Felgenbremsen
Typen
Es gibt im groben Seitenzugbremsen, wahlweise mit Single- oder Dualpivot, Mittelzugbremsen, U-Brakes, Cantilever und V-Brakes.
Seitenzugbremsen
Seitenzugbremsen werden heute nur noch an Rennrädern verwendet, die Bauform ist klein und leicht, aber die Bremsleistung relativ gering. Die ersten Seitenzugbremsen könnten von Campagnolo in den späten 60ern hergestellt worden sein.
Links Dualpivot, rechts Singlepivot (Quelle Campagnolo)
Es wird zwischen Single- und Dualpivot unterschieden. Bei Singlepivot sitzt der Drehpunkt an der Mitte wo die Bremsenaufnahme ist. Bei Dualpivot ist der Hebelarm verlängert und der Drehpunkt befindet sich seitlich versetzt. Im Falle eines Speichenbruchs, kann eine Single Pivot Bremse der eiernden Felge sehr gut folgen. Man kann aber auch einfach den Hebel öffnen, falls vorhanden. Dualpivot erfordern geringere Bedienkräfte als Single Pivot, sind aber auch schwerer und die Bremsbeläge müssen aufgrund der anderen übersetzung, näher an die Felge gestellt sein. Campa verwendet Singlepivot noch heute an der hinteren Bremse, damit die Bremskraft ausgeglichener ist.
Mittelzugbremsen
Mittelzugbremsen haben symmetrische Arme und zentrieren sich leichter als Seitenzugbremsen. Die Bremsen waren preisgünstig herzustellen, aber hatten eine schlechtere Bremsleistung als Seitenzugbremsen und sind deswegen nur noch an BMX Rädern als sog. U-Brakes auf dem Markt, weil es keine störenden Teile gibt die zur Seite wegstehen.
Weinmann HP Turbo (Quelle: picasaweb.google.com/MSBMPics)
Eine Sonderart waren die Weinmann HP Turbo Bremsen. Diese wurden zwar auch über einen Mittelzug verbunden, hatten aber kein einfaches Gelenk am Bremsschenkel, sondern der Bremszug war ähnlich wie bei einem Schalthebel im inneren der Bremse aufgewickelt. Beim zug am Hebel, drehte sich dann ein Bolzen mit Gewinde, der wiederrum die speziell dafür angefertigten Beläge nach innen an die Felge drückte. Das ganze war recht aufwendig konstruiert. Ein Nachfolger hatte den Seilzug dann nur noch einseitig und erforderte auch spezielle Bremshebel, mit mehr Seilweg.
Deltabremsen
Die legändären Deltabremsen z.B. von Campagnolo, sind der Mittelzugbremse sehr ähnlich. Die Bremsleistung war zwischen Seitenzugbremsen mit Single und Dualpivot anzusiedeln.
Campa Deltabremse (Quelle: campyonly.com)
Die Deltabremsen von Campagnolo hatten den Fehler, daß diese nur mit 23mm breiten Felgen richtig funktionierten, da sonst der Hebelweg nicht mehr stimmte. Die Bewegung der Hebelarme war nur begrenzt möglich. Die Dosierung zwischen Hebel und Bremse, war stark progressiv und nicht linear wie bei anderen Bremsen. Je weiter die Beläge abgenutzt waren, desto stärker war die Hebelwirkung und einige Fahrer kamen damit nicht zurecht. Es kam auch zu einigen Stürzen weil man im nassen den Hebel noch weiter ziehen musste und die Räder plötzlich blockierten. Zudem kam auch noch ein Produktionsfehler bei der ersten Serie hinzu. Diese wurden in den 80ern hergestellt und sind vom Markt verschwunden. Weitere Nachteile waren, schwierige Montage und hohes Gewicht. Man konnte die gesamte Bremse auch in der Höhe verstellen.
