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Radunfall "Sturz über den Lenker" wegen blockierender Vorderradbremse /03

3. Verbesserungs-Vorschläge zur Bremskraft-Begrenzung

Motto: Es kann doch nicht wahr sein, dass die Hersteller Bremsen auf den Markt bringen,
           die Unfälle verhindern sollen -- und dann selbst einen erzeugen!

0. Zusf	1. UnfB	2. Ph_a	2. Ph_b	3. V V	4. Tip_a	4. Tip_b	5. StNa	6. §§	7. €	8. Vers	9. FAQ

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Inhaltsverzeichnis dieser Seite:

==> 3. Verbesserungs-Vorschläge zur Bremskraft-Begrenzung

==> 3.0. Ausgangslage

==> 3.1. Regelung

==> 3.2. Feste Voreinstellung

==> 3.3. Warnende Bremsen

==> 3.4. Zwei Bremsstärken

==> 3.5. Minimallösung: Erweiterung der DIN 79100, bzw. EN 14764

==> 3.6. Systemwechsel: Liegerad

==> nach unten

==> Inhalt "Bremsunfall"

==> home: Radtipps

3.0. Ausgangslage

Der Abschnitt ==> 2.4.3.1. Diagramm-Beispiele zeigt, dass die möglichen Handkräfte HK-z bis HK-s der Radler um den Faktor 3 bis 6 über der Grenz-Handkraft Hb liegen. Damit ist immer die Möglichkeit für einen Sturz über den Lenker vorprogrammiert!

Der Sturz über den Lenker ist durch die gewählte Technik bedingt und nicht durch die (Un-)Fähigkeit des Radlers!

Es gibt kein Kriterium für ein nahendes Blockieren der VR-Bremse. Das Hochkommen des Hinterrads ist KEIN solches Kriterium; denn da hat das Vorderrad bereits überbremst/ blockiert. Die niedrige Reaktionszeit lässt dem Radler kaum eine Chance ==> 2.3.2. Sturzgeschwindigkeit und -zeiten.
Deshalb sind diese VR-Bremsen gefährlich, man könnte sogar heimtückisch sagen. Diese techn. Eigenschaft verlieren sie auch nicht, wenn der Radler das Bremsen geübt hat. Bei Gefahr "überbremsen" normale und routinierte Radfahrer; typische Aussage: "In der Not zieht man doch etwas fester!"
Nur eine Bremskraftbegrenzung kann einen Sturz über den Lenker sicher verhindern.

Das Fehlen einer Bremskraft-Begrenzung ist ein echter Konstruktionsfehler!

Wäre sie vorhanden, so wäre die Unfallart "Sturz über den Lenker wegen blockierender Vorderradbremse" praktisch ausgestorben!
(Übrigens: Bremskraftbegrenzung hat NICHTS mit einer verminderten Bremswirkung zu tun ==> 9.15. FAQ).

Bei manchen Bremsen wird dieser Konstruktionsfehler noch durch mangelhaftes ==> 4.2. Dosieren der Bremsen verschlimmert, so dass auch das ==> 4.3.1. Üben des Bremsens erschwert wird.

Bedingt durch die Konstruktion des Normal-Fahrrads liegt der Schwerpunkt mit Fahrer sehr hoch. Der Winkel Schwerpunkt/ Aufsetzpunkt des Vorderrads zur Senkrechten beträgt ca. 27°. Damit liegt die max. mögliche Bremsverzögerung bei ca. 5 - 6 m/ s^2 ==> 2.4.3.1. Diagramm. Moderne Bremsen können aber weit höhere Verzögerungen erreichen, welche das Rad vornüber kippen lassen.

Die "moderne" VR-Bremse wirkt deshalb bei griffiger Straße auf zwei völlig unterschiedliche Arten.

