Geschwindigkeiten, Verzögerungen und Beschleunigungen ...Geschwindigkeiten, Verzögerungen und Beschleunigungen nicht motorisierter, ungeschützter Verkehrsteilnehmer am Beispiel

Geschwindigkeiten, Verzögerungen und Beschleunigungen nicht motorisierter, ungeschützter Verkehrsteilnehmer am

Beispiel Fahrrad und Inlineskates

Diplomarbeit

Studiengang Fahrzeugtechnik

der

Fachhochschule München

2004

Manfred Bulla (Matr. Nr.: 02562599 0177)

Erstprüfer: Prof. Dipl.-Ing. Ulrich Podzuweit

Bearbeitungszeitraum: 22. März 2004 bis 30. September 2004

München, September 2004

Diplomarbeit Manfred Bulla

III

Vorwort

Auf Grund von technischen Weiterentwicklungen und dem Mangel an Literatur auf diesem

Gebiet, sah es die Firma „Gutax Unfallanalyse“ als notwendig an, hier Untersuchungen im

Rahmen einer Diplomarbeit durchzuführen. An dieser Stelle möchte ich mich bei der

Firma „Gutax Unfallanalyse“ für dieses Thema und das entgegengebrachte Vertrauen

bedanken.

Besonderen Dank verdient Herr Dipl.-Ing. Christian Schnädelbach, der mir zu jederzeit

hilfreich zur Seite stand. Des Weiteren danke ich den Herren Dipl.-Ing. Christian Hittinger

von der DEKRA, von dem ich Messtechnik zur Verkehrsfeldbeobachtung erhielt, Herrn

Prof. Dipl.-Ing. Ulrich Podzuweit von der FH-München, der diese Diplomarbeit betreut

hat, Herrn Günther Lech vom Fahrradfachgeschäft „Back to Bike“ für die Testfahrräder

und den Probanden Herrn Alexander Marsch und Frau Tanja Svajda, die mich unter

anderem bei den Verzögerungsmessungen tatkräftig unterstützt haben. Bei der

Beschaffung von Informationsmaterial bedanke ich mich besonders bei Herrn Georg

Baumstark vom Arbeitskreis Praktische Unfallaufnahme für das hohe Engagement und die

gute Zusammenarbeit.

Diese Arbeit dient Sachverständigen der Unfallrekonstruktion oder auch allgemein Kfz-

Sachverständigen und Interessenten, die sich mit Fahrrädern und Inlineskatern im

Straßenverkehr befassen, z.B. als Argumentationsmittel vor Gericht oder als

Informationsgrundlage. Nachdruck bzw. Vervielfältigung auch auszugsweise ist nicht

gestattet.

München, September 2004

Manfred Bulla


V

Inhaltsverzeichnis Seite

Tabellenverzeichnis .......................................................................................................... VI

Diagrammverzeichnis......................................................................................................VII

Abbildungsverzeichnis...................................................................................................... IX

1. Einführung .......................................................................................................................1

1.1 Beschreibung des Problems, Begriffserklärung und Einschränkungen.......................1 1.2 Kurzüberblick zur Vorgehensweise.............................................................................2

2. Verwendete Fahrradtypen ..............................................................................................3

2.1 Das Mountainbike........................................................................................................3 2.2 Das Trekking- bzw. Tourenrad....................................................................................5 2.3 Das Rennrad.................................................................................................................6 2.4 Das Citybike ................................................................................................................7 2.5 Das etwas ältere Stadt- bzw. Straßenfahrrad ...............................................................7

3. Bremssysteme...................................................................................................................8

3.1 V-Brake........................................................................................................................9 3.2 Cantilever Bremse......................................................................................................10 3.3 Seitenzugbremsen ......................................................................................................10 3.4 Hydraulik-Felgenbremse ...........................................................................................11 3.5 Seilzug-Scheibenbremse............................................................................................11 3.6 Hydraulik-Scheibenbremse........................................................................................12 3.7 Trommelbremse .........................................................................................................13

4. Verzögerungsmessungen ...............................................................................................13

4.1 Verzögerungsmessungen mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike) .....................18 4.2 Verzögerungsmessungen mit einer V-Brake und Rücktrittbremse (Cityrad)............28 4.3 Verzögerungsmessungen mit einem Trekkingrad (V-Brake) ....................................31 4.4 Verzögerungsmessungen mit einem Mountainbike (Fully mit hydraulischen Scheibenbremsen) ............................................................................................................33 4.5 Verzögerungsmessungen mit einem Hardtail Mountainbike (Cantilever Bremse) ...36 4.6 Verzögerungsmessung mit einem Hardtail Mountainbike (Hydraulik Felgenbremse).........................................................................................................................................37 4.7 Verzögerungsmessungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (Seilzug-Scheibenbremse, trockene Fahrbahn) ..............................................................................38 4.8 Verzögerungsmessungen mit einem Rennrad (Seitenzugbremse).............................40 4.9 Verzögerungsmessungen mit einem älteren Straßenrad (Seitenzugbremse) .............41 4.10 Vergleichsmessung einer Verzögerung (weiblich / männlich)................................43

5. Verkehrsfeldbeobachtung .............................................................................................46

5.1 Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Mountainbike ..........................................48 5.2 Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Trekkingrad.............................................49 5.3 Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Cityrad.....................................................50


VI

5.4 Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Rennrad ...................................................51 5.5 Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem älteren Straßenrad....................................52 5.6 Anfahrbeschleunigungen an Straßenübergängen bzw. Kreuzungen..........................53

6. Inlineskates .....................................................................................................................54

6.1 Bremstechniken..........................................................................................................55 6.2 Bremswege mit Inlineskates ......................................................................................56 6.3 Bewegungsgeschwindigkeiten von Inlineskater ........................................................58 6.4 Anfahrbeschleunigungen an Straßenübergängen bzw. Kreuzungen..........................59

7. Zusammenfassung / Schlusswort..................................................................................60

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Übersichtstabelle Verzögerungswerte ................................................................44 Tabelle 2: Übersichtstabelle Bremswege.............................................................................45 Tabelle 3: Bremswege mit Inlineskates ...............................................................................57


VII

Diagrammverzeichnis

Diagramm 1: Vollbremsung mit V-Brakes (Hardtail Mountainbike, grobes Reifenprofil, trocken) ........................................................................................................................18

Diagramm 2: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, grobes Reifenprofil, trocken)...................................................................................................20

Diagramm 3: Hinterradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, grobes Reifenprofil, trocken)...................................................................................................21

Diagramm 4: Vollbremsung mit V-Brakes (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, trocken) ........................................................................................................................22

Diagramm 5: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Profil mit Lauffläche, trocken).....................................................................................................23

Diagramm 6: Hinterradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, trocken).....................................................................................................24

Diagramm 7: Vollbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, nasse Fahrbahn) ........................................................................................25

Diagramm 8: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, nasse Fahrbahn) ........................................................................................26

Diagramm 9: Hinterradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, nasse Fahrbahn) ........................................................................................27

Diagramm 10: Vollbremsung mit V-Brake und Rücktrittbremse (Cityrad, trockene Fahrbahn) .....................................................................................................................28

Diagramm 11: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Cityrad, trockene Fahrbahn) ......29

Diagramm 12: Hinterradbremsung mit einer Rücktrittbremse (Cityrad, trockene Fahrbahn).....................................................................................................................................30

Diagramm 13: Bremsungen mit einem Cityrad bei Nässe (V-Brake und Rücktrittbremse).....................................................................................................................................31

Diagramm 14: Bremsungen mit einem Trekkingrad (V-Brakes, trockene Fahrbahn) .......32

Diagramm 15: Bremsungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (hydraulische Scheibenbremse, trockene Fahrbahn) ..........................................................................33

Diagramm 16: Bremsungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (hydraulische Schreibenbremse, nasse Fahrbahn)..............................................................................34

Diagramm 17: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (hydraulische Scheibenbremse, trockene Fahrbahn) ..........................................................................35

Diagramm 18: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (Cantilever Bremsen, trockene Fahrbahn) ......................................................................................................36

Diagramm 19: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (Canitlever Bremse, nasse Fahrbahn) .....................................................................................................................37

Diagramm 20: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (hydraulische Felgenbremse, trockene Fahrbahn)..............................................................................38


VIII

Diagramm 21: Bremsungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (Seilzug-Scheibenbremse, trockene Fahrbahn) ..........................................................................39

Diagramm 22: Bremsungen mit einem Rennrad (Seitenzugbremse, trockene Fahrbahn)..40

Diagramm 23: Bremsungen mit einem Rennrad (Seitenzugbremse, nasse Fahrbahn).......41

Diagramm 24: Bremsungen mit einem älteren Straßenrad (Seitenzugbremse, trockene Fahrbahn) .....................................................................................................................42

Diagramm 25: Vergleichsmessung (männlich / weiblich)..................................................43

Diagramm 26: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Mountainbike auf Münchner Fahrradwegen (männlich) ............................................................................................48

Diagramm 27: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Mountainbike auf Münchner Fahrradwegen (weiblich) .............................................................................................48

Diagramm 28: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Trekkingrad auf Münchner Fahrradwegen (männlich) ............................................................................................49

Diagramm 29: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Trekkingrad auf Münchner Fahrradwegen (weiblich) .............................................................................................49

Diagramm 30: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Cityrad auf Münchner Fahrradwegen (männlich) ............................................................................................50

Diagramm 31: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Cityrad auf Münchner Fahrradwegen (weiblich) .............................................................................................50

Diagramm 32: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Rennrad auf Münchner Fahrradwegen (männlich) ............................................................................................51

Diagramm 33: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem Rennrad auf Münchner Fahrradwegen (weiblich) .............................................................................................51

