Fahrradbremse
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Fahrradbremsen sind eine Unterkategorie der Bremsen. Man unterscheidet nach Kraftangriffspunkt in radial (Klotzbremse, Trommelbremse) und axial (Scheibenbremse, Felgenbremse) wirkende Bremsen. Als sicherheitsrelevante Bauteile am Fahrrad erfordern sie besondere Aufmerksamkeit des Nutzers.
Es gibt verschiedene Bauformen. Weder eine Scheibenbremse noch die Verwendung einer Hydraulik als Kraftübertragungsmedium sind ein Garant für gute Bremswirkung. Die gesamte Bremsanlage muss korrekt montiert und richtig eingestellt sein. Dies ist bei minderwertigem Material mitunter bauartbedingt unmöglich.
Zur Kraftübertragung bei Felgen- und Scheibenbremsen (die sich im Prinzip nicht unterscheiden) setzen sich neben dem Bowdenzug zunehmend auch hydraulische Systeme durch. Gestängegetriebene Gummiklotzbremsen findet man nur noch an alten Tourenrädern.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Bremswirkung
Die Bremswirkung von Hydraulikbremsen ist nicht unbedingt höher als die von gut eingestellten Seilzugbremsen. Jedoch sind insbesondere mechanische Scheibenbremsen erheblich störanfälliger als hydraulische. Auch der bauliche Aufwand am Rad ist vergleichsweise höher als bei Felgen-, Trommel- oder Rücktrittsbremsen.
[Bearbeiten] Klotzbremse
Über einen einfachen Hebelmechanismus wird bei der Klotzbremse, auch Stempelbremse genannt, ein Gummiklotz auf den Reifen gedrückt. Die Bremswirkung ist bescheiden und wird stark vom Zustand des Reifens beeinflusst (Nässe, Schmutz). Der Verschleiß an Bremsgummi und Reifen ist sehr hoch. Sie entsprechen nicht mehr dem Stand der Technik. Es gab Modelle mit Gestänge, später auch mit Bowdenzug.
Die Klotzbremse war geschichtlich gesehen lange Zeit der gebräuchliche Standard. In der Frühzeit des Fahrrads waren Felgenbremsen nur an Sport- oder Rennrädern gebräuchlich, bei Hochrädern war es die Klotzbremse.
Heute sind solche Bremsen noch gelegentlich bei Kinderrollern und vereinzelt an Kinderfahrrädern zu finden, sie werden aber auch hier meist vermieden.
[Bearbeiten] Felgenbremse
[Bearbeiten] An der Gabelbrücke angebrachte Typen von Bremsen
Felgenbremsen sind heute beim Fahrrad, zusammen mit den Rücktrittbremsen, am weitesten verbreitet. Sie finden sich sowohl bei einfachen Alltagsrädern als auch im Leistungssportbereich.
Bei den Felgenbremsen unterscheidet man zentral angebrachte, einteilige Felgenbremsen, wie sie z. B. an Rennrädern angebracht sind, und zweiteilige Cantileverbremsen.
 Rennbremse |
 Mittelzugbremse nach dem Delta-Prinzip |
 Delta- Bremse Campagnolo Croche d'Aune am Rad von Uwe Raab |
 hydraulische Felgenbremse |
Bei den (traditionellen) Felgenbremsen sind oder waren u. a. folgende Bauarten üblich:
- Seitenzugbremsen: die häufigste Bauform, konstruktionsbedingte Schwächen wie asymmetrischer Griff bei Nachlassen der Federspannung. Zentrale Befestigung und Achse, seitlicher Bowdenzug.
- mit synchronisierten Seitenzugbremsen versuchte man, einige der Schwächen der Seitenzugbremse zu beheben. Seitlicher Bowdenzug, zwei Achsen, Zwangsführung der Hebelarme, Trägerplatte.
- Mittelzugbremsen: etwas schwerer als Seitenzugbremsen, leicht und präzise einzustellen. Vermeidung der konstruktionsbedingten Schwächen der Seitenzugbremsen, Vorläufer der Cantilever-Bremsen.
- Delta-Bremsen, Para-Pull, etc.: den Mittelzugbremsen ähnlich; kompakter, aber aufwendiger in der Bauweise, mit starrer Bremskraftübertragung auf beide symmetrische Bremshebel, oft gekapselt. Fast nur Rennradbremsen.
- HPTurbo-Spiralbremse der Fa. Weinmann: sehr kräftige, symmetrische Bremswirkung durch Mittelzug, mit schraubstockähnlicher Technik und Wirkung.
