Cantilever Geometrie: Unterschied zwischen den Versionen

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Dieser Artikel ist einer von mehreren, die sich mit der [[Cantileverbremse]] beschäftigen. Wenn Du nur auf der Suche nach einer Anleitung bist, wie Du Deine Cantilever Bremse oder [[V-Brake]] vernünftig eingestellt bekommst, lies die Artikel, die bei [[Die richtige Bremse für mein Fahrrad]] verlinkt sind oder lies den Artikel [[Das 1x1 der Felgenbremsen]]. Dieser Artikel hier beschäftigt sich eher mit theoretischen Aspekten der Cantilever Geometrie.
Dieser Artikel ist einer von mehreren, die sich mit der [[Cantileverbremse]] beschäftigen. Wenn Du nur auf der Suche nach einer Anleitung bist, wie Du Deine Cantilever Bremse oder [[V-Brake]] vernünftig eingestellt bekommst, lies die Artikel, die bei [[Die richtige Bremse für mein Fahrrad]] verlinkt sind oder lies den Artikel [[Das 1x1 der Felgenbremsen]]. Dieser Artikel hier beschäftigt sich eher mit theoretischen Aspekten der Cantilever Geometrie.
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==Aufbau der Cantilever Bremse==
==Aufbau der Cantilever Bremse==
Vor den 1980er Jahren waren Cantileverbremsen unheimliche und exotische Ausrüstungen. Man fand sie zumeist nur an teuren [[Tandem]]s oder sehr hochwertigen [[Tourenfahrred||Tourenfahrrädern]] Sie waren sogar noch seltener als [[Dreifachkurbel]]n. Die Zeiten haben sich geändert und, was früher nur finanzstarken wissenden Fanatikern vorbehalten war, wird heute sogar bei [[Baumarktrad|Baumarktfakrrädern]] eingesetzt.
Vor den 1980er Jahren waren Cantileverbremsen unheimliche und exotische Ausrüstungen. Man fand sie zumeist nur an teuren [[Tandem]]s oder sehr hochwertigen [[Tourenfahrrad|Tourenfahrrädern]] Sie waren sogar noch seltener als [[Dreifachkurbel]]n. Die Zeiten haben sich geändert und, was früher nur finanzstarken wissenden Fanatikern vorbehalten war, wird heute sogar bei [[Baumarktrad|Baumarktfahrrädern]] eingesetzt.


Nichtsdestotrotz scheint ein wenig Mysterium bei Cantileverbremsen geblieben zu sein. Dieser Artikel will ein wenig das Mysterium lüften und helfen, dass das Einstellen der Cantileverbremsen leichter von der Hand geht, weil Du die wesentlichen Details der Geometrie verstehst, die der Funktion von Cantileverbermsen zugrunde liegen.
Nichtsdestotrotz scheint ein wenig Mysterium bei Cantileverbremsen geblieben zu sein. Dieser Artikel will ein wenig das Mysterium lüften und helfen, dass das Einstellen der Cantileverbremsen leichter von der Hand geht, weil Du die wesentlichen Details der Geometrie verstehst, die der Funktion von Cantileverbremsen zugrunde liegen.


Im Speziellen wird die Frage angesprochen, wie lang der [[Querzug]] sein muss, bzw. anders ausgedrückt, wie niedrig der [[Querzugträger]] montiert werden kann. Bei den meisten Cantileverbremsen hat der Mechaniker relativ freie Wahl, wie das Zugsystem montiert wird. Das hat bedeutenden Einfluss darauf, wie gut die Bremse funktionieren wird. Das trifft insbesondere auf die [[Low Profile Bremse]] zu.
Im Speziellen wird die Frage angesprochen, wie lang der [[Querzug]] sein muss, bzw. anders ausgedrückt, wie niedrig der [[Querzugträger]] montiert werden kann. Bei den meisten Cantileverbremsen hat der Mechaniker relativ freie Wahl, wie das Zugsystem montiert wird. Das hat bedeutenden Einfluss darauf, wie gut die Bremse funktionieren wird. Das trifft insbesondere auf die [[Low Profile Bremse]] zu.


==Hebelübersetzung==
==Hebelübersetzung==
Man kann Fahrradbremsen nicht verstehen, ohne Hebelgesetzte zu verstehen.
Man kann Fahrradbremsen nicht verstehen, ohne Hebelgesetze zu verstehen.


"Hebelübersetzung" bzw. "Hebel" bezeichnet das Verhältnis zwischen der Kraft, die man aus dem einen Ende eines Angelpunkts erhält, wenn man eine bestimmte Kraft auf der anderen Seite ausübt. Man könnte vereinfacht sagen, dass die Hebelüberseztung das Kräfte- und Entfernungsverhältnis ist.  
"Hebelübersetzung" bzw. "Hebel" bezeichnet das Verhältnis zwischen der Kraft, die man aus dem einen Ende eines Angelpunkts erhält, wenn man eine bestimmte Kraft auf der anderen Seite ausübt. Man könnte vereinfacht sagen, dass die Hebelübersetzung das Kräfte- und Entfernungsverhältnis ist.  


Stelle Dir einnen einfache Hebel mit einem Ankerpunkt (Gelenk) ungefähr bei 1/3 der Gesamtstrecke vor (s. Bild).  
Stelle Dir einen einfachen Hebel mit einem Ankerpunkt (Gelenk) ungefähr bei 1/3 der Gesamtstrecke vor (s. Bild).  


[[Bild:mech_adv.gif|center]]
[[Bild:mech_adv.gif|center]]
Seite B ist zweimal so lang wie A. Die Hebelübersetzung beträgt 2:1 (oder 1:2, je nach Sichtweise).
Seite B ist zweimal so lang wie A. Die Hebelübersetzung beträgt 2:1 (oder 1:2, je nach Sichtweise).


Seite B wird sich zweimal so weit bewegen wie Seite A, abver man benötigt auch auf Seite A zweimal so viel Kraft, um das Gewicht von Seite B anzuheben.
Seite B wird sich zweimal so weit bewegen wie Seite A, aber man benötigt auch auf Seite A zweimal so viel Kraft, um das Gewicht von Seite B anzuheben.


Des Pudels Kern erreicht man durch Ändern des Hebels (z.B. durch das Bewegen des Ankerpunkts). Dabei werden sowohl die aufzuwendende Kraft als auch Bewegungsspielraum gleichzeitig verändert. Sie sind sozusagen beide auf der gleichen Seite der Medaille. Man kann das Kräfteverhältnis nicht ohne das Entfernungsverhältnis ändern.


Bei Fahrradbremsen ist die Hebelübersetzung des Systems das Verhältnis der Kraft, die auf die Felge aufgebracht wird, und der aufzuwendenden Kraft, die die Finger dafür am Bremshebel ausüben müssen. Wenn also ein bestimmtes Bremssystem eine Hebelübersetzung von acht hätte, würde das drücken des Bremshebels mit fünf Kilogramm, eine Gewicht von rund 40 Kilogramm auf die Felge drücken. (Tatsächlich etwas weniger als 40kg, weil man noch Reibungsverluste einrechnen müsste. Diese werden aber zur Vereinfachung in diesem Artikel ignoriert, weil sie für das Gesamtverständnis nicht wichtig sind.)


The crucial point is that changing the leverage (for instance by moving the pivot) will affect both the force and the distance at the same time, since they are two sides of the same coin. You cannot increase the force ratio without reducing the distance ratio.
Die Hebelübersetzung kann auch aus der Perspektive von Wegeverhältnissen betrachtet werden. Eine Bremse mit hoher Hebelübersetzung bringt mit sehr wenig Handkraft am Hebel sehr viel Kraft über den Bremsschuh auf die Felge auf. Auf der anderen Seite muss man den Bremshebel sehr weit bewegen, um die Bremsschuhe das kurze Stück bis zur Felge zu bewegen. Bei zu hoher Hebelübersetzung trifft der Bremshebel schon den Lenker, bevor die Brenmsschuhe auf die Felge treffen. Wenn man die Bremsschuhe so eng einstellt, dass der Bremshebel nicht den Lenker berührt, kann es passieren, dass  beim Loslassen des Bremshebels, die Bremsschuhe nicht mehr weit genug auseinanderbewegt werden, um sich von der Felge zu lösen.