Diagramm 34: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem älteren Straßenrad auf Münchner Fahrradwegen (männlich) ............................................................................................52

Diagramm 35: Bewegungsgeschwindigkeiten mit einem älteren Straßenrad auf Münchner Fahrradwegen (weiblich) .............................................................................................52

Diagramm 36: Altersabhängige Anfahrbeschleunigungen mit Fahrrädern ........................53

Diagramm 37: Bremsverteilung aller Bremsungen unabhängig von der Bremstechnik ....57

Diagramm 38: Bewegungsgeschwindigkeiten von Inlineskater.........................................58

Diagramm 39: Anfahrbeschleunigungen von Inlineskater .................................................59


IX

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Hardtail Mountainbike Abb. 2: Fullsuspension Mountainbike ...........................3 Abb. 3: Sitzpositionen und berechnete Fahrradmaße ............................................................4 Abb. 4: Benötigte Maße zur Berechnung der Sitzposition ....................................................5 Abb. 5: Trekkingrad...............................................................................................................6 Abb. 6: Rennrad.....................................................................................................................6 Abb. 7: Citybike.....................................................................................................................7 Abb. 8: Beispiel für ein älteres Straßenrad ............................................................................8 Abb. 9: V-Brake.....................................................................................................................9 Abb. 10: V-Brake mit Brakebooster Abb. 11: V-Brake ohne Brakebooster ................9 Abb. 12: Cantilever Bremse.................................................................................................10 Abb. 13: Seitenzugbremse alt Abb. 14: Seitenzugbremse (Rennrad).............................10 Abb. 15: Funktionsprinzip Abb. 16: Hydraulik-Felgenbremse .....................................11 Abb. 17: Seilzug-Scheibenbremse.......................................................................................12 Abb. 18: Beispiel einer Hydraulik-Scheibenbremse............................................................12 Abb. 19: Beispiel einer Trommelbremse.............................................................................13 Abb. 20: Messgerät (VZM 100) ..........................................................................................13 Abb. 21: Handauslöser und Tachometer..............................................................................14 Abb. 22: Andeutung der Winkelfunktion ............................................................................16 Abb. 23: grobes Profil Abb. 24: Profil mit Lauffläche...................................................19 Abb. 25: nasse Messstrecke .................................................................................................24 Abb. 26: Lichtschranke Abb. 27: Beispiel eines Messortes (Fahrradweg) ..........46 Abb. 28: Heel-Stop ..............................................................................................................55 Abb. 29: T-Stop ...................................................................................................................55 Abb. 30:.Stop-Turn ..............................................................................................................55 Abb. 31: A.B.T.-System ......................................................................................................56


1

1. Einführung

Zu Beginn dieser Diplomarbeit bekommt man einen kurzen Überblick davon, was man von

dieser Ausarbeitung erwarten kann. Es wird stichpunktartig die Vorgehensweise erläutert

und die Umschreibung „nicht motorisierte, ungeschützte Verkehrsteilnehmer“ verständlich

gemacht bzw. erklärt. Aufgrund bestimmter Einschränkungen wird der Umfang der Arbeit

in einem angemessenen Rahmen gehalten.

1.1 Beschreibung des Problems, Begriffserklärung und Einschränkungen

Sobald die Wintermonate zu Ende gehen und der Frühling kommt, erfreut sich nicht nur

das Fahrrad der zunehmenden Beliebtheit sondern auch die sog. Inlineskates1. Die

zunehmend preiswerter werdenden Fahrrad- und Inlineskatemodelle werden immer

häufiger als Fortbewegungsmittel genutzt und deren Boom scheint auch in Zukunft nicht

zu enden2. Diese Tatsache lässt die Dichte solcher nichtmotorisierter, ungeschützter

Verkehrsteilnehmer3 im Straßenverkehr stark anwachsen, womit die Wahrscheinlichkeit

für einen Unfall mit PKWs oder anderen motorisierten Verkehrsteilnehmern erheblich

steigt. Dies lässt sich auch aus den Unfallzahlen4 mit Fahrradfahrern und Fußgängern

(wozu die Inlineskater momentan noch gezählt werden) ableiten. Aus Umfangsgründen

werden jedoch ausschließlich Fahrradfahrer und Inlineskater untersucht. Auf Grund der

Vielzahl an Fahrradmodellen beschränke ich mich in dieser Diplomarbeit auf die fünf

Fahrradtypen, die am häufigsten im Straßenverkehr vorkommen. Hierzu zählen, laut

Statistiken5 und Aussagen einiger Inhaber von Fahrradfachgeschäften6 und meiner eigenen

Feststellungen, allem voran das Mountainbike, das Citybike, das Trekking-Bike, das

Rennrad und das schon etwas ältere Stadtrad bzw. Straßenfahrrad. Bei den Inlineskates

wird aus Zeitgründen nicht zwischen den verschiedenen Modellen, wie Hockeyskates,

Speedskates, Freestyleskates oder Freizeitskates unterschieden, sondern es werden

lediglich allgemeine Aussagen über Bewegungsgeschwindigkeiten im Straßenverkehr und 1 Rollschuh, bei dem die Rollen (meistens vier Stück) hintereinander angeordnet sind. 2 Robatsch K., Zeitschrift für Verkehrssicherheit 44 (1998a), S. 25 3 Hierzu zählen z.B. auch Fußgänger, Rollstuhlfahrer, Skateboarder sowie alles das sich ohne Motor, sei es

auf Rollen, Reifen oder zu Fuß im Straßenverkehr bewegt. 4 Polizeipräsidium München, Verkehrsbericht (2003), S. 16 5 SAZ bike, Nr.4, (2004a), S. 8-10 6 Lech G., Back to Bike, (2004)


2

Bremstechniken bzw. Bremswege gemacht. Da der technische Fortschritt auch vor diesem

Freizeitmarkt keinen Halt gemacht hat, wurden Fortbewegungsmittel wie Fahrräder und

Inlineskates, vor allem was die Fahrwerke und die Bremssysteme betrifft, stetig verbessert.

Um Unfälle mit diesen Verkehrsteilnehmer besser oder überhaupt rekonstruieren zu

können, sind Untersuchungen nötig, die die Bewegungsgeschwindigkeiten, Verzögerungen

und Anfahrbeschleunigungen, mit den heute im Straßenverkehr aktuellen Modellen näher

beschreiben. Mit Hilfe dieser Arbeit ist es leichter, Entfernungen der Unfallteilnehmer,

vom Kollisionsort ausgehend, genauer abzuschätzen. Darüber hinaus lassen sich konkrete

Aussagen über die Sichtbarkeit und Vermeidbarkeit von Unfällen machen, was die

Schuldfindung wesentlich vereinfacht.

1.2 Kurzüberblick zur Vorgehensweise

Anfangs beschäftigt sich der Hauptteil dieser Arbeit mit dem Fahrrad, im Anschluss daran

werden die Inliner, auf Grund des anhaltenden Booms und der damit verbundenen

Zunahme im Straßenverkehr, zusätzlich behandelt. Es werden die verschiedenen zu

prüfenden Fahrräder vorgestellt und Erkennungsmerkmale und Besonderheiten

hervorgehoben, um Unterschiede zwischen den einzelnen Modellen zu verdeutlichen. Des

Weiteren werden die daran verwendeten Bremssysteme und deren Funktionsweise näher

erläutert. Dem folgen Verzögerungsmessungen, sowohl auf trockener als auch auf nasser

Fahrbahn mit männlichen und weiblichen Probanden, wobei auch auf den Einfluss

unterschiedlicher Bereifung, Art des Bremssystems und der unterschiedlichen Fahrwerke

eingegangen wird. Darüber hinaus werden Verkehrsfeldbeobachtungen in München an

verkehrskritischen Stellen wie Straßenübergänge durchgeführt, wo

Bewegungsgeschwindigkeiten mit den unterschiedlichen Fahrradtypen und Inlineskates, in

Abhängigkeit von Alter und Geschlecht, festgehalten werden. Zudem werden

Anfahrbeschleunigungen, sowohl mit Fahrrädern als auch mit Inlineskates an Ampeln,

Kreuzungen bzw. Straßenübergängen untersucht. Zu den einzelnen Untersuchungen wird

jeweils die verwendete Messtechnik, die Messaufbauten und die Vorgehensweise erklärt.

Zuletzt werden gefundene Ergebnisse in Form von Tabellen und Diagrammen anschaulich

dargestellt, und besondere Erkenntnisse sowie die Durchführung der Versuche anhand von


3

Fotos dokumentiert. Eine kurze Zusammenfassung der festgehaltenen Ergebnisse sowie

deren Beurteilung schließen diese Arbeit ab.

2. Verwendete Fahrradtypen

Die Vielzahl der am Markt existierenden Fahrradtypen macht es notwendig, dass die

verwendeten Testräder genau erklärt und klassifiziert werden, um eine genaue Zuordnung

zum jeweiligen Fahrradtyp möglich zu machen und keine Verwechslungen auftreten.

2.1 Das Mountainbike

Das Mountainbike ist nach wie vor ein sehr beliebtes Fahrrad, was man nicht zuletzt an

den Absatzzahlen der bundesweit verkauften Fahrräder sehen kann7. Bestens fürs Gelände

geeignet: ob stark abfallend (Downhill), wieder ansteigend (Cross Country) oder einfach

zum Spaß haben (Freeride) daher kann mit dem Mountainbike nahezu jedes Gelände

bezwungen werden. Das markanteste Erkennungsmerkmal dieses Fahrradtyps sind robuste,

meist etwas dickere Rahmenrohre oft mit Federgabel vorn (Hardtail) oder voll gefedert,

also mit Federgabel vorn und Schwinge hinten (Fullsuspension). Zudem sind meist

grobstollige, verhältnismäßig dicke Reifen und diverse Kettenschaltungen montiert.

