Mittig an Gabel- und Bremsbrücke befestigte Bremsen

Diese Ausführung erfordert eine Durchgangsbohrung in der Mitte der Gabelbrücke bzw. bei Federgabeln und am Hinterbau an der Bremsbrücke, durch die ein am Bremskörper angebrachter Gewindebolzen M6 gesteckt wird. Die Verschraubung erfolgt mit einer Sechskantmutter oder einer Hülsenmutter. Bis in die 1990er wurde als Bremsbrücke meist eine sogenannte Pletscherplatte angebracht, an der neben der Hinterradbremse auch der Gepäckträger fixiert werden konnte. An der Gabel- bzw. Bremsbrücke angebrachte Bremsen waren über Jahrzehnte die Standardausführung beim Fahrrad. Seit der Jahrtausendwende werden diese Bremsen fast nur noch bei Nostalgieprodukten (Retrowelle) und beim Rennrad verwendet. Der vertikale Abstand zwischen Befestigungsbolzen und der Mitte der Bremsbeläge wird als Bremsmaß oder Schenkelmaß bezeichnet. Das einstellbare Bremsmaß liegt beim klassischen Rennrad zwischen etwa 40 und 50 mm, bei Cityrädern meist zwischen 60 und 80 mm. Je größer das Bremsmaß, desto aufwändiger muss die Bremse konstruiert werden, um die gleiche Bremskraft zu erreichen.

Bei den (traditionellen) Felgenbremsen sind oder waren unter anderem folgende Bauarten üblich:

Seitenzugbremse

Beide Bremsarme sind mittig über dem Laufrad auf dem Befestigungsbolzen zangenartig gelagert. Die Betätigungsschenkel beider Bremsarme sind auf einer Seite angeordnet, so dass ein Bowdenzug dort seitlich angeschlossen werden kann. Konstruktionsbedingte Schwächen sind die langen Hebelarme der Bremsschenkel, die eine entsprechende hohe Betätigungskraft (Handkraft) erfordern, sowie ein asymmetrischer Griff bei Nachlassen der Federspannung.

Synchronisierte Seitenzugbremsen

Unter der Bezeichnung Synchron wurden ab den 1960er Jahren von der ehemaligen Firma Altenburger Seitenzugbremsen (Patent DE1890527U) hergestellt, deren Bremsarme nicht am zentralen Befestigungsbolzen, sondern – vergleichbar zur Mittelzugbremse – beide an einem eigenen seitlichen Achsbolzen gelagert sind. Die Bremsfeder wirkt nur auf einen Bremsarm, der den anderen Bremsarm über einen Nocken ansteuert, so dass sich beide Bremsschenkel synchron bewegen. Diese Bauart wird noch von diversen Herstellern unter der Produktbezeichnung Synchron angeboten. Die ehemalige Firma Weinmann bot ein ähnliches System unter der Bezeichnung Symetric an. Hier wirkte die formschlüssige Zwangsführung der Bremsarme in beide Richtungen, und die Bremsfeder griff auf beide Bremsarme. Diese Ausführung galt als anfällig; sie wird nicht mehr produziert.

Unter der Produktbezeichnung Dual Pivot Brake (Zweigelenkbremse) wurde ab den 1990er Jahren von Shimano und Mitbewerbern eine mit der Synchron-Seitenzugbremse (System Altenburger) vergleichbare Rennradbremse angeboten. Auf einer unsymmetrischen, nur nach einer Seite auskragenden Grundplatte ist nur ein Bremsarm seitlich gelagert, der andere in der Mitte. Die Bremsarme greifen an einer gleitenden Kontaktstelle zwischen den Drehpunkten ineinander, so dass diese sich synchron bewegen. An einer Einstellschraube an der Kontaktstelle zwischen den Bremsarmen kann die Bremse ausgerichtet werden. Durch die Lagerung eines Bremsarms auf dem mittigen Zentralbolzen verlängert sich der Hebelarm und der Bremskörper kann kompakter ausgeführt werden.

Mittelzugbremse

Diese Bauart ähnelt der U-Brake, nur dass die beiden seitlichen Achsbolzen (für die Bremsarme) auf einer separaten Trägerplatte angeordnet sind. Im Gegensatz zur leichteren Seitenzugbremse sind die Bremsschenkel der Bremsarme kürzer, somit ist eine höhere Bremsleistung möglich. Je kürzer das die beiden Schenkel verbindende Seil eingestellt wird, desto höher ist bei gegebenem Zug am Bremshebel die Bremskraft. Gleichzeitig fällt der Abstand der Bremsklötze von der Felge im entspannten Zustand geringer aus. Wie bei der U-Brake muss der Gegenhalter für die Außenhülle des Bowdenzugs am Rahmen befestigt sein.

Mittelzugbremsen waren bis Anfang der 1990er Jahre Standard bei Renn- und Sporträdern, sie wurden jahrzehntelang fast ohne Veränderung gebaut.