In the case of bicycle brakes, the mechanical advantage of the system represents the ratio between the amount of force that presses the brake shoes against the rim and the amount of force that the rider's fingers have to apply to the brake levers to create this braking force. If a particular braking system has a mechanical advantage of 8, then squeezing the brake lever with 10 pounds of force will cause the brake shoes to apply 80 pounds of force against the rim. (Actually, somewhat less than 80 pounds would be delivered, due to frictional losses, but for purposes of this article, friction within the brake mechanisms is not important and will be ignored.)
Bei [[Zangenbremse]]n ist die Hebelübersetzung durch den Hersteller fest vorgegeben. Man kann sie nicht ändern, außer man tauscht Zangen, Hebel oder die Reifengröße aus. Wenn man kleinere Reifen montiert, muss man die Bremsschuhe weiter nach unten installieren, was die Entfernung der Bremsschuhe zum Ankerpunkt erhöht und die Hebelübersetzung verringert. Wenn man zum Beispiel 622mm (700C) Felgen auf einem Fahrrad benutzt, was für 630mm ([[27 Zoll]]) Reifen gebaut wurde, wird die Bremswirkung abnehmen.


Mechanical advantage can also be viewed as a ratio of distances, rather than forces. A brake with high mechanical advantage will apply a lot of force to the brake shoe for a small amount of finger pressure on the lever; the other side of the coin is that a system with high mechanical advantage will require the hand lever to move a long way to move the brake shoes a short distance toward the rim. If you have too much mechanical advantage, the brake lever will bump up against the handlebar before the brake shoe has moved far enough to engage the rim. If you tighten such a brake up enough to avoid bottoming out the lever, the brake shoes may not retract far enough when the brake is released, and may still drag on the rim.
Bei [[Direktzugbremse]]n wie der V-Brake von [[Shimano]] ist die Hebelübersetzung ebenfalls fest vorgegeben. Da sich die Ankerpunkte jedoch unterhalb der Felge befinden, erzeugen kleinere Reifen eine höhere Hebelübersezung - ganz im Gegensatz zu Zangenbremsen.  
Konventionelle [[Cantilever-Bremse]]n erlauben es dem Fahrradmechaniker innerhalb eines gewissen Rahmens, die Hebelübersetzung zu verändern, in dem die Länge des [[Querzug]]s und die Höhe des [[Querzugträger]]s verändert wird.


With caliper brakes, the mechanical advantage is basically fixed by the manufacturer. You cannot change it except by replacing the calipers or the levers or the wheels. (Installing smaller wheels requires you to lower the brake shoes, increasing the effective reach of the calipers, and reducing the mechanical advantage accordingly. For instance, substituting 622 mm (700C) wheels on a bike built for 630 mm (27 inch) wheels will degrade the braking.)
==Gefühl und Funktion==
 
Bei Bremsen im Automobil ist ein hartes Pedalgefühl ein Zeichen dafür, dass sich die Bremsen in einem guten Zustand befinden. Ein weiches und schwammiges Pedalgefühl ist meistens ein Zeichen für Probleme - zum Beispiel Luft in den Hydraulikleitungen. Bei Fahrradbremsen ist das völlig anders. Ein knackiges und hartes Bremsgriffgefühl spricht eher für eine Bremse mit wenig Hebelübersetzung. Man betätigt den Bremshebel bis die Bremsschuhe die [[Bremsflanke]]n berühren. Dann ist keine weitere Bewegung möglich. Bremsen mit hoher Hebelübersetzung fühlen sich vergleichsweise schwammig an. Das liegt daran, dass die hohe Hebelübersetzung dafür sorgt, dass die Bremsschuhe auf der Felge durch den hohen Druck zusammengedrückt werden. Das fühlt man im Bremsgriff in den Fingern. Bremsen, die sich steinhart anfühlen, sind eher was für den Montageständer oder für die Ausstellung. Wenn es aber darum geht, das Fahrrad wirklich zu entschleunigen, ist der "schwammige Aufbau" besser. Man benötigt weniger Kraft in den Fingern und hat mehr Sicherheitsreserven bei nassen Bedingungen.
The new direct-pull cantilevers, such as Shimano's "V" brakes, also have a fixed mechanical advantage. Since their pivots are below the level of the rim, smaller wheels give more mechanical advantage, rather than less as with caliper brakes. Traditional cantilever brakes, however, allow the mechanic to adjust the mechanical advantage to a considerable extent, mainly by adjusting the length of the transverse cable and the height of the cable yoke.


==Gefühl und Funktion==
With automobile brakes, a nice "hard" pedal feel is a sign that the brakes are in good condition. A soft, "spongy" feel at the brake pedal is a sign of trouble, perhaps air in the hydraulic lines. This is not the case with bicycle brakes. A hard, crisp feel to the brakes on a bicycle may be a sign that the brakes don't have much mechanical advantage. You squeeze them until the brake shoes hit the rim, then they stop. Brakes with a high mechanical advantage will feel "spongy" by comparison, because the large amount of force they deliver to the brake shoes will squash the shoes against the rim, deforming them temporarily under pressure. You can feel this deformation in your fingers. The brakes with the rock-hard feel may seem nice on the work stand or the showroom floor, but when it comes to making the bike actually stop, the spongy set-up will do the job better, with less finger pressure and greater margin for safety in wet conditions.
==Definitionen==
==Definitionen==
For purposes of this article, I have defined 1 distance, 2 arms, and 3 angles as shown in the illustration.
Für diesen Artikel werden ein Abstand, zwei Hebelarme und drei Winkel wie in der Illustration gezeigt, definiert:
 
   
;Pivot-Cable distance (PC)
The shortest distance from the center of the pivot to the line of the transverse cable.
In the case of low-profile brakes, this is the shortest distance from the pivot to the imaginary line extending from the transverse cable.
 
   
;Shoe arm (PS)
Runs from the center of the pivot to the part of the brake shoe that contacts the rim.
 
   
;Anchor arm (PA)
Runs from the center of the pivot to the attachment point for the end of the transverse cable.
 
   
;Yoke angle
The angle of the transverse cable from the horizontal.
 
   
;Anchor angle
The angle between the end of the transverse cable and the anchor arm.
 
      
      
;Cantilever angle
;Gelenk-Zug Abstand (GZ)
The angle between the shoe arm and the anchor arm.
Dies sit die kürzeste Distanz zwischen der Mitte des Gelenks und dem Querzug. Bei Low-Profile Bremsen ist das die Entfernung zwischen Gelenk und der gedachten Linie, die den Querzug verlängert.   
;Gelenk-Schuh Hebelarm (GS)
Verläuft von der Mitte des Gelenks zu dem Teil des Bremsschuhs, der die Felge berührt. Ist der Lastarm im Sinne des Hebelgesetzes. 
;Gelenk-Zugklemm Hebelarm (GK)
Verläuft von der Gelenkmitte zum Klemmpunkt am Ende des Querzugs. Ist der Kraftarm im Sinne des Heblegesetzes.
;Querzugträgerwinkel
Der Winkel des Querzugs in Bezug auf die Horizontale
;Zugklemmwinkel
Der Winkel zwischen dem Verlauf des Querzugs und dem GK (Gelenk-Zugklemm Hebel).
;Cantileverwinkel
Der Winkel zwischen GS (Gelenk-Schuh Hebel) und GK (Gelenk-Zugklemm Hebel)


[[Bild:Canti.gif|center]]
[[Bild:Canti.jpg|center]]


==Cantilevertypisierung==
==Cantilevertypisierung==
Conventional cantilevers fall into three types, defined by their cantilever angle:
Traditionelle Cantilever-Bremsen können in drei Kategorien eingeteilt werden, die sich über den Cantileverwinkel definieren:
 
*Wide-profile cantilevers have a cantilever angle much greater than 90 degrees. The best example of this type is the old Mafac cantilevers, in which the anchor arm actually sloped downward from the boss in some installations. This design is now pretty much obsolete. Wide-profile cantilevers have rather low mechanical advantage, and work well only with levers with a high mechanical advantage.
*Medium-profile cantilevers have a cantilever angle of around 90 degrees. Most late-1980's cantilevers belong to this family. Medium-profile cantilevers are very forgiving and give excellent all-around performance with a wide range of set-ups.
*Low-profile cantilevers have a cantilever angle of less than 90 degrees. The principal advantage of narrow profile cantilevers is that they don't stick out so far from the frame or fork, very desirable, because protruding cantilever arms can cause a multitude of problems, particularly in the rear, where a rider's feet may hit them. Narrow-profile cantilevers are also capable of excellent performance, but only if properly set up. A carelessly set-up low-profile cantilever may have very low braking power, even though it feels great on the workstand.