Abb. 1: Hardtail Mountainbike8 Abb. 2: Fullsuspension Mountainbike9

Natürlich gibt es auch noch ungefederte Mountainbikes, die aber auf Grund des geringen

Komforts nur noch sehr selten verkauft werden. Der Schwerpunkt des Mountainbikes, als

7 SAZ bike, Nr.4, (2004b), S.8 8 www.gisler-motors.ch/team/rennbikes.htm, (2004) 9 www.thorusa.com/soil1.htm, (2004)


4

auch der von den nachfolgenden Fahrradtypen, variiert auf Grund der unterschiedlichen

Rahmengeometrien und Sitzpositionen. Fahrradhändler unterscheiden dabei, je nach

Wunsch des Käufers, zwischen drei verschiedenen Sitzpositionen, komfortabel, moderat

oder sportlich, wie in Abb. 3 ersichtlich.

Abb. 3: Sitzpositionen und berechnete Fahrradmaße10

Die blaue Sitzposition kennzeichnet hierbei die komfortable, die rosafarbene die moderate

und die rote, die sportliche. Bei der komfortablen Sitzposition ist der Lenker etwas höher

als der Sattel und die Länge des Vorbaus und des oberen Rohres (dem Oberrohr) wird

etwas kürzer gehalten um eine aufrechtere Sitzposition zu erlangen. Zum erreichen der

anderen Sitzpositionen werden unter anderem diese Maße entsprechend verlängert bzw.

vergrößert. Zur Berechnung dieser Größen werden die dafür benötigten Maße vom Fahrer

siehe Abb. 4, mittels modernster Messtechnik, berührungslos abgenommen

(Bodyscanning), woraus mit Hilfe einer speziellen Software die optimale Rahmengröße

und die spezifischen Abmaße für die gewünschte Sitzposition ermittelt wird.

10 www.sport.uni-erlangen.de/homepages/dozenten/krumholz/Rad/Script/radhtmlse1.html, (2004a)


5

Abb. 4: Benötigte Maße zur Berechnung der Sitzposition11

2.2 Das Trekking- bzw. Tourenrad

Das Trekkingrad oder auch Tourenrad zeichnet sich besonders durch seinen vielseitigen

Einsatzbereich aus. Nicht zuletzt aus diesem Grund hat sich das Trekkingrad im

vergangenen Jahr im gesamten Bundesgebiet sehr gut verkauft12, wodurch sie sehr häufig

im Straßenverkehr aufzufinden sind. Sie sind für den täglichen Einsatz, genauso aber auch

für die Tour ins Umland konzipiert. Wichtigstes Merkmal der Trekkingräder ist die

komplette Ausstattung für den Straßenverkehr, also die vorschriftsmäßige

Verkehrssicherheit13 sollte erfüllt sein. Auch hier sind meist Kettenschaltungen verbaut,

wobei die Reifen schmäler und mäßig profiliert sind. Um einen besseren Fahrkomfort zu

erreichen, werden an diese Fahrräder Federgabeln montiert, die allerdings nur geringe

Federwege aufweisen um ein zu starkes aufschaukeln zu vermeiden. Das Gelände, wofür

diese Räder hergestellt werden, ist ohnehin nicht so unwegsam und benötigt deshalb auch

keine größeren Federwege. Bei diesem Fahrradtyp ist die Sitzposition allein von der

11 www.sport.uni-erlangen.de/homepages/dozenten/krumholz/Rad/Script/radhtmlse1.html, (2004b) 12 SAZ bike, Nr.4, (2004c), S.9 13 Gesetzestext zur Verkehrssicherheit siehe Anhang


6

Geometrie ausgehend etwas weniger sportlich als beim Mountainbike, man sitzt also

komfortabler. In der Abb. 5 ist ein Beispiel für ein Trekkingrad gegeben.

Abb. 5: Trekkingrad14

2.3 Das Rennrad

Eine eindeutig sportliche Sitzposition ist beim Rennrad zu erkennen: Der Oberkörper ist

weit nach vorn gebeugt, der Lenker liegt tiefer als der Sitzpunkt auf dem Sattel. Rennräder

sind ausschließlich für den Straßengebrauch gedacht und sind für den Ausflug ins Gelände

gänzlich ungeeignet. Die verbauten Reifen besitzen nahezu kein Profil und sind sehr dünn,

wodurch der Rollwiderstand gering gehalten werden soll, um höhere Geschwindigkeiten

erzielen zu können.

Abb. 6: Rennrad15

14 www.berensundreus.de/trekkingrad-trenga-tdh-7-big.html, (2004) 15 www.2-rad-rosskopp.de/2003/scott_adfelite.htm, (2004)


7

2.4 Das Citybike

Vor allem durch die aufrechte Sitzposition behält man mit dem Citybike den Überblick im

Straßenverkehr: Man sitzt sehr komfortabel und bequem. Durch die meist niedrigen

Einstiege dieser Fahrräder wird das Auf- bzw. Absteigen, selbst in gefährlichen

Verkehrssituationen ernorm erleichtert. Um Bordsteine und Straßenübergänge problemlos

stand zu halten, sind diese Räder heutzutage etwas dicker bereift. Meistens werden am

Citybike sog. Nabenschaltungen16 verbaut, es gibt sie jedoch auch mit Kettenschaltung.

Bei den Rahmengeometrien existieren die unterschiedlichsten Formen, wovon eine

moderne Variante in Abb. 7 zu sehen ist. Auch hier werden vollgefederte oder

halbgefederte (Hardtail) Fahrwerke hergestellt. Zu Erhöhung des Komforts werden immer

öfter gefederte Sattelstützen nachgerüstet, oder schon beim Neukauf mit angeboten. Häufig

sind an diesem Fahrradtyp praktische Transporthilfen wie Körbe oder robuste

Gepäckträger montiert um zum Beispiel auch größere Einkäufe zu ermöglichen.

Abb. 7: Citybike17

2.5 Das etwas ältere Stadt- bzw. Straßenfahrrad

Dieser Fahrradtyp gehört eigentlich zu den Citybikes, es gibt jedoch erhebliche

Unterschiede, die sich auf Grund des Fortschritts auf dem Fahrradmarkt in den letzten

Jahren entwickelt haben. So sind bei den älteren Stadtfahrrädern, wenn überhaupt, fast

16 Das Schaltsystem befindet sich im Inneren der Hinterradnabe 17 www.ar.wroc.pl/~afogt/bike/equip/jakirowe.html, (2004)


8

ausschließlich nur Nabenschaltungen angebracht, mit denen evtl. geringere

Geschwindigkeiten gefahren werden. Im Gegensatz zu den heute aktuellen Modellen, sind

die Bremssysteme, vor allem die, der Vorderradbremse, sehr schwach. Diese Fahrräder

werden durch die Häufigkeit im Straßenverkehr, besonders in Großstädten, wie in

München, extra erfasst. In Abb. 8 wird der Unterschied zur vorhergehenden Abbildung

deutlich. Dies setzt eine separate Behandlung der bereits vorher beschriebenen Radtypen

voraus.

Abb. 8: Beispiel für ein älteres Straßenrad18

3. Bremssysteme

Bei den Bremssystemen wird grundsätzlich zwischen Felgenbremssystemen und

Scheibenbremssystemen unterschieden, welche sich zusätzlich noch durch die Art der

Ansteuerung, mittels Seilzug oder hydraulisch, separieren. Die sog. Trommelbremse lässt

sich weder zu den Felgen- noch zu den Scheibenbremsen zuordnen und bedarf deshalb

einer gesonderten Untersuchung. Im Folgenden werden die Funktionsprinzipien der

geprüften Bremssysteme erläutert und anschaulich dargestellt.

18 http://www.chrzahn.de/Fotoseiten/Kokerei/Fahrrad.html (2004)


9

3.1 V-Brake

Die V-Brake ist sehr häufig an Mountainbikes,

Trekkingräder und Citybikes angebracht, da sie eine

sehr gute Bremswirkung aufweist und zudem noch

sehr günstig ist. Der Trick der kräftigen V-Brake ist

das Übersetzungsverhältnis zwischen Bremsgriff

und Bremskörper. Man zieht den Bremshebel weit

durch und die Beläge legen bis zu der Felge nur

wenige Millimeter zurück. Darüber hinaus ist der

Hebelarm des Bremszuges größer, da der

Bremsschenkel der V-Brake länger ist und somit

eine größere Druckkraft auf die Felgenflanke

übertragen wird. Zur Verbesserung des

Druckpunktes und der Bremskraft können nachträglich Abb. 9: V-Brake19

noch sog. Brakebooster angebracht werden, das sind Bügel aus sehr festen Materialien, die

das Auseinanderdrücken der Bremsaufnahmezapfen verhindern, wodurch weniger

Bremskraft verloren geht. Die folgenden Abbildungen zeigen eine V-Brake, einmal mit

und einmal ohne Brakebooster.