Cantileverbremsen
Bei den Rennrad ähnlichen Crossrädern sind Cantilever-Bremsen verbreitet. Diese sind ähnlich wie heutige V-Brakes aufgebaut, nur das hier der Bremsschenkel nicht gerade sowie kürzer ist und meist etwas mehr waagrecht ausgerichtet ist. Vermutlich werden an Crossrädern keine V-Brakes verwendet, weil diese andere Bremshebel benötigen und man an diesen Rädern die Leistung von V-Brakes ohnehin nicht voll auszeizen kann. Ein zusätzlicher Nachteil besteht bei Stollreifen, wenn der Querzug reisst und dann vom Profil mitgerissen wird. Die verschiedenen Bauformen, erforderten unterschiedlich lange Seildreiecke, um die Bremse optimal zu nutzen. Manche Bremsen erlaubten es, den Querzug einseitig anzuschrauben, andere wiederrum nur mit einem Nippel einzuhängen.
Cantilever (Quelle Shimano)
Eine Sonderform war die Pedersen Bremse, die später von Suntour lizensiert und als XC Pro SE verkauft wurde. Diese hatte ein Schneckengetriebe und die Bremswirkung stieg an, wenn sich das Rad dreht. Das Rad drückt die Bremse in Richtung Sockel und im inneren spannt sich eine Feder. Aufgrund dessen, konnte man die Bremse nur am Hinterrad verwenden, da die Bremse am Vorderrad vom Sockel weggezogen würde.
V-Brakes (Linear pull brakes)
Bei Trekking- und Cityrädern sind V-Brakes weit verbreitet. Im MTB Bereich werden V-Brakes zunehmend durch Scheibenbremsen verdrängt.
V-Brake (Quelle Shimano)
V-Brakes (Linear-pull) funktionieren ähnlich wie Cantilever Bremsen, aber ermöglichen eine noch höhere Bremskraft, da die Bremshebel etwas länger sind und die Anlenkung zwischen den Schenkeln parallel läuft. Eine so hohe Bremsleistung, daß es teilweise dazu kam das die Leute über den Lenker gestiegen sind, weil sie die Bremskraft nicht gewohnt waren und das Gewicht falsch verlagerten. Aus diesem Grund kann man einen sog. Modulator an der Bremse verbauen, welcher mittels Federspannung sehr starke Hebelbewegungen etwas eingrenzt und somit die maximale Bremskraft abnimmt. Manche Modelle wie die Shimano XT, hatten eine zusätzliche Führung (parallel link), die es erlaubt das der Belag stets parallel zur Felge steht. Diese sind allerdings anfälliger auf Bremsenquietschen.
Hydraulikfelgenbremsen
Sehr selten gibt es noch Hydraulikfelgenbremsen wie z.B. die Magura HS33, da meist gleich eine Scheibenbremse verwendet wird. Eine hydraulische Felgenbremse kann interessant sein, wenn Gabel oder Rahmen keine Aufnahme für Scheibenbremse hat. Solange es trocken ist, kann aufgrund des großen Felgendurchmessers die Bremskraft sogar höher als bei Scheibenbremsen sein.
Bremshebel bei Cantilever und V-Brakes
Bremshebel
Wenn man V-Brakes verwenden will, muss man spezielle Hebel verwenden, da bei normalen Cantilever Bremshebel der Seilzugweg nicht lang genug ist und vielleicht nur in etwa die Hälfte der max. Bremskraft erzielt wird, weil der Druckpunkt erst aufgebaut wird, wenn der Hebel bereits fast am Griff ansteht. Die übersetzung ist dadurch zu hoch.
V-Brake Hebel erkennt man daran, daß die Hebel nach innen, in Richtung Bremszug gebogen sind. Dadurch wird der Hebelweg und die übersetzung vergrößert.
Bei Cantileverbremsen könnte man für mehr Bremsleistung, durch eine höhere übersetzung mittels anderer Seilgeometrie, auch V-Brake Hebel verwenden.
Quietschende Bremsen
Bei quietschenden Felgenbremsen beachten, daß die Beläge leicht schief stehen d.h. der hintere Teil der Beläge, also in Richtung Heck, sollte etwa 0.5 - 1mm weiter von der Felge wegstehen als vorne. Dies wird als toe-in bezeichnet, wenn die vordere Seite der Beläge, die Felge als erstes berührt. Dazu siehe mehr, unter toe-in und heel-in im Kapitel Optimierung der Bremsleisung.
