Wie gleichen Hersteller von Fahrradbremsen die physikalischen Einschränkungen ihrer Produkte aus?

Diese Frage gilt sowohl für mechanische als auch für hydraulische Bremssysteme.

Firmengelände:

  • Die menschliche Hand hat einen Schwellenwert dafür, was ein angenehmer Grad an Druckkraft ist, der mit Ermüdung des Fahrers abnimmt. (Siehe den ausgezeichneten Kommentar von Chris unten.)
  • Das Bremssystem wird nicht fremdgespeist.
  • Die üblichen Gesetze der Physik werden eingehalten.

Ich verstehe nicht, wie einige Bremsen eindeutig besser sein können als andere.

Grundsätzlich lassen sich Bremsen als Hebel modellieren. Eine Bremseinstellung mit großem Belagspiel wird entweder schwach sein oder einen großen Hebelweg haben. Es gibt kein kostenloses Mittagessen; Man muss immer Kraft, Hebelkraft, Hebelfreihub und Belagspiel ausbalancieren.

Zum Beispiel verwenden die abfahrtsorientierten Hydraulikbremsen von Shimano Saint und Zee ein hohes Hebelverhältnis in den Hebeln, um mehr Bremsbelagklemmkraft zu erzeugen. Der Kompromiss dafür ist ihr langer Freihub, dh wie weit man den Hebel aus seiner Ruheposition herausziehen muss, bis die Bremse greift. Umgekehrt verwenden die meisten SRAM-Hydraulikbremsen einen „normalen“ Freihub und einen großzügigen Belagabstand, was zu ihrer charakteristisch milden Kraft führt.

Natürlich spielen viele Designfaktoren eine Rolle, wie z. B. Dual-Pivot-Felgenbremsen, Shimanos „Servo-Wave“- und SRAMs „Swinglink“-Designs mit variabler Hebelwirkung, Drehlagerqualität, hydraulische Zwei- oder Vierkolben-Bremssättel oder sogar einfach alt Fertigungsqualität. Diese helfen insgesamt, aber da High-End-Bremsen alle diese Funktionen enthalten, sehe ich nicht, wie die Implementierung einer bestimmten Marke die der anderen klar überstrahlen könnte.

Ich nehme an, die Inspiration dafür war, dass ich mich fragte : "Wie können 900-Dollar-Bremsen von Trickstuff (oder anderen Premium-Herstellern) diesen Preis wert sein, wenn sie genau die gleichen physikalischen Faktoren wie 200-Dollar-Bremsen von Shimano und anderen ausgleichen müssen?" Die High-End-Bremsen sind angeblich in jeder Hinsicht besser als billigere, aber ich sehe nicht, wie das möglich ist.

In Bezug auf die Prämisse der Griffstärke: Bei einer ausreichend langen Fahrt mit ausreichendem Bremsen beginnt sogar die Griffstärke eines bestimmten Fahrers zu schwinden. Und nicht alle Fahrer haben auch im Verhältnis zu ihrem Gewicht die gleiche Griffstärke. Ein schwerer Fahrer auf einem schweren Fahrrad mit schwachen Händen muss nicht nur stärker bremsen, sondern auch viel stärker drücken, und seine Hände ermüden schneller
@ChrisH Schlechte Formulierung meinerseits. Ich meinte wie in "Unabhängig vom Bremsendesign werden Sie sich nie wohl fühlen, wenn Sie mit mehr als X Newton Kraft quetschen."
Das ist eine gute Art, darüber nachzudenken, aber ich denke an eine zweite Hälfte Ihres Satzes "... und Sie möchten nicht sehr oft mehr als etwa 0,5XN verwenden." (Natürlich ist es nicht nur Ermüdung, sondern Grip und die Fähigkeit, die Bremskraft zwischen den Bremsen für die Fahrbedingungen auszugleichen.)

Antworten (4)

Es steckt mehr dahinter als die 3 Faktoren, die Sie beschreiben, abgesehen von der Umwandlung einer Kraft in eine andere. Ein paar andere:

  1. Die Auslenkung der Gestänge beim Bremsen. Ein schwacher Bremssattel erhöht effektiv den erforderlichen Hebelweg und fühlt sich schwammig an, aber ein felsenfester Bremssattel ist entweder schwerer oder erfordert exotischere Materialien.

  2. Einstellbarkeit oder einfache Einrichtung. Einige Bremsen sind miserabel, um genau richtig zu werden, andere haben gut platzierte Kabelanschläge, Spanner und andere Dinge, die es einem Mechaniker ermöglichen, sie methodisch einzuwählen. Dies unterscheidet insbesondere die Gewinner von den Verlierern bei Canti-Bremsen für alle, die möchten, dass sie leise sind.