Delta-Bremse, Para-Pull Brake

Mittelzugbremse mit integriertem Bremszuggegenhalter. Um eine kompakte Form zu erreichen, wirkt bei der Delta-Bremse (von Campagnolo und Weinmann) ein scherenartiges Gestänge in einem Gehäuse auf die symmetrischen Bremsarme, beim Para-Pull System (von Shimano) eine rampenartige Kulissensteuerung, vergleichbar mit dem Funktionsprinzip der Roller-Cam Bremse. Diese Bremssysteme wurden in den 1980ern nur als Rennradbremsen hergestellt. Die Delta-Bremse von Campagnolo, die etwa 10 Jahre lang produziert wurde, galt damals als avantgardistisch und war im höheren Preissegment angesiedelt.

Spindelbremse

Die Firma Weinmann produzierte von 1984 bis etwa 1990 Felgenbremsen, bei denen eine Gewindespindel den Bremsschuh direkt auf die Felgenflanke drückt, vergleichbar mit der späteren hydraulischen Felgenbremse. Beim Modell HP Turbo – eine Mittelzugbremse – werden beide Bremsschuhe durch je eine Spindel synchron verfahren. Beim Modell PBS 300 ist der Träger der Bremsschuhe schwimmend gelagert, eine Spindel ist nur auf einer Seite vorhanden. Zusätzlich wird hier ein spezieller Bremsgriff benötigt.

Hydraulisch betätigte Felgenbremse

Hydraulische Felgenbremsen wurde erstmals um 1970 in Serie produziert. Shimano fertigte damals die durch ein Patent geschützte Felgenbremse Power Brake, bei der ein Hydraulikzylinder die Bremsarme spreizt. Einen anderen Ansatz beschreibt 1973 das Patent von Mathauser (USA). Hier drückt je ein Hydraulikzylinder die Bremsschuhe direkt linear an die Felgenflanke. Nach dem gleichen Prinzip fertigte Magenwirth Technologies ab 1987 die hydraulische Felgenbremse Hydro-Stop. Durchgesetzt hat sich die Ausführung zur Montage an den Streben bzw. Gabelholmen, die Arten mit zentraler Bolzenbefestigung verschwanden wieder vom Markt. Lediglich im Rennradbereich hatten 2018 Sram und Magura je ein Modell mit zentraler Bolzenbefestigung im Programm. Bei beiden Bremsen sind schwenkbare Bremsarme vorhanden, die durch einen einzelnen Hydraulikzylinder betätigt werden.

Bei Rennrädern werden 2016 von diesen Bremsbauarten praktisch nur noch die Dual Pivot Bremse (Zweigelenkbremse) – eine synchronisierte Seitenzugbremse – eingesetzt. Selten wird noch die weniger wirkungsvolle und etwas leichtere Seitenzugbremse verwendet, beim Rennrad als Single Pivot Bremse (Eingelenkbremse) bezeichnet. Rennradbremsen besitzen meist eine Schnellentspannung des Bremszugs, um beim Radwechsel die Bremsbacken weit genug zu öffnen, damit die Luft nicht aus dem Reifen gelassen werden braucht. Das geringe Bremsmaß (Schenkelmaß) zwischen 40 und 50 mm ermöglicht trotz geringer Größe und Gewicht kräftige und steife Bremsen. Viele Rennradbremsen werden in einer „langen Ausführung“ (long reach) mit einem etwas größeren Bremsmaß angeboten.

Beidseitig an Streben oder Gabelschäften angebrachte Bremsen

Auf beiden Gabelscheiden bzw. Sitzstreben des Rahmens sitzt je ein Bremssockel („Cantisockel“), der als Drehachse der Bremsarme dient. Bremssockel für die U-Brake sitzen – von der Seite betrachtet – weiter außen als die Felgenflanke, während sich Bremssockel für Cantilever- und V-Brake unterhalb der Felgenflanke befinden. Wenn die Bremssockel hinter Gabelschaft bzw. Sitzstrebe angebracht werden, sind die Bremsen effektiver, da sich die Biegemomente aus der Reibung an der Felge und der Anlenkung des Hebelarms in diesem Fall gegeneinander aufheben.

„Brake Booster“ bzw. Bremsbooster wird ein hufeisenförmiger Bügel aus Metall oder Verbundwerkstoffen genannt, dessen Enden auf die Auskragung der beiden Bremssockel geschraubt werden, um diese zu versteifen. Die zusätzliche äußere Verbindung der Bremssockel vermindert die Torsion der Sitzstreben (bzw. der Gabelschäfte). Bei hydraulischen Felgenbremsen ist der Brake Booster meist bereits Bestandteil des Systems.

U-Brake

Die U-Brake („U-Bremse“) ist eine Mittelzugbremse mit kräftigen Bremsarmen und zwei Aufhängungspunkten, die – von der Seite gesehen – außerhalb des Felgendurchmessers angebracht sind. Es gibt auch Ausführungen mit seitlich herausgeführtem Seilzug.
Die U-Brake wurde ab den 1980er Jahren an Mountainbikes eingesetzt. Meist wurde sie unter den Kettenstreben befestigt, was die Reinigung etwas erschwert. Die U-Brakes wurden später von den leichteren Cantilever- und V-Bremsen verdrängt. Da U-Bremsen nicht über die Streben hinausragen, werden sie noch beim Freestyle-BMX eingesetzt.