Variant cantilevers have their own categories:
* Großwinkelige Cantilever, deren Cantileverwinkel deutlich über 90° liegt (Englisch: Wide profile). Das beste Beispiel hierfür sind die alten [[Mafac]] Canitilever-Bremsen, bei denen der Gelenk-Zugklemm Hebelarm (GK) je nach Aufbau sogar abwärts geneigt sein konnte. Diese Art ist inzwischen so gut wie ausgestorben. Diese Wide Profile Bremsen hatten eine sehr geringe Hebelübersetzung und funktionierten ausschließlich mit Bremshebeln, die eine sehr hohe Hebelübersetzung hatten.
* Rechtwinkelige Cantilever haben einen Cantileverwinkel von um die 90° (Englisch: Mid profile). Die meisten in den späten 1980er Jahren gebauten Cantilever-Bremsen fallen in diese Kategorie. Diese Mid Profile Bremsen sind sehr nachsichtig und bieten bei den meisten Installationen die beste Bremsleistung unter allen Bedingungen.
* Schmalwinkelige Cantilever haben einen Cantileverwinkel unter 90° (Englisch [[Low Profile Bremse|Low profile]]). Der Hauptvorteil dieser Kategorie ist der, dass sie nicht so weit seitwärts aus dem [[Rahmen]] oder der [[Gabel]] herausragen. Das ist auch gewollt, weil weit herausragende Cantilever-Arme können einige Probleme verursachen, wie zum Beispiel, dass hinten die Füße des Fahrers anstoßen können. Auch Low Profile Bremsen können exzellente Bremsleistung bieten - dazu müssen sie aber penibel installiert und eingestellt werden. Schlecht montierte Low Profile Bremsen haben schlechte Bremsleistung, auch wenn es sich am [[Montageständer]] zuerst gut angefühlt hat.


*Direct-pull cantilevers, such as Shimano's "V Brake" ®, which have not separate transverse cable.
Varianten der Cantilever-Bremse fallen in eigenen Kategorien:
*Roller-cam brakes, which mount on different, incompatible bosses.
*[[Direktzugbremse]]n wie zum Beispiel Shimanos [[V-Brake]], die keinen separaten [[Querzug]] besitzen.
*U-brakes, which use the same mounting bosses as roller cams.
*[[Roller-Cam Bremse]]n, die auf abweichenden und nicht kompatiblen [[Sockel]]n montiert werden.
*[[U-Brake]]s, die auf den gleichen Sockeln wie Roller-Cam Bremsen montiert werden.


==Hebelübersetzungen von Cantilevern==
==Hebelübersetzungen von Cantilevern==
Three separate factors determine the mechanical advantage of any particular cantilever braking system. The total mechanical advantage of the system is the product of all three multiplied together:
Drei separate Faktoren bestimmen die Hebelübersetzung eines jeden Cantilever-Bremsen Systems. Die verfügbare Gesamthebelübersetzung ist das Produkt aus diesen drei Werten (also alle Werte miteinander multiplizieren):


#The first factor is the brake lever itself. The lever's mechanical advantage is determined by the distance from the lever's pivot to the cable end, and by the effective length of the brake lever from its pivot to where the rider's fingers grip it. Typical mountain-bike type brake levers give a mechanical advantage of around 3 1/2, old-style drop-bar levers around 4, and "æro" drop-bar levers around 4 1/2. Levers for direct-pull ("V-type") brakes are around 2.<br><br>Shimano ("Servo-Wave" ®) and Odyssey both make mountain-bike type levers with a variable mechanical advantage that increases as the lever is pulled.
#Die Hebelübersetzung des Bremshebels ist der erste Faktor. Seine Hebelübersetzung bestimmt sich durch die Entfernung vom Gelenk des Hebels zum Zugende. Zusätzlich spielt noch die Länge des Bremsgriffs vom Gelenk bis zu dem Punkt, an dem die Finger des Fahrers greifen, eine Rolle. Typische [[Mountainbike]]bremsgriffe haben eine Hebelübersetzung von 3,5, veraltete [[Dropbar]]bremsgriffe hatten etwa 4 und [[Aerobremshebel|Aerodropbarbremsgriffe]] liegen bei ca. 4,5. Bremsgriffe für [[Direktzugbremse]]n haben ungefähr 2.<br>Shimano [[Servo Wave ®]] und [[Odyssey]] Bremsgriffe haben eine variable Hebelübersetzung, die ansteigt, je mehr man den Griff zieht.<br><br>'''Zwei getrennt zu betrachtende Aspekte des Cantilever Systems bestimmen dessen Hebelübersetzung:'''
#Die Hebelübersetzung eines individuellen Cantilevers ist das Verhältnis zwischen der Gelenk-Zug Abstand (GZ) und der Länge des Gelenk-Schuh Hebelarms (GS). GZ ist am längsten, wenn der Zugklemmwinkel 90° ist. Dann liegen GZ und GK auf einer Linie. Manche Autoritäten empfehlen, die Länge des Querzugs entsprechend der Hebelübersetzung zu wählen. [[Sheldon Brown]] glaubte, das das eine unnötige Vereinfachung ist. Bei Wide- bzw. Mid-Profile Bremsen steigt die Hebelübersetzung, wenn der Bremsschuh nach innen wandert. Sie steigt also mit zunehmendem Bremsenverschleiß. Bei Low Profile Bremsen nimmt die Hebelübersetzung bei gleichen Bedingungen allerdings ab.<br>Die Hebelübersetzung einer typischen Low Profile Cantilever Bremse liegt zwischen 1 und 2. Mid Profile Cantis haben etwas mehr Hebelübersetzung.
#Mehr Einfluss auf die Hebelübersetzung einer gut eingestellten Cantilever Bremse (insbesondere bei Low Profile Bremsen) hat der [[Querzug]]. Die Hebelübersetzung wird strikt durch den Querzugträgerwinkel bestimmt.<br>Die Formel hierfür lautet <br><br>''1/sin(Querzugträgerwinkel)''


;Two distinct aspects of the cantilever system determine its mechanical advantage:
Für diejenigen ohne Rechenschieber zur Hand folgen hier einige vorberechnete Werte:
{| {{Prettytable|width=20%}}
!Winkel!!Hebelübersetzung
|-
|90°||1
|-
|80°||1.015
|-
|70°||1.063
|-
|60° ||1.15
|-
|50° ||1.31
|-
|40° ||1.55
|-
|30° ||2
|-
|20° ||2.92
|-
|10° ||5.76
|-
|5° ||11.47
|-
|0° ||Unendlich!
|}


#The individual cantilever's mechanical advantage is the ratio between the pivot-cable distance (PC) and the pivot-shoe distance (PS) . The pivot-cable distance (PC) is at its greatest when the anchor angle is 90 degrees, so that PC and PA are the same. Some authorities recommend adjusting the length of the transverse cable accordingly, but I believe that this is an over-simplification. With wide- and medium-profile cantilevers, the mechanical advantage of the cantilever unit increases as it travels inward, increasing as the brake shoes wear down. With narrow-profile cantilevers, the mechanical advantage tends to decrease as the cantilever travels inward. The mechanical advantage of a typical cantilever is generally between 1 and 2. Medium-profile cantis tend to have more of this type of mechanical advantage.
Zwei Werte sind eher theoretischer Natur, weil man sie in der Praxis so nicht verwirklichen kann:
#A larger contribution to the mechanical advantage of a well-adjusted cantilever brake, especially a low-profile one, comes from the transverse cable. The mechanical advantage is strictly determined by the "yoke angle ". The formula is:
*Ein 90° Querzugträgerwinkel würde in einem unendlich langen Querzug enden, so dass auf beiden Seiten des [[Querzugträger]]s der Zug vertikal nach unten verlaufen würde.
    Mechanical Advantage = 1/sin yoke angle
*Ein 0° Querzugträgerwinkel würde im kürzest möglichen Querzug münden, so dass vom Querzugträger aus der Querzug in einer exakt geraden Linie horizontal wegführen würde.
    For readers without slide rules I have calculated a few examples: [How quaint :-) John Allen]
#Yoke Angle
    (Degrees) Mechanical
    Advantage
    90° 1
    80° 1.015
    70° 1.063
    60° 1.15
    50° 1.31
    40° 1.55
    30° 2
    20° 2.92
    10° 5.76
    5° 11.47
    0° Infinity!
A 90 degree yoke angle would result from an infinitely long transverse cable, such that each side of the cable was running vertically down from the cable yoke.