An V-Brakes und Cantilevern beachten das die Bremsschenkel fest sitzen und an der Lagerung nicht hin- und herwackeln. Einige V-Brakes mit Parallelogramm neigen aufgrund der zusätzlichen Bauteile, besonders zum quietschen. Hier kann es u.U. helfen, die Strebe mit einem Kabelbinder zum Langloch der Bremsschuhaufnahme zu verbinden.
Bei V-Brakes werden unterschiedlich lange Befestigungsschrauben mitgeliefert. Grundsätzlich die möglichst längsten verwenden. Dazu schraubt man die längste Schraube vollständig in den Sockel, markiert die Stelle wo der Cantisockel endet und addiert dazu noch einmal die benötigte Breite der Bremsenaufnahme und zieht davon noch einmal 1mm ab.
Geändertes Übersetzungsverhältnis ab den Shimano 5700/6700 Gruppen
Bei Shimano der 700er Baureihe, also z.B. 5700 oder 6700, wurde mit dem innenverlegten Bremsleitungen, auch die Übersetzung an den Bremsen geändert. Shimano schreibt, man solle die neuen Bremsen dieser Serie nicht mit alten STI Hebeln kombinieren, da sonst die Bremskraft zu hoch wird.
Optimierung der Bremsleistung
V-Brakes
Bei V-Brakes wird die beste Bremsleistung erzielt, wenn die Bremsschenkel beim bremsen, genau senkrecht zum oberen Seilzug stehen, der quer zwischen den Schenkeln verläuft.
Cantilever
Bei Cantilever ist es ähnlich, nur das die Schenkel konstruktionsbedingt etwas weiter nach aussen gerichtet sind. Auch hier den 90 Grad Winkel zwischen Schenkel und Seilzug beachten und aufgepasst, dies ändert auch das übersetzungsverhältnis am Hebel. Je tiefer man den Querzug setzt, desto höher wird die übersetzung und desto mehr Hebelkräfte kann man damit aufbauen. Die Beläge brauchen dann länger bis sie zur Felge gelangen, aber die Bremskraft ist damit um einiges höher. Optimal ergänzen lässt sich dies mit der Verwendung von V-Brake Hebeln. Man sollte kein fertiges Seildreieck wie z.B. von Shimano verwenden, man verschenkt damit massiv Bremsleistung. Beim ziehen der Bremse, wird das Seildreieck noch spitzer und das übersetzungsverhältnis nimmt immer mehr ab, je weiter man den Hebel zieht. Verstärkt wird dies noch, bei abgefahrenen Belägen weil der Hebel dann noch weiter gezogen werden muss. Es gibt im Zubehör individuell einstellbare Cable Hanger, mit denen man den Seilzug fast waagrecht bekommt. Der Bremsschenkel sollte dann entsprechend 90 Grad senkrecht stehen, wie bei V-Brakes auch.
Übersetzung Hebel muss zu Bremse passen
Wenn die übersetzung von Hebel zu Bremse zu gering ist, dann ist der Weg am Hebel zwar sehr klein aber man muss beim bremsen mehr Kraft aufbringen. Deswegen muss der Hebel zur Bremse passen. Bei manchen Hebeln lässt sich das übersetzungsverhältnis sogar einstellen. Und bei Shimano Servo-Wave Hebeln wird die übersetzung umso höher je weiter man den Hebel bewegt.
Brakebooster
Vor allem an der hinteren Bremse machen Brakebooster Sinn, wenn man eine Cantilever oder V-Brake hat, da sich die Sattelstreben ganz schön durchbiegen können. Der Brakebooster sollte so nah wie möglich an der Bremse montiert werden. Die Gabel ist normalerweise steif genug, vor allem Federgabeln. Achtung: Bei den hydraulischen Felgenbremsen von Magura haben die Brakebooster ein anderes Befestigungsmaß.