Direct Mount Brake

Die Direct Mount Brake ist nur im Rennradbereich zu finden. Eingeführt wurde diese Bauart von Shimano und weiteren Herstellern ab 2012. Die Direct Mount Brake kann unterschiedlich ausgeführt sein (Mittelzugbremse, Synchronbremse), gemeinsames Merkmal ist jedoch ein Befestigungsstandard, bei dem die beiden Drehachsen der Bremsarme anstelle einer Lagerung auf einer Grundplatte direkt in Gewindemuffen auf den Streben befestigt werden. Die Hinterradbremse kann auch unter den Kettenstreben angebracht sein. Gegenüber der traditionellen Rennradbremse mit zentraler Befestigung an der Bremsbrücke ist ein Verdrehen des Bremskörpers um den Aufhängepunkt (z. B. aufgrund unterschiedlich starker Auslenkung der beiden Bremsbeläge) so nicht mehr möglich.

Roller-Cam-Bremse

Das Prinzip der Roller-Cam-Bremse ist in der Ausführung als Gestängebremse mindestens seit 1899 bekannt. 1927 wurde die nach dem gleichen Grundprinzip arbeitende Jeay-Bremse (Frankreich) patentiert. Charles Cunningham (USA) von Wilderness Trail Bikes (WTB) entwickelte Mitte der 1980er aus dieser Bauart, auf die er sich im Patent bezog, die Roller-Cam Brake. Die Roller-Cam Brake sitzt auf den gleichen Bremssockeln wie die U-Brake und ist im Prinzip auch so aufgebaut, nur dass die Betätigungsschenkel nicht über Kreuz liegen. An der Stelle, an der sonst der Seilzug angreifen würde, sitzen zwei Rillenrollen. Zwischen diesen Führungsrollen liegt frei beweglich eine sich nach oben kurvenartig verjüngende Schieberplatte (engl. cam). Durch Hochziehen der Schieberplatte werden die Betätigungsschenkel der Bremsarme gespreizt und dadurch der Bremsvorgang eingeleitet. Suntour fertigte diese Bremse bis Anfang der 1990er für das damals aufkommenden Mountainbike in Lizenz. Problematisch ist die Roller-Cam Brake hinsichtlich des Laufradwechsels, der Bremseneinstellung und der Gefahr, dass die frei aufgehängte Schieberplatte verkantet oder aus den Führungsrollen springt.
Shimano bot in den 1980er mit dem Para Pull System eine vergleichbare schieberbetätigte Rennradbremse an.

Cantileverbremse

Cantilever ist die englische Bezeichnung für einen Kragarm. Hier sind die beiden Kipphebel der Bremse gemeint, die um eine Achse rotieren. Die Achse sitzt auf einem Sockel. Die Sockel sind beim Vorderrad mit der Gabel und beim Hinterrad mit dem Fahrradrahmen verlötet, verschweißt oder verklebt. Die Platzierung und Maße der Sockel stimmen soweit überein, dass sie einheitlich für alle Cantilever- und V-Bremsen geeignet sind.

• „Klassische“ Cantilever-Bauart:
  Kam ab ca. 1930 auf („Cantilever“ 1929 von Resilion, Nicola Barra 1936, „Speedy“-Cantilever 1938 von René Herse), obwohl diese (und auch die U-Brake) bereits 1904 in einem französischen Patent dargestellt wurden. Weil herkömmliche Seitenzugbremsen vor allem an Cyclocrossern, Reiserädern (Randonneur) und Tandems wegen des durch dickere Reifen und/oder Schutzbleche größeren Abstands zwischen dem Drehpunkt an der Gabelbrücke und der Felge nicht genügend Bremskraft boten (schlechteres Hebelverhältnis), verlegten die Cantileverbremsen den Drehpunkt der Hebel auf die Gabel/Sitzstrebe unterhalb der Felge. Bekannt wurde sie aber erst mit Aufkommen der Mountain Bikes. Wegen ihrer ausladenden Bauform wurden sie Anfang der 1990er durch die Low-Profile-Cantileverbremsen verdrängt. Bei dieser Bauform sind die Schenkel der Bremse eher vertikal als waagerecht ausgerichtet. Dadurch kann der Winkel, den die Seilstücke von den Schenkeln zum Mittelteil bilden, größer ausfallen. Je größer dieser Winkel ist, desto stärker die Bremskraft und desto geringer der Abstand der Bremsklötze von der Felge im entspannten Zustand.
  Low-Profile-Cantileverbremsen waren auch bei preiswerten Rädern weit verbreitet, bis sie durch das Aufkommen der V-Brake weitgehend verdrängt wurden. Nur noch bei Cyclocrossrädern erfreuen sie sich einiger Beliebtheit.

