Um das Zitat von Falk mal aufzugreifen. WEnn das VR blockiert bekommt man beim Rad sowieso keine wirklich hohen Verzögerungswerte hin (rutschiger Untergrund), das schaffe ich auch mit einer Stempelbremse. Die anzustrebende möglichst hohe Verzögerung bekommt man doch,in dem das VR nicht blockiert, ggf. mit blockierendem HR (Je nch Haltung des Fahrers und Beladungzustand.
Wenn das VR gerade nicht blockiert, ist ein anderes Problem vorhanden, nämlich das "Über den Lenker gehen", also das Hochsteigen des HR. Und hier sind die Grenzen doch ganz andere, nämlich Gewicht des Systems, Gewichtsverteilung, Radstand etc. Welche Energie bis dahin über ein breites oder schmales VR abgebaut werden kann, ist bei trockener Strasse (guten Reibungsverhältnissen) die Frage. Ob dann ein breiter Reifen (deutlich) besser ist, weiß ich auch nicht so genau. Mein Rennrad lässt ziemlich gute Verzögerungswerte zu.

Bei beladenem Rad (auf Tour) verändert sich das alles etwas, das Hochsteigen des HR ist ein kleineres Problem, aber die abzubauende Bremsenergie steigt, sie ist Masseabhängig.

Noch ein Nachtrag zu HvS und dem Gelände: ich hatte vermutet, dass ein stark profilierter MTB Reifen auf einem harten festen Untergrund sich deutlich mehr im Belag "verkrallt" als auf der Strasse, und man dadurch ggf. höhere Verzögerungswerte erreichen kann. Ich habe mit dem MTB (was ich selten bewege) mit einem Reifen mit vierkantartigem Profil sehr gute Erfahrunge auf Schnee, der bremst fast wie auf Asfalt. Aber in den meisten Fällen ist es so wie du schreibst, durch lockeren Untergrund etc. sind die deutlich geringere Verzögerungswerte möglich.

Ein zweiter Punkt ist dabei bedeutsam: ein Bremssystem muss so ausgelegt werden, dass bei nicht blockieredem VR möglichst viel Energie abgebaut werden kann. Die Fähigkeit eines Bremssystems das VR bei guten Reibungsverhältnissen blockieren zu können ist nicht zielführend. Die Blockierfähigkeit bewirkt eine erhbliche Unfallgefahr.

A B E R: ein Bremssystem so wie beschrieben so genau zu dimensionieren, bei unterschiedlichen Belastungen, Geschwindigkeiten, Bereifungen etc. ist kaum möglich.

Ob das VR blockiert oder nicht liegt doch eher an der Bedienung der Bremse und der Kombination aus Reifen / Untergrund als an der Konstruktion. Wenn es blockiert, hat der Fahrer entweder was falsch gemacht oder fährt mit ungünstigen Reifen auf ungünstigem Terrain.



Die Fähigkeit eines Bremssystems das VR bei guten Reibungsverhältnissen blockieren zu können ist hervorragend, da es einen Indikator für eine funktionierende Bremsanlage mit Reserven für schlechte Reibungsverhältnisse darstellt. Über potentielle Unfallgefahren durch effiziente Bremsen wurde hier schon wirklich genug geschrieben.



D'accord. Deswegen sollte es so effizient wie möglich sein, um in allen Situationen zu funktionieren. Dass die Anlage bei Idealbedingungen dann "giftig" ist, kauft man leider mit ein.

Gruß, Jan

Servus Jan,



Nicht zwingend. Gerade bei Scheibenbremsen lässt sich da recht viel über das Übersetzungverhältnis, Dichtungskonstruktion, Belagmaterial und andere Einflussparameter machen.
Imho ist es extrem wichtig, dass man die Bremse bei einem Zweirad auch nach seinen persönlichen Bedürfnissen abstimmt. So kommt meine Frau mit einer Bremse die ich toll finde überhaupt nicht zurecht. Ich stehe auf harten Druckpunkt und niedrige Handkraft bei kurzen Wegen, sie bevorzugt eine weich ansprechende (mein Sprachgebrauch: schwammig) Bremse mit langen Betätigungswegen. Entsprechend problematisch ist es dann, wenn sie mal mit einer "Stefanbremse" unterwegs ist - weshalb sie das auch möglichst vermeidet.

