Die Bremsanlage

… zum Stehen kommen …

Ich kann mich heute noch sehr lebhaft an meine ersten Bremserfahrungen mit dem Möpi erinnern – vor ca. 25 Jahren … 😉

Der Bock hieß XS 400 und war schon damals – Mitte der 80er – mit rund 10 Jahren ein eher betagteres Modell. Um nun diese Liebesgeschichte auf’s Wesentliche zusammen zu dampfen: Ich hatte stets beim Bremsen – trotz Doppelscheibe vorne und Scheibe hinten

(ein Reimport mit Meilentacho) – den kaum zu bändigenden Reflex, auch noch die Füße in den Asphalt zu rammen …

Erst viel später sollte ich auch mit Trommelbremsen und anderen  älteren Stoppern, als den Schwimmsätteln der 400er, in Berührung kommen.

Gleichwohl – „älter“ muß nicht „schlechter“ heißen, wenn es sich beispielsweise um die TZ-Einkolben-

Festsättel handelt – bevorzugt mit satt dimensionierten  298-er Scheiben – die sowohl im Rennsport ihren Einsatz fanden, als auch u.a. an diversen RD’s und auch XSsen verbaut wurden.

Schon in den Siebzigern wurden – natürlich ausgehend vom Rennsport – vielfach Scheibenbremsen verbaut. Nach Jahrzehnten der Entwicklung hat sich das Konzept für alle Kraftfahrzeuge durchgesetzt, auch wenn zwecks- oder anforderungsorientiert immer mal wieder Trommelbremsen (vorzugsweise in „ökonomisch-optimierten“ Kleinwagen) zum Einsatz kommen.

Heutzutage steht das Thema der Bremskraft nicht mehr im Fokus. Statt dessen richtet sich der Blick auf die Dosierbarkeit der Bremse – oder besser das Bremsgefühl. Heute rutschen die Scheiben nicht mehr durch – durchaus aber die Reifen, die ja diese Negativ-Beschleunigung wiedermal auf den Asphalt pressen müssen. Auch wenn sich heute schon die meisten modernen Motorräder recht mühelos zum Stoppie bringen lassen, versteht es sich von selbst, daß im Rennsport – bezogen auf die und v.a. das Bremsen – noch ganz andere Gesetze gelten, als im Straßenverkehr.

Insofern lassen sich renntechnische Entwicklungen und Konzeptionen vielfach nur mittels Kompromiß oder sogar gar nicht in den Straßenverkehr übertragen! Klar, wenn man sich bewußtmacht, daß die Vollbremsung auf dem Kringel vorhergesehener Regelfall – im Straßenverkehr dagegen überraschender Notfall darstellt. Die Optimierung gerade von Bremsanlagen sollte also in jedem Fall wohlüberlegt sein und möglichst auf umfangreichem Erfahrungswissen beruhen. Punktuelle Upgrades sollten das Fahrzeug nicht an einer unkalkulierbaren Stelle überfordern! Auf eine aus heutiger Sicht suboptimale Bremse kann ich mich einstellen, auf plötzlich nachgebende Fahrwerks- oder Rahmenbestandteile möglicherweise nicht.

1. Die Bremspumpe

Was unten rauskommt hängt davon ab, was oben reinkommt. Sozusagen stellt die Bremspumpe also lediglich das Interface zwischen Hand und Bremszange dar. Ist die Pumpe in der Lage, die Handkräfte fein aufzunehmen und weiterzuleiten, kann die Zange unten fein den Druck auf die Scheiben oder Trommeln weitergeben.

Also gemäß des Grundsatzes, „wie man in den Wald ruft …“, sollte die Optimierung der Bremse also zunächst bei der Bremspumpe beginnen. Hier werden bei modernen Sportlern zunehmend und im Rennsport standardmäßig Radialpumpen verbaut, die zwar keinen höheren Bremsdruck aufbauen, aber mehr Dosierbarkeit anbieten. Was im Rennsport sicher Sinn macht, ist für den sportlichen Alltagsfahrer aber in den meisten Fällen lediglich ein schickes (und teures!) Gimmick.