• Pedersen, auch bekannt als Self-Energizing Cantilever:
  Die Bremsarme lagern formschlüssig auf einer mehrgängigen Spindel mit steilen, nutenförmigen Gewindegängen, welche beim rechten Bremsarm linkssteigend und beim anderen rechtssteigend sind. Sobald zwischen Bremsbelag und Felge ein Reibschluss entsteht, wird der Bremsarm in Drehrichtung des Laufrads gezogen und damit zwangsläufig auf der Spindel weiter an die Felgenflanke gedreht. Dadurch wird eine sich selbstverstärkende Bremswirkung erreicht.
  Diese von David Pedersen in den USA patentierte Bremse wurde ab den späten 1980er als „Scott-Pedersen SE“ angeboten. Suntour hatte die Pedersen-Bremse ebenfalls im Programm, allerdings nur für das Hinterrad. Die Bremse galt als schwer dosierbar und war kein Erfolg. Die Fertigung wurde wieder eingestellt. Ein Indiz für den Misserfolg dieser Bremse ist die vorzeitige Aufgabe des Patents durch Nichtbezahlung der Patentgebühren.

• V-Brake/ V-Bremse:
  Markenname von Shimano für eine Cantileverbremse mit zwischen den Bremsarmen quer verlaufendem und in einem gebogenen Röhrchen nach oben geführten Innenzug. Die Bezeichnung wird häufig auch für Bremsen derselben Bauart anderer Hersteller verwendet. Allgemeine Bezeichnungen sind Linear Pull Brake oder Direct Pull Brake. V-Brakes sind einfach und universell zu montieren, da im Gegensatz zur klassischen Cantileverbremse kein Bremszuggegenhalter am Rahmen erforderlich ist. Bei Shimano war die V-Brake ab 1996 erhältlich. Aufwändigere Ausführungen besitzen ein Hebelparallelogramm, um den Bremsschuh in jeder Stellung parallel zur Felgenflanke zu führen. Angewendet wurde das Prinzip der Linear Pull Brake schon 1988 von Keith Bontrager (USA) im Kestrel Nitro oder etwas später in Deutschland von Florian Wiesmann. Auch in einem englischen Patent von 1938 sind bereits die grundsätzlichen Merkmale von V-Brake (und U-Brake mit seitlich herausgeführtem Seilzug) zu finden.
  Die Armlänge der V-Brake kann zwischen 85 mm und 125 mm betragen. Übliche Ausführungen haben eine Armlänge von 100 bis 110 mm und werden mit Bremshebeln mit längerem Seilholweg verwendet (mit größerem Abstand zwischen Drehpunkt und Einhängepunkt des Bremsseils). V-Brakes mit Armlängen von weniger als 90 mm werden als Mini-V-Brake bezeichnet. Mini-V-Brakes werden ebenso wie klassische Cantilever- oder Seitenzugbremsen mit Bremshebeln mit kurzem Seilholweg verwendet.

Geschichte

Naben mit Rücktrittbremse wurden in den USA von den Firmen New Departure und Corbin ab 1898 produziert, in Deutschland von Fichtel & Sachs unter dem Namen Torpedo ab 1903. Nur kurze Zeit später gab es auch Nabenschaltungen mit integrierter Rücktrittbremse. Mit der Nabenschaltung mit Rücktritt wurde der Grundstein für das Unternehmen Fichtel & Sachs gelegt, das nunmehr Komponenten für die Kfz-Industrie produziert. Die Fahrradtechniksparte wurde 1997 an die Firma SRAM veräußert. Obwohl die „Rücktrittbremse“ heutzutage eine kettenbetätigte Nabeninnenbremse bezeichnet, gab es am Anfang der Entwicklung um 1900 auch andere Ausführungen. So produzierte beispielsweise die englische Firma BSA eine Rücktrittsbremse, bei der bei rückwärtsdrehender Tretlagerwelle über eine Freilaufvorrichtung und Gestänge Bremsklötze auf die Felge gedrückt werden. Bei Rennrädern, die den Regularien der UCI unterliegen, sind Rücktrittbremsen nicht zulässig, da generell nur Bremsen erlaubt sind, die mittels Handhebel zu bedienen sind.