- Hydraulikbremsen (z. B. Fa. Magura): sehr direkte Bremskraftanwendung, insbesondere im Vergleich zu schlecht gewarteten, eher schleifenden Seitenzugbremsen. Eigene Reparatur und Wartung allerdings kaum möglich bzw. nötig.
- Gestängebremsen: älteste und bei Hollandrädern noch zu findende Bauart. In der Wirkung vergleichbar, mit großem mechanischen Können aufgebaut. Zum Teil (in Deutschland verboten) kombinierte Vorder- und Hinterradbremsen.
Die Mittelzugbremsen waren jahrzehntelang Standard bei Rennrädern, es gab sie mit Zentralgestänge (typischer Vertreter: Fa. Weinmann) sowie mit Seilzug. Mit den leichteren Seilzugbremsen konnten Laufräder, die nicht ganz exakt zentriert waren, auch korrekt gebremst werden.
Die heute üblichen Seitenzugbremsen haben sehr kleine Hebelarme, die massiven Hebel erlauben eine sehr genaue Dosierung der Bremskraft. Durch geschickte Konstruktionen verschiedener Art werden sehr hohe Bremskräfte erzeugt, was bei Rennrädern im Gebirge und Geschwindigkeiten von mehr als 100 km/h auch nötig ist.
Die extrem kurz gebauten Rennbremsen erreichen hohe Bremsleistungen, die einige Jahre gebräuchlichen Delta-Bremsen waren zu schwer und wiesen zu hohe Reibungswerte auf, waren aber beliebt, weil sie als 'schick' angesehen wurden und Anfang der 90er Jahre Campagnolo-Teile noch ein Statussymbol waren.
Rennbremsen haben fast ausschließlich eine Konstruktion der Schnellentspannung, um mit einem Handgriff die Bremsklötze von der Felge zu entfernen und einen Radwechsel zu ermöglichen. Genauso schnell ist die Bremse wieder gespannt.
Mit der Weinmann-Bremse, der hydraulischen Bremse und der Mittelzug/U-Brake gab es erstmals wartungsarme Bremsen mit sehr direktem Bremszugriff. Die Montage erfolgte traditionell oder wahlweise auch auf speziellen Sockeln, ähnlich den späteren Cantilever-Bremsen.
Durch den stetigen Abrieb im Laufe der Jahre, durch die Schmirgelwirkung von Dreck, bei falschen Bremsbelägen oder bei extremer Nutzung werden insbesondere moderne, relativ weiche Aluminiumfelgen zusehends abgenutzt und dünner. Sichtbar werden dann unschönen Spuren auf der Felge, im Extremfall kommt es zum Durchbruch der Felge. Bei falsch eingestellter Felgen- oder Cantileverbremse können sich zudem die Bremsklötze nach und nach durch Reifenmantel und den Schlauch fräsen - ein ärgerlicher Reifenplatzer, laut, aber meist harmlos, ist die Folge.
[Bearbeiten] Cantilever-Bremse
Alle Bremsen, die auf den Cantilever-Sockeln angebracht sind, bezeichnet man als Cantilever-Bremsen. Die weitaus höchsten Bremsleistungen an Fahrrädern erreicht man mit der Schneckenbremse (auch Pedderson genannt). Ein auf dem Cantilever-Sockel angebrachtes Schneckengetriebe erhöht die Bremswirkung stufenlos bei Auftreffen des Bremsschuhs auf der Felge. Deshalb werden diese Bremsen gern an Reiserädern oder Tandems montiert.
Aktuell am meisten verbreitet sind die als "V-Brakes" (V-Bremsen) bezeichneten Felgenbremsen. Die Bremswirkung dieser Bauart ist aus geometrischen Gründen entgegen allgemeiner Meinung nicht höher als die anderer Cantileverbremsen, aber beim Übergang vom Bowdenzug zum Hebel ergibt sich eine Untersetzung von 1:2. Vielfältige Veränderungen an der Geometrie der Bremsen und Bremshebel begründen unterschiedlich starke Bremswirkung.
Weit verbreitet sind heute 2-Finger-Bremsgriffe. Bei der 'Bullet'- Serie von Campagnolo konnte man die Bremskraft durch Drehen der Griffe verändern. Bei Bremsen der alten Bauart kann man durch nahezu waagerechte Verlegung des Querzuges sehr hohe Bremskräfte erreichen. Allerdings ist eine solche Verlegung aufgrund der oft sehr dicken Reifen geometrisch meist unmöglich. Eine waagerechte Zugverlegung ergibt - zumindest auf den ersten Millimetern Zugweg - theoretisch unendlich hohe Bremskraft.