Während es nämlich im Rennsport auf die feine Ermittlung des Grenzbereichs ankommt – Voraussetzung zur Lokalisierung des optimalen Bremspunktes vor der Kurve – sollte im Alltagsbetrieb doch die Auslotung der Reserven weniger zum Thema werden. Gleichwohl, optisch machen Radialpumpen schon ordentlich was her – und sehen verdammt schnell aus … 😉

Dennoch – moderne 14er, 16er oder Axialpumpen mit noch größeren Kolbendurchmessern reichen heute auch bei ambitionierter Fahrweise locker aus, die Fuhre gut  – und mit entsprechender Routine auch ohne Blockierung zum Stehen zu bekommen.

Während in den früheren Tagen Bremsentuning oft aus dem Wechsel auf eine Pumpe mit kleinerem Kolbendurchmesser bestand – z.B. Verwendung einer 14er-Pumpe von einer Einscheibenanlage anstatt der größer dimensionierten 16- oder 17er für die Doppelscheibenanlage – rüsten heute die Hersteller schon so manches Superbike mit kleineren Pumpen aus.

So pressen beispielsweise auch bei einigen R1-Baureihen 14er-Pumpen das DOT durch die Leitung.

Neben der Wahl des Kolbendurchmessers spielt mitunter, wie oben schon angesprochen auch die Bauform – axial oder radial – eine wesentliche Rolle für die Bremskraftdosierung:

  • Axial: Bremskolben steht parallel zum Lenker, (axial = „entlang einer gleichen Linie“)

 

  • Radial: Bremskolben steht in rechtem Winkel  zum Lenker (radial = „geradlinig von einem Punkt ausgehend“)

 

Während bei der klassischen, axialen Bauform die Hebelkraft indirekt über einen umlenkenden Hebelnocken unterhalb des Hebellagers auf den Kolben wirkt, kommt die Hebelkraft bei der modernen, radialen Bauform direkt am Kolben zur Wirkung. Da hier auf die Umlenkung mittels Nocken verzichtet wird, entspricht der Hebelweg exakt dem auf den Kolben wirkenden Druck. Wie wir von der Federbeinaufhängung wissen, bewirken Umlenkungen entlang des Hebelwegs stets Progression (Zunahme der Wirkung zum Ende hin), die hier also wegfällt. Dadurch gibt die Radialpumpe dem Fahrer konstant feinere Rückmeldung und ist somit besser dosierbar.

 2. Die Bremsleitung

Es soll ja Menschen geben, die beim Fahren mit Gummischläuchen einen schwammigen oder gar wandernden Druckpunkt zu beklagen hatten/ haben. Ich habe davon oft gehört und dann immer wieder gedacht, daß ich halt zu unsensibel bin oder halt nie richtig den Anker rausgeworfen habe. Ich konnte nie so etwas oder überhaupt irgendwas nach einer Umrüstung feststellen. War mir allerdings auch egal. Ich hatte nie überalterte oder ungenügend entlüftete Bremsen …

Meine erste Stahlflex habe ich (trotzdem) an meine R1 gebaut. Die Bremse war nach meinem Empfinden schon von Haus aus klasse. Damals hatte ich einfach Spaß dran, das Möpi „noch schöner“ zu machen …  :mrgreen:

Die folgenden Mopeten bekamen alle Stahlflexen. Bei den Brenneisen steckte die „Logik“ dahinter, daß ich mich auf dem Kringel mit einem unkalkulierbaren Problem gar nicht erst befassen wollte (und mir Gummi sowieso zu peinlich gewesen wäre …) und meine überwiegenden Straßengondeln waren z.T. so alt (siehe XS 650), daß sowieso neue Schläuche dran mußten.

Wie auch immer: Ob nun tumb oder sensibel, Brenner oder Gleiter …  😉

… Bremsschläuche auszumustern hat nämlich trotz allem ein unschlagbares Argument: Die Dinger altern! Die meisten Hersteller geben Wechselintervalle von roundabout 5 Jahren an (auch wenn sich da kaum einer drum schert …)! Stahlflexen sind mit Ihrer inneren Teflonschicht dagegen wartungsfrei! Selbst wenn am Gummischlauch nichts zu sehen ist, kann er porös werden und das hygroskopische – also wasseranziehende – DOT schlürft Feuchtigkeit durch den Gummi und verliert zunehmend Kompressionswiderstand. Kurz: es braucht immer mehr Druck für die gleiche Bremswirkung! Da das allerdings meist ein schleichender Prozeß ist (und wir natürlich auch die DOT-Wechselintervalle von 2 Jahren einhalten …), bemerken wir ihn meist erst dann, wenn wir irgendwann mal mit dem Bremshebel eine Delle in den Griff drücken …

 3. Die Bremszange

Wenn wir oben drücken, quetscht die Pumpe das Hydrauliköl durch die Leitung in die Bremszange. Nachgeben kann nur der Bremskolben, der also notgedrungen in Richtung der Bremsscheibe wandert. Damit die dazwischen liegenden Bremsbeläge nachdrücklich die Rotation der Scheiben verlangsamen, darf der Druck natürlich nicht abnehmen. Das heißt, daß weder die Leitung noch die Zange selber in Ihrer Festigkeit nachgeben darf und vom Druck aufgespreizt wird.