Abb. 10: V-Brake mit Brakebooster Abb. 11: V-Brake ohne Brakebooster

19 http://www.bigboysports.de/BBS-Magazin/vbrake.htm (2004)


10

3.2 Cantilever Bremse

Die schon etwas ältere, aber immer noch häufig

aufzufindende Cantilever Bremse ist eine

Felgenbremse, die sich bis heute bewährt hat. Die

Bremswirkung kann auch hier mit einem Brakebooster

verstärkt werden, sie bleibt jedoch weit hinter der

Wirkung der V-Brake, vor allem bei Nässe bzw.

schlechten Witterungsverhältnissen. In Abb. 12 ist der

Unterschied zu der vorher abgebildeten V-Brake

Abb.9 deutlich zu erkennen. Abb. 12: Cantilever Bremse20

3.3 Seitenzugbremsen

Diese Bremse ist meistens bei Rennrädern aufzufinden. Ebenso wie an älteren

Straßenfahrrädern hier aber in einer etwas schlechteren Ausführung. Die neueren

Seitenzubremsen für Rennräder zeichnen sich sehr durch die gute Dosierbarkeit aus, auch

die Bremswirkung ist hier bemerkenswert. Die Bremswirkung der alten Seitenzugbremsen

ist jedoch sehr spärlich gerade bei schlechter Witterung. Beispiele für eine moderne

Rennrad-Seitenzubremse und eine etwas ältere Version eines solchen Bremssystems sind

in den folgenden Abbildungen zu sehen.

Abb. 13: Seitenzugbremse alt Abb. 14: Seitenzugbremse (Rennrad)

20 http://tandemladen-freiburg.de/tandemladen/technik/workshop/canti.htm (2004)


11

3.4 Hydraulik-Felgenbremse

Bei den Hydraulik-Felgenbremsen sind schon von Werk aus Brakebooster mit verbaut da

sich mit diesen Bremsen sehr hohe Bremskräfte aufbauen lassen. Zudem hat die Hydraulik

den Vorteil, dass zur Erzeugung einer bestimmten Bremskraft weniger Fingerkraft als bei

einer Seilzugfelgenbremse nötig ist. Durch Betätigung des Bremshebels drückt der

Geberkolben eine Mineralölsäule durch die Bremsleitung in Richtung der Nehmerzylinder.

Dadurch fahren die Bremsbeläge aus. Lässt man den Bremshebel los, werden die Kolben

durch die Rückstellfedern in Bremsgriff und Nehmerzylindern in ihre Ausgangsposition

zurückgeschoben. Dieses Funktionsprinzip lässt sich in Abb. 15 deutlich ablesen.

Abb. 15: Funktionsprinzip21 Abb. 16: Hydraulik-Felgenbremse

3.5 Seilzug-Scheibenbremse

Dieses Bremssystem wird sehr häufig bei nicht hochwertigen Fahrrädern montiert. Die

Optik einer Scheibenbremse soll eine gute Bremsleistung ableiten lassen, was jedoch nicht

der Fall ist, wenn man sich nachfolgende Diagramme genauer ansieht. Die Bremsleistung

21 http://www.magura.com/german/frameset/default.htm, (2004)


12

im Vergleich zur hydraulischen Scheibenbremse ist sehr gering, darüber hinaus ist hier

eine vergleichsweise hohe Fingerkraft aufzubringen.

Abb. 17: Seilzug-Scheibenbremse

3.6 Hydraulik-Scheibenbremse

Im Motorradbereich hat sich diese Bremse schon lange bewährt, jetzt setzt sich diese

Technik auch beim Fahrrad durch. Diesen Bremsentyp findet man meist an hochwertigen

Mountainbikes. Bei der hydraulischen Scheibenbremse ist die Bremsscheibe an eine

spezielle Fahrradnabe festgeschraubt, der kleine Bremssattel ist an der Gabel (Federgabel)

befestigt. Das Funktionsprinzip ist ähnlich wie bei der im Punkt 3.4 beschriebenen Bremse.

Nur jetzt werden die Beläge nicht mehr auf die Felge sondern auf die Bremsscheibe

gedrückt, welche perfekt aufeinander abgestimmt sind. Mit geringer Fingerkraft lassen sich

so hohe Bremskräfte erzielen und das auch bei nassen Witterungsverhältnissen.

Abb. 18: Beispiel einer Hydraulik-Scheibenbremse22

22 http://www.magura.com/german/frameset/default.htm (2004)


13

Die Bremsscheiben können die unterschiedlichsten Formen haben, wie man in Abb. 18

sehen kann.

3.7 Trommelbremse

Die Trommelbremse befindet sich, wie der Name schon sagt, in einer Trommel, also in

einem geschlossenen Gehäuse. Durch diesen Verschluss findet nur eine sehr schlechte

Kühlung der Bremse statt, was bei längerem Bremsen zu Problemen führen kann. Deshalb

sind Trommelbremsen auch meist nur bei Cityrädern, am häufigsten als Rücktrittbremse

eingebaut, da es in der Stadt in der Regel nicht

zu sehr langen Bremszeiten kommt, wie das

beispielsweise bei den Mountainbikes im

Gebirge der Fall sein kann. Bei der

Trommelbremse werden die Bremsbeläge von

innen an das Gehäuse (Trommel) gedrückt

wodurch das Rad eine Verzögerung erfährt.

Abb. 19: Beispiel einer Trommelbremse23

4. Verzögerungsmessungen

Mit den bereits beschriebenen Fahrradtypen und Bremssystemen

werden nun Verzögerungsmessungen durchgeführt. Diese

Verzögerung wird mit einem Verzögerungsmessgerät (VZM 100)

von der Firma Maha aufgenommen.

Die Genauigkeit der Bremsverzögerung ist bei diesem Messgerät

mit ≤ 0,1 m/s² angegeben. Die Spannungsversorgung für das VZM

100 wird durch einen eingebauten Akku gewährleistet. Dieses

Messgerät misst die aufkommende Verzögerung in Längsrichtung

d.h., dass das Messgerät exakt in Fahrtrichtung ausgerichtet sein

muss um Messfehler zu vermeiden.

Abb. 20: Messgerät (VZM 100)

23 http://www.hollandrad.com/images/Trommelbremse.jpg, (2004)


14

Ferner muss auf die horizontale Ausrichtung und zwar bei belastetem Fahrwerk, was

bedeutet, dass der Fahrer auf dem Fahrrad sitzt, geachtet werden, da sonst ein Anteil der

Erdbeschleunigung mit erfasst wird und das Messergebnis verfälscht werden kann. Dies

wird mittels einer Einstellschraube, welche gleichzeitig eines von drei Standfüßen des

Messgerätes ist, eingestellt. Die exakte horizontale Lage des Messgerätes lässt sich anhand

einer integrierten Wasserwaage bestimmen. Ist die Libelle der Wasserwaage genau in der

Mitte, ist das Messgerät korrekt ausgerichtet. Um eine solche Ausrichtung erreichen zu

können, muss eine ordentliche Standfläche gegeben sein. Dies bedeutet, dass alle drei

Standfüße des VZM 100 auf dieser Fläche aufstehen müssen und bei einer Verzögerung

nicht verrutschen dürfen. Eine ca. 10mm starke Gummimatte, die fest mit der Standfläche

des Verzögerungsmessgerätes verbunden ist, soll ein verschieben bzw. verrutschen

verhindern. Als Standfläche dient eine eigens dafür gefertigte Aluminiumplatte mit einer

Stärke von etwa 4mm. Der Träger dieser Aluminiumplatte ist ein umgebauter mobiler

Gepäckträger, ebenfalls aus Aluminium, der mit einem Schnellspannverschluss an der

Sattelstütze des Fahrrades befestigt werden kann. Damit das Trägersystem (Standfläche,

Gepäckträger, Gummimatte) und das Messgerät eine Einheit während des Messvorgangs

bilden, wird das VZM 100 mit zwei Spanngurten auf der Trägerplatte ausgerichtet und

fixiert. Bevor mit dem Messen begonnen werden kann, muss ein Abgleich mit dem VZM

100 durchgeführt werden, der das Messgerät kalibriert.

Ausgelöst wird die Messung mit einem Handauslöser,

der am Lenkervorbau befestigt und durch ein Kabel mit

dem Messgerät verbunden ist.

Ist die Messung einmal ausgelöst, nimmt das VZM 100

die Verzögerungsinformationen im 0,2sec.-Takt auf,

was zu einem Verzögerungs-Zeit-Diagramm führt. Die

Messwerte können dann auf 6 Speicherplätzen des

Messgerätes gespeichert und mit einem Adapterkabel

an einen Computer übertragen werden.

Abb. 21: Handauslöser und Tachometer


15

Zur Übertragung der Daten ist jedoch der Maximalwert jeder einzelnen Messung

notwendig, damit die Werte im Tabellenkalkulationsprogramm korrekt ausgelesen werden

können. Dies macht einen Kurzausdruck mit der Information des Maximalwertes

unumgänglich. Das Messprogramm zum einlesen der Daten wurde speziell für dieses

Messgerät geschrieben, es muss lediglich der Dateiname, ein Skalierungswert und der

maximale Verzögerungswert, der zu übertragenden Messung, von Hand eingegeben

werden. Um eventuell auftretende Unterschiede zu erfassen, werden die vorher

vorgestellten Bremssysteme sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand untersucht.

Des Weiteren wird geprüft, wie sich das Fahrwerk, der Fahrradtyp und die verwendete

Bereifung auf die Verzögerung auswirken. Der Einfluss des Geschlechts wird mittels einer

Vergleichsmessung untersucht. Alle Verzögerungsmessungen, bis auf die

Vergleichsmessung, wurden von ein und derselben Person durchgeführt um individuelle

Abweichungen gering zu halten, und dadurch ein aussagekräftiges Ergebnis zu bekommen.