Varianten

• Rollen-Prinzip: Der Bremsmantel wird durch Rollen gespreizt. Die Rollen liegen, gehalten vom Rollenführungsring, auf einer Welle mit mehreren rampenartigen Nocken auf dem Umfang. Durch weniger als eine Achtel-Drehung der Welle werden die Rollen durch die Nocken angehoben und drücken den darüber liegenden Bremsmantel gegen das Nabengehäuse. Die 4-, 7- oder 8-Gang-Getriebenaben von Shimano in der Ausführung mit Rücktrittbremse funktionieren nach dem Rollen-Prinzip,. Siehe auch: Rollenbremse.
• Konus-Prinzip: Der Bremsmantel liegt zwischen zwei kegelförmigen Konen. Der äußere Konus (Hebelkonus) ist mit der Drehmomentstütze verbunden, der kettenseitige Konus (Bremskonus) kann axial gegen den Bremsmantel verfahren werden, so dass dieser zwischen den beiden Konen gespreizt wird. Unterschiede gibt es in der Art des Freilaufs und des Antriebs des Bremskonus.
  • Die Torpedo-Freilauf-Nabe (1-Gang) arbeitet mit einem Rollen-Freilauf (Torpedo-Freilauf), dessen Rollenführungsring in der Bremsfunktion den Bremskonus axial mittels stirnseitiger rampenartiger Erhebungen zum Bremsmantel schiebt.
  • Bei der Komet-Nabe der Stempelwerke aus Frankfurt, ab 1929 von Fichtel und Sachs gefertigt, wird mittels einer hohlen Gewindespindel (an der das Ritzel befestigt ist) eine Spindelmutter verfahren, die an beiden Stirnflächen kegelförmig als Konus geformt ist. Beim Antrieb (Ritzel dreht vorwärts) stellt der kettenseitige Konus der Spindelmutter einen Reibschluss zum Innenkonus des Nabengehäuses her, der beim Freilauf (Nabengehäuse dreht schneller als das Ritzel) wieder gelöst wird, da die Gewindegänge die Spindelmutter dann aus den Innenkonus der Nabe ziehen. Beim Bremsen (Ritzel dreht rückwärts) spreizt der Konus auf der anderen Seite der Spindelmutter den Bremsmantel oder presst bei manchen Modellen die Scheiben einer Lamellenbremse aufeinander.
  • Weitere Beispiele für Rücktrittsnaben nach dem Konus-Prinzip sind die Centrix-Nabe, die von R. Gottschalk entwickelt wurde oder die Favorit-Nabe, ein Nachbau der Torpedo-Freilauf-Nabe. Auch der Rücktritt von vielen ehemals gefertigten Nabenschaltungen, wie die Torpedo-3-Gang-Nabe, funktioniert auf diese Weise.

Ausführungsarten und Konstruktionsmerkmale

Hydraulisch betätigte Scheibenbremse

Die bei weitem überwiegende Art (Stand 2018) ist die Festsattelbremse mit je einem Kolben auf jeder Seite. Für stärker beanspruchte Bremsen werden auch Vier- und Sechs-Kolben-Bremsen angeboten. Fast alle Modelle besitzen eine automatische Belagnachstellung, die dafür sorgt, dass der Nehmerkolben im Bremssattel nach dem Lösen der Bremse stets den gleichen Abstand zur Bremsscheibe einnimmt. Ein Ausgleichsbehälter am Geberkolben des Bremshebels sorgt für die Ergänzung der Bremsflüssigkeit, wenn der Nehmerkolben sich infolge der Abnutzung des Bremsbelags nach und nach weiter aus dem Bremssattel hinausschiebt. Im Gegensatz zum Auto ist der Ausgleichsbehälter in der Regel durch eine Membran von der Außenluft abgeschottet, damit beim Hinlegen oder Umdrehen des Fahrrades keine Flüssigkeit aus den Entlüftungsbohrungen austritt. Schwimmsattelbremsen werden kaum produziert. Die einzige bekannte Schwimmsattelbremse war das ab 1997 über ein Jahrzehnt lang produzierte Modell Gustav M von Magura. (Hydraulikflüssigkeit und Bremsleitung siehe Kapitel Ansteuerung)

Eine spezielle Ausführung ist die hydraulische Scheibenbremse der Firma BFO (Stand 2018). Im Hydraulikkreislauf eines geschlossenen Systems (ohne Ausgleichsbehälter) liegt zwischen Geber- und Nehmerkolben ein im Bremssattel eingebauter Stufenkolben, dessen größere Kolbenoberfläche zum Geberkolben zeigt. Bei gelöster Bremse ist der Stufenkolben funktionslos, da ein offenes Ventil die Hydraulikflüssigkeit durch den Kolben leitet. Beim Bremsen schließt dieses Ventil bei Erreichung des Druckpunkts (Belag berührt Scheibe) aufgrund der Druckerhöhung. Dadurch wird der Hydraulikkreislauf in zwei separate Kreisläufe getrennt und das hydraulische Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Verhältnis der Kolbenoberflächen des Stufenkolbens erhöht. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei dieser Ausführung Wasser als Bremsflüssigkeit möglich ist.

Mechanisch betätigte Scheibenbremse

Einige Scheibenbremsen werden über einen Seilzug angesteuert. Es gibt Ausführungen für Bremshebel mit langer Seilhollänge (für V-Brakes) und kurzer Seilhollänge (für alle anderen Bremsen). Bei einfachen mechanisch betätigten Scheibenbremsen sitzen die Beläge in einem Festsattel und sind nur auf einer Seite linear verfahrbar; beim Bremsen wird die Scheibe vom verfahrbaren Belag auf den feststehenden Belag gedrückt. Aufwändigere mechanische Scheibenbremsen haben Beläge, die auf beiden Seiten linear verfahrbar sind, vergleichbar zur hydraulischen Festsattelbremse.

Mechanisch betätigte hydraulische Scheibenbremse

Eine mögliche Bauart entspricht der hydraulischen Festsattelbremse, bei der sich allerdings Geberkolben und Ausgleichsbehälter ebenfalls im Bremssattel befinden. Der Geberkolben wird über einen herkömmlichen mechanischen Bremshebel mit Bowdenzug betätigt. Alternativ können Geberkolben und Ausgleichsbehälter in einem separaten Gehäuse untergebracht werden, der als „Konverter“ bezeichnet wird. An den Konverter können kompatible hydraulische Bremssättel angeschlossen werden.

