Velokleidung Training Velophysik Touren Ernährung Werkstatt
       

Velophysik

Bremsen

Was das Gesetz vorschreibt
Gute Bremsen sind die Lebensversicherung für jeden Velofahrer. Was genau beim Bremsen passiert oder passieren kann soll hier erklärt werden. Zuerst jedoch einige Informationen über Gesetze und Normen. Gemäss der Fahrradnorm DIN 79100 gelten folgende Richtlinien für Bremswerte bezogen auf 100 kg Masse:

Das entspricht bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h etwa folgenden Bremswegen:

Heutige Bremsen erreichen diese Werte spielend. Wer einen Tachometer und ein Messband hat, kann mit diesen Werten seine Bremsen überprüfen.

Über die Bremskräfte und Saltos
Ein Fahrer mit Velo, (Gesamtgewicht 800 N) der mit 20 km/h fährt, soll uns helfen, einige physikalische Gegebenheiten des Bremsens besser zu verstehen. Bremsen heisst Bewegungsenergie vernichten. Der Musterfahrer hat eine Bewegungsenergie von ca. 1400 Nm. Diese Energie wird beim Bremsen in Wärme umgewandelt. Mit der erzeugten Wärme könnte man 3 dl Wasser um 1° C zu erwärmen.



Beim ungebremsten Rollen (Bild 1) spricht man von Radlast verteilung, sie wird für das Hinterrad (Gewichtskraft Gh), aus der System-Gewichtskraft Fg × (Radabstand l - Hinterbaulänge a) dividiert durch Radabstand l, berechnet.


Etwas übersichtlicher als Formel:

Setzt man Zahlen in die Formel ein (ich rechne hier mit den Massen eines Tourenvelos) ergibt das für das Hinterrad Gh = 800 × (110 - 34)/110 = 552 N und für das Vorderrad Gv 800 - 552 = 248 N.

Beim Bremsen (Bild 2), unabhängig ob hinten oder vorne, findet eine Radlast verschiebung auf das Vorderrad statt. Wichtg zu wissen ist dabei, das die Bremskraft FB immer am Schwerpunkt S des Systems wirkt. Diese Tatsache wirkt sich auf die Kippsicherheit bei einner Vollbremsung mit der Vorderbremse aus. Die Radlastverschiebung ΔG berechnet sich aus:

Beschleunigung a × Gesichtskraft Fg × Schwerpunkthöhe dividiert durch Erdbeschleunigung × Radabstand.


und als Formel:

Bremst man mit der Hinterbremse mit einer Verzögerung von 2.2 m/s² ergibt das eine Radlasterhöhung vorne von 196 N, entsprechend wird es hinten leichter und die Haftreibung wird kleiner. Wird die Bremsverzögerung erhöht, beginnt das Hinterrad zu rutschen sobald die Bremskraft grösser ist als die Haftreibung.


Vorne sieht das Ganze etwas anders aus. Bremst man nur vorne mit einer Bremsverzögerung von 3.4 m/s2 erhöht sich die Radlast um ca. 33 kg und die Haftreibung wird grösser. Dieser Effekt verstärkt sich je stärker man bremst und das kann gefährlich werden. Moderne V-Breaks erzeugen eine enorme Bremskraft. Eine Geschwindigkeit von > 14 km/h kann bereits genügen, dass man bei einer Vollbremsung mit der Vorderbremse über den Lenker geht.