  3. Langlebigkeit - Ich denke, das ist auch ziemlich wichtig, selbst beschissene Stufenbremsen funktionieren ziemlich gut, wenn sie brandneu sind, können aber ziemlich schnell kaputt gehen, während bessere Bremsen länger halten.

  4. Gesamtgewicht und Gesamtgröße. Denken Sie darüber nach, eine große Reifenfreiheit zu bieten und gleichzeitig Aspekt Nr. 1 unter Kontrolle zu halten.

  5. Der Versuch, einen bestimmten Preispunkt zu erreichen, wird die Gewichtung all dieser Faktoren verändern. Die Kosten umfassen nicht nur die Materialien, sondern auch die Herstellungsprozesse, und die Engineering-Kosten müssen über jede verkaufte Einheit abgeschrieben werden.

Aber leider ist die Konstruktion von irgendetwas ein Gleichgewicht von Kompromissen, und die genauen Details, wie diese Kompromisse gegeneinander abgewogen werden, sind wirklich die geheime Sauce, also ist "es ist ein Geheimnis" die einzige allgemeine Antwort, die Sie bekommen können .

3b. Langlebigkeit der Bremsbeläge. Je besser sie stoppen, desto schneller verschleißen sie.
1b. Schwache Hebel – beim Biegen des Hebels wird etwas Kraft aufgewendet, was auch den Federweg verringert. 1c. schlechte Verkabelung (Qualität, Verlegung, Überlänge, Biegungen) lenkt ebenfalls ab
@Criggie hat recht, aber es ist kein einfacher 1-dimensionaler Faktor. Teurere (Felgen-) Bremsbeläge verwenden möglicherweise 2 Mischungen oder nur eine bessere, die eine anständige Lebensdauer und eine gute Bremskraft hat. Bei Scheiben haben gesinterte Beläge eine weitaus bessere Lebensdauer als Harz und eine nahezu identische Leistung in der realen Welt (besser in meinem Fall, aber die Harzbeläge an meinem MTB sind an Müllsätteln angebracht).
Ich bin mir nicht sicher, wo das reinpasst, aber in sicherheitskritischen Systemen müssen Vorkehrungen für weniger als perfekte Bedingungen eingebaut werden. Sie können sich ein Bremssystem vorstellen, das mit 1-Finger-Druck im Trockenen so scharf stoppt, wie Sie möchten, aber selbst mit 4 Fingern im Nassen viel weiter zum Stoppen braucht. Ohne den Fahrstil an die Bedingungen anzupassen, ist das nicht sicher. Oder Sie könnten ein altes Fahrrad mit Chromfelgen kaufen, um es selbst zu fühlen. Man könnte das 100 % im Trockenen nennen, 20 % (nachgemacht) im Nassen. Ein besseres Allround-System könnte 90 % trocken, 70 % nass oder sogar 80 %/79 % haben.
Soweit ich weiß, liegt der Sinn von Chromfelgen nicht darin, bei trockenem Wetter gut zu bremsen (meiner Erfahrung nach ist es bei trockenem Wetter schlecht und bei Nässe schrecklich), sondern schön und glänzend auszusehen und den Stahl vor Korrosion und Verschleiß zu schützen.
@Criggie: Ich bin tatsächlich überrascht, wie lange gute Bremsbeläge halten können. Am Rennrad habe ich über 10 mm auf dem Original-Bremsbelagsatz (unter Verwendung von DT Swiss-Felgen mit Oxic™-Keramikbeschichtung). Und es ist ziemlich hügelig hier und manchmal regnet es.
Dies ist eine gute Liste wünschenswerter Funktionen, aber ich würde "Qualität der Modulation" hinzufügen.
@AdamRice-Modulation wird oft als schwierig bezeichnet, aber ich habe noch nie erlebt, dass dies bei Bremssystemen ein Problem darstellt. Vielleicht bin ich von der Arbeit feine, aber kraftvolle Handbewegungen gewohnt, oder vielleicht hatte ich sogar mit meinen billigen Bremsen einfach nur Glück. Haben Sie Worst-Case-Beispiele?
@Michael Daran komme ich bei meinem Hybrid wahrscheinlich vorne nicht weit vorbei (das Heck nutzt sich schneller ab, obwohl ich es viel weniger benutze und wegen des Schmutzes volle Kotflügel habe). Das ist mit Kool-Stop Dual Compound V-Bremsbelägen auf einfachen AlexRims
@ojs Bei diesem Fahrrad war der Sinn von Chromfelgen, dass Stahl in den 90er Jahren billig war. Mit guten Belägen war Trockenbremsen für den Pendelverkehr akzeptabel (also keine Renngeschwindigkeiten, aber viel Notwendigkeit für plötzliches Bremsen), aber bei Nässe müssen Sie die Bremsen wirklich gut 2 m (1 Radumdrehung) betätigen, bevor Sie wissen, dass es notwendig ist
@ChrisH, um es noch einmal zu wiederholen, die Verchromung ist dazu da, dass die billigen Stahlfelgen gut aussehen und lange im Gebrauch sind. Soweit ich weiß, würde normaler Stahl, besonders wenn er rostet, mehr Reibung haben.
@ojs Rost hätte eine sehr ungleichmäßige Reibung, was unerwünscht ist, daher betrachte ich Chrom nicht als Aussehen, sondern als Vorhersehbarkeit