Der Proband, der diese Messfahrten bzw. Bremsungen durchführte, ist ein geübter

Fahrradfahrer, d.h. ein Fahrer, der regelmäßig längere Touren u. a. im Gebirge fährt und

somit eine gute Kontrolle bzw. eine sichere Fahrweise aufweist. Aus diesem Grund kann

davon ausgegangen werden, dass ein ungeübter Fahrradfahrer, also jemand der nicht

gewohnt ist sein Fahrrad in Extremsituationen zu steuern, die gemessenen

Verzögerungswerte nur schwer erreichen kann. Die Verzögerungswerte sind deshalb als

maximal im Straßenverkehr erreichbare Werte anzusehen. Es ist natürlich möglich, dass

sich mit dem einen oder anderen Bremssystem auf dem Prüfstand, vorausgesetzt bei

Idealbedingungen, evtl. höhere Verzögerungen erzielen lassen. Dies ist aber in der Realität,

also nicht auf dem Prüfstand, sehr schwer zu erreichen da sich sonst das Hinterrad vom

Boden lösen und ein Überschlag drohen würde. Die Messungen wurden also so

durchgeführt, dass ein Abheben des Hinterrades gerade vermieden wird. Sehr gute oder

Profiradfahrer können auf Grund der individuellen Schwerpunktsverlagerung einen etwas

besseren Verzögerungswert erlangen, was aber für diese Diplomarbeit wenig repräsentativ

ist. Des Weiteren muss wegen des Einfederns der Federgabel beim Verzögerungsvorgang

eine Korrektur des Messergebnisses vorgenommen werden. Da das Messgerät alle

Verzögerungen in Längsrichtung misst, wird natürlich auch der Anteil des Einfederns als

Beschleunigung bzw. Verzögerung, ein Anteil der Erdbeschleunigung, vom VZM 100

wahrgenommen. Dies lässt sich rechnerisch mit Hilfe von Winkelfunktionen leicht


16

berechnen. Der Abstand vom Mittelpunkt des fixierten Messgerätes auf der Standfläche bis

hin zur Lenkerdrehachse stellt die Ankathete dar. Das Eintauchen und somit der Federweg

der Gabel kennzeichnet die Gegenkathete, wodurch die Hypothenuse und der

entsprechende Neigungswinkel berechnet werden kann. In Abb. 22 wird die

Winkelfunktion grafisch angedeutet.

Abb. 22: Andeutung der Winkelfunktion

Der Federweg wird mit Hilfe eines Kabelbinders ermittelt. Hierfür wird ein Kabelbinder so

um das Tauchrohr der Federgabel gebunden, dass man ihn noch verschieben kann. Beim

Eintauchen der Federgabel verschiebt sich der Kabelbinder nach oben und kennzeichnet so

die maximale Einfederung, also den Wert der Gegenkathete. Um herauszufinden ob das

Messgerät den Neigungswinkel so registriert, wie vorher berechnet, wurden

Versuchsmessungen gemacht, wodurch der Korrekturwert ermittelt wurde. Der gemessene

Mittelwert aus den verwendeten Federgabeln beträgt etwa 0,45 m/s², was rechnerisch

bestätigt wurde. Dieser Korrekturwert, der als Mittelwert anzusehen ist, muss also von dem

Maximalwert der ermittelten Verzögerung abgezogen werden. Bei allen

Bremsverzögerungsmessungen werden Bremssysteme bzw. Fahrräder verwendet, die auf

Grund permanenter Wartung einwandfrei funktionieren. Das bedeutet, dass die

Bremsbeläge bereits eingeschliffen sind und von einer maximalen, vom jeweiligen

Bremssystem zur Verfügung gestellten Bremsleistung ausgegangen werden kann. Es ist

jedoch nicht auszuschließen, dass wegen der Materialvielfalt bei Bremsbelägen, Felgen

und Bremsscheiben, also den Reibpartnern, Abweichungen bei den Verzögerungswerten

auftreten können. Die ermittelten Verzögerungswerte sind deshalb als Richtwerte zu sehen

und stellen nicht individuelle, für jedes Bremssystem exakte, Verzögerungswerte dar. Dazu

Beispielrechnung:

tan α = GK / AK

AK ≈ 103 cm GK ≈ 8 cm => α ≈ 4,44° Mit Dreisatz: 90° = 9,81 m/s² => 4,44° = 0,48 m/s² Messtechnisch ergaben sich Werte um 0,45m/s². Als Korrekturwert kann also der Wert 0,45 m/s² angenommen werden.


17

kommt, dass sich jede Person auf dem Fahrrad anders verhält d.h., dass mit demselben

Bremssystem eventuell unterschiedliche Verzögerungen erzielt werden können. Die

Fahrgeschwindigkeit beim Eintritt der Verzögerung beträgt ca. 25 km/h welche mit Hilfe

eines funkgesteuerten Fahrradtachometers (VDO C05+) gemessen wird. Dieser Tacho

muss auf jedes Fahrrad montiert und auf die genaue Reifengröße eingestellt werden. Nur

so werden die gefahrenen Geschwindigkeiten exakt angezeigt. Die Geschwindigkeit kann

natürlich nicht immer exakt eingehalten werden und dient deshalb auch nur als Richtwert.

Es ist davon auszugehen, dass die Rauhigkeit des Straßenbelages nicht überall gleich ist,

wodurch Abweichungen gegenüber den angegebenen, gemessenen Werten auftreten

können. Durch verschiedene Gummimischungen und unterschiedliche Profilierung der

Reifen kann das Ergebnis ebenfalls differieren. Die Verzögerungsmessungen wurden auf

einer Teerstraße durchgeführt, deren Belag als normal angegeben werden kann, sprich ein

Belag, der nicht als zu grob aber auch nicht als zu glatt empfunden wird. Die im Folgenden

beschriebenen Diagramme bzw. Messungen wurden mit einem Probanden, der

nachstehende Kennwerte besaß, durchgeführt:

• Geschlecht: männlich

• Alter: 29 Jahre

• Körpergröße: 180 cm

• Körpergewicht: 77 kg

• geübter Fahrradfahrer

• sportlich

Die Vergleichsmessungen wurden unter anderem von einem weiblichen Probanden mit

diesen Kennwerten durchgeführt:

• Geschlecht: weiblich

• Alter: 30 Jahre

• Körpergröße: 165 cm

• Körpergewicht: 62 kg

• geübte Fahrradfahrerin

• sportlich


18

4.1 Verzögerungsmessungen mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike)

Zu der Durchführung der Messungen ist zu sagen, dass jeweils 6 Messungen pro Bremse,

also 6 Messungen sowohl mit der Vorderradbremse, der Hinterradbremse als auch mit

beiden Bremsen gleichzeitig gemacht wurden, um einen aussagekräftigen Mittelwert zu

erlangen. Die Diagramme zeigen demnach nur den mittleren grafischen Verlauf aus 6

Messungen. Dies gilt auch für alle darauf folgenden Bremssysteme mit denen

Verzögerungsmessungen durchgeführt wurden. Aus Übersichtsgründen werden die einzeln

beschriebenen Diagramme und Ergebnisse später übersichtlich in einer Tabelle bzw. einem

Diagramm dargestellt.

0

1

2

3

4

5

6

7

0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

Verzögerungsverlauf Gleitender Durchschnitt (Verzögerungsverlauf)

Diagramm 1: Vollbremsung mit V-Brakes (Hardtail Mountainbike, grobes Reifenprofil,

trocken)

Im Diagramm 1 ist der Verzögerungsverlauf einer Vollbremsung, Bremse vorn und hinten

werden hier gleichzeitig angezogen, eines Hardtail Mountainbikes zu sehen. Nicht zu

vergessen ist jedoch, dass bei allen Verzögerungsverläufen der Korrekturwert, wegen der


19

Einfederung, vom maximalen Verzögerungswert abzuziehen ist. Dies führt hier zu einer

maximalen Verzögerung von etwa 6m/s². Die komplette Bremsung wurde auf trockener

Fahrbahn mit stark profilierten Reifen (siehe Abb. 23) durchgeführt.

Abb. 23: grobes Profil Abb. 24: Profil mit Lauffläche

Die blaue Linie kennzeichnet die tatsächlich aufgezeichneten Messwerte der Verzögerung.

Die etwas kleineren Ausschläge / Zacken, die über den gesamten Verzögerungsverlauf

vorhanden sind, entstehen durch den in Schwingung geratenen Messaufbau während der

Verzögerung. Ferner sind diese Ausschläge abhängig vom verwendeten Fahrradreifen und

Fahrbahnbelages. Im Allgemeinen ist festzustellen, dass diese kleinen Peaks durch

unterschiedliche Reibpartner zwischen Straße/Rad und Bremsbelag/Felge bzw.

Bremsscheibe und der Befestigung des Messanbaus beeinflusst werden. Um diese

Ausschläge zu minimieren, wurden die tatsächlichen Messwerte mit einem gleitenden

Durchschnitt geglättet, was durch den roten Verlauf dargestellt wird. Der verbleibende

schwingende rote Verlauf lässt sich wie folgt interpretieren: Der Anstieg des

Verzögerungsverlaufes wird durch einen Einbruch kurz gestört, der entstanden ist durch

die individuelle Dosierung der Bremsleistung von Hand, um einen Überschlag zu

vermeiden, d.h. der Bremshebel wird hierbei kurz entlastet. Nach diesem Knick steigt der

Graph weiter an, bis die nächste Dosierungsstelle kommt. Diese Dosierungsstellen tauchen

im weiteren Verlauf der Kurve bei höheren Verzögerungswerten auf, welche durch ein

ständig besser werdendes Gefühl für die Bremse, während des Bremsmanövers, auf einem

höheren Niveau gehalten werden. Unterstützt wird der schwingende Verlauf durch das Ein-

und Ausfedern der Federgabel, die während des Bremsvorganges natürlich mitschwingt.


20

Der steile Abfall der Kurve im Diagramm 1 zum Ende des Verlaufs kennzeichnet die

Stelle, bei der das Fahrrad zum stehen kommt.