Gelenke ölen
Auch ein paar Tropfen öl auf den Gelenken helfen manchmal wenn die Bremse etwas schwergängig sind. Fett hält dauerhaft aber minimiert die Reibung nicht so stark.
Griffweite am Hebel
Bei manchen Hebeln kann die Griffweite eingestellt werden, oft nicht sichtbar im inneren des Hebels. Dies dient dazu das man mit kürzeren Fingern besser bremsen kann, jedoch sollte man die Hebel immer so einstellen, daß noch genug Platz zwischen gezogenem Hebel und Griff ist.
toe-in und heel-in
Beim bremsen wird der hintere Teil vom Belag stärker belastet, während der vordere Teil fast in der Luft ist. Die toe-in Stellung, bei der der vordere Teil der Beläge, zuerst die Felge berührt, sollte demnach auch für gleichmäßigeres abfahren der Beläge sorgen.
Besonders bei Belägen mit glatter Bremsfläche, kann diese toe-in Stellung für sehr hohen Verschleiss sorgen. Das ist auch ein Grund, warum man die Beläge wechseln sollte, wenn keine Rillen mehr erkennbar sind.
Beide Beläge waren parallel zur Felge ausgerichtet. Der kürzere Rennradbelag nutzt sich hinten stärker ab, der lange V-Brake Belag wegen dem versetzten Mittelpunkt vorne stärker.
Bei Belägen die hinten länger sind, also eine versetzte Schraube haben, sollte die toe-in Stellung nicht notwendig sein, da sich diese beim bremsen besser abstützen können und sich gleichmäßiger abschleifen. Und bei den extra langen MTB Belägen der V-Brakes kann man die Beläge u.U. sogar so ausrichten, daß man einen heel-in hat, also der hintere Teil zuerst aufliegt.
Beläge aufrauhen und Teile säubern
Die Bremsen gingen schwergängig und waren falsch eingefahren. Abhilfe brachte ein abziehen der verglasten Beläge über grobes Schleifpapier, sowie reinigen der Bremsflanken mit Bremsenreiniger, Spritius oder ähnlichem entfettendem Mitteln.
Eingebaute Beläge regelmäßig abschleifen und säubern, diese können Fremdpartikel und Aluspäne der Felge sammeln und die Felge über Gebühr belasten. Wenn die Bremse ein knirschendes und mahlendes Geräusch erzeugt, dann ist meistens ein Fremdkörper im Belag oder die Bremsflanke hat eine ungleichmäßige Stelle.
Optimale Auswahl der Beläge
Als besonders schonend gelten Koolstop Beläge. Die roten Beläge sollen übrigens für Nässe optimiert sein. Ebenso bei der lachsfarbenen Salmonmischung (auch nach dem Erfinder Scott Mathauser genannt), aber mit etwas besserem Trockenbremsverhalten. Die fleischähnliche Farbe kam übrigens durch Rostpartikel zustande und soll felgenschonender sein. Laut Jobst Brandt neigte die originale Mathauser Mischung zum schmelzen, erst die spätere Koolstop Mischung war brauchbar. Auf Abfahrten sind die schwarzen Beläge aber immer noch temperaturstabiler. Koolstop schwarz ist universal und vor allem für trockene Bedingungen. Auch gut, sollen Campa Record Beläge sowie Swissstop Beläge (grün bremst besser aber höherer Verschleiss) sein. Shimano gelten als nicht so felgenschonend, besonders die R55HC High Performance. Der Verschleiss an der Felge wird sehr hoch, wenn der Belag Schmutzpartikel, wie kleine Steine, dauerhaft aufnimmt und mit diesen dann Späne an der Felge abzieht.
Der Trick der Nassbremsbeläge, sollen kleine Metallpartikel sein, die aber auch den Felgenverschleiss erhöhen. Laut Smolik soll es helfen die Bremsbelagfläche zu verkleinern, um die Nassbremsleistung zu erhöhen, weil dann weniger Wasserfilm verdrängt werden muss. Es wird aber nicht darauf eingegangen ob die Aussenfläche verkleinert oder nur zusätzliche Aussparungen geschaffen werden sollten, die die effektiven Aussenabmessungen nicht beeinflussen.