A 0 degree yoke angle would represent the shortest possible transverse cable, running in a perfect straight line along the top of the cable yoke.
Wie man der Tabelle entnehmen kann, ist ein kürzerer und horizontalerer Querzug mit einer höheren Hebelübersetzung gesegnet. Dieser Effekt sorgt dafür, dass auch eine Low Profile Bremse eine sehr gute Bremsleistung erzeugen kann.


As you can see from the table, the shorter and straighter the transverse cable, the more difference it makes. This effect is what makes it possible to make a low-profile brake with good stopping power.
===Spezielle Überlegungen zu Low-Profile Cantilevern===
Der vergleichsweise kleine Cantileverwinkel von Low Profile Bremsen sorgt dafür, dass der GK Hebelarm nahezu vertikal steht. Das trifft vor allem bei Mountainbikes zu, die recht weit auseinanderstehende Cantileversockel und schmale Felgen haben. Klassische gute Praxis war es, die Bremsschuhbefestigungsbolzen bis zum Anschlag durch die Befestigungslöcher der Bremsarme zu schieben, so dass die Rückseite der Bremsschuhe mit den Bremsarmen in Kontakt sind. Dadurch wurde die Wahrscheinlichkeit von Schlupf und Quietschen verringert.  


==Spezielle Überlegungen zu Low-Profile Cantilevern==
Bei Low Profile Cantileverbremsen müssen die Bremsschuhe weiter nach innen - weg vom Bremsarm - positioniert werden, so dass der effektive Cantileverwinkel erhöht wird. Dadurch entsteht ein mehr oder weniger frei schwingendes Stück Schaft zwischen Bremsarm und -schuh. Dieses kann zu erhöhter Tendenz zum Quietschen führen. Das ist jedoch eine der systeminherenten Nachteile von flach profilierten Cantileverbremsen. Den Abstand zwischen Bremsarm und Bremsschuh nur um wenige Millimeter zu erhöhen, kann zu einer dramatischen Verbesserung der Bremsenperformance führen.
The small cantilever angle of narrow-profile brakes causes the anchor arm (PA) to be nearly vertical, especially on mountain bikes that have wide-set pivot bosses and narrow rims. Traditional good practice had been to slide the brake shoe holders all the way into the eyebolts, so that the back of the shoe butts up against the cantilever arm. This is not the case with the newer low-profile models.


With low-profile cantilevers,, the shoe needs to be extended inward from the arm, increasing the effective cantilever angle . The unsupported length of shaft connecting the brake shoe to the arm may cause an increased tendency to squeal, but that is one of the inherent trade-offs of low-profile brakes.
Bei anderen Felgenbramsen ist es üblicherweise das Beste, den Abstand zwischen Arm und Schuh so gering wie möglich zu halten, um die Steifigkeit der Bremse so hoch wie möglich zu halten.  


Many newer cantilevers replace the separate transverse cable and yoke with "link wire." This is a cable carrier that has a length of narrow housing running from the yoke to the anchor arm. The primary cable runs through this housing, and forms half of the transverse cable. There is a guide line printed on the round yoke, which is intended to be lined up with the exposed side of the transverse cable.
Viele neuere Cantileverbremsen ersetzen en klassischen Querzug mit einem [[Verbindungszug]]. Dies ist ein Zugführungssystem, das die eine Hälfte des Querzugs ersetzt. Der Hauptzug verläuft durch den Knopf, der als Querzugträger fungiert, und verläuft bis zu einem Bremsarm. Die andere Hälfte des Querzugs ist fest mit dem Knopf verbunden.


Link wires are commonly available in five lengths:
Der Knopf hat eine Linie aufgedruckt, die zum Ausrichten des Hauptzugs dient.
 
Verbidungszüge gibt es normalerweise in fünf Längen:
{| {{Prettytable|width=40%}}
{| {{Prettytable|width=40%}}
!Kodierung!!Länge!!rowspan="6"|[[Bild:Cantilever Verbindungszug.JPG|thumb|center|Verbindungszüge unterschiedlicher Längen]]
!Kodierung!!Länge!!rowspan="6"|[[Bild:Cantilever Verbindungszug.JPG|thumb|center|Verbindungszüge unterschiedlicher Längen]]
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|}
|}


If you substitute a conventional yoke and separate transverse cable, you may be able to increase the mechanical advantage slightly on a particular bicycle. In general, the stock set up works about as well as possible, but only if you use the Shimano guide.
Wenn man einen klassischen Querzugträger und separaten Querzug durch einen Verbindungszug ersetzt, kann man die Hebelübersetzung an bestimmten Fahrrädern minimal erhöhen. Im allgemeinen funktioniert der Bermsenaufbau an Fabrik so gut wie möglich, wenn man sich an die Anleitung von [[Shimano]] gehalten hat.


Since the yoke angle is so critical to the mechanical advantage, the mechanical advantage gets less and less as the brake is engaged, and as the brake shoes wear down. The short transverse cables necessary to get high mechanical advantage from low-profile cantilevers exaggerate this effect, because the yoke angle gets larger for a given amount of upward travel of the yoke. Thus, low-profile cantilevers should be set up with minimum pad clearance if you want to get high mechanical advantage when the brake is actually engaged.
Da der Querzugträgerwinkel so kritisch für die Hebelübersetzung ist, nimmt diese ab, wenn die Bremse betätigt wird und die Bremsschuhe verschleißen. Der sehr kurze Querzug, der für die hohe Hebelübersetzung bei Low Profile Bremsen notwendig ist, verstärkt diesen Effekt noch. Das rührt daher, dass der Querzugträgerwinkel ansteigt, wenn man die Bremse betätigt. Daher sollten Low Profile Bremsen mit so wenig Bremsbelagabstand zur Felge wie möglich eingestellt werden, wenn man maximale Hebelübersetzung aus diesem Bremsentyp herausholen will.


==Direktzugbremsen (V-Brake)==
==Direktzugbremsen (V-Brake)==
[[Bild:Vbrake-overallsm.jpg|right|thumb|Direktzugbremse]]
Die aktuellste Entwicklung bei Cantilevern sind seit einigen Jahren schon die Direktzugbremsen - den meisten unter der Shimano Marke [[V-Brake]] bekannt. Sie ähneln sehr langen Low Profile Cantileverbremsen, haben aber keinen separaten Querzug. Sie sind allerdings [[Seitenzugbremse]]n statt [[Mittelzugbremse]]n. Ein Arm trägt den [[Zuganschlag]] und der Innenzug verläuft von diesem Arm zur [[Zugklemmschraube]] am gegenüberliegenden Arm. Direktzugbremsen haben eine sehr hohe Hebelübersetzung, so dass sie möglichst nicht mit konventionellen Bremsgriffen benutzt werden sollten. Wenn man konventionelle Bremshebel bei Direktzugbremsen einsetzt, kann der Bremsvorgang sehr abrupt einsetzen. Die exzessiv hohe Hebelübersetzung kann dazu führen, dass entweder die Bremsschuhe sofort die Felge berühren oder der Hebel am Lenker anschlägt, bevor die Brems zupacken kann - je nachdem wie die Züge eingestellt sind.


The latest thing in cantilevers is the direct-pull cantilever, popularly known by Shimano's trademark "V-Brake". These resemble very tall, low-profile cantilevers, but they do not have a separate transverse cable. They are a side-pull, rather than center-pull design. One arm has the housing stop, and the inner cable runs from the top of that arm to an anchor bolt on the top of the opposite arm. Direct-pull cantilevers have a very high mechanical advantage, which makes them unsuitable for use with conventional levers. If you do use conventional levers with direct-pull cantilevers, braking may be too abrupt. The excessive mechanical advantage of this combination will either cause the brake shoes to rub on the rim when they are at rest, or the brake lever will bottom out against the handlebar, depending on the cable adjustment.
Es gibt ein paar Teile auf dem [[Ersatzteilmarkt]], die es möglich machen, konventionelle Bremshebel mit Direktzugbremsen zu benutzen. Sie haben zumeist [[exzentrisch]]e oder doppelte Umlenkrollen, so dass man den Bremszug weiter (aber weniger hart) zieht.


