Aufbau und Erklärung von Fahrrad Scheibenbremsen

Wer beim Fahrrad auf das Thema Sicherheit angesprochen wird, landet früher oder später immer bei den Fahrradbremsen.

Gerade, wenn Sie mit hoher Geschwindigkeit unterwegs oder abseits von Straßen im Gelände unterwegs sind, müssen Sie sich auf Ihre Bremsen verlassen können. Aber auch in der Innenstadt oder bei Nässe sollten Sie nicht auf eine gute Bremskraft verzichten müssen.

Bestandteile einer Scheibenbremse

Scheibenbremsen mit Hydraulikleitungen finden sich im Modelljahr 2016/2017 an fast jedem Fahrrad, selbst in der Einstiegspreisklasse. Höchste Zeit also zu verstehen, wie diese funktionieren. Im Wesentlichen besteht eine Scheibenbremse aus folgenden Hauptkomponenten:

  • Bremsscheibe
  • Bremssattel
  • Bremsbeläge
  • Bremsgriffe

1. Bremsscheibe

Bremsscheiben sind eine einfache Möglichkeit, die Bremsen zu tunen.

Kleine Scheiben mit 160 Millimetern Durchmesser kommen mittlerweile fast nur noch am Hinterbau von Racehardtails zum Einsatz.

Mit Durchmessern von 180 Millimetern ist der Durchschnitts-Biker gut bedient. Gravity-Fans wählen für mehr Reserven auf Abfahrten 200 Millimeter Durchmesser oder mehr.

Auch das Material und die Dicke der Scheibe haben Einfluss auf die Bremskraft. Zweiteilige Modelle wie die Icetech von Shimano leiten mit Alu-Bauteilen die Hitze besser ab. Hundertprozentigen Schutz vor Fading bei Überhitzung bieten aber auch sie nicht.

2. Bremssattel

Im Bremssattel sitzen die Bremskolben, die von beiden Seiten Druck auf die Bremsbeläge und die Scheibe ausüben.

Mittlerweile haben sich Vier-Kolben-Systeme durchgesetzt. Sie arbeiten materialschonender, verteilen den Druck auf eine größere Fläche und erzeugen im Grenzbereich meist höhere Bremskräfte. Auch die Standfestigkeit der Bremse gegen Überhitzung ist bei Vier-Kolben-Modellen in der Regel höher.

Die Bremsflüssigkeit dient als Medium, um den Druck vom Geberkolben am Bremshebel auf den Nehmerkolben am Bremssattel (Bremszange) zu übertragen.

3. Bremsbeläge

Reibung erzeugt Hitze.

Deshalb bestehen Bremsbeläge aus temperaturstabilen Materialien.

Bei organischen Belägen kommen spezielle Kunstharzmischungen zum Einsatz. Gesinterte Bremsbeläge bestehen aus Metall. Je höher der Reibwert der Beläge, desto kraftvoller packen sie zu.

Manche Nachrüstbeläge können die Leistung der Bremsanlage verbessern.

4. Bremsgriffe

Fingerübungen stehen nicht nur bei Klavierschülern auf dem Plan.

Mit dem Bremsgriff lässt sich die Bremskraft modulieren und mehr oder weniger fein dosieren.

Der Griff übersetzt die Fingerkraft zunächst mechanisch über den Hebelarm des Griffs und dann hydraulisch: Im Inneren sitzt die Hochdruckpumpe, ein kleiner Geberkolben, der den Bremsdruck erzeugt und via Druckleitung zum Bremssattel schickt.

Im Griff integriert ist ein kleiner Behälter mit einem Ausgleichsvolumen, das Bremsflüssigkeit freigibt, wenn sich die Beläge abschleifen und die Kolben weiter ausfahren.

Zum Bremsen reicht ein Finger, bei kraftvollen Bremsmanövern und länger andauernden Bremsungen in steilem Gelände kann man auch mal mit zwei Fingern zupacken. Alle übrigen Finger sollten stets den Lenker fest im Griff haben!

Funktionsweise einer hydraulischen Scheibenbremse

Der große Vorteil hydraulischer Scheibenbremsen gegenüber mechanischen Scheibenbremsen oder etwa Felgenbremsen wie V-Brakes ist ihre verlustfreie Kraftübertragung.

Das Grundprinzip beruht darauf, dass Öl nicht komprimierbar ist.