- „alte Cantilever-Bauart“: kurze Bremshebel; weit verbreitet, auch bei preiswerten Rädern
- U-Brake: Mittelzugbremse für das Hinterrad mit Montage unter dem Tretlager. Extrem lange, symmetrisch wirkende Hebelarme auf Sockel.
- V-Brake: lange gerade Bremshebel; neue Bauform
- Pedderson: mechanisch verstärkte Bremswirkung. Aufgrund von Produktklagen wegen zu hoher Bremsleistung ist sie in den USA verboten und wird heute nicht mehr hergestellt.
Der Nachteil aller Cantileverbremsen ist die komplizierte Montage und Einstellung der Bremsklötze. Bei billigen Systemen kommt hinzu, dass man aufgrund fehlender Federspannungseinstellmöglichkeit permanentes Schleifen einer Bremse an der Felge hat.
[Bearbeiten] Rücktrittbremse
Rücktrittbremsen finden bei Tourenrädern mit und ohne Nabenschaltung Verwendung. Diese Bauart ist sehr robust und langlebig.
Eine Rücktrittbremse ist eine innenliegende Bremse am Hinterrad des Fahrrades. Sie wird durch Zurücktreten der Pedale betätigt. Von einer Trommelbremse unterscheiden sich Bauarten durch die Schmierung der Bremsbeläge und durch die Betätigung der Bremse über den Antrieb.
Sie wurde erstmalig im Jahre 1903 von ihrem Erfinder Ernst Sachs unter dem Namen Torpedo produziert und auf den Markt gebracht. Einige Jahre später wurde die Rücktrittbremse mit diversen Nabenschaltungen kombiniert. Mit diesem Erfolg wurde der Grundstein des Weltunternehmens Fichtel & Sachs gelegt, das heute vor allem Komponenten für die Kfz-Industrie produziert, während die Fahrradtechnik-Sparte 1997 an die Firma SRAM veräußert wurde.
Eine weitere Bauart ist der Komet-Freilauf, der von der württembergischen Firma NSU entwickelt und später ebenfalls von Fichtel & Sachs vermarktet wurde. Die beiden Bauarten unterscheiden sich durch die Ausführung von Antrieb und Bremse:
- Der Torpedo-Freilauf hat in seinem Inneren zylinderförmige Sperrkörper, die durch schiefe Ebenen in den Nabenkörper gepresst werden.
- Der Komet-Freilauf besitzt im Nabeninneren kegelförmige Passstücke, die durch ein Gewinde auf der Achse ebenfalls in den Nabenkörper gepresst werden.
Die Rücktrittbremse erfreut sich vor allem in Deutschland größter Beliebtheit. Sie gilt als extrem zuverlässig und wartungsarm. Nachteilig ist allerdings, dass sie ausschließlich auf das Hinterrad wirkt und bei langen Gebirgsabfahrten sehr schnell überhitzt. Schmierstoffverlust und anschließendes Festklemmen der Rücktrittbremse sind dann die Folge.
Der Vorteil der Rücktrittbremse ist ihre Wartungsarmut. Deswegen eignet sie sich besonders als Betriebsbremse im Alltag. Für Notbremsungen ist sie weniger geeignet. Jedoch sollte eine Hinterradbremse in der Regel ohnehin nicht bei starkem Bremsen eingesetzt werden.
Rücktrittbremsen benötigen eine Drehmomentstütze, die das einwirkende Bremsmoment am Rahmen abstützt.
[Bearbeiten] Rollenbremse
Die Rollenbremse ist eine Weiterentwicklung der Rücktrittsbremse mit Handhebelbedienung per Seilzug. Vorteile: Wetterunabhängig, kein Felgenverschleiß, sehr schön dosierbar. Nachteile: Nur mittelmäßiger Wirkungsgrad, hitzeempfindlich, auch im nicht gebremsten Zustand leicht schwergängig. (Das kann man aber einstellen, sodass sie nicht mehr schleift) Gelegentlich muss die Bremse mit einem temperaturbeständigen Fett geschmiert werden, damit ihre Bremswirkung nicht zu scharf wird. Ein Schmiernippel am Gehäuse der Bremse erleichtert diese Tätigkeit.