Ciao,
Stefan

Man merkt, dass du nicht aus der Konstruktion kommst, so effizient wie möglich ist meistens zu viel des Guten, zu teuer, zu schwer etc. Die notwendigen Anfoderungen gut erfüllen, mehr muss nicht sein, schließlich schauen auch die Kunden auf den Preis.

Und wenn es möglich wäre ein Bremse zu bauen, deren Leistung gerade so groß ist, dass das VR nicht blockiert, wäre sie ideal (und wir hätten diese Diskusison nicht). Mehr Leistung ist keinesfalls erfoderlich. (Das es solch eine Bremse kaum geben kann, habe ich obenja bereits erläutert)

Campa hat z.B. bei seinen Skeleton HR Bremsen die Leistungsfähigkeit (und das Gewicht) verringert, mehr als einmal blockieren braucht man am HR nicht. Die kräftigere Serie gibt es aber wohl auch noch (andere Bauform), vermutlich für Leute mit Gepäck etc.

Oder für die Leute, die für Leichtbau zu schwer sind... quasi integriertes Gepäck.

So ist es.

Überschläge passieren eigentlich nur, wenn man bei geringer Geschwindigkeit sehr stark bremst, bzw. wenn man schon sehr weit runtergebremst hat.
Man wird keine Fahrradbremse finden, bei der man aus 50km/h sofort einen Überschlag macht, wenn man voll zudrückt.
Man wird aber mit vielen Bremsen einen Überschlag provozieren können, wenn man bei 5km/h voll reinlangt.

D.h. (und das wurde inzwischen schon sehr oft geschrieben) es bleibt nichts anderes übrig, als das der Fahrer situationsgerecht bremst.
Eine Bremse die auch bei kleinen Geschwindigkeiten eine Blockade und damit den Überschlag verhindert, wäre bei großen Geschwindigkeiten unterdimensioniert. Deshalb hat es keinen Sinn schwächere als derzeit übliche Bremsen zu benutzen. Bremsen mit mehr Leistung als erforderlich sehe ich derzeit nicht. (allenfalls bei Bremsen am Hinterrad)

Wer dieser art unfallgefahr sicher entgehen will, müsste tandem, lang- oder tieflieger, langes lastenrad oder trike fahren.
Die unfallgefahr geht aber nicht von der bremse aus, sondern von der bauform des rahmens / fahrrades. Bei einem klassischen aufrecht-fahrrad ist der körperschwerpunkt nunmal so weit über dem aufstandspunkt des vorderrades, dass der körper leicht drüber gehebelt werden kann. Für diese hebelverhältnisse der rahmenbauform kann die bremse nun gar nix.

MfG

Und genau davon bin ich nicht überzeugt- folgendes Experiment: gleiche Geschwindigkeit, gleiche negative Endbeschleunigung- aber verschiedene Raten zum Erreichen der Beschleunigung, nennen wirs mal sanft und sofortiges Erreichen der Endbeschleunigung. Was passiert- im ersten Fall nehmen wir mal an bleibt das Hinterrad gerade noch auf dem Boden, im zweiten Fall kommt dann die Drehimpulserhaltung ins Spiel: der Drehimpuls Vorderrad wird zum Drehimpuls des Gesamtsystems. Rad+Fahrer sind schwerer, drehen sich damit langsamer, aber das Hinterrad geht hoch. Anbei, falls es jemand nicht glaubt: im Physikunterricht oder auch in physikalischen Ausstellungen wirde der Effekt im einem (beschwerten- dreht sich auch langsamer) Fahrradvorderrad und Drehschemel demonstriert.

Mit deiner Erklärung komme ich jetzt verständnismäßig nicht ganz mit und finde deshalb keinen Ansatz darauf eingehen zu können.