Das folgende Diagramm zeigt eine Bremsung unter gleichen Bedingungen, mit demselben

Mountainbike und Bremssystem, allerdings wird hierbei nur die Vorderradbremse

angezogen, um auftretende Unterschiede darzustellen.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,8 0,9 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 2,5

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 2: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, grobes

Reifenprofil, trocken)

Auch hier sieht man wieder den Dosierungseinbruch und den Anstieg der Kurve nach

dieser kurzen Störung. Der starke Anstieg ab ca. 6m/s² und etwa 2sec. Messzeit

kennzeichnet den Punkt an dem sich das Hinterrad vom Boden löst. Dieser Wert darf

deshalb auch nicht als Maximalwert angenommen werden. Abzüglich des Korrekturwertes

ergibt sich hier ein maximaler Verzögerungswert von ca. 5,4 m/s². Letztlich wird auch

noch eine Hinterradbremsung durchgeführt, die zeigen soll wie sich das

Verzögerungsverhalten ändert wenn z.B. die Vorderradbremse defekt ist oder nur mit der

Hinterradbremse gebremst wird. Da sich die Last beim Verzögern auf das vordere Rad


21

verlagert, fällt die Bremswirkung bei einer reinen Hinterradbremsung, im Gegensatz zur

Vorderradbremsung, erheblich schlechter aus (siehe Diagramm 3).

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 3: Hinterradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, grobes Reifenprofil, trocken)

Bei diesem Verlauf ist der Anstieg nicht durch die Dosierung eingebrochen sondern rein

durch das Einfedern der Federgabel. Der etwas wellige Verlauf wird durch das

Einschwingen der Federgabel und dem schwingenden Messanbau am Fahrrad

hervorgerufen. Wie bereits erwähnt, ist der Verzögerungswert hier sehr viel geringer als

der der Vorderradbremse. Der Korrekturwert muss auch bei der Hinterradbremsung

abgezogen werden da sich die Last nach wie vor auf das Vorderrad verlagert und die

Federgabel zum Einfedern zwingt. Bei dieser Bremsung kann man einen maximalen

Verzögerungswert von etwa 3,2 m/s² annehmen.

Anschließend wird untersucht, wie sich das Profil auf die Bremsung auswirkt. Die 3

vorhergehenden Diagramme zeigten Bremsungen eines Hardtails Mountainbikes mit einem

groben Profil (vgl. Abb. 23). Jetzt werden Verzögerungen mit einem Reifen durchgeführt,

der eine Lauffläche aufweist, siehe Abb. 24. Es werden wie bei den vorherigen


22

Diagrammen jeweils eine Vollbremsung sowie eine Vorderrad- und Hinterradbremsung

durchgeführt. Um die Bremsungen vergleichen zu können, werden die Messungen

ebenfalls mit einem Hardtail Mountainbike (V-Brake) durchgeführt.

0

1

2

3

4

5

6

7

0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 4: Vollbremsung mit V-Brakes (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, trocken)

Bei dieser Bremsung verläuft die Verzögerungskurve etwas ruhiger als bei der mit groben

Reifenprofil, was die Theorie des Einflusses der Reibpartner Fahrbahn/Reifen bestätigt.

Der Reifen mit Lauffläche radiert weniger auf dem Asphalt als der grob profilierte Reifen

und weist somit auch eine etwas geringere Bremswirkung auf. Abzüglich des

Korrekturwertes ergibt sich hier ein maximaler Verzögerungswert bei Vollbremsung von

ca. 5,4 m/s², was in etwa einen 0,6 m/s² geringeren Wert ergibt als bei einer Verzögerung

mit groben Profil. Zu Beginn der Messung ist der Dosierungseinbruch ebenfalls

vorhanden.

Der Verlauf einer Bremsung mit der Vorderradbremse ist im folgenden Diagramm zu

sehen.


23

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 5: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Profil mit Lauffläche, trocken)

Bei dieser Kurve ist der bekannte Dosierungseinbruch bzw. die Störstelle nicht vorhanden,

da die Bremse nicht von Beginn an die volle Bremswirkung zur Verfügung stellt. Hier

entwickelt sich die volle Bremswirkung erst während des Verzögerungsvorganges

wodurch sich diese Bremse sehr gut Dosieren lässt. Hier kommt der schlechtere Reibwert

der Reibpartner Fahrbahn/Reifen weniger zum Tragen, da die Reibpartner

Felge/Bremsbelag besser aufeinander abgestimmt sind. Dies wirkt sich allerdings nur bei

der Vorderradbremse allein aus. Bei einer Vollbremsung oder der Hinterradbremsung mit

einem Laufflächenprofil ist der Verzögerungswert vergleichsweise geringer als mit groben

Reifenprofils. Abzüglich des Korrekturwertes kommt man aber auch hier nicht über die 6

m/s² Grenze hinaus. Die Behauptung, dass der Verzögerungswerte der Vorderradbremse

größer ist als der der Hinterradbremse wird im nächsten Diagramm bestätigt.


24

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,7 1,0 1,3 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 3,1 3,4 3,7

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 6: Hinterradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, trocken)

Im Vergleich zum Verzögerungswert mit groben Profil, der 3,2 m/s² betrug, ist der erzielte

Wert mit glatten Reifen oder Reifen mit Lauffläche wesentlich geringer. Abzüglich des

Korrekturwertes kommt man hier auf etwa 2,5 m/s², was eine Differenz von 0,7 m/s²

ausmacht. Somit kann von einer Differenz zwischen groben und glattem Profil von etwa 10

– 15% ausgegangen werden.

Um herauszufinden wie sich diese Bremse bei

schlechterer Witterung verhält, wurden die

Verzögerungsmessungen auch bei Nässe durchgeführt.

Hierfür wurden die Bremssysteme (Reifen, Felgen,

Bremsbeläge, Fahrbahnbelag) mit Hilfe eines

Gartenschlauches mit Wasser bespritzt, so dass dies

einem länger anhaltenden Regen gleich kommt. Die

befeuchtete Messstrecke ist in Abb. 25 dargestellt. Aus

Sicherheitsgründen wurde die Messstrecke mit einem

Warndreieck abgesichert. Abb. 25: nasse Messstrecke


25

Zum Vergleich wird zunächst mit glatten Reifen auf nasser Fahrbahn, mit nassem

Bremssystem und nassen Reifen gebremst. Hier soll die Empfindlichkeit des

Bremssystems bei nassen Witterungsverhältnissen demonstriert werden. Nachfolgend

werden jeweils wieder die drei genannten Verzögerungen durchgeführt (Vollbremsung,

Vorderrad- und Hinterradbremsung).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 7: Vollbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, nasse Fahrbahn)

Der Einfluss von Nässe zwischen den Reibpartnern wird hier sehr gut deutlich. Die

Bremswirkung lässt merkbar nach, womit sich auch die Verzögerungswerte

verschlechtern. Im Gegensatz zum trockenen Zustand (5,4 m/s²) werden im nassen Zustand

nur etwa 4,9 m/s² erreicht, was eine Differenz von 0,5 m/s² ausmacht. Der Anstieg nach

der Messzeit von ca. 2,3 sec. und dem Verzögerungswert von ca. 5,3 m/s² kennzeichnet

wieder das Abheben des Hinterrades vom Boden und kann deshalb nicht als Maximalwert

angenommen werden.


26

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 8: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, nasse Fahrbahn)

Bei Nässe lässt die V-Brake in Verbindung mit einem glatten Reifenprofil den

Verzögerungswert verhältnismäßig stark abfallen. Anders als im trockenen Zustand, bei

dem etwa 6 m/s² erreicht wurden, sind es jetzt nur noch ca. 4 m/s², dass ist in diesem Fall

eine Differenz von etwa 2 m/s². Dies stellt einen 30%igen Abfall der Bremsleistung allein

an der Vorderradbremse dar. Da sich im hinteren Bereich der Verzögerungskurve das

Hinterrad bereits vom Boden löst, finden diese etwas höheren Werte keine

Berücksichtigung. An dieser Stelle soll noch mal darauf hingewiesen werden, dass diese

Werte durch die Verwendung unterschiedlicher Reibpartner, also Bremsbeläge und Felgen,

evtl. schwanken können. Betrachtet man nur das Hinterrad, ist der Einfluss von Nässe auf

Grund der Lastverteilung, die sich hauptsächlich auf das Vorderrad verlagert, weniger

stark (vgl. Diagramm 9)


27

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0,7 1,0 1,3 1,7 2,0 2,3 2,6 2,9 3,3 3,6 3,9 4,2

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 9: Hinterradbremsung mit einer V-Brake (Hardtail Mountainbike, Reifen mit Lauffläche, nasse Fahrbahn)

Da die Radlast am Hinterrad während des Verzögerungsvorganges sehr gering wird, was

zur Folge hat, dass das Rad sich fast vom Boden abhebt, blockiert das Hinterrad trotz

Nässe relativ schnell und es kommt nur der geringere Reibwert zwischen Reifen und

Fahrbahn zum Tragen. Im trockenen Zustand betrug der maximale Verzögerungswert etwa

2,5 m/s², im nassen Zustand etwa 2,3 m/s². Der Anstieg zum Ende der

Verzögerungsvorganges kommt auf Grund des dynamischen Anteils, kurz vor dem Stehen

bleiben zustande (Massenträgheit). Dazu kommt, dass wegen der geringer gewordenen

Geschwindigkeit die Dosierung geändert werden kann, d.h. die Bremse kann fester

angezogen werden ohne einen Überschlag zu provozieren.

Bisher wurden die Einflüsse von Reifenprofil und Nässe bei einer V-Brake untersucht und

dargestellt. Im folgenden Verlauf wird noch auf die Abhängigkeit der Fahrradgeometrie

bzw. des Fahrradtyps eingegangen.