[Bearbeiten] Trommelbremse
Aus konstruktiver Sicht ist eine Fahrrad-Trommelbremse mit der bis in die 70er Jahre des 20. Jahrhunderts eingesetzten Trommelbremse eines Motorrades identisch.
Allen Trommelbremsen im Kraftfahrzeug-Bereich gemein ist, dass sie als Innenbackenbremsen ausgelegt sind, im Gegensatz zur Klotz- oder Scheibenbremse. In der sich drehenden Bremstrommel werden von innen die beiden am Radträger fest verbundenen Bremsbacken durch Kraft angedrückt. Die Kraftübertragung auf den Spreizhebel kann durch Seilzug, ein Gestänge oder hydraulisch erfolgen. Trommelbremsen zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer der Bremsbeläge aus, sie wirken unabhängig von der Witterung immer gleich und die Felgen können nicht verschleißen. Nachteilig sind ihr vergleichsweise hohes Gewicht und ihre eingeschränkte Benutzbarkeit bei langen Abfahrten wegen unzureichender Wärmeabfuhr beispielsweise im Hochgebirge. Auch der Austausch der Bremsbeläge gestaltet sich schwieriger als bei vergleichbaren anderen Bremsen.
Trommelbremsen sind, wie Scheibenbremsen, eine relativ späte Entwicklung im Radbereich. Die ältesten Trommelbremsen waren hier eine Seitenlinie der Rücktrittsbremsen.
[Bearbeiten] Scheibenbremse
Die Bezeichnung Scheibenbremse ist beim Fahrrad nur üblich für die vom Motorrad bekannten Metallscheiben, die an einer speziellen Nabe befestigt sind. Geometrisch gesehen sind Felgenbremsen ebenfalls Scheibenbremsen.
Scheibenbremsen sind am Rad eine der jüngsten Entwicklungen. Da die Bremsscheibe bis auf ein Zehntel Millimeter exakt rund läuft, kann und muss der Abstand der Bremsklötze zur Scheibe minimiert werden. Dies ist bei Rennrädern und sonstigen guten Rädern, aber auch bei Felgenbremsen üblich.
Eine Scheibenbremse führt zu sehr großen Belastungen der Speichen und Gabelbeine. Da der Bremsangriff unten an der Gabel erfolgt, müssen diese entsprechend stärker dimensioniert werden als etwa bei Felgenbremsen, deren Hebelarm sehr kurz ist. Der Hebelarm der Gabelbelastung ist bei einer Cantilever-Bremse etwa 80 mm, bei der Rennbremse 0 und bei einer Scheibenbremse an 622er Gabel 350 mm. Zudem ist eine spezielle, auf die jeweilige Bremse abgestimmte Montage notwendig. Scheibenbremsen wiegen im Allgemeinen mehr als Felgenbremsen und sind anfälliger gegen Beschädigungen, insbesondere der Bremsscheibe.
Da bei den Scheibenbremsen der Reibpartner der Bremsklötze die Scheibe und nicht die Felge ist, gibt es mit Scheibenbremsen keinen Felgenverschleiß mehr und bei langen Abfahrten mit viel Bremseinsatz haben sie gegenüber den Felgenbremsen den Vorteil, die Felge nicht zu erhitzen, was bei Felgenbremsen zu geplatzten Schläuchen führen kann.
Der große Vorteil von Scheibenbremsen ist, dass sie unter allen Bedingungen annähernd die gleiche Bremsleistung bieten. Scheibenbremsen haben unter bestimmten Bedingungen bessere Bremswirkung als Felgenbremsen. Besonders groß ist der Unterschied bei Nässe oder gar Schnee.
Bei der Bandbremse oder Außentrommelbremse, entfernt gesehen eine Bauart der Scheibenbremse, erfolgt der Zugriff auf die Bremsscheibe nicht seitlich sondern am Umfang. Die Funktion ähnelt einer umgestülpten Trommelbremse, die Bremswirkung ist im Vergleich zur Scheibenbremse gleichmäßiger, aber auch schwächer. Bandbremsen haben, weniger noch als Scheibenbremsen, bei Fahrrädern bisher keine weite Verbreitung gefunden, werden jedoch häufig bei (sehr) billigen Heimtrainern eingesetzt.