Bei modernen Rennmaschinen und auch schon einigen Seriensportlern kommen inzwischen auch radiale Bremszangen zum Einsatz. Blenden wir aber kurz etwas zurück: Nach dem technischen Schritt von Trommel- auf Scheibenbremse konnte bereits in den Siebzigern auf Zangen zurückgegriffen werden, die sich durch bemerkenswerte Bissigkeit hervortaten. Als Beispiel seien hier die TZ-Festsättel genannt, die neben den frühen RD- und XS-Modellen sogar baugleich die TZ-Renner schmückten.

Im Laufe der Zeit wurden dann schwimmend gelagerte Sättel konstruiert, die einen deutlich gesenkten Verschleiß aufwiesen – allerdings längst nicht den Gripp boten.

Im Laufe der Zeit vermehrten sich die Bremskolben wie durch Geisterhand … Waren es ursprünglich noch 2, kamen schon recht schnell 4- und auch 6-Kolbenzangen – wie z.B. an der YZF 750 – auf den Markt.

Obwohl mittlerweile auch 8-Kolbenzangen den Markt bereichern, kann davon ausgegangen werden, daß der 4-Kolbensattel sich durchgesetzt hat. Dies vor allem konstruktionsbedingt, da die Länge der Öffnung unmittelbare Effekte auf die Festigkeit des Sattels hat: Kurze Öffnung = höhere Festigkeit.

Im Rennsport gelten noch weitere Kriterien. Neben der Bremswirkung und dem Bremsgefühl, wird hier noch der ungefederten Masse Beachtung geschenkt. Im Laufe der Entwicklung arbeiteten die Konstrukteure mit unterschiedlichsten Metallveredelungen, bis die heutigen Edelstahlscheiben gängige Standard-Verzögerungswerte erreichten. Trotz aller Veredelungsbestrebungen gelang es aber nicht, die Scheiben – wogen sie in den Siebzigern jeweils noch mehr als 3 Kg (!) – unter 1,5 Kg pro Scheibe zu abzuspecken. Diese rund 3 Kg erhöhen spürbar die stabilisierenden Kreiselkräfte des Rades, die gegen die Neigbarkeit wirken: Das Moppett verlangt in der Kurve nach einer schweren Hand …

 Je leichter die Räder dann werden, desto handlicher wird das Krad – desto feiner läßt es sich an den Grenzbereich heranfahren. Irgendwann mußten die Techniker dem entsprechend also zur Kohlefaser kommen. Während der pure Stahlring heute ca. 12-hundert Gramm wiegt, empfehlen sich vergleichbare CFK-Ringe mit 700 – 800 Gramm! Da die Bremsen insgesamt so weit ausgereift sind, sind die Reibwerte der Kohlefaser-Ringe im Rennsport eher sekundär. Sie müssen nur leichter sein! Die Ringe packen allerdings erst ab 200 Grad aufwärts und bieten den Belägen bei Feuchtigkeit oder Kälte nichts zum Reinkrallen, weshalb Kohlefaserscheiben auch noch einen Kälteschutz brauchen.

Entsprechend der Reifenentwicklung und der dadurch reduzierten Felgengrößen von 17 auf 16,5 Zoll ergaben sich in Kombination mit den „Schönwetterbremsen“ Probleme in den Umrüstzeiten. Für die CFK-Ringe braucht es natürlich spezielle Zangen und Beläge und weil die beste Bremswirkung nur durch zueinander passendes und eingefahrenes Material erreicht wird, steht bei Wetterwechsel auch stets kompletter Austausch an! Auf die kleinen Felgen ließen sich die Axialsättel allerdings nicht mehr so leicht und schnell aufschieben.

Die Geburtsstunde der Radialzangen!