28

4.2 Verzögerungsmessungen mit einer V-Brake und Rücktrittbremse (Cityrad)

Mit diesen Messungen soll gezeigt werden welche Verzögerungswerte mit einem Cityrad

erreicht werden können. An diesem Fahrrad sind als Vorderradbremse eine V-Brake und

als Hinterradbremse, eine sog. Rücktrittbremse montiert. Es wird mit der Vollbremsung

begonnen, die im nachstehenden Diagramm dargestellt ist.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 10: Vollbremsung mit V-Brake und Rücktrittbremse (Cityrad, trockene Fahrbahn)

Auch hier ergibt sich ein Verzögerungswert von etwa 6 m/s² was darauf hindeutet, dass

sich die Fahrradgeometrie nur wenig auf das Verzögerungsverhalten auswirkt, zumindest

bei einer Vollbremsung.

Wie sich das Cityrad bei einer reinen Vorderradbremsung mit einer V-Brake verhält, soll

im nächsten Diagramm gezeigt werden.


29

0

1

2

3

4

5

6

0,9 1,1 1,4 1,6 1,9 2,1 2,3 2,6 2,8

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 11: Vorderradbremsung mit einer V-Brake (Cityrad, trockene Fahrbahn)

Bei dieser Messkurve sieht man sehr gut, dass die Dosierung der Bremse bei einem Cityrad

etwas schwieriger ist. Da man auf dem Cityrad sehr aufrecht sitzt, ist der

Körperschwerpunkt auch entsprechend höher, was das Abheben des Hinterrades

unterstützt. Ist der Dosierungspunkt gefunden, verläuft die Kurve relativ ruhig da an

diesem Cityrad keine Federgabel verbaut ist, die sich einschwingen muss. Hier lässt sich

eine maximale Verzögerung von 4,8 m/s² ablesen. Es ist zu vermuten, dass die

Verzögerungswirkung der Rücktrittbremse höher ist als die der V-Brake, da der maximale

Verzögerungswert bei der Vorderradbremsung hier geringer ist als bei dem Hardtail

Mountainbike, der Wert der Vollbremsung aber in etwa gleich groß ist. Ob diese

Vermutung bestätigt wird zeigt das nachstehende Diagramm.


30

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0,8 1,0 1,2 1,5 1,7 2,0 2,2 2,4 2,7 2,9 3,2 3,4 3,6

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 12: Hinterradbremsung mit einer Rücktrittbremse (Cityrad, trockene Fahrbahn)

Wie vorher vermutet, ist der Verzögerungswert etwas höher als bei einer

Hinterradbremsung mit einem Hardtail Mountainbike mit V-Brake. Dies lässt sich durch

die nach hinten orientierte Fußkraft, die in das Pedal nach hinten unten drückt erklären,

wodurch die Lastverteilung nicht so stark auf das vordere Rad verlagert wird. Hier kann

von einer maximalen Verzögerung von etwa 3,0 m/s² ausgegangen werden.

Im folgenden Diagramm werden die drei Verzögerungsmessungen (Vollbremsung,

Vorderrad- und Hinterradbremsung) bei Nässe in einem Diagramm zusammengefasst, um

einen deutlicheren Vergleich aller Verzögerungsmessungen zu erhalten.


31

0

1

2

3

4

5

6

7

1,0 1,2 1,4 1,7 1,9 2,2 2,4 2,6 2,9 3,1 3,4 3,6 3,8 4,1

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

Vollbremsung Hinterradbremsung Vorderradbremsung

Diagramm 13: Bremsungen mit einem Cityrad bei Nässe (V-Brake und Rücktrittbremse)

Diese drei Messkurven wurden aus Übersichtsgründen nicht geglättet, es ist also kein

gleitender Durchschnitt angegeben. Die Verzögerungswerte liegen bei allen drei

Bremsungen etwa 25 – 30% unter den Werten, die im trockenen Zustand erreicht wurden.

Dazu ist zu sagen, dass auf dem Cityrad natürlich keine grob profilierten Reifen montiert

sind, sondern Reifen mit Lauffläche oder relativ glatten Profilen, wodurch sich die

Verzögerungswerte verschlechtern.

4.3 Verzögerungsmessungen mit einem Trekkingrad (V-Brake)

Auch beim Trekkingrad sind häufig V-Brakes verbaut, auf die bereits eingegangen wurde.

Der Differenzwert für die V-Brakes und Reifen mit Lauffläche bei nasser Fahrbahn ist

ebenfalls schon erläutert worden und würde hier keine neuen Erkenntnisse bringen.

Deshalb werden nur die Bremsungen im trockenen Zustand zusammengefasst und in einem

Diagramm veranschaulicht.


32

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

Hinterradbremsung Vollbremsung Vorderradbremsung

Diagramm 14: Bremsungen mit einem Trekkingrad (V-Brakes, trockene Fahrbahn)

Die Verzögerungskurven im obigen Diagramm weisen einen sehr ähnlichen Verlauf auf

wie bei dem Hardtail Mountainbike, auch die Maximalwerte sind annähernd gleich hoch.

Bei der gelben Kurve, die die Vorderradbremsung zeigt, ist der Teil, der über den

Verzögerungswert von ca. 5.3 m/s² und einer Messzeit von ca. 1,5sec. hinausgeht zu

vernachlässigen da sich das Hinterrad zu diesem Zeitpunkt von der Fahrbahn abhebt. Für

die Vorderradbremsung ist somit ein Wert von etwa 5 m/s² abzulesen. Bei der

Vollbremsung sind es etwa 5,5 m/s ² und bei der Hinterradbremsung ca. 3,0 m/s².

Aussagen zu den jeweiligen Bremswegen werden zusammen mit allen ermittelten

maximalen Verzögerungswerten in einer Übersichtstabelle angegeben. Die

Verzögerungswerte des Trekkingrades bei Nässe verhalten sich nahezu identisch wie die

Werte des Hardtail Mountainbike (V-Brake, mit Lauffläche).


33

4.4 Verzögerungsmessungen mit einem Mountainbike (Fully mit hydraulischen

Scheibenbremsen)

Mit diesem Bremssystem sind gute Bremsleistungen zu erwarten, da dieses nach heutigem

Stand der Technik das wohl modernste Bremssystem ist. Ein Grund dafür ist die exakte

Abstimmung der einzelnen Reibpartner. Um auch bei Nässe eine gute Bremswirkung zu

erzielen sind die Bremsscheiben gelocht damit der entstehende Schmierfilm auf der

Scheibe unterbrochen wird. Es handelt sich auch beim Fahrwerk des verwendeten

Fullsuspension Mountainbikes um ein zeitgemäßes, auf dem aktuellen Stand der Technik

basierendes Fahrwerk. Folglich ist davon auszugehen, dass die Messwerte, die mit diesem

Fahrrad erzielt werden, die maximal erreichbaren Verzögerungswerte darstellen.

0

1

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7

8

9

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

Vollbremsung Vorderradbremsung Hinterradbremsung

Diagramm 15: Bremsungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (hydraulische Scheibenbremse, trockene Fahrbahn)

Auch hier sind vor allem bei der Voll- und Vorderradbremsung die Dosierungseinbrüche

zu Beginn der Verzögerung deutlich zu sehen. Das Hinterrad hebt sich bei der


34

Vorderradbremsung auch hier etwas vom Boden ab womit die Werte über 7,0 m/s² nicht

berücksichtigt werden dürfen. Für die Voll- und Vorderradbremsung ergeben sich somit

Verzögerungswerte von ca. 6,8 m/s². Das Ansprechverhalten der Bremse, also die sog.

Schwellzeit, könnte auf dem Prüfstand sicher geringer gehalten werden, würde aber in der

Realität sofort zum Überschlag führen. Der Verlauf der Hinterradbremsung ist wegen der

Schwinge des Fullsuspension Mountainbikes sehr unruhig. Beim blockieren des

Hinterrades beginnt das Hinterrad bzw. der gesamte hintere Anbau (Schwinge, Hinterrad)

zu springen. Dadurch ergibt sich der etwas zackige Verlauf bei einer Hinterradbremsung,

was sich aber nicht negativ auf die Verzögerung auswirkt. Man kommt hierbei auf einen

maximalen Verzögerungswert von ca. 3,5 m/s². Ob sich die hydraulische Scheibenbremse

auch bei Nässe bewährt, zeigt das nachstehende Diagramm.

0

1

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5

6

7

8

9

0,8 1,0 1,2 1,5 1,7 2,0 2,2 2,4 2,7 2,9 3,2 3,4 3,6 3,9

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 16: Bremsungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (hydraulische Schreibenbremse, nasse Fahrbahn)

Wie erwartet können selbst bei Nässe noch immer sehr gute Verzögerungswerte realisiert

werden. Mit diesem Bremssystem lassen sich auf nasser Fahrbahn noch Werte realisieren,


35

die andere Bremssysteme nicht mal auf trockener Fahrbahn erreichen. Die Voll- und

Vorderradbremsung weisen deshalb so ähnliche Kurven auf, da man die Konzentration

beim Verzögerungsvorgang hauptsächlich auf die aggressiv greifende Vorderradbremse

legen muss, um einem Überschlag vorzubeugen. Die maximalen Verzögerungswerte bei

der Voll- und Vorderradbremsung belaufen sich auf etwa 6,2 m/s² und bei der

Hinterradbremsung beträgt der maximale Wert etwa 3,0 m/s². Im Mittel ergäbe das eine

Differenz zu den Werten auf trockener Fahrbahn von rund 10%.