Apropos hydraulische Scheiben, speziell MTB-Anforderungen.

Rohkraft geht etwa durch Pad- und Disc-Materialien und weniger Verluste in der Pipeline. Die Hydraulik eliminiert praktisch unterschiedliche Verluste, daher kommen teurere Scheiben mit griffigeren Belägen und Rotoren, bei denen der Unterschied gering ist. Selbst die billigste Hydraulik liefert beim ersten Stopp mehr als genug rohe Kraft. Teurere Bremsen liefern bei jedem der vielen nachfolgenden Stopps die gleiche Leistung. Billige Bremsen können früher verblassen.

Beim Bremsen auf einem MTB geht es jedoch nicht darum, dass ein Gorilla nach einem Hebel greift und so stark zieht, wie er kann. Es geht um Finesse. Ein guter Satz Bremsen kann mit einem einzigen Finger präzise und mit sofortiger Reaktion (Federn) gesteuert werden. Die Feder profitiert von der nichtlinearen Reaktion – zu Beginn der Hebelbewegung ist das Bremsen eine subtile Bremse, später in der Bewegung wird es zu roher Kraft. Reibung im System (Kolben, Hebelzapfen usw.) muss minimiert werden. Die Ausdehnung in Schläuchen muss auf ein absolutes Minimum reduziert werden, und wie immer muss das Gewicht kontrolliert werden. Für Dowhill-Anwendungen muss die in den Scheiben erzeugte Wärme abgeführt werden, ohne den Bremssattel (genauer gesagt die Flüssigkeit) zu überhitzen. Bessere Bremsen machen das alles besser.

Dann gibt es Anpassungen. Die Shimano-Reihe von Deore SLX bis XT sind im Wesentlichen die gleichen Bremsen mit mehr Anpassungen, die hinzugefügt werden, wenn Sie die Reichweite erhöhen. Der Gorilla-Greifhebel kümmert sich nicht um die feineren Einstellungen, viele MTB-Fahrer können ziemlich genau wissen, wo sich der Hebel befindet und wie weit er sich bewegt, bevor das Pad einrastet.

Die Verbesserungen in der Preisklasse sind subtil - die meisten Fahrer werden den Unterschied zwischen 30- und 1000-Dollar-Bremsen bemerken. Abgesehen von weiteren Anpassungen vermute ich, dass nur wenige einen bedeutenden Unterschied zwischen 100- und 200-Dollar-Bremsen bemerken werden.

Dann fügen Sie das Marketing hinzu....

Bei billiger Hydraulik kann es praktisch unmöglich sein, zu entlüften (selbst wenn Sie den richtigen Adapter beschaffen oder einen passend modifizieren können), daher können Sie Fading nie vollständig beseitigen. Sie scheinen auch anfälliger für vermeidbare Fehlermodi wie Leckagen zu sein, und Sie können keine Ersatzteile für sie bekommen
Guter Punkt, ich dachte speziell an billige Shimano (von denen ich ein Fan bin, wenn der Preis ein Problem ist), sie sind leicht zu entlüften, und was Ersatzteile betrifft, sind Pads leicht verfügbar und sie sind so billig und zuverlässig, dass es oft besser ist, sie zu ersetzen als die Zeit, die benötigt wird, um sie zu warten.
Ich werde mich wahrscheinlich bald nach einer billigen Shimano-Hydraulik umsehen, um den Promax an meinem Hardtail zu ersetzen. Es gibt ein oder zwei, mit denen ich meinen Vorrat an Ersatzbelägen aufbrauchen kann (gekauft, dann festgestellt, dass der vordere Bremssattel undicht war, als ich die alten herausnahm). Ich bin ein bisschen versucht, mechanisch zu werden, weil die BB5 auf meinem Tourer so viel besser sind als die einzige Hydraulik, mit der ich arbeiten musste
@ChrisH Eine kleine Meinung, die hier auf Hydraulik basiert, habe Promax-Bremsen auf einem Fahrrad, Shimano Deore auf dem anderen (ein Trail, ein XC). Der Unterschied ist Tag und Nacht. Auf meinem Shimano-Bike halte ich an, wenn ich anhalten möchte. Auf meinem Promax-Bike, sagen wir einfach, ich könnte genauso gut versuchen, die Bäume mit nassen Spaghetti zu lassoen, während ich an ihnen vorbeifege
@Hursey Die Promax waren neu in Ordnung, aber die Shimano MT200 sind weitaus besser