Also see my article about direct-pull cantilevers
[[Bild:Canti-v.jpg|center|thumb|Cantilever Bremse mit V-Daptor]]
Die oben abgebildete Einheit ist ein [[V-Daptor]]. In diesem Fall ist er an einer Shimano [[LX]] Cantileverbremse montiert und macht so aus einer klassischen Mittelzug-Cantilever Bremse eine Direktzugbremse. Das ist ein geschickter Weg, die Bremsleistung bei vielen [[Reiserad|Reiserädern]] und [[Tandem]]s zu verbessern. Aber leider hat man nicht überall genügend Freiraum, um diese Lösung bei großvolumigen Mountainbikereifen zu installieren. Hier sollte man auf die für diese Zwecke entwickelte Direktzugbremse (V-Brake) zurückgreifen.


There are a few new aftermarket gadgets that permit you to use conventional brake levers with direct-pull brakes. These generally use eccentric or doubled pulleys to cause them to pull farther (but less hard) than the incoming cable pulls.
;Siehe auch
V-Daptor
* [[Einstellen von Direktzugbremsen]]
The unit illustrated above is a World Class "V-Daptor." In this case, it has been installed on a conventional Shimano LX cantilever, thus converting a traditional center-pull cantilever into a direct-pull unit. This is a handy way to improve braking on many touring bikes and tandems, but there is not usually enough clearance to let this modification work with fat mountain-bike tires--for them, you need a purpose-built direct-pull brake.
===Parallelogramm Koppelung===
===Parallelogramm Koppelung===
v-type brake
[[Image:Xtr-vbrake.jpg|left|thumb|Shimano XTR Bremse mit Parallelogramm Koppelung]]
Shimano's XTR and XT V-Brakes feature a special parallelogram linkage. This serves two purposes:
Shimanos [[XTR]] und [[XT]] V-Brakes haben eine spezielle Parallelogramm Koppelung. Diese dient zwei Zwecken:
* Der Bremsschuh bleibt während der Bewegung und der Lebensdauer des Bremsbelags immer im gleichen Winkel zur Felge ausgerichtet
* Die Bewegunsgausführung des Bremsschuhs bleibt nahezu horizontal statt des - wie bei anderen Modellen - leichten Bogens, dessen Zentrum im Bremssockel liegt. Das ist ein Vorteil inbesondere für Fahrer besonders breiter Reifen auf schmalen Felgen. Dies verhindert, dass der Bremsschuh aufsteigt und die Seitenwand des Reifens beschädigt. Auch wird verhindert, dass der Bremsschuh unter der Felge hindurchtauchen kann, wenn der Belag verschleißt.


    It causes the brake shoes to remain at the same angle to the rim throughout the stroke, and throughout the service life of the pad.
Unglücklicherweise verkomplizieren die zusätzlichen Gelenke den Mechanismus. Das hat häufig Wartungsproblemen zur Folge und kann zu exzessivem Quietschen der Bremse führen.
    It causes the direction of motion of the brake shoes to be close to horizontal, rather than the usual slanted arc centered on the pivot boss. This is a major advantage for those who use very fat tires on narrow rims, because it prevents the shoe from rising up and damaging the sidewall of the tire on release, and also prevents having the brake shoes dive under the rim as they wear down.


Unfortunately, the extra pivots considerably complicate the mechanism, and this has caused maintenance problems and excessive squeal in practice.
==Hebelübersetzung - Wieviel ist genug?==
==Hebelübersetzung - Wieviel ist genug?==
Generally, more mechanical advantage is better than less, but it is possible to overdo it.
Im Allgemeinen gilt, dass eine höhere Hebelübersetzung besser ist. Man kann es allerdings auch übertreiben.


There is a direct trade-off between how much force you get and how far the parts travel. Given a mechanical advantage of 8, pulling the brake lever in by 16 millimeters will only move the brake shoes 2 millimeters closer to the rim. The more mechanical advantage you have, the closer the brake shoes will be to the rim at their rest position. This is not a problem with a perfectly true wheel, but can cause the brake shoes to rub too easily on rims that have seen better days.
[[Bild:Breiter Querzugträger.png|right]]
Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der aufgewendeten Kraft und der Bewegungsdistanz der beteiligten Teile. Bei einer Hebelübersetzung von 8 würde durch 16mm Bewegung des Bremshebels, der Bremsschuhe 2mm näher an die Felge gezogen. Je mehr Hebelübersetzung man hat, desto näher müssen die Bremsschuhe in Ruhestellung an der Felge platziert werden. Bei perfekt zentrierten Laufrädern ist das kein Problem. Bei Laufrädern, die schon ihre besten Tage hinter sich haben, kann das zum Schleifen der Bremsschuhe an der Felge führen.


There is a case to be made for less than maximum mechanical advantage on the front brakes of bikes that are aimed at less experienced riders, lest they lock up the front wheel and hurt themselves.
Es gibt einen legitimen Fall, weniger als die maximal mögliche Hebelübersetzung an der Vorderradbremse einzustellen. Weniger erfahrene Fahrradfahrer könnten das Vorderrad blockieren und sich verletzen.
With a brake set up for maximum mechanical advantage, the shorter transverse cable has a shallower yoke angle. This may make it difficult or impossible to unhook the transverse cable for wheel removal. For some riders, it may be a worthwhile trade-off to give up some braking power for the sake of easier wheel removal.
Bei einer Bremseneinstellung mit maximaler Hebelübersetzung hat der Querzug einen flacheren Querzugträgerwinkel. Hier kann es schwierig sein, den Querzug auszuhängen, um das Laufrad ausbauen zu können. Mancher Fahrer bevorzugt dann etwas weniger Bremskraft, um das Laufrad leichter aus- und einbauen zu können.


On touring bikes with high-mechanical-advantage "æro" brake levers, excessive mechanical advantage may cause the brake to run out of lever travel, so that the lever hits against the handlebar. Shimano makes an extra-wide cable yoke for such applications, but you can achieve the same effect by lengthening the transverse cable, unless the bike has such a small frame that you run out of room.
Bei Reiserädern mit Aero-Bremsghriffen, deren Hebelübersetzung sehr hoch ist, kann die exzessive Hebelübersetzung dazu führen, dass der Bremshebel bereits am Lenker anschlägt, bevor die Bremse zupacken kann. [[Shimano]] stellt hierfür einen extrabreiten Querzugträger (s. Bild rechts) her. Man kann den gewünschten Effekt auch dadurch erzeugen, dass man den Querzug besonders lang lässt, außer man hat einen so schmalen Rahmen, dass dafür kein Platz ist.


Wide yoke
==Das Potenzial der Cantilever Bremsen voll ausschöpfen==
==Das Potenzial der Cantilever Bremsen voll ausschöpfen==
Aside from the issue of mechanical advantage, there are other ways to improve your cantilever braking.
Neben der Hebelübersetzung gibt es noch ein paar weitere Aspekte, um die Bremsleistung der Cantilever Bremse zu verbessern.
 
Wenn man das Gesamtsystem verwindungssteifer macht, kann man die Bremse auch mit mehr Hebelübersetzung einstellen, ohne Gefahr zu laufen, dass der Hebelweg des Bremshebels nicht ausreicht.


If you reduce flex in the system, you can set the brake for more mechanical advantage without running out of lever travel. I would suggest the following:
* Züge sollten so reibungsfrei wie möglich sein. Dazu gehört auch, dass die Enden der Zughüllen sauber bearbeitet werden, so dass sie eine feste und stabile Verbindung zu den Zuganschlägen haben. (s. auch [[Züge]])
* Bremsschuhe für Bremsen mit hoher Hebelübersetzung sollten hart und möglichst starr sein. [[Sheldon Brown]] empfahl hierzu gerne die lachsfarbenen [[Kool Stop]] Salmon Bremsbeläge, die mit zu den härtesten gehören und einen guten Reibungskoeffizienten haben.
* Die Bremsschuhe sollten so ausgerichtet sein, dass sie einen guten stabilen Kontakt zur Felge haben. Sie sollten ganz minimal [[einwärts]] ausgerichtet werden. Der vertikale Winkel der Bremsschuhe sollte so eingestellt sein, dass die Bremsschuhe die größte mögliche Kontaktfläche auf der Felge haben.
* Ein [[Bremskraftverstärker]] (Brake Booster) kann vor allem an der hinteren Bremse helfen, da die Bremssockel an den vergleichsweise schmalen [[Sitzstrebe]]n sitzen. Diese können sich bei sehr starken Bremsvorgängen nach Außen biegen.