Der Unterschied zu einem Hardtail Mountainbike mit hydraulischen Scheibenbremsen fällt

nicht sehr groß aus, d.h. dass das verwendete Fahrwerk nur einen vernachlässigbar

geringen Einfluss auf die Verzögerungswerte hat. Als Gegenüberstellung sind die

ermittelten Werte (auf trockener Fahrbahn) wie folgt abzulesen.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 17: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (hydraulische Scheibenbremse, trockene Fahrbahn)

Im Diagramm 17 kann man den Unterschied zum Diagramm 15 nur sehr schwer

erkennen, dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass das Fahrwerk wenig Einfluss auf die


36

Verzögerungswerte hat. Abgesehen von dem Verlauf der Hinterradbremsung, der sich

wegen der fehlenden Schwinge etwas ruhiger verhält, was aber wenig am Wert der

Verzögerung ändert, sind die Kurven bei einem Hardtail Mountainbike und einem

Fullsuspension Mountainbike nahezu identisch.

4.5 Verzögerungsmessungen mit einem Hardtail Mountainbike (Cantilever Bremse)

Die erreichbaren Verzögerungswerte mit einer Cantilever Bremse sind im folgenden

Diagramm abzulesen.

0

1

2

3

4

5

6

7

0,8 1,0 1,2 1,5 1,7 2,0 2,2 2,4 2,7 2,9 3,2 3,4 3,6 3,9 4,1

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

Vollbremsung Hinterradbremsung Vorderradbremsung

Diagramm 18: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (Cantilever Bremsen, trockene Fahrbahn)

Es zeigt sich auch hier ein ähnlicher Verlauf der Voll- und Vorderradbremsung, die einen

maximalen Verzögerungswert von etwa 4,9 m/s², abzüglich des Korrekturwertes,

aufweisen. Die Hinterradbremsung zeigt auf Grund der geringeren Radlast, hervorgerufen

durch den Verzögerungsvorgang, einen erwartungsgemäß niedrigeren Messwert von etwa

3,1 m/s² an. Bei schlechter Witterung wurde der Cantilever Bremse oft eine schlechte


37

Bremswirkung attestiert. Das Bremsresultat einer Cantilever Bremse bei Nässe wird im

nächsten Diagramm veranschaulicht.

0

1

2

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5

6

7

8

0,9 1,2 1,4 1,7 1,9 2,1 2,4 2,6 2,9 3,1 3,3 3,6 3,8 4,1 4,3 4,5

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 19: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (Cantilever Bremse, nasse Fahrbahn)

Unter den Mountainbike Felgenbremsen schneidet die Cantilever Bremse am schlechtesten

ab, obwohl sie jedoch bei Nässe auch nicht mehr Bremsleistung als die anderen

Bremssysteme verliert. Bei der Voll- und Vorderradbremsung macht sich die Nässe kaum

bemerkbar und es wird immerhin noch ein Verzögerungswert von ca. 4,8 m/s² erreicht. Die

Hinterradbremse büßt hier etwas mehr an Bremswirkung ein und es werden noch etwa 2,6

m/s² erreicht.

4.6 Verzögerungsmessung mit einem Hardtail Mountainbike (Hydraulik Felgenbremse)

Ob die Bremsleistung der hydraulischen Felgenbremse an die hydraulische

Scheibenbremse anknüpfen kann, zeigt das nachstehende Diagramm.


38

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1

2

3

4

5

6

7

8

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 20: Bremsungen mit einem Hardtail Mountainbike (hydraulische Felgenbremse, trockene Fahrbahn)

Die Messwerte mit einem Hardtail Mountainbike mit hydraulischen Felgenbremsen

unterscheiden sich kaum oder nur sehr wenig von den Verzögerungsverläufen der V-

Brake, was sich auch bei Nässe bestätigt. Demnach belaufen sich die Verzögerungswerte

bei einer Vollbremsung auf ca. 6 m/s². Bei der Vorderradbremsung ist der Wert etwas

geringer als bei der V-Brake und beträgt ca. 4,8 m/s². Die Hinterradbremsung erzielt

Verzögerungen von etwa 3,1 m/s². Abschläge bei Nässe belaufen sich auf etwa 10 – 15%.

Als Ergebnis ist hier festzuhalten, dass die hydraulische Felgenbremse etwas schlechter

abschneidet als die hydraulische Scheibenbremse.

4.7 Verzögerungsmessungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (Seilzug-

Scheibenbremse, trockene Fahrbahn)

Häufig findet man an nicht hochwertigen Mountainbikes die mechanischen Seilzug-

Scheibenbremsen, die von der Bremsleistung aber nicht mit der hydraulischen


39

Scheibenbremse zu vergleichen ist, da man hier eine vergleichsweise hohe Handkraft

aufbringen muss, um eine gute Bremswirkung zu erzielen. Die gemessene Seilzug-

Scheibenbremse ist eine qualitativ hochwertige Bremse in der Rubrik der Seilzug-

Scheibenbremsen und kennzeichnet somit den maximal erreichbaren Verzögerungswert

mit einer solchen Bremse.

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0,9 1,1 1,4 1,6 1,8 2,1 2,3 2,6 2,8 3,0 3,3 3,5 3,8 4,0

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

Hinterradbremsung Vollbremsung Vorderradbremsung

Diagramm 21: Bremsungen mit einem Fullsuspension Mountainbike (Seilzug-Scheibenbremse, trockene Fahrbahn)

Sowohl bei der Vollbremsung als auch bei der Vorderradbremsung ergeben sich hier ganz

gute Verzögerungswerte (ca. 5,9 m/s²) jedoch nur mit sehr viel Kraftaufwand. Solche

Bremsen sind also für lange Gefälle weniger gut geeignet. Bei der Hinterradbremsung ist

der Verzögerungswert mit etwa 3,1 m/s² ähnlich gut wie bei den anderen Bremssystemen.

Der letzte Anstieg der gelben Kurve ist auf Grund des abhebenden Hinterrades wieder zu

vernachlässigen. Bei Nässe ist das Bremssystem vergleichsweise stabil und es ergeben sich

im Mittel Verzögerungsverluste von etwa 15%.


40

4.8 Verzögerungsmessungen mit einem Rennrad (Seitenzugbremse)

Da auf einem Rennrad in der Regel sehr dünne Reifen mit sehr wenig Profil montiert sind,

ist davon auszugehen, dass die Verzögerungswerte allein aus diesem Grund, vor allem bei

Nässe, geringer ausfallen werden. Im Folgenden werden Bremsverläufe mit einem Rennrad

auf trockener Fahrbahn dargestellt.

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0,8 1,1 1,3 1,5 1,8 2,0 2,3 2,5 2,7 3,0 3,2 3,5 3,7 3,9 4,2 4,4

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]


Diagramm 22: Bremsungen mit einem Rennrad (Seitenzugbremse, trockene Fahrbahn)

Wieder sind die Verzögerungsverläufe der Voll- und Vorderradbremse fast identisch da die

Sitzposition auf dem Rennrad sehr nach vorn gebeugt ist (sportlich) und bei diesen

Bremsungen sehr konzentriert mit der Vorderradbremse gebremst werden muss um einen

Überschlag zu vermeiden. Wie erwartet sind die Verzögerungswerte geringer als bei den

anderen genannten Fahrradtypen. Die Werte bei der Voll- und Vorderradbremsung

belaufen sich demnach auf etwa 5,3 m/s². Bei der Hinterradbremsung ist der Wert ebenfalls

vergleichsweise niedrig und beträgt rund 2,3 m/s². Bei Nässe fallen diese Werte noch etwas

ab, was das untenstehende Diagramm zeigt.


41

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0,7 0,9 1,2 1,4 1,7 1,9 2,1 2,4 2,6 2,9 3,1 3,3 3,6 3,8 4,1 4,3 4,5

Zeit in [s]

Verz

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ung

in [m

/s²]


Diagramm 23: Bremsungen mit einem Rennrad (Seitenzugbremse, nasse Fahrbahn)

Bei der Vollbremsung beläuft sich der maximale Verzögerungswert auf etwa 4,1 m/s²

wenn die höheren Werte, die aus dem abgehobenen Hinterrad resultieren, außer Acht

gelassen werden. Bei der Vorderradbremsung kommt man auf einen Maximalwert von ca.

4,5 m/s². Der Verzögerungswert bei der Hinterradbremsung sinkt im Gegensatz zur

Bremsung auf trockener Fahrbahn von 2,3 m/s² auf etwa 2,0 m/s² ab.

4.9 Verzögerungsmessungen mit einem älteren Straßenrad (Seitenzugbremse)

Der schlechteste Verzögerungswert ist mit diesem Bremssystem bzw. Fahrradtyp zu

erwarten, da die Technik veraltet ist und oft auch die Beläge schon gewechselt wurden,

womit die Reibpartner Felge/Bremsbelag evtl. nicht mehr exakt aufeinander abgestimmt

sind. Des Weiteren sind die Reifen nur sehr gering profiliert, d.h. sie weisen also nur eine

Lauffläche auf. Das folgende Diagramm zeigt die Verzögerungsverläufe eines solchen

Fahrradtyps mit Seitenzugbremse.


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6

0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7

Zeit in [s]

Verz

öger

ung

in [m

/s²]

VollbremsungVorderradbremsungHinterradbremsung (Rücktrittbremse)

Diagramm 24: Bremsungen mit einem älteren Straßenrad (Seitenzugbremse, trockene Fahrbahn)

Hier wird bei einer Vollbremsung nur ein maximaler Verzögerungswert von ca. 4,2 m/s²

erreicht, die Vorderradbremse verzögert im Vergleich zu allen anderen getesteten

Bremssystemen sehr schwach (ca. 2,6 m/s²). Bei der Hinterradbremsung mit der

Rücktrittbremse ist der Wert auf Grund der Lastverteilung, wie b

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Geschwindigkeiten, Verzögerungen und Beschleunigungen ...Geschwindigkeiten, Verzögerungen und Beschleunigungen nicht motorisierter, ungeschützter Verkehrsteilnehmer am Beispiel