Bremsscheibe

Die gängigen Durchmesser liegen bei 140, 160, 180, 200, 203 und 220 mm. Gelegentlich werden diese Größen mit Ziffern zwischen 5 und 8 bezeichnet, die nominellen (gerundeten) Durchmesser in Zoll. Bei Rennrädern, Gravelbikes und Cyclocrossrädern sind 140 und 160 mm üblich. Größere Durchmesser kommen bei manchen Trekkingrädern, Mountainbikes und Lastenrädern zum Einsatz. Im Downhill-Sport sowie bei Reiserädern und Tandems sollten mindestens Bremsscheiben mit einem Durchmesser von 180 mm montiert werden. Möglich sind Zwischengrößen, da die Position des Bremssattels mit Adaptern angepasst werden kann.

Je größer der Durchmesser der Bremsscheibe, desto höher ist die mit gleicher Handkraft erzielbare Verzögerung als auch die erreichbare Dauerbremsleistung. Bei fast allen Fahrradarten kann das Vorderrad stärker als das Hinterrad abgebremst werden, ohne zu blockieren. Dort wird oft eine größere Bremsscheibe verwendet als am Hinterrad.

Die Befestigung der Bremsscheibe an der Nabe richtet sich nach den Standards Centerlock und IS2000. Centerlock ist ein System von Shimano, bei dem die Scheibe auf ein Vielzahnprofil am rechten Rand der Naben geschoben und mittels eines Verschlussrings fixiert wird. Hierfür wird das gleiche Werkzeug verwendet, das auch zum Verschrauben des Verschlussringes von Zahnkranzpaketen dient. Bei IS2000 wird die Bremsscheibe mit sechs Schrauben an der Nabe befestigt. Es gibt Adapter, um IS2000-Scheiben an Centerlock-Naben zu befestigen. Die Getriebenabe von Rohloff besitzt eine spezielle Aufnahme mit 4 Schrauben.

Die Reibfläche besteht bei fast allen Bremsscheiben aus Stahl. Um das Gewicht zu reduzieren, wurden auch Bremsscheiben mit Alu- oder Titanreibfläche entwickelt, diese verschleißen jedoch schneller. Verbreitet sind auch Bremsscheiben, die aus einer Aluminium-Trägerscheibe bestehen, auf die beidseitig die konzentrischen, dünnen Reibflächen aus Stahl aufplattiert sind. Oftmals besteht hier ein Überstand des Träger-Aluminiums über die Reibfläche hinaus zur Nabe hin, um die Wärmekapazität der Scheibe und die Kühlfläche zu erhöhen.

Möglich sind Bremsscheiben, die aus einem separat aufgenieteten Reibring auf einer Aluminiumspinne (Spider) bestehen. Um den Verzug durch Wärmeausdehnung zu minimieren, kann der Reibring auch derart befestigt sein, dass er sich radial nach außen frei dehnen kann. Diese Art wird als „schwimmende Scheibe“ bezeichnet, welche es auch mit einer erhöhten Dicke von etwa 3 mm als innenbelüftete Bremsscheibe (Stand 2018 – nur mit 203 mm Durchmesser) gibt.

Bremsscheiben werden ansonsten in Dicken von 1,8 mm bis 2,0 mm ausgeführt.

Bremsbelag

Bremsbeläge bestehen aus einer Trägerplatte auf die ein Reibbelag aufgebracht wird, der aus gesintertem Metall (gesinterter Belag) oder einem Kunststoffharz mit eingebetteten Reibstoffen (organischer Belag) bestehen kann. Form und Halterung des Bremsbelags sind nicht standardisiert, sondern hersteller- bzw. modellspezifisch.

Bei neuen Bremsbelägen wird die volle Bremswirkung erst nach einer gewissen Einfahrzeit erreicht. In Ruhestellung sind die Bremsbeläge nur einige Zehntel Millimeter von der Scheibe entfernt. Je dünner die Scheibe und je größer ihr Durchmesser, desto leichter kann sie sich durch Überhitzung oder Gewalteinwirkung verziehen und an den Belägen schleifen.

Magura schreibt vor, dass Bremsbeläge getauscht werden, wenn der Belag inklusive Trägerplatte weniger als 2,5 mm stark ist. Shimano verlangt den Belagswechsel, wenn der Belag ohne Trägerplatte weniger als 0,9 mm stark ist.

Befestigung des Bremssattels

Zur Befestigung des Bremssattels an Gabel und Rahmen gab es diverse Ausführungen (so u. a. IS1999), die sich ab dem Jahr 2000 auf die Standards IS2000 und Postmount reduzierten. Mittels eines Adapters sind diese beiden Standards untereinander kompatibel. Vorherrschend ist 2017 der Postmount-Standard. Im Jahr 2015 wurde von Shimano speziell für Rennräder der offene Standard Flat Mount eingeführt.