Festplatten schreien nicht. Sie übernehmen jeden Schwachsinn.

Ganz einfach- nicht nur die Verzögerung des Rades ggü. der Gabel ist bedeutsam, sondern auch die Zeitdauer bis diese erreicht ist. Extremfall: das Rad steht sofort in der Gabel fest- dann wird der Drehimpuls des Vorderrades sofort auf das Gesamtsystem (Rad,Fahrer) übertragen- das dreht in gleicher Richtung weiter, wenn auch langsamer.

diese problematik ist eine geometrische, stark abhängig von der schwerpunktlage.
bei einem tiefliefer wird weiterhin vielleicht das vorderrad blockieren während der hochradfahrer mit der nase ein furche in den asphalt zieht.

Beim Langlieger dürfte des Trägheitsmoment recht groß sein- die größte Masse ist weit vom Drehpunkt entfernt...

und genau das fehlt oben in deinem sehr schwer zu lesenden beitrag.

die beschleunigung (verzögerung ist ja eine negative beschleunigung) enthält übrigends bereits die zeitkomponente.

nein, in dem Fall habe ich nur die zeitliche Ableitung der Beschleunigung, also s 3 Punkt betrachtet, sprich wie schnell der Übergang vom Rad aufs Gesamtsystem erfolgt. Für die Komponente könnte übrigens auch das Liegerad (theoretisch) senkrecht zum Boden stehen, der Unterschied hierfür besteht nur Trägheitsmoment.

soso, wenn ich also beispielsweise von 30km/h auf 20m anhalten will und die bremse progressiv betätige werde ich also eine niedrigere gefahr haben als wenn ich gleichmäßig bremse?

daran glaube ich wiederum nicht.

noch mal schön langsam zum Mitmeißeln: die Entbeschleunigung sei die gleiche, es geht lediglich um die Zeit bis die Bremse richtig greift. Andersherum gesagt: zu der Komponente, die aus dem hohen Schwerpunkt resultiert kommt noch eine weitere Komponente, die das Hinterrad aufsteigen läßt- und die Komponente ist bei gleicher (KURZER) Zeit bis zum Greifen der Bremse umso größer, je höher die Rotationsgeschwindigkeit des Rades ist. Treiben wir das Gedankenexperiment weiter: gleich schwere Laufräder eines Scheibe, eines Normal- gleiches, schlagartiges Bremsen - bei welchem Rad ist die Neigung zum Überschlag größer?

Beim Normalen- warum?


größeres Trägheitmoment, größerer Drehimpuls.


Bei 20m Bremsweg aus 30km/h komme ich nicht ansatzweise an einen Überschlag...

Hallo,

ich fürchte, wir nähern uns hier so langsam wieder der demokratischen Physik...

Vorher will ich meinen persönlichen Senf dazu geben. Unabhängig von der Art des Rades muss die bestmögliche Bremse in der Lage sein, auch bei extremen Umgebungsbedingungen die größte physikalisch mögliche Bremsung (negative Verzögerung), sprich, den kürzestmöglichen Bremsweg zu erzeugen. Sonst ist die Bremse zu schlecht. Diese Bremse wird dann bei anderen Bedingungen entweder ein rutschendes Vorderrad oder ein abhebendes Hinterrad bewirken. Dass dies nicht passiert, liegt in der Verantwortung des Fahrers (üben!). Die umgekehrte Anforderung, eine Bremse, die ein abhebendes Hinterrad oder ein wegrutschendes Vorderred unter allen Umständen verhindert, führt dazu, dass die Bremswirkung in anderen Situationen nicht ausreichend ist. Vereinen lassen sich diese beiden Forderungen nur mit einem echten ABS inclusive der dazu notwendigen Regelelektronik und der hydraulischen Ventile und Pumpen. Um diese sicher funktionieren zu lassen, ist eine entsprechende Energiebevorratung erforderlich, sprich, eine Fahrzeugbatterie. Um diese sicher aufgeladen zu haben, ist ein Nabendynamo notwendig (der dann auch gerade als Drehzahlsensor tätig werden könnte). Wir haben dann also auf unserer Einkaufsliste:

• Ein Nabendynamo als Energieversorgung und Vorderrad-Drehzahlsensor (hoffentlich hat er genug Auflösung)
• Ein Hinterradsensor
• Eine Fahrzeugbatterie
• Eine elektronische Regeleinheit
• Eine hydraulische Aktoreinheit
• Und natürlich eine hydraulische Bremse, damit das auch arbeiten kann
• Ein "Zündchloss", damit es auch abgeschaltet werden kann, wenn das Rad steht

Schaut Euch mal die Aufpreisliste bei BMW, Ducati, Honda,... an, was das ABS extra kostet. Und eine Batterie, Generator und Zündschhloss kämen noch hinzu. Und das damit verbundene Gewicht. Oder eine feinfühlige Hand an einer gut zu kontrollierenden, hysteresefreien Bremse und ein Helm und Handschuhe für den Fall, dass entweder die Feinfühligkeit oder die schlichte Fahrphysik ein rechtzeitiges Anhalten nicht ermöglicht haben, scheint mir beim derzeitigen Stand der Technik die bessere Wahl zu sein. Wenn ein echtes ABS fürs Fahrrad für 50 Euro zu haben ist und nicht mehr als ein Pfund wiegt, bin ich allerdings gerne dabei.

Grüße
hans-albert

das glaube ich allerdings auch.

Sorry, aber da hast du schon recht mit dem Senf. Mit realer Technik hat das nichts zu tun. Die größtmögliche Verzögerung hält dein Körper gar nicht aus. Wieviel - g´s solln´s denn sein?

Kommt mir irgendwie bekannt vor , meine Stimme bei der demokratischen Physik ist dir sicher.

Jan

Hallo Jan,

beim Lesen Deiner Beiträge hatte ich die gleiche Idee wie hans-albert. Wir scheinen uns mal wieder der gefühlten bzw. der demokratischen Physik zu nähern.

1. Was ist End(t)beschleunigung? Es gibt eine Anfangsgeschwindigkeit und eine Endgeschwindigkeit (v = 0) als Resultat des Bremsvorgangs. Bringt man die Geschwindigkeit in einer bestimmten Zeit von x auf Null, errechnet sich eine Beschleunigung von ein paar m/s² mit negativem Vorzeichen. Blockiert die Bremse, d.h. die Zeit ist im Extremfall = Null, ist die negative Beschleunigung unendlich. Wäre schön, wenn Du mal Deine Theorie in Zahlen darlegst.

2. Der Drehimpuls der Räder hat nichts mit der Drehung des Gesamt-Systems um ein Gelenk zu tun. Das Gelenk ist die Vorderradnabe, die im Moment der Blockade fest eingespannt ist (gedankliches Modell). Das System dreht sich um diesen Punkt infolge der Trägheitskraft, die sich aus der Masse des Systems und seiner Geschwindigkeit ergibt.

Gruß Dietmar

Bei Landfahrzeugen, die real bremsen, und nicht gegen eine Wand fahren, genau 1g oder 9,81m/s², sofern sie keinen aerodynamischen Anpressdruck erzeugen und ein potenzieller Verzahnunseffekt unberücksichtigt bleibt, aber ein Haftreibungskoeffizient von 1 angenommen wird. Eisenbahnen mit 0,15 ohne Sand lassen wir mal aussen vor, es ist ja ein Radforum. Wieso? Was dachtest Du denn, was ich meine?

Wenn die Bremse so gut ist, dass ein geübter Fahrer bei schlechtem Wetter (nasse Scheibe/Felge), aber gutem Gripp 9,81m/s² hin bekommt, wird ein ungeübter Fahrer mit der selben Bremse bei trockener Scheibe/Felge über den Lenker gehen, und bei glatter Fahrbahn in der Kurve den Kamm'schen Kreis aus der Bodenperspektive überdenken. Und eine Bremse, die in den beiden letzten geschilderten Situationen auch einen beidseitig linkshändigen und fünfdaumigen Grobmotoriker nicht überfordert, wird bei Regen und gutem Gripp weit hinter den physikalischen Möglichkeiten zurückbleiben und gegebenenfalls für einen Unfall sorgen.