*Cables should be as free of friction as possible, and the ends of the housing should be properly prepared so that they make a firm, solid connection with their stops. See my article on Cable Installation.
==Siehe auch==
*Brake shoes for brakes with high mechanical advantage should be hard and rigid. I particularly recommend Kool-Stop Salmon brake shoes, which are among the hardest, and have a very high coefficient of friction.<br><br>The shoes should be set up so that they make good firm contact with the rim. They should be slightly toed in, but not excessively. The vertical angle of the brake shoe should also be adjusted correctly so that it gets the largest possible contact area with the rim.
* [[Das 1x1 der Felgenbremsen]]
*A brake booster can also help considerably, particularly on the rear, where the bosses are mounted on relatively narrow seatstays, and can flex outward under hard braking.
* [[Einstellen von Direktzugbremsen]]
* [[Kompatibilität von Cantilever Bremsen (Tabelle)]]
* [[Züge]]


==Cantilever Kompatibilität==
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==Quelle==
==Quelle==
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[[Kategorie:Bremstechnik]]
{{Weitere Artikel Kategorie|categoryname=Felgenbremse}}
[[Kategorie:Sheldon Brown]]
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[[Kategorie:In Arbeit]]
[[Kategorie:2015]]
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Aktuelle Version vom 19. November 2019, 10:42 Uhr

Dieser Artikel ist einer von mehreren, die sich mit der Cantileverbremse beschäftigen. Wenn Du nur auf der Suche nach einer Anleitung bist, wie Du Deine Cantilever Bremse oder V-Brake vernünftig eingestellt bekommst, lies die Artikel, die bei Die richtige Bremse für mein Fahrrad verlinkt sind oder lies den Artikel Das 1x1 der Felgenbremsen. Dieser Artikel hier beschäftigt sich eher mit theoretischen Aspekten der Cantilever Geometrie.

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Aufbau der Cantilever Bremse

Vor den 1980er Jahren waren Cantileverbremsen unheimliche und exotische Ausrüstungen. Man fand sie zumeist nur an teuren Tandems oder sehr hochwertigen Tourenfahrrädern Sie waren sogar noch seltener als Dreifachkurbeln. Die Zeiten haben sich geändert und, was früher nur finanzstarken wissenden Fanatikern vorbehalten war, wird heute sogar bei Baumarktfahrrädern eingesetzt.

Nichtsdestotrotz scheint ein wenig Mysterium bei Cantileverbremsen geblieben zu sein. Dieser Artikel will ein wenig das Mysterium lüften und helfen, dass das Einstellen der Cantileverbremsen leichter von der Hand geht, weil Du die wesentlichen Details der Geometrie verstehst, die der Funktion von Cantileverbremsen zugrunde liegen.

Im Speziellen wird die Frage angesprochen, wie lang der Querzug sein muss, bzw. anders ausgedrückt, wie niedrig der Querzugträger montiert werden kann. Bei den meisten Cantileverbremsen hat der Mechaniker relativ freie Wahl, wie das Zugsystem montiert wird. Das hat bedeutenden Einfluss darauf, wie gut die Bremse funktionieren wird. Das trifft insbesondere auf die Low Profile Bremse zu.

Hebelübersetzung

Man kann Fahrradbremsen nicht verstehen, ohne Hebelgesetze zu verstehen.

"Hebelübersetzung" bzw. "Hebel" bezeichnet das Verhältnis zwischen der Kraft, die man aus dem einen Ende eines Angelpunkts erhält, wenn man eine bestimmte Kraft auf der anderen Seite ausübt. Man könnte vereinfacht sagen, dass die Hebelübersetzung das Kräfte- und Entfernungsverhältnis ist.

Stelle Dir einen einfachen Hebel mit einem Ankerpunkt (Gelenk) ungefähr bei 1/3 der Gesamtstrecke vor (s. Bild).

Mech adv.gif

Seite B ist zweimal so lang wie A. Die Hebelübersetzung beträgt 2:1 (oder 1:2, je nach Sichtweise).

Seite B wird sich zweimal so weit bewegen wie Seite A, aber man benötigt auch auf Seite A zweimal so viel Kraft, um das Gewicht von Seite B anzuheben.

Des Pudels Kern erreicht man durch Ändern des Hebels (z.B. durch das Bewegen des Ankerpunkts). Dabei werden sowohl die aufzuwendende Kraft als auch Bewegungsspielraum gleichzeitig verändert. Sie sind sozusagen beide auf der gleichen Seite der Medaille. Man kann das Kräfteverhältnis nicht ohne das Entfernungsverhältnis ändern.

Bei Fahrradbremsen ist die Hebelübersetzung des Systems das Verhältnis der Kraft, die auf die Felge aufgebracht wird, und der aufzuwendenden Kraft, die die Finger dafür am Bremshebel ausüben müssen. Wenn also ein bestimmtes Bremssystem eine Hebelübersetzung von acht hätte, würde das drücken des Bremshebels mit fünf Kilogramm, eine Gewicht von rund 40 Kilogramm auf die Felge drücken. (Tatsächlich etwas weniger als 40kg, weil man noch Reibungsverluste einrechnen müsste. Diese werden aber zur Vereinfachung in diesem Artikel ignoriert, weil sie für das Gesamtverständnis nicht wichtig sind.)

Die Hebelübersetzung kann auch aus der Perspektive von Wegeverhältnissen betrachtet werden. Eine Bremse mit hoher Hebelübersetzung bringt mit sehr wenig Handkraft am Hebel sehr viel Kraft über den Bremsschuh auf die Felge auf. Auf der anderen Seite muss man den Bremshebel sehr weit bewegen, um die Bremsschuhe das kurze Stück bis zur Felge zu bewegen. Bei zu hoher Hebelübersetzung trifft der Bremshebel schon den Lenker, bevor die Brenmsschuhe auf die Felge treffen. Wenn man die Bremsschuhe so eng einstellt, dass der Bremshebel nicht den Lenker berührt, kann es passieren, dass beim Loslassen des Bremshebels, die Bremsschuhe nicht mehr weit genug auseinanderbewegt werden, um sich von der Felge zu lösen.

Bei Zangenbremsen ist die Hebelübersetzung durch den Hersteller fest vorgegeben. Man kann sie nicht ändern, außer man tauscht Zangen, Hebel oder die Reifengröße aus. Wenn man kleinere Reifen montiert, muss man die Bremsschuhe weiter nach unten installieren, was die Entfernung der Bremsschuhe zum Ankerpunkt erhöht und die Hebelübersetzung verringert. Wenn man zum Beispiel 622mm (700C) Felgen auf einem Fahrrad benutzt, was für 630mm (27 Zoll) Reifen gebaut wurde, wird die Bremswirkung abnehmen.

Bei Direktzugbremsen wie der V-Brake von Shimano ist die Hebelübersetzung ebenfalls fest vorgegeben. Da sich die Ankerpunkte jedoch unterhalb der Felge befinden, erzeugen kleinere Reifen eine höhere Hebelübersezung - ganz im Gegensatz zu Zangenbremsen. Konventionelle Cantilever-Bremsen erlauben es dem Fahrradmechaniker innerhalb eines gewissen Rahmens, die Hebelübersetzung zu verändern, in dem die Länge des Querzugs und die Höhe des Querzugträgers verändert wird.

Gefühl und Funktion

Bei Bremsen im Automobil ist ein hartes Pedalgefühl ein Zeichen dafür, dass sich die Bremsen in einem guten Zustand befinden. Ein weiches und schwammiges Pedalgefühl ist meistens ein Zeichen für Probleme - zum Beispiel Luft in den Hydraulikleitungen. Bei Fahrradbremsen ist das völlig anders. Ein knackiges und hartes Bremsgriffgefühl spricht eher für eine Bremse mit wenig Hebelübersetzung. Man betätigt den Bremshebel bis die Bremsschuhe die Bremsflanken berühren. Dann ist keine weitere Bewegung möglich. Bremsen mit hoher Hebelübersetzung fühlen sich vergleichsweise schwammig an. Das liegt daran, dass die hohe Hebelübersetzung dafür sorgt, dass die Bremsschuhe auf der Felge durch den hohen Druck zusammengedrückt werden. Das fühlt man im Bremsgriff in den Fingern. Bremsen, die sich steinhart anfühlen, sind eher was für den Montageständer oder für die Ausstellung. Wenn es aber darum geht, das Fahrrad wirklich zu entschleunigen, ist der "schwammige Aufbau" besser. Man benötigt weniger Kraft in den Fingern und hat mehr Sicherheitsreserven bei nassen Bedingungen.