• Postmount
  Auch als PM bezeichnet, früher gelegentlich auch als Manitou Standard, da diese Befestigungsart erstmals bei den Federgabeln von Manitou zu sehen war. Auf der Strebe bzw. der Gabelscheide befinden sich zwei pfostenartige Sockel, auf deren Stirnflächen im Abstand von 74,2 mm je eine M6 Gewindebohrung angebracht ist. Die fluchtenden Stirnflächen dieser Sockel liegen parallel zur Laufradachse. Der senkrechte Abstand der Stirnflächenebene und der unteren Sockelachse zur Laufradachse ist abhängig vom Durchmesser der Bremsscheibe. Am gängigsten ist die Ausführung für den Scheibendurchmesser 160 mm. Stimmt die PM-Sockelgröße und der Durchmesser der Bremsscheibe überein, kann ein PM-Bremssattel direkt auf den Sockel befestigt werden. Bei größeren Bremsscheiben ist ein Adapter notwendig, kleinere sind nicht möglich.
• IS2000
  Auch als Internationaler Standard oder IS bezeichnet. IS-Bremssättel sind kaum mehr im Handel (Stand 2017). Am hinteren Ausfallende wird die IS-Aufnahme noch ausgeführt, insbesondere beim verstellbaren Ausfallende. Bei Starrgabeln aus Stahl ist eine IS-Aufnahme noch üblich. In der plattenartigen IS-Aufnahme sind im Abstand von 51 mm zwei Bohrungen parallel zur Laufradachse vorhanden. Ausgelegt ist die IS-Befestigung in der Regel für Bremsscheiben mit 160 mm Durchmesser am Vorderrad und 140 mm am Hinterrad. Mit einer M6-Verschraubung kann ein IS-Bremssattel dann direkt befestigt werden. Bei größeren Bremsscheiben sind Adapter erforderlich. Heutzutage (2017) wird meist ein PM-Bremssattel mittels Adapter in eine IS-Aufnahme eingebaut.
• Flat Mount
  Dieser Standard ist nur für die Scheibendurchmesser 140 und 160 mm vorgesehen. Einsatzbereich ist das Rennrad. An der Kettenstrebe sind zwei senkrechte Durchgangsbohrungen vorhanden, so dass der auf der Kettenstrebe liegende Flat-Mount-Bremssattel für die Größe 140 direkt von unten angeschraubt werden kann. Bei der Größe 160 ist zusätzlich noch eine Adapterplatte notwendig. Die Befestigung an der Gabel erfolgt bei beiden Größen mittels einer Adapterplatte auf Sockeln, vergleichbar zum Postmount-Standard, nur dass der Achsabstand bei 70 mm liegt und das Innengewinde M5 ist. Postmount-Bremssättel können mit Adapter ebenfalls am Vorder- und Hinterrad verwendet werden.

Das Bremskraftmoment wird über die Bremssattelaufnahme nur auf einer Rahmenseite unsymmetrisch in den Rahmen oder die Gabel eingeleitet. Speziell bei der Gabel hat die unterschiedliche Belastung der Gabelholme zur Folge, dass dadurch die Gabel in sich verdreht werden kann. Generell wird der Gabelholm, auf dem der Bremssattel sitzt, wesentlich höher belastet als bei der Felgenbremse. Gabeln für den Einsatz einer Scheibenbremse müssen deshalb kräftiger ausgeführt sein. Ein Mittel um die Torsionssteifigkeit der Gabel zu erhöhen ist die Verwendung von Steckachsen.

Befestigungspositionen des Bremssattels für die Hinterradbremse

Gewöhnlich wird der hintere Bremssattel bei einem konventionellen Diamantrahmen hinter der Sitzstrebe befestigt. Diese Position ermöglicht es, die traditionelle Leitungsverlegung über das Oberrohr beizubehalten.

Alternativ gibt es die Möglichkeit, den Bremssattel an der Kettenstrebe zu befestigen (englisch low mount). Diese Einbauposition ist besonders für Alltagsfahrräder von Vorteil, da hier Sonderlösungen für einen Gepäckträger unnötig werden.

Hydraulikflüssigkeit

Im Gegensatz zu mit Mineralöl befüllten Modellen müssen Bremsen, die mit Bremsflüssigkeit gemäß DOT-Spezifikation befüllt sind, regelmäßig gewartet werden, da Bremsflüssigkeit hygroskopisch ist, also Wasser aufnimmt. Das Tauschen der Bremsleitungen, das Wiederbefüllen und Entlüften erfordert spezielles Hilfsmittel. Ohne korrekte Entlüftung kann sich Luft im Ausgleichbehälter sammeln, der über eine Membran von der Außenluft abgeschottet ist. Beim Umdrehen des Rades kann die Luft beim Betätigen des Bremshebels in den Hydraulikkreislauf gelangen.