Das bedeutet, die gleiche Menge Öl nimmt immer die gleiche Menge Platz ein, selbst unter der Einwirkung von Druck. Luft z.B. hingegen ist komprimierbar, weswegen die Übertragung von Kräften ungenau ist.

Der Bremsgriff bei hydraulischen Scheibenbremsen ist mit einem Geberzylinder ausgestattet. Betätigt man den Bremshebel, so fährt der Kolben aus und drückt quasi das Öl Richtung Bremse. Die hydraulische Bremsleitung leitet diesen Druck an den Nehmerzylinder im Bremssattel weiter.

Der Geberkolben gibt also den von der Handkraft des Fahrers aufgebauten Druck an den Nehmerkolben, in der eigentlichen Bremsanlage, verlustfrei weiter. Die Bremskolben im Bremssattel fahren somit heraus und pressen den Bremsbelag, welcher vor ihnen platziert ist, an die Bremsscheibe heran.

Durch den beidseitigen Druck auf die Bremsscheibe entsteht Reibung zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe. Aufgrund dieser Reibungsverluste verlangsamt sich die Bremsscheibe und somit auch das Rad selbst, da die Scheibe an der Radnabe fixiert ist.

Damit die Kolben im Bremssattel sich nach der Bremsung wieder sauber und schnell lösen, befindet sich im Bremssattel eine Gummidichtung und zwischen den Belägen meist eine Art „Spange“.

Die Gummidichtung sorgt dafür, dass nach dem Druckabfall der Kolben automatisch wieder zurückgezogen wird, in Richtung der Ruhestellung. Täte er dies nicht, würden die Kolben dauernd die Bremsbeläge an die Scheibe drücken und somit die Beläge schleifen. Die Spange oder Feder zwischen den Bremsbelägen unterstützt die Rückwärtsbewegung nach dem Bremsvorgang.

Zwar ist Öl nicht komprimierbar, allerdings verändert sich das Volumen bei der Einwirkung von Wärme.

Um zu verhindern, dass die Bremsbeläge deswegen dauern an der Bremsscheibe schleifen, oder das Rad sogar ganz blockieren, wird heute bei den meisten System auf einen Ausgleichsbehälter am Bremshebel gesetzt. Dieser kann temporär „überschüssiges“ Öl aufnehmen, sodass sich die Bremse auch bei Erwärmung etwa durch lange Bremsvorgänge gleich verhält.

Wie angesprochen basiert das Prinzip der hydraulischen Bremse auf der Inkompressibilität von Öl. Dringt allerdings komprimierbare Luft in das System ein, so funktioniert die Bremse nicht mehr richtig und die Bremskraft „wandert“.

Das bedeutet, eine eindeutig voraussagbare Bremswirkung ist nicht mehr gegeben. Bemerkbar macht sich dieses Phänomen etwa dadurch, dass der Hebel fast bis zum Griff gezogen werden kann, ohne dass eine Bremswirkung eintritt. Abhilfe schafft in einem solchen Fall nur das „entlüften“ der Bremse.

Mechanische Scheibenbremsen

Eine mechanische Scheibenbremse funktioniert ziemlich genau wie eine klassische Felgenbremse.

Der Bremshebel ist über den Bremszug mit dem Bremssattel verbunden, wenn du den Bremshebel ziehst, löst der Zug einen Bremskolben aus, der der einen einzelnen Bremsklotz bewegt, und zwar in Richtung der Bremsscheibe, die dann zwischen dem beweglichen und einem starren Bremsklotz eingeklemmt wird.

Manche mechanischen Bremsen, die TRP Spare zum Beispiel, haben auch zwei bewegliche Bremsklötze, die gleichzeitig gegen den Rotor drücken.

Hydraulische vs. Mechanische Scheibenbremsen

Mechanische Bremsen sind äußerst zuverlässig, die Züge und der Bremskörper sind aber weniger effizient in Sachen Kraftübertragung, Schmutz setzt sich leichter fest und sie müssen immer wieder manuell nachjustiert werden, da die Bremsklötzchen sich abnutzen.

Im Gegensatz dazu gleichen hydraulische Bremsen automatisch den Verlust an Bremsbelag aus, sie sind leichter, und rundum versiegelt gegen Umwelteinflüsse. Zusätzlich dazu hat ein hydraulisches System weniger Kraftverlust durch Reibung zu verzeichnen, wenig Zug am Bremshebel generiert jede Menge Bremskraft.