Definitionen

Für diesen Artikel werden ein Abstand, zwei Hebelarme und drei Winkel wie in der Illustration gezeigt, definiert:

Gelenk-Zug Abstand (GZ)

Dies sit die kürzeste Distanz zwischen der Mitte des Gelenks und dem Querzug. Bei Low-Profile Bremsen ist das die Entfernung zwischen Gelenk und der gedachten Linie, die den Querzug verlängert.

Gelenk-Schuh Hebelarm (GS)

Verläuft von der Mitte des Gelenks zu dem Teil des Bremsschuhs, der die Felge berührt. Ist der Lastarm im Sinne des Hebelgesetzes.

Gelenk-Zugklemm Hebelarm (GK)

Verläuft von der Gelenkmitte zum Klemmpunkt am Ende des Querzugs. Ist der Kraftarm im Sinne des Heblegesetzes.

Querzugträgerwinkel

Der Winkel des Querzugs in Bezug auf die Horizontale

Zugklemmwinkel

Der Winkel zwischen dem Verlauf des Querzugs und dem GK (Gelenk-Zugklemm Hebel).

Cantileverwinkel

Der Winkel zwischen GS (Gelenk-Schuh Hebel) und GK (Gelenk-Zugklemm Hebel)

Canti.jpg

Cantilevertypisierung

Traditionelle Cantilever-Bremsen können in drei Kategorien eingeteilt werden, die sich über den Cantileverwinkel definieren:

  • Großwinkelige Cantilever, deren Cantileverwinkel deutlich über 90° liegt (Englisch: Wide profile). Das beste Beispiel hierfür sind die alten Mafac Canitilever-Bremsen, bei denen der Gelenk-Zugklemm Hebelarm (GK) je nach Aufbau sogar abwärts geneigt sein konnte. Diese Art ist inzwischen so gut wie ausgestorben. Diese Wide Profile Bremsen hatten eine sehr geringe Hebelübersetzung und funktionierten ausschließlich mit Bremshebeln, die eine sehr hohe Hebelübersetzung hatten.
  • Rechtwinkelige Cantilever haben einen Cantileverwinkel von um die 90° (Englisch: Mid profile). Die meisten in den späten 1980er Jahren gebauten Cantilever-Bremsen fallen in diese Kategorie. Diese Mid Profile Bremsen sind sehr nachsichtig und bieten bei den meisten Installationen die beste Bremsleistung unter allen Bedingungen.
  • Schmalwinkelige Cantilever haben einen Cantileverwinkel unter 90° (Englisch Low profile). Der Hauptvorteil dieser Kategorie ist der, dass sie nicht so weit seitwärts aus dem Rahmen oder der Gabel herausragen. Das ist auch gewollt, weil weit herausragende Cantilever-Arme können einige Probleme verursachen, wie zum Beispiel, dass hinten die Füße des Fahrers anstoßen können. Auch Low Profile Bremsen können exzellente Bremsleistung bieten - dazu müssen sie aber penibel installiert und eingestellt werden. Schlecht montierte Low Profile Bremsen haben schlechte Bremsleistung, auch wenn es sich am Montageständer zuerst gut angefühlt hat.

Varianten der Cantilever-Bremse fallen in eigenen Kategorien:

Hebelübersetzungen von Cantilevern

Drei separate Faktoren bestimmen die Hebelübersetzung eines jeden Cantilever-Bremsen Systems. Die verfügbare Gesamthebelübersetzung ist das Produkt aus diesen drei Werten (also alle Werte miteinander multiplizieren):

  1. Die Hebelübersetzung des Bremshebels ist der erste Faktor. Seine Hebelübersetzung bestimmt sich durch die Entfernung vom Gelenk des Hebels zum Zugende. Zusätzlich spielt noch die Länge des Bremsgriffs vom Gelenk bis zu dem Punkt, an dem die Finger des Fahrers greifen, eine Rolle. Typische Mountainbikebremsgriffe haben eine Hebelübersetzung von 3,5, veraltete Dropbarbremsgriffe hatten etwa 4 und Aerodropbarbremsgriffe liegen bei ca. 4,5. Bremsgriffe für Direktzugbremsen haben ungefähr 2.
    Shimano Servo Wave ® und Odyssey Bremsgriffe haben eine variable Hebelübersetzung, die ansteigt, je mehr man den Griff zieht.

    Zwei getrennt zu betrachtende Aspekte des Cantilever Systems bestimmen dessen Hebelübersetzung:
  2. Die Hebelübersetzung eines individuellen Cantilevers ist das Verhältnis zwischen der Gelenk-Zug Abstand (GZ) und der Länge des Gelenk-Schuh Hebelarms (GS). GZ ist am längsten, wenn der Zugklemmwinkel 90° ist. Dann liegen GZ und GK auf einer Linie. Manche Autoritäten empfehlen, die Länge des Querzugs entsprechend der Hebelübersetzung zu wählen. Sheldon Brown glaubte, das das eine unnötige Vereinfachung ist. Bei Wide- bzw. Mid-Profile Bremsen steigt die Hebelübersetzung, wenn der Bremsschuh nach innen wandert. Sie steigt also mit zunehmendem Bremsenverschleiß. Bei Low Profile Bremsen nimmt die Hebelübersetzung bei gleichen Bedingungen allerdings ab.
    Die Hebelübersetzung einer typischen Low Profile Cantilever Bremse liegt zwischen 1 und 2. Mid Profile Cantis haben etwas mehr Hebelübersetzung.
  3. Mehr Einfluss auf die Hebelübersetzung einer gut eingestellten Cantilever Bremse (insbesondere bei Low Profile Bremsen) hat der Querzug. Die Hebelübersetzung wird strikt durch den Querzugträgerwinkel bestimmt.
    Die Formel hierfür lautet

    1/sin(Querzugträgerwinkel)

Für diejenigen ohne Rechenschieber zur Hand folgen hier einige vorberechnete Werte:

Winkel Hebelübersetzung
90° 1
80° 1.015
70° 1.063
60° 1.15
50° 1.31
40° 1.55
30° 2
20° 2.92
10° 5.76
5° 11.47
0° Unendlich!

Zwei Werte sind eher theoretischer Natur, weil man sie in der Praxis so nicht verwirklichen kann:

  • Ein 90° Querzugträgerwinkel würde in einem unendlich langen Querzug enden, so dass auf beiden Seiten des Querzugträgers der Zug vertikal nach unten verlaufen würde.
  • Ein 0° Querzugträgerwinkel würde im kürzest möglichen Querzug münden, so dass vom Querzugträger aus der Querzug in einer exakt geraden Linie horizontal wegführen würde.

Wie man der Tabelle entnehmen kann, ist ein kürzerer und horizontalerer Querzug mit einer höheren Hebelübersetzung gesegnet. Dieser Effekt sorgt dafür, dass auch eine Low Profile Bremse eine sehr gute Bremsleistung erzeugen kann.

Spezielle Überlegungen zu Low-Profile Cantilevern

Der vergleichsweise kleine Cantileverwinkel von Low Profile Bremsen sorgt dafür, dass der GK Hebelarm nahezu vertikal steht. Das trifft vor allem bei Mountainbikes zu, die recht weit auseinanderstehende Cantileversockel und schmale Felgen haben. Klassische gute Praxis war es, die Bremsschuhbefestigungsbolzen bis zum Anschlag durch die Befestigungslöcher der Bremsarme zu schieben, so dass die Rückseite der Bremsschuhe mit den Bremsarmen in Kontakt sind. Dadurch wurde die Wahrscheinlichkeit von Schlupf und Quietschen verringert.

Bei Low Profile Cantileverbremsen müssen die Bremsschuhe weiter nach innen - weg vom Bremsarm - positioniert werden, so dass der effektive Cantileverwinkel erhöht wird. Dadurch entsteht ein mehr oder weniger frei schwingendes Stück Schaft zwischen Bremsarm und -schuh. Dieses kann zu erhöhter Tendenz zum Quietschen führen. Das ist jedoch eine der systeminherenten Nachteile von flach profilierten Cantileverbremsen. Den Abstand zwischen Bremsarm und Bremsschuh nur um wenige Millimeter zu erhöhen, kann zu einer dramatischen Verbesserung der Bremsenperformance führen.

Bei anderen Felgenbramsen ist es üblicherweise das Beste, den Abstand zwischen Arm und Schuh so gering wie möglich zu halten, um die Steifigkeit der Bremse so hoch wie möglich zu halten.