Wir können Ihre Frage aus einem anderen Blickwinkel angehen: Was sind die spürbaren Verbesserungen moderner Bremssysteme gegenüber älteren Konstruktionen?

Angesichts der Tatsache, dass die Hauptaufgabe einer Bremse darin besteht, Schwung in Reibung/Wärme umzuwandeln und abzuleiten, ist das Konzept ziemlich einfach.

Moderne Systeme eliminieren mehr Verluste zwischen Hebel und Bremssattel. Hydraulik ist das offensichtlichste Beispiel, aber selbst kabelbetätigte Bremsen profitieren von glatten, beschichteten, reibungsarmen Kabeln in einer starren Hülle. Bestimmte Hochleistungs-Felgenbremsen verwenden Kugellagerringe anstelle von Buchsen an den Drehpunkten, um diese Verluste so weit wie möglich zu eliminieren. Andere Beispiele, wie z. B. das Kabelzugverhältnis, erklären teilweise, warum V-Bremsen so stark sind. Auch wenn das Hebelgefühl ähnlich ist, verbraucht die Bremse bei halber Kraft, die durch sie läuft, etwa doppelt so viel Kabelweg, sodass selbst Kurven und Quetschstellen weniger Reibung haben, da das Kabel weniger Spannung benötigt.

Weitere Verbesserungen sind auf die Fertigungsgenauigkeit und -konsistenz zurückzuführen: Felgenbremsen können bei Rennrädern näher an der Felge arbeiten, wenn die Felge flach bearbeitet ist und die Felge ein steifer Kastenabschnitt ist, der sich unter Last nicht verformt. Dies ist einer der Gründe, warum moderne Straßenbremskonstruktionen leistungsfähiger geworden sind. Auch die Materialwahl kann Auswirkungen haben: Mavic produziert eine Felge namens Exalith mit einer strukturierten/gerippten keramikbeschichteten Oberfläche und sehr harten Belägen, die sehr lange halten und aufgrund der zusätzlichen Kanten mehr Leistung bieten als eine Standardfelge.

Scheibenbremsen profitieren von engeren Toleranzen und besseren Materialien zu einem höheren Preis: Fortgeschrittenere Rotoren leiten Wärme besser ab und verziehen sich weniger als einfache billige. Je mehr Wärme abgeführt werden kann, desto mehr Wärme kann an der Belag/Rotor-Grenzfläche erzeugt werden, indem Materialien mit höherer Reibung (z. B. metallisch) verwendet werden. Magura gibt an, dass ihre 4-Kolben-Bremssättel mehr Bremsleistung bieten, da die beiden Kantensätze mehr Bremsleistung bieten. Ihre 4-Kolben-Bremssättel sind nicht viel teurer als ihre entsprechenden 2-Kolben-Bremssättel, daher glaube ich nicht, dass sie darüber lügen, um Sie dazu zu bringen, mehr Geld auszugeben - es ist ein Ergebnis von Recherchen. Aber nicht jeder will diese zusätzliche Bremswirkung.
Natürlich kann auch die Verwendung einer größeren Bremsscheibe zu einer verbesserten Bremswirkung führen, vorausgesetzt, die Bremsscheibe kann sich ausreichend erwärmen, um eine optimale Bremswirkung für die verwendete Belagmischung zu erzielen.
Scheibenbremsen können sehr enge Toleranzen zwischen Rotor und Belag verwenden, wodurch die für die Hand verfügbare Hebelwirkung maximiert wird. Aus diesem Grund sind gute Scheibenbremsen so viel effektiver als Felgenbremsen - die Felge braucht immer etwas Platz für den Felgenschlag, keine Felge läuft aufgrund der auftretenden Kräfte jemals zu 100% rund während einer Fahrt.