Dabei handelt es sich um Bremszangen, die auf einem festen Träger mit radialen von der Gabel abstehenden Bolzen sowohl schnell abgebaut, als auch in Ihrem Abstand zur Radachse durch einfache Unterlegscheiben variiert werden können, wodurch sich Bremsscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern verwenden lassen. In der Regel werden heute die Sätze: Rad, Scheibe und Sattel, stets komplett beieinander gehalten. Gewechselt wird das komplette System während der Träger an der Gabel verbleibt. Nebenbei ein kleines zusätzliches Schmankerl: Natürlich haben sich die Techniker auch was für die Bremsleitungen ausgedacht! In den Leitungen werden sogenannte „Dry-Break-Kupplungen“ verbaut. Die kann man sich als eine Art Bajonett-Verschluß vorstellen, der eine Leitungstrennung ohne Ölverlust und Entlüftung ermöglicht.

Darüber hinaus bietet die Radialzange allerdings keine Verbesserung in Bremswirkung und Dosierbarkeit – wozu auch? Für den dreifachen Überschlag? :mrgreen:

 Aber darüber darf gerne gestritten werden …

4. Die Bremsbeläge

Die Weiterentwicklung der Bremsbeläge führte irgendwann zu der Erkenntnis, daß die Bremskraft nicht effizient durch die Vermehrung der Bremskolben zu optimieren ist. Tatsächlich entscheidet heute – wo die Bremswirkung eher an den Reifen ihre Grenzen findet – vielmehr die Wahl der für die jeweilige Bremse besten Beläge über die Bremsqualität. Anforderungen an die Bremsbeläge bestehen darin, auch bei hohen Temperaturen nicht in der Reibwirkung nachzulassen, generell Hitze gut abzuleiten, ohne zu verglasen und auch den mechanischen Belastungen gut widerstehen zu können.

Klassische Bremsbeläge weisen organische Reibflächen auf. Diese bestehen aus einem verpressten Mix aus Fasern, die aus Glas, Gummi, Karbon bzw. Kevlar und hitzebeständigen Harzen bestehen. Generell bietet sich ihre Verwendung eher für ältere Motorräder und Bremsanalagen mit Gußscheiben an. Sie sind zwar weicher und für ungeübte Fahrer gut dosierbar, bieten aber in der Regel – neben dem höheren Verschleiß – Probleme bei Nässe und anhaltend hohen Temperaturen, die sie unwillig mit Fading quittieren. Nach dem Belagwechsel ergeben sich lange Einfahrtzeiten, in denen sich die Belagoberfläche der Scheibenoberfläche anpaßt, bis die volle Bremswirkung erreicht ist.

Moderne Bremsbeläge sind mit gesinterten Reibflächen ausgestattet. Mit „Sintern“ wird ein thermisches Druckverfahren bezeichnet, in dem pulvrige Stoffe unterhalb ihres Schmelzpunktes miteinander verbacken werden. Verwendet werden neben den üblichen Schmier- und Schleifstoffen, anders als in den organischen Belägen, verschiedene Metallpulver in „geheimer“ Mischung. Ihre Verwendung belohnen die Sinterbeläge mit deutlich besserem Kalt-und Naßbremsverhalten. Nach kurzer Anbremszeit glänzen sie schon beim Einsatz geringer Handkraft mit exaktem Druckpunkt und lassen Fading vermissen.

Auch wenn Sinterbeläge ihre Herkunft aus dem Rennsport nicht verleugnen können, bieten nicht alle rennsportorientierten Beläge auch wirkliche Vorteile für den ambitionierten Alltagsfahrer. Hier sei noch einmal deutlich darauf hingewiesen, daß auf dem Kringel fundamental andere Fahrbedingungen herrschen, als im öffentlichen Straßenverkehr! Mitunter verzichten Rennbeläge auf einen harten Druckpunkt zur Optimierung der Dosierbarkeit. Rennmischungen, die auch für den Straßenverkehr zugelassen sind, können dagegen bei erhöhter Standfestigkeit und Verzögerungsleistung deutlich anspruchsvoller bezüglich der Feinfühligkeit sein. Fazit: State oft the Art sind Sinterbeläge. In Kombination mit einer modernen Bremse bleibt bezüglich der Verzögerung im öffentlichen Straßenraum wohl kaum mehr ein Wunsch offen, so daß rennambitioniertes Material hier eigentlich kaum Sinn macht. Zugelassene Rennmischungen oder reine Rennbeläge fordern den Fahrer dagegen deutlich mehr. Vorteile liegen dann auch eher im reinen Rennbetrieb, wenn es darum geht, die Grenzen auszuloten.

