklen Verhältnisse. Zweimal war ich am Stilfserjoch und beide Male gab es zwischen Umbrailpass und Santa Maria in Müstair mehrere Bremsplatte (natürlich nicht bei mir). Beim Sägezahnbremsen steht die Zeit, in der das Fahrzeug unverzögert rollt, zum Abkühlen zur Verfügung und je höher die Geschwindigkeit wird, desto besser auch die Kühlung.
@Sammy, ist die Darstellung von Exponenten mit vorgestelltem accent circonflexe und von Multiplikationszeichen mit Sternen irgendwie üblich? Darüber habe ich mich schon oft gewundert, denn es funktioniert bei der zweiten und dritten Potenz sowohl mit der AltGr-Taste: ² ³ als auch mit jeder Zeichenkombination mit [ sup] und [ /sup] 587. Richtige Multiplikationszeichen sind ebenfalls einfach zu setzen, · und × (mit AltGr und , sowie AltGr + Umsch + ,).
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Edited by Falk (04/08/16 03:08 PM) Edit Reason: Klammer zu |
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