Es ist übrigens erstaunlich wieviel gute Beläge ausmachen.
Die hintere Erhebung bei Koolstop Belägen, dient nicht etwa der leichteren Einstellung, sondern es sollen damit Schmutzpartikel weggewischt werden, bevor sie sich im Belag oder an der Felge festsetzen.
Dual Pivot
Und auch die Dual Pivot Technik mit der versetzten Anlenkung am Hebelarm, sorgt für leichtere Bedienkräfte weil die übersetzung erhöht wird. Der Nachteil daran ist, daß das Gewicht etwas ansteigt, deswegen verwendet Campagnolo Dual Pivot nur an der Vorderradbremse. Ausserdem erhöht man dadurch die Handkräfte an der hinteren Bremse, die besonders schnell blockiert, damit die Hebelverhältnisse ausgeglichener sind.
Montage mechanische Seilzugbremsen
Die Verschleissgrenze ist bei den meisten Belägen dort, wo der Belag keine Einkerbung mehr hat. Es wird oft behauptet das dies von der Industrie nur erfunden wurde um den Absatz zu erhöhen. Man könnte aber auch eigenhändig tiefere Einkerbungen vornehmen. Bei der Montage von neuen Belägen, bei Seitenzugbremsen darauf aufpassen, daß die Beläge beim bremsen nicht aus den Trägern gezogen werden können (geschlossener Teil in Fahrtrichtung bei Campa und bei Shimano die Schraube entgegen der Fahrtrichtung). Nicht bei allen Bremsen ist es möglich die Beläge einzeln zu wechseln, bei billigeren Bremsen bzw. deren Bremsschuhen ist der Belag fest auf dem Träger vergossen.
Bei Shimano Rennradbremsen werden die Beläge im Bremsschuh mit einer Innensechskantschraube (2mm Schlüssel) gesichert, bei Campa sind diese lediglich etwas fester geklemmt. Um die Träger nicht mit Zange oder Schraubendreher zu vermacken, spannt man die Beläge samt Träger, einfach in einen Schraubstock. Nun schraubt man eine Mutter auf den verbleibenden Bolzen, damit dieser nicht wackeln kann. Mit einem Schonhammer (Gummi) kann man nun den Bremsschuh vorsichtig vom Belag lösen.
Herausschlagen der alten Beläge bei Campa
Darauf achten, daß die Befestigungsschraube vom Bremsschuh, nicht all zuviel Spiel im Bremsschenkel hat. Früher waren die Langlöcher etwas schmaler wie heute, da noch keine Muttern verwendet wurden, die in das Langloch hinein reichen. Ältere Bremsen kann man kompatibel machen, in dem man das Langloch einfach etwas auffeilt. Dabei sollte jedoch die verbleibende Wandstärke ausreichend sein.
Bei V-Brakes werden die Beläge oft mit einem Splint gesichert. Neue Beläge an der Rückseite höchstens mit Alkohol versehen aber auf keinen Fall fetten. Wenn man diese mit dem Schonhammer einschlägt, sollte keine große Gewalt notwendig sein.
Die Symmetrie der beiden Beläge zur Felge kann bei Campa Rennradbremsen, sowie einigen Cantilever Bremsen, mit einer kleinen Madenschraube (Campa 2mm, Shimano 3mm Schlüssel) eingestellt werden. Dadurch wird die Federspannung verändert. Dies ist allerdings besonders bei älteren Bremsen nicht immer möglich. Bei entsprechend alten Rennradbremsen die diese Möglichkeit nicht haben, muss man beim anziehen der Mutter die Bremse entsprechend ausrichten. Optimal ist es, wenn man dazu den Bremshebel zieht.
Wenn der Rennrad Bremskörper nicht fest genug an Gabel und Rahmen verschraubt ist, kann dieser auch einseitig hängen, weil der Seilzug ihn immer zur Seite zieht. Etwas kann es helfen, mit dem Bremszug die Lage zu fixieren. Dazu den Bremszug passend ablängen. Dies geht natürlich nur an der Hinterradbremse und bei Gegenhaltern am Rahmen. Ist die Aussenhülle durchgehend, kann man sich mit einem Kabelbinder behelfen.