Hier eine tabellarische Übersicht der wesentlichen Unterschiede:

Eigenschaft Hydraulische Scheibenbremse Mechanische Scheibenbremse
Kraftübertragung Verlustfrei durch Öl Verlustbehaftet durch Seilzug
Wartung Gering, automatischer Belagausgleich Höher, manuelle Nachjustierung notwendig
Effizienz Höher, weniger Kraftaufwand für hohe Bremsleistung Geringer, mehr Kraftaufwand notwendig
Anfälligkeit Gering, da geschlossen Höher, anfällig für Schmutz und Witterung

Trouble-Shooting Bremse

Die Bremse quietscht oder zieht nicht mehr richtig? Keine Panik, oft lassen sich die Ursachen mit ein paar Handgriffen beseitigen. Die besten Tipps für mehr Brems-Power.

1 Quietschende Bremse

Problem: Beim Ziehen am Bremshebel quietscht die Bremse nervtötend.

Lösung: Grund dafür sind meist verunreinigte Bremsbeläge. Weitere Begleiterscheinung ist meist eine schlechtere Bremsleistung. Bei kleineren Verunreinigungen hilft es, die Bremse neu einzubremsen oder die Beläge mit feinem Sandpapier abzuschleifen. Hinterher beseitigt man Staub und Schmutzreste mit einem speziellen Bremsenreiniger. Am besten damit auch gleich noch die Bremsscheibe säubern.

2 Wechsel Bremsflüssigkeit

Problem: Mit neuer Bremsflüssigkeit funktioniert die Bremse schlechter als zuvor.

Lösung: Vorsicht! Falsche Bremsflüssigkeit zerstört die Dichtungen der Bremse. Manche Bremsen arbeiten mit Mineralöl. Vorteil: längere Wartungsintervalle. Bei anderen Bremsenmodellen kommt DOT-Bremsflüssigkeit zum Einsatz. Sie muss im Schnitt einmal jährlich erneuert werden. DOT und Mineralöl unterscheiden sich in ihren chemischen Eigenschaften. Unbedingt vor dem Wechsel die erforderliche Bremsflüssigkeit checken.

3 Druckpunkt

Problem: Die Bremsen greifen erst, wenn der Bremshebel bis zum Lenker durchgezogen ist.

Lösung: Ein später oder schwammiger Druckpunkt kann mehrere Gründe haben:

  1. Die Bremsbeläge sind verschlissen. Dann reicht das Öl im hydraulischen Behälter nicht mehr aus, um genügend Druck im System zu erzeugen. Sind die Beläge bis zur Verschleißmarkierung auf der Trägerplatte runtergebremst, hilft nur noch ein Belagswechsel.
  2. Die Weite der Bremshebel ist zu eng eingestellt (siehe Punkt 4). In diesem Fall die Griffweite mit der Einstellschraube vergrößern.
  3. Luft im System der Bremse. Um die Bremse zu entlüften, sind Spezialwerkzeuge nötig. Da die Bremse ein sicherheitsrelevantes Bauteil ist, raten wir, das Entlüften im Bikeshop vornehmen zu lassen.

4 Bremsgriff einstellen

Problem: Falsch montierte Bremshebel verringern die Bremsleistung und schmälern den Komfort beim Fahren.

Lösung: Oft sitzen die Bremsen zu weit außen. Die Befestigungsschraube lockern und die Hebel so weit nach innen am Lenker schieben, bis man den äußeren Teil des Hebels mit dem Zeigefinger greift. So hat man einen besseren Hebel, kann kraftvoller und dosierter bremsen.

Die Neigung der Bremse so einstellen, dass Arm und Hand in etwa eine Achse bilden und kein übermäßiger Druck das Handgelenk belastet. Die Griffweite mit der Rändelschraube an der Bremse in etwa so einstellen, dass am Druckpunkt der Bremshebel parallel zum Lenker steht.

5 Schleifende Bremse

Problem: Ohne am Bremshebel zu ziehen, schleifen die Bremsbeläge leicht an der Scheibe. Unregelmäßige Schleifgeräusche an der Bremse können an einer verbogenen Bremsscheibe liegen.

Lösung: Durch Überhitzung oder Schäden beim Transport kann die Bremsscheibe verbiegen. Mit einem speziellen Richtwerkzeug, in das der Rand der Scheibe eingeklemmt wird, lässt sich diese wieder gerade ausrichten. Achtung, dabei die Scheibe nicht mit fettigen oder öligen Fingern berühren. Richten Sie dann den Bremssattel neu aus.

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