Beide Forderungen zu vereinbaren ist nur im geschlossenen Regelkreis möglich.
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Grüße
hans-albert

recht haste.
Was folgt daraus konkret:
möglichst eine Bremse mit geringem Übertragungsverlust der Kraftübertragung, geringer Hysterese und einer Übersetzung verbauen, die mit normaler Handkraft (Frauen haben da signifikant weniger.) auf einem Untergrund mit maximalem Reibkoeffizienten das maximale Fahrergewicht sicher zum stehen bringt.

klingt lösbar.

job

Hallo Job,

Danke für die Zustimmung. Du hast die richtigen Schlussfolgerungen exakt zusammengefasst. Noch extremer als bei Frauen ist es bei Kinderrädern, meine momentane Beschäftigung. Mann, wachsen die schnell. Fast alle Jahr eine neue Rahmengröße erforderlich. Noch weniger Handkraft bezogen auf das Körpergewicht, aber im Verhältnis ein sauschweres Rad. Daher habe ich meinen Kindern überall hydraulische Bremsen ans Rad gebaut, je nach Griffweite HS22, HS33, und in einem Fall sogar eine 2000er Louise mit 180er Scheibe ans 20" Vorderrad. Aber nur, weil die eh übrig war (Bastelkiste...). Für die Kinder ist eine solche Bremse eine Offenbarung und trägt sehr zum Sicherheitsgefühl bei.

Grüße
hans-albert

Ich ahne nun was du meinst.
Der Drehimpuls des Rades ist aber eher unbedeutend und sicher nicht in der Lage einen Fahrer über den Lenker zu hebeln.

Ich erkläre mir das ganze so:
Basis ist die Formel für die Haftreibung, die aus Normalkraft mal Reibbeiwert besteht.(grob)
Durch das Beharrungsvermögen entsteht beim Bremsen auf das Vorderrad eine Kraft, die zum Teil als Normalkraft wirkt und damit für die Reibkraft (Reifen-Boden) zuständig ist.

Betrachten wir dann eine Vollbremsung, d.h. es wird mit der maximal möglichen Handkraft gebremst:

Fall 1, Vollbremsung aus kleiner Geschwindigkeit:
Es entsteht eine kleine Normalkraft auf das Vorderrad und damit nur eine kleine Haftreibungskraft. Diese kleine Haftreibungskraft kann man auch mit der Bremse in der Felge (oder Scheibe) erreichen. Damit gibt es ein Kräftegleichgewicht und das Rad blockiert und der Fahrer überschlägt sich oder das Vorderrad rutscht weg. (je nach Hebelverhältnissen und Untergrund) Das fiese daran ist auch noch, das bei den Bremsklötzen ein Übergang von Gleitreibung in Haftreibung stattfindet, was eben das schlagartige Blockieren bewirkt.

Fall 2, Vollbremsung aus hoher Geschwindigkeit:
Es entsteht eine große Normalkraft auf das Vorderrad und damit eine sehr große mögliche Haftreibungskraft. Diese Haftreibungskraft kann mit der Bremse nicht erreicht werden und das Rad blockiert nicht, bzw. erst dann, wenn der Fahrer schon deutlich runtergebremst hat und die Haftreibungskraft weit genug abgesenkt ist.

Das ist, auf das wesentliche reduziert und vereinfacht, der Clou an der Sache, das bei hoher Geschwindigkeit die Bremskraft immer noch nicht ausreicht, die mögliche entstehende Reibkraft zwischen Boden und Reifen zu erreichen.

edit: Achtung Theorie ist falsch! Hier noch der Link zum korrekten Erklärungsmodell Überschlagsgrenzwert