Das ist ungefähr so ​​viel, wie ich mir jetzt vorstellen kann.

Dies wurde als „keine Antwort“ gekennzeichnet. Ich denke, dass es hier eine Antwort auf die Frage des OP gibt, aber es ist nicht klar, was diese Antwort ist. Das OP fragt, wie viel Verbesserung zwischen den Designs möglich ist. Sie listen viele mögliche Verbesserungen auf, bieten aber keine Levelverbesserung an. Ich würde eine Bearbeitung empfehlen, um klarer zu machen, wie die Antwort auf die Frage des OP lautet.
Ich denke nicht, dass das wirklich quantifizierbar ist, also lautet die Frage vielleicht "keine Frage", aber danke. @jimchristie

Ich habe viel mit linearen Zugbremsen herumgespielt, einschließlich der Modifizierung anderer Bremsentypen, damit sie sich wie diese verhalten, das Mischen und Anpassen von Komponenten und ich habe verschiedene Qualitätsstufen von Komponenten von sehr niedrigem bis mittlerem Bereich verwendet.

Ich habe festgestellt, dass einige Designs einige materielle "Einschränkungen" oder Eigenschaften auf clevere Weise nutzen, um ein besseres Nutzungserlebnis zu erzielen. Zum Beispiel biegen sich alle Bremsarme mit linearem Zug bis zu einem gewissen Grad, einige Konstruktionen nutzen diese Biegung so, dass sie die Beläge in der Felge verkeilen, wenn sie gegen die Beläge schleifen, wodurch Sie eine Art "Bremsverstärkung" erhalten. Dies ist nicht offensichtlich zu erkennen, aber wenn die Bremsanlage richtig installiert und eingestellt ist, können Sie den Unterschied deutlich spüren.

In einem anderen Beispiel sahen Hebel anfangs ziemlich gewöhnlich aus, aber bei der Verwendung bemerkte ich, dass sie den Winkel der Einstellschraube für die mittlere Bewegungsposition des Hebels optimiert hatten, was zu einer geringeren Gesamtkabelreibung im Eingriffsbereich führt.

Selbst wenn die grundlegende Physik ziemlich gut verstanden wird, müssen möglicherweise noch einige Verbesserungen vorgenommen werden.

Einige Produkte sind konstruiert, andere sind die ordnungsgemäße Umsetzung früherer Designs und andere sind einfach Kopien (Look-a-likes). Das ändert den Verkaufspreis sehr. Ein Unternehmen, das Engineering durchführt, wird dafür Gebühren erheben. Ein Unternehmen, das nur ein bekanntes Design herstellt, kann ein ähnliches Produkt für viel weniger verkaufen.

Eine weitere Überlegung ist, dass dieses „Engineering“ möglicherweise nicht das ist, was man als Käufer erwarten kann. Einige Produkte sind für eine "einfache Herstellung" oder andere kostensenkende Maßnahmen konzipiert oder optimiert. Entwerfen Sie zum Beispiel Bremsarme, die „gut genug“ sind, als dass sie aus billigem Aluminium hergestellt werden können.

All das, unabhängig davon, was das Marketing dazu sagt oder verheimlicht. Marketing verwendet viele clevere Tricks, die vielen von uns nicht ganz bewusst sind. Einige Rezensionen, die man online sieht, können tatsächlich nicht offengelegte Werbung sein. Manche Produkte entwickeln Markennamen und Reputation und werden daher von „jeder“ als unbestreitbar besser angesehen, während sie vielleicht sogar „ein bisschen mehr als OK“ sind.

Also, warum oder wieso ist etwas den Preis wert? Weil die Leute bereit sind, diesen Preis zu zahlen. Sie sind überzeugt und werden versuchen, andere davon zu überzeugen, dass das, was sie gekauft haben, tatsächlich besser ist, aber es kann eine generische Kopie oder eine andere Implementierung geben, die tatsächlich genauso gut, wenn nicht besser, aber ohne den Hype funktioniert.

Bedenken Sie, dass Patente und andere gesetzliche Schutzmaßnahmen verhindern können, dass solche Kopien kommerziell/legal existieren, wodurch Exklusivität geschaffen wird, ein weiteres Element, das den Preis in die Höhe treibt.

Wie gleichen Hersteller von Fahrradbremsen die physikalischen Einschränkungen ihrer Produkte aus?
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