Bild 31: Brems-Diagramm ==> 2.4.3.1. (Erklärung)

Bereich 1: Normales Bremsen. Der Fahrer betätigt die Bremse von Null bis zu einer Grenz-Bremskraft. In diesem Bereich ist die Bremswirkung reversibel und damit gutmütig. (Auf rutschigem Untergrund wird das Vorderrad zwar blockieren, aber zunächst gerade weiter rutschen ==> 2.2. Folgen des Blockierens.) Bereich 2+3: Kippen = Sturz über den Lenker. Ohne irgendein Vorzeichen wird bei Überschreiten der Grenz-Bremskraft das Vorderrad blockieren/ überbremsen und der Fahrer im Bogen hochgehoben. Falls er nicht innerhalb einer sehr kurzen Reaktionszeit die VR-Bremse loslässt, wird er über den Lenker stürzen und mit der (geometrischen) Summe aus Fahr- und Fallgeschwindigkeit auf dem Boden aufschlagen ==> 2.3.2. Sturzgeschwindigkeit und -zeiten.

(Den Übergang von Bereich 1 zu Bereich 2 kann man z.B. mit einem Stausee vergleichen. Zunächst steigt der Wasserspiegel und damit der Druck gleichmäßig an. Nach Erreichen der Staumauergrenze stürzt das Wasser ungebremst in die Tiefe und der Druck bleibt konstant. Allerdings ist eine Staumauer absichtlich so gebaut, während der Sturz über den Lenker auf einem Konstruktionsfehler beruht.)

Hinterrad-Bremse: Ein blockiertes Hinterrad rutscht auf jedem Untergrund. Der Fahrer hört und fühlt das. Meist hat er genügend Zeit die Bremse zu lockern. Wenn nicht, rutscht das Hinterrad zur Seite weg und der Fahrer fällt normalerweise auf die Seite und nicht aufs Gesicht.

Das Vornüber-Kippen -- der Sturz über den Lenker -- ist eine "neue Qualität" bei Fahrradbremsen, selbst für den erfahrenen Radler, der aber bisher "alte" Bremsen benützte:

-- Er wusste, dass er auf rutschigem Untergrund oder bei Löchern, Schwellen, etc. bei einer Fehlbremsung stürzt. Die "moderne" Bremse aber blockiert gerade bei den besten Bedingungen, also bei Geradeausfahrt auf ebener, trockener Teerstraße.
-- Bisher fiel er bei einer Fehlbremsung gleich zu Boden. Die "moderne" Bremse aber katapultiert ihn erst nach oben.
-- Das Kippen kündigt sich nicht an. Es ist erst erkennbar, wenn es bereits begonnen hat. Das ist ein verdeckter Mangel.
-- Das Vornüber-Kippen ist keine zum Radfahren notwendige Eigenschaft der "modernen" VR-Bremse, sondern eine kontra-produktive.
-- Nur wenn einem das vorher demonstriert wird, weiss man, was das bedeutet. Es muss auch gezeigt werden, wie schnell das Loslassen der VR-Bremse geschehen muss.

Folgende Lösungen bieten sich an:

• Das Hauptproblem für eine Bremskraftbegrenzung ist die große Zahl z.T. stark variierender Parameter ==> 2.4.2. Einflussgrößen. Eine saubere Lösung kann ich mir nur durch eine Regelung vorstellen, z.B. durch ein Anti-Blockier-System ABS. Produktionsreif ist seit über 10 Jahren ein Vorderrad-ABS.
  
• Eine voreingestellte Begrenzung kann nur für feste Rad-Konfigurationen und den immer gleichen Fahrer denkbar sein; d.h. die Fahrräder müssten individualisiert werden (wie Alpinski wegen der individuellen Einstellung der Sicherheits-Bindung). Damit ist dies nur eine zweitbeste Lösung.
  
• Zwischenlösungen, d.h. drittbeste Lösungen, könnten die Zeit bis zu einem breiten Angebot eines ABS überbrücken. Dazu finden Sie unten einige Vorschläge, die Anstoß für eine Diskussion sein sollen.
  