Viele neuere Cantileverbremsen ersetzen en klassischen Querzug mit einem Verbindungszug. Dies ist ein Zugführungssystem, das die eine Hälfte des Querzugs ersetzt. Der Hauptzug verläuft durch den Knopf, der als Querzugträger fungiert, und verläuft bis zu einem Bremsarm. Die andere Hälfte des Querzugs ist fest mit dem Knopf verbunden.

Der Knopf hat eine Linie aufgedruckt, die zum Ausrichten des Hauptzugs dient.

Verbidungszüge gibt es normalerweise in fünf Längen:

Kodierung Länge
Verbindungszüge unterschiedlicher Längen
S 63 mm
A 73 mm
B 82 mm
C 106 mm
D 93 mm

Wenn man einen klassischen Querzugträger und separaten Querzug durch einen Verbindungszug ersetzt, kann man die Hebelübersetzung an bestimmten Fahrrädern minimal erhöhen. Im allgemeinen funktioniert der Bermsenaufbau an Fabrik so gut wie möglich, wenn man sich an die Anleitung von Shimano gehalten hat.

Da der Querzugträgerwinkel so kritisch für die Hebelübersetzung ist, nimmt diese ab, wenn die Bremse betätigt wird und die Bremsschuhe verschleißen. Der sehr kurze Querzug, der für die hohe Hebelübersetzung bei Low Profile Bremsen notwendig ist, verstärkt diesen Effekt noch. Das rührt daher, dass der Querzugträgerwinkel ansteigt, wenn man die Bremse betätigt. Daher sollten Low Profile Bremsen mit so wenig Bremsbelagabstand zur Felge wie möglich eingestellt werden, wenn man maximale Hebelübersetzung aus diesem Bremsentyp herausholen will.

Direktzugbremsen (V-Brake)

Direktzugbremse

Die aktuellste Entwicklung bei Cantilevern sind seit einigen Jahren schon die Direktzugbremsen - den meisten unter der Shimano Marke V-Brake bekannt. Sie ähneln sehr langen Low Profile Cantileverbremsen, haben aber keinen separaten Querzug. Sie sind allerdings Seitenzugbremsen statt Mittelzugbremsen. Ein Arm trägt den Zuganschlag und der Innenzug verläuft von diesem Arm zur Zugklemmschraube am gegenüberliegenden Arm. Direktzugbremsen haben eine sehr hohe Hebelübersetzung, so dass sie möglichst nicht mit konventionellen Bremsgriffen benutzt werden sollten. Wenn man konventionelle Bremshebel bei Direktzugbremsen einsetzt, kann der Bremsvorgang sehr abrupt einsetzen. Die exzessiv hohe Hebelübersetzung kann dazu führen, dass entweder die Bremsschuhe sofort die Felge berühren oder der Hebel am Lenker anschlägt, bevor die Brems zupacken kann - je nachdem wie die Züge eingestellt sind.

Es gibt ein paar Teile auf dem Ersatzteilmarkt, die es möglich machen, konventionelle Bremshebel mit Direktzugbremsen zu benutzen. Sie haben zumeist exzentrische oder doppelte Umlenkrollen, so dass man den Bremszug weiter (aber weniger hart) zieht.

Cantilever Bremse mit V-Daptor

Die oben abgebildete Einheit ist ein V-Daptor. In diesem Fall ist er an einer Shimano LX Cantileverbremse montiert und macht so aus einer klassischen Mittelzug-Cantilever Bremse eine Direktzugbremse. Das ist ein geschickter Weg, die Bremsleistung bei vielen Reiserädern und Tandems zu verbessern. Aber leider hat man nicht überall genügend Freiraum, um diese Lösung bei großvolumigen Mountainbikereifen zu installieren. Hier sollte man auf die für diese Zwecke entwickelte Direktzugbremse (V-Brake) zurückgreifen.

Siehe auch

Parallelogramm Koppelung

Shimano XTR Bremse mit Parallelogramm Koppelung

Shimanos XTR und XT V-Brakes haben eine spezielle Parallelogramm Koppelung. Diese dient zwei Zwecken:

  • Der Bremsschuh bleibt während der Bewegung und der Lebensdauer des Bremsbelags immer im gleichen Winkel zur Felge ausgerichtet
  • Die Bewegunsgausführung des Bremsschuhs bleibt nahezu horizontal statt des - wie bei anderen Modellen - leichten Bogens, dessen Zentrum im Bremssockel liegt. Das ist ein Vorteil inbesondere für Fahrer besonders breiter Reifen auf schmalen Felgen. Dies verhindert, dass der Bremsschuh aufsteigt und die Seitenwand des Reifens beschädigt. Auch wird verhindert, dass der Bremsschuh unter der Felge hindurchtauchen kann, wenn der Belag verschleißt.

Unglücklicherweise verkomplizieren die zusätzlichen Gelenke den Mechanismus. Das hat häufig Wartungsproblemen zur Folge und kann zu exzessivem Quietschen der Bremse führen.

Hebelübersetzung - Wieviel ist genug?

Im Allgemeinen gilt, dass eine höhere Hebelübersetzung besser ist. Man kann es allerdings auch übertreiben.

Breiter Querzugträger.png

Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der aufgewendeten Kraft und der Bewegungsdistanz der beteiligten Teile. Bei einer Hebelübersetzung von 8 würde durch 16mm Bewegung des Bremshebels, der Bremsschuhe 2mm näher an die Felge gezogen. Je mehr Hebelübersetzung man hat, desto näher müssen die Bremsschuhe in Ruhestellung an der Felge platziert werden. Bei perfekt zentrierten Laufrädern ist das kein Problem. Bei Laufrädern, die schon ihre besten Tage hinter sich haben, kann das zum Schleifen der Bremsschuhe an der Felge führen.

Es gibt einen legitimen Fall, weniger als die maximal mögliche Hebelübersetzung an der Vorderradbremse einzustellen. Weniger erfahrene Fahrradfahrer könnten das Vorderrad blockieren und sich verletzen. Bei einer Bremseneinstellung mit maximaler Hebelübersetzung hat der Querzug einen flacheren Querzugträgerwinkel. Hier kann es schwierig sein, den Querzug auszuhängen, um das Laufrad ausbauen zu können. Mancher Fahrer bevorzugt dann etwas weniger Bremskraft, um das Laufrad leichter aus- und einbauen zu können.

Bei Reiserädern mit Aero-Bremsghriffen, deren Hebelübersetzung sehr hoch ist, kann die exzessive Hebelübersetzung dazu führen, dass der Bremshebel bereits am Lenker anschlägt, bevor die Bremse zupacken kann. Shimano stellt hierfür einen extrabreiten Querzugträger (s. Bild rechts) her. Man kann den gewünschten Effekt auch dadurch erzeugen, dass man den Querzug besonders lang lässt, außer man hat einen so schmalen Rahmen, dass dafür kein Platz ist.

Das Potenzial der Cantilever Bremsen voll ausschöpfen

Neben der Hebelübersetzung gibt es noch ein paar weitere Aspekte, um die Bremsleistung der Cantilever Bremse zu verbessern.

Wenn man das Gesamtsystem verwindungssteifer macht, kann man die Bremse auch mit mehr Hebelübersetzung einstellen, ohne Gefahr zu laufen, dass der Hebelweg des Bremshebels nicht ausreicht.

  • Züge sollten so reibungsfrei wie möglich sein. Dazu gehört auch, dass die Enden der Zughüllen sauber bearbeitet werden, so dass sie eine feste und stabile Verbindung zu den Zuganschlägen haben. (s. auch Züge)
  • Bremsschuhe für Bremsen mit hoher Hebelübersetzung sollten hart und möglichst starr sein. Sheldon Brown empfahl hierzu gerne die lachsfarbenen Kool Stop Salmon Bremsbeläge, die mit zu den härtesten gehören und einen guten Reibungskoeffizienten haben.
  • Die Bremsschuhe sollten so ausgerichtet sein, dass sie einen guten stabilen Kontakt zur Felge haben. Sie sollten ganz minimal einwärts ausgerichtet werden. Der vertikale Winkel der Bremsschuhe sollte so eingestellt sein, dass die Bremsschuhe die größte mögliche Kontaktfläche auf der Felge haben.
  • Ein Bremskraftverstärker (Brake Booster) kann vor allem an der hinteren Bremse helfen, da die Bremssockel an den vergleichsweise schmalen Sitzstreben sitzen. Diese können sich bei sehr starken Bremsvorgängen nach Außen biegen.

Siehe auch

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Quelle

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel The Geometry of Cantilever Brakes von der Website Sheldon Browns. Originalautor des Artikels ist Sheldon Brown.


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