5. Die Bremsscheibe

Bis zum heutigen Standard haben Bremsscheiben einige Entwicklungsstufen durchlaufen. Material, Stärke, Durchmesser und Lagerung sowie Gewicht und auch Form haben dabei deutliche Unterschiede aufgewiesen.

So sind heute nach den Anfängen mit Gußscheiben verschiedenste Metallkombinationen verwendet worden, bis sich heute Chromstahl durchgesetzt hat. Nachdem klar wurde, daß der Durchmesser sich auf die Bremswirkung auswirkt, wuchs er auf über 30 cm an – was in die Felge so reinpasst …

Während in den Siebzigern noch Scheiben mit 7mm Stärke verbaut wurden, die jeweils über 3 Kg wiegen, reichen heute läppische 4 mm, den ungefährdeten Stand zu erreichen.

Neben der Scheibenstärke wirken sich natürlich auch Lochungen und Schlitzungen auf das Gewicht aus, wenngleich diese in den Anfängen – wenn bereits vom Hersteller eingeführt – vorrangig zum Zwecke der Naßbremsoptimierung beigebracht wurden. Durch die Lochung verringert sich nämlich die Gasausdehnung verdampfenden Wassers zwischen Scheibe und Belag, so daß der Belag unmittelbarer mit der Scheibe in Kontakt bleibt. Bei nachträglichen Lochungen (s.o.) ist wohl meist das Gewicht im Fokus …

Schon recht früh gab es einteilige und auch zweiteilige Bremsscheiben. Erst moderne Bremsscheiben haben allerdings schwimmende Lagerungen zwischen Innen- und Außenring. Dazu waren die beiden Ringe nicht miteinander verschraubt oder mit verpressten Floatern versehen, sondern an diesen beweglich gelagert. Das bewirkt natürlich keinen Vorteil für die Bremskraft, sondern verhindert lediglich ein durch Überhitzung ausgelöstes Verziehen der Bremsscheibe, weil sich der Außenring leichter ausdehnen und wieder zusammenziehen kann.

Die Temperatur ist tatsächlich schon immer ein Thema für die Konstrukteure von Bremsscheiben gewesen. So wurde, wie im Automobilbau, auch bei einigen Superbikes in den 80ern – z.B. bei unserer FZ 750 – mit  innenbelüfteten Bremsscheiben experimentiert. Da wir dergleichen heute nicht mehr sehen, hat sich das wohl nicht wirklich durchgesetzt – oder war schlichtweg zu teuer. Aber nett, daß wir’s mal angeboten bekommen haben …  😉

Heutzutage sind Bremsscheiben mit welliger Kontur ganz hip. Bis auf gute Selbstreinigungseigenschaften– also den Straßenschlamm am Sattel abzustreifen – und angeblich verbesserte Naßbremswirkung haben sie allerdings keine bekannten Vorteile … abgesehen von den  vielzitierten optischen …

4 Kommentare zu Die Bremsanlage

  1. Dirk Könsgen sagt:

    Hallo, habe an meiner Renn-RD Bremssättel von einer FZ 750 montiert und eine Axial-Bremspumpe von einer R1. Trotz mühseligem Entlüften und Stahlflex kriege ich keinen sauberen Druckpunkt hin. hast du vielleicht noch einen Tip für mich?
    Die Sättel sind frisch gemacht, ist vielleicht der Kolbendurchmesser der Pumpe zu klein?

    • Wodit sagt:

      Hi Dirk,
      die Kombi hatte ich noch nicht, aber denke, Deine Überlegung stimmt. Die FZ-Zangen brauchen mit Ihren 16er-Kolben zuviel Dot für den kleinen 14er der R1-Pumpe. Bremst zwar, aber der Weg wird zu lang um einen Druckpunkt aufzubauen. Im schlimmsten Fall ist der Druckpunkt Dein Griff … 😉
      Lösung: Ypse750-Pumpe! Hat 5/8-Kolben (16mm).

      Hoffe, es klappt – gutes Gelingen, Wodit

      Noch ein Nachtrag: R1-Pumpe mit TZ- (RD-) Festsätteln ankert auch brachial … 🙂

      • Dirk sagt:

        Danke für den Tip, habe jetzt die 16er Bremspumpe und jetzt zieht man den Hebel bis in die Mitte und dann ist es bombenfest. Man muss halt nur zusammenbauen, was zusammen gehört, wie immer.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.