[Bearbeiten] Wartung
[Bearbeiten] Felgenbremse
Durch die verschleißfreie Kraftübertragung sind hydraulische Felgenbremsen nahezu wartungsfrei. Lediglich die Bremsklötze sind Verschleißteile und müssen, wenn sie abgefahren sind, getauscht werden. Ansonsten beschränkt sich eine Wartung auf eine regelmäßige Inspektion auf Ölaustritt. Sofern eine über den Austausch der Beläge hinausgehende Reparatur erforderlich ist, verlangt sie mehr Fachwissen und Spezialwerkzeug. So ist zum Wiederbefüllen und Entlüften ein spezielles Servicekit nötig. Dies kann ein Nachteil sein, wenn auf einer Tour keine Reparaturmöglichkeit besteht. Auch die Erstmontage ist recht anspruchsvoll und sollte daher nur von kundigen Personen durchgeführt werden.
Im Vergleich hierzu müssen Felgenbremsen mit Kraftübertragung per Bowdenzug häufiger gewartet werden. Durch die Drehbewegung der Bremsarme um den Befestigungssockel, kommt es zu einer ungleichmäßigen Abnutzung des Bremsklotzes, die im schlimmsten Fall zum Einkippen des Bremsklotzes in die Speichen und dem Blockieren des Rades führen kann. Der korrekte Sitz der Bremsbeläge sollte daher in kurzen Abständen geprüft werden. Durch die Reibung des Bowdenzuges in der Hülle kommt es zu einer Abnutzung des Zuges. Dies kann durch eine regelmäßige Schmierung verringert werden. Bei nicht geschlossen verlegten Bowdenzügen, d. h. die Zughülle ist nicht komplett vom Bremsgriff bis zum Bremsarm verlegt, führt eindringender Schmutz zu einem verstärktem Verschleiß. Der Kraftaufwand beim Bremsen erhöht sich dadurch. Schlimmstenfalls kehren die Bremsarme auf Grund der höheren Reibwirkung nicht in die Ausgangsposition zurück. Eine regelmäßige Inspektion des Bowdenzuges auf Verschleiß und gebrochene Drähte, besonders an den Klemmstellen, ist daher nötig und beugt dem plötzlichen Riss des Bremszuges und damit dem Verlust der Bremswirkung vor.
Ein beinahe alltägliches Problem bei mechanischen Felgenbremsen ist die asymmetrische Rückstellung der Bremsarme. Während der eine Bremsarm sich zu weit zurücksetzt, verbleibt der andere in seiner Position und es kommt zu permanentem Schleifen an der Felge. In der Folge hieraus muss regelmäßig die Spannung der Rückholfedern auf beiden Seiten neu eingestellt werden. Bei preiswerten Bremsen kann diese Federspannung meist nur durch Biegen der Feder eingestellt werden.
Da die Felge Bestandteil des Felgenbremssystems ist, muss auch der Verschleiß der Felge (Abrieb durch die Bremsklötze, siehe Foto oben) beachtet werden. Man kann die Wandstärke der Felge mit einem speziellen Messgerät messen. Für neue Felgen ist eine Verschleißanzeige in Form einer radial verlaufenden Rille auf beiden Seiten vorgeschrieben. Sind diese Rillen nicht mehr sichtbar, ist die Felge zu tauschen.
[Bearbeiten] Scheibenbremse
Auch hier ist die korrekte Erstmontage Grundbedingung für eine korrekte Funktion. Das gilt sowohl für die Bremswirkung als auch für Störungen in Form von Schleif- und Quietschgeräuschen. Einmal korrekt montiert stellt sich der Austausch der Beläge in den meisten Fällen sehr unproblematisch dar. In der Regel ist das Laufrad auszuhängen und ein Sicherungsstift zu entfernen. Die neuen Beläge werden eingesetzt, gesichert, Laufrad wieder eingehangen und das war es. Eine Justierung der Beläge muss nicht erfolgen, da die Position durch den Bremssattel fest vorgegeben und nicht verstellbar ist. Das gilt sowohl für hydraulische als auch mechanische Scheibenbremsen. Der vor einigen Jahren noch vorhandene erheblich Qualitätsunterschied zwischen hydraulischen und mechanischen Scheibenbremsen hat sich mittlerweile reduziert. Hauptproblem der mechanischen Scheibenbremse war die hohe Schmutzanfälligkeit der meist nicht vollständig geschlossen verlegten Bowdenzüge. Selbst kleine Verunreinigungen führten zu Funktionseinschränkungen im Bereich der korrekten Bremsbelagsführung während des Betätigens und Lösens der Bremse. Denn der Abstand zwischen Bremsbelag und Scheiben ist erheblich geringer als der Abstand zwischen Bremsbelag und Felge bei einer Felgenbremse.