Die meisten Hersteller verwenden als Hydraulikflüssigkeit eine Bremsflüssigkeit nach den DOT Standards 3, 4 oder 5.1. Bremsflüssigkeit DOT 5 auf Silikonbasis kommt im Fahrradbereich nicht vor und kann mit den anderen DOT Flüssigkeiten auf Glykolbasis auch nicht gemischt werden. Als Vorteil der DOT Bremsflüssigkeiten wird die Mischbarkeit mit Wasser genannt. Wasser, welches etwa durch einen Handhabungsfehler in den Bremskreislauf gelangt, wird so von der Bremsflüssigkeit aufgenommen und verteilt sich im System. Der Einfluss auf die Siedetemperatur der Flüssigkeit ist dadurch überschaubar und hängt von der Wassermenge ab. Da geringe Wassermengen auch durch Schläuche und Verbindungsstellen in die Bremsflüssigkeit gelangen, ist bei Kraftfahrzeugen üblicherweise vorgesehen, dass alle zwei Jahre ein vollständiger Austausch vorgenommen wird. DOT Bremsflüssigkeit ist günstig zu erhalten. Sie sollte jedoch nicht auf Vorrat eingekauft werden, da geöffnete Verpackungen nicht lange gelagert werden können, ohne dass die Bremsflüssigkeit Wasser aufnimmt.

Insbesondere die Hersteller Magura und Shimano setzen Mineralöl als Hydraulikflüssigkeit ein. Sobald eine geringe Menge Wasser in ein mit Mineralöl gefülltes System gelangt, wird sich diese im Bremszylinder als dem tiefsten Punkt des Systems absetzen und dazu führen, dass die Siedetemperatur von deutlich über 200 °C auf 100 °C absinkt. Als Vorteil von Mineralöl wird der geringe Wartungsaufwand angesehen. Mineralöl altert nicht, es muss nicht ausgetauscht werden, Dichtungen und Hydraulikkolben setzen sich nicht fest und müssen in der Regel nicht gereinigt werden, wie es bei DOT Bremsflüssigkeiten gelegentlich nach einigen Jahren der Fall ist.

Hydraulikschläuche

Am Fahrrad werden meist Hydraulikschläuche mit einem Außendurchmesser von 5 mm verwendet, Stahlflex- und andere spezielle Leitungen auch mit 5,5 mm Außendurchmesser.

Hydraulikschläuche werden entweder direkt an Bremshebel und -sattel eingesteckt und verschraubt oder es wird noch ein abgewinkelter, hohler Ringstutzen (engl. Banjo bolt oder fitting) dazwischen gesetzt, der den Schlauch zur Seite wegführt. Der Ring wird beiderseits mit O-Ringen abgedichtet und mit einer weiteren Hohlschraube befestigt. Spezielle Anschluss-Fittings sind drehbar ausgeführt, um Drall in der Hydraulikleitung zu vermeiden.

Zum Ablängen der Schläuche kann eine hochwertige Bowdenzugzange oder ein scharfes, stabiles Messer verwendet werden. Der Schnitt ist genau rechtwinklig auszuführen.

Hydraulikschläuche aus Hartplastik werden meist mit Quetschverschraubung befestigt, indem zunächst eine Gewindehülse oder eine längliche Überwurfmutter und anschließend ein Quetschring (oft Olive genannt) auf den Schlauch geschoben wird. Das Ende des Schlauchs wird dann in einen passend ausgesparten Klemmstein (Montageblock) eingelegt und im Schraubstock eingespannt, um einen gezahnten Schlauchnippel (auch Stecknippel oder Einschlagpin genannt) einschlagen zu können, der als innere Stützhülse und als Anschlussstück dient. Das andere Ende des Schlauchnippels wird dann bis zum Anschlag in die Aufnahme geschoben. Gewinde und Olive werden leicht gefettet und Gewindehülse bzw. Überwurfmutter werden vorsichtig mit der Hand über den Anschlussstutzen geschraubt, um ein Verkanten zu vermeiden. Das Festziehen der Hülse bzw. Mutter geschieht dann mit einem offenen Ringschlüssel, denn durch Verwendung eines normalen Maulschlüssels können dünnwandige Hülsenmuttern verformt werden. Die Hülse greift über die Olive und verquetscht sie auf dem Schlauch. Die Hülse wird soweit festgezogen, bis nur noch ein oder zwei Gewindegänge sichtbar sind. Falls erforderlich, kann die Hülsenmutter dann wieder herausgeschraubt werden, um den Schlauch an Rahmen oder Gabel entlang zu verlegen und zu befestigen.

Hydraulikschläuche mit einem äußeren Stahlgeflecht werden auch als Stahlflex-Leitungen bezeichnet. Das Geflecht kann frei liegen oder mit einer Kunststoffschicht umhüllt sein. Statt mit Quetschverschraubung werden Stahlflex- und andere spezielle Hydraulikleitungen häufig durch Einschrauben eines Gewindenippels abgedichtet und befestigt. Dieser Nippel trägt meist zwei oder drei Gewinde mit unterschiedlichen Durchmesser. Das kleinste Gewinde wird in den Hydraulikschlauch hinein geschraubt (hierfür muss der Schlauch gegebenenfalls zunächst aufgeweitet und der Gewindehals gefettet werden). Das danebenliegende Gewinde dient zur Verschraubung einer zuvor auf den Schlauch geschobenen länglichen Überwurfmutter (einer Gewindehülse mit Innengewinde). Das dritte Gewinde schließlich befindet sich am anderen Ende des Nippels und dient zur Verschraubung am Bremshebel oder Bremssattel.