Sollten die Bremsschenkel nicht exakt parallel der Felge zugeführt werden, was besonders bei Rennradbremsen der Fall ist (optimal sind z.B. XT V-Brakes die die Beläge immer parallel führen), passiert es bei abgefahrenen Belägen, daß selbige zuweit oben an der Flanke schleifen. Besonders gefährlich wird dies bei dicken Reifen, wenn die Beläge mit einem Splint gesichert sind und den Reifen aufschlitzen können.
Splint hat sich gelöst und schlitzt Reifen auf (Quelle: pardo.net/bike)
Bei Rennradbremsen sind die Beläge deswegen an der Seite schief, was dies ausgleichen soll. Dies wurde meines Wissens zuerst von Campagnolo eingeführt. Ich hatte sogar einmal den Fall das die Beläge weiter unten in Richtung Speichen schliffen, was besonders schlecht ist, da die Wandstärke hier sehr dünn sein kann. Die Beläge immer mittig zur Flanke ausrichten und mit etwa 1-2mm Abstand. Sollten an den Bremsschuhen Haken dran sein, diese gehören nach vorne ausgerichtet.
Rennradbremsen werden mit sog. Hülsenmuttern befestigt, diese sollten laut Campagnolo mit mindestens 6 Gewindegängen greifen. Die Maße der Muttern sind 13,5mm (Standard), 18,5mm "lang" und 24mm "besonders lang". Ist diese Mutter zu kurz kann die Verbindung während dem Bremsen reissen! Cantileversockel haben übrigens ein M6x1 Feingewinde. Bei älteren Bremsen war die zentrale Befestigungsschraube noch länger und am Ende wurde eine einfache Rändelscheibe und Mutter verwendet. Bei neueren Rahmen, vor allem bei Carbon, sollte diese alten Bremsen nicht mehr verwendet werden, da dort im inneren die Hülsenmutter einen Anschlag hat. Das rückseitige Loch wäre zu groß für eine normale Mutter. Man kann ältere Bremsen adaptieren, indem man die Befestigungsschraube einfach passend kürzt.
Die Federspannung kann bei manchen Bremsen z.B. bei Shimano, durch drehen eines Plastikteils verändert werden.
Montage hydraulische Bremsen z.B. Magura HS11/HS22/HS33
Nach einer gewissen Zeit haben die Bremszylinder Probleme mit der Rückstellung d.h. die Kolben stellen nicht mehr regelmäßig oder nur eingeschränkt zurück. Es hilft etwas, wenn man die Belageinstellschraube am Hebel möglichst weit zurückdreht. Je weiter die Beläge, bei fortschreitendem Verschleiss an die Felge gestellt werden, desto schlimmer wird dieses Problem. Bei neuen Belägen, gehören die Bremszylinder eh möglichst nahe zur Felge. Um die Bremszylinder horizontal näher an die Felge zu bringen, reicht es bei neueren Modellen die Halterung zu lockern. Bei älteren Modellen, muss man den Bügel leider komplett abnehmen da sich ein Plastikring derart verkeilt, dass man diesen mit der Hand nicht verschieben kann. Ein Akkuschrauber ist bei der Montage sehr hilfreich, da diese u.U. mehrmals montiert werden müssen für korrekten Sitz. Bei der unteren Schraube ist die Aufnahme sehr anfällig für durchdrehen, sollte die Schraube so beschädigt sein das ein 5mm Innensechskant keinen Halt mehr findet, kann man es mit einem T30 probieren. Bei dem Bremszylinder mit dem hängendem Kolben kann man versuchen, diesen mit einem Tuch zu reinigen und Bremsöl aufzutragen. Danach mehrmals den Bremshebel betätigen, aber dies hilft meist nur sehr wenig. Man kann auch den hängenden Bremszylinder näher zur Felge rücken und den anderen weiter weg.
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