• Minimallösung ==> 3.5. Erweiterung der DIN 79100 (bzw. des Nachfolgers EN 14764) muss sein, dass die VR-Bremse entschärft und deutlich auf die Gefahr eines Sturzes über den Lenker hingewiesen wird. Denn nur eine bekannte Gefahr lässt sich beherrschen!
  
• Ein Systemwechsel, z.B. zum ==> 3.6. Liegerad kann die Gefahr des Lenkersturzes stark vermindern.
  
• Vorschläge für eine individuelle Sofort-Lösung finden Sie unter ==> 4. Tipps.

3.1. Regelung

Ein ==> Vorderrad-Anti-Blockier-System VR-ABS verhindert das Blockieren des Vorderrads zuverlässig und damit einen Sturz über den Lenker. Es funktioniert aber nicht nur in diesem Fall, sondern löst auch eine Reihe anderer Probleme, wie z.B. das Durchrutschen des Vorderrads beim Bremsen auf Eis oder den Wiederanstieg der Bremskraft, wenn bei Nässe die Beläge nach einigen Umdrehungen die Felge wieder (fast) trocken reiben.

Seit 1994 ist ein VR-ABS entwickelt. Es war sogar schon auf dem Markt, bei Winora und beim Thüringer Zweiradwerk Nordhausen (im Quelle-Katalog) sowie ein weiteres System bei Biria. Doch Fachwelt und Kunden wollten es nicht wahrnehmen.
In 2004 bietet ==> Biria wieder ein VR-ABS an.

Das VR-ABS muss schnellstens von allen Produzenten aus Serienherstellung angeboten werden!

3.2. Feste Voreinstellung

Eine feste Begrenzung der Bremskraft muss auf die Situation eingestellt sein, bei der man am leichtesten über den Lenker stürzt. Der Sturz passiert am ehesten bei trockenem Wetter und sauberen Felgen. Doch diese Einstellung kann nicht alle Einflussgrößen abdecken ==> Bild 4A6 und ==> 4.A.4. Eigenschaften des Bremsanschlags.
Deshalb ist hervorzuheben, dass eine feste Einstellung immer individuell sein muss, d.h. sie gilt nur für eine Fahrergröße, eine Fahrerposition, ein Fahrergewicht!
Die Bremskraft wird auf etwa 80 - 90 % des Prüfstand-Werts für das Blockieren der Bremse auf guter, trockener Straße begrenzt. Bei nassem Wetter wird der Bremsweg länger, da der ==> 2.4.2.3. Reibwert Bremsbelag und Felge/ Scheibe geringer ist als bei trockenen Felgen und sich die Handkraft zum Ausgleich der niedrigeren Reibung nicht mehr erhöhen lässt. In der Praxis wird die Felge jedoch von den Bremsbelägen (fast) trocken gerieben (wie beim Scheibenwischer).
Ein weiterer Nachteil der festen Voreinstellung ist der juristische Aspekt. Bei einem Unfall wegen ungenügender Bremsleistung bei Nässe könnte sich der Radler an den einstellenden Mechaniker wenden und Schadenersatz verlangen. Dieser Folge muss dann durch Belehrung und Unterschrift vorgebeugt werden.

Anmerkung: Federelemente in der Bremsanlage, z.B. der ==> 4.2.1.2. Modulator , sind kein Bremskraft-Begrenzer und kein ABS.

3.2.1. Andere VR-Bremssysteme
Solange es keine Lösung gegen den Sturz über den Lenker gibt, kann es sinnvoll sein, das Prinzip VR-Felgen-/Scheibenbremse aufzugeben und andere Bremssysteme zu verwenden. Hier bietet sich die "RollerBrake" Nexave von Shimano an. Einzelheiten dazu finden Sie in ==> 4.3.2. Andere VR-Bremssysteme.
Allerdings ist die Grenz-Bremskraft nicht individuell einstellbar und damit ergibt sich das Problem, dass nur durchschnittliche und schwere Fahrer in der normalen Sitz-Position sicher vor einem Sturz über den Lenker sind. Leichte Personen lassen sich so nicht sicher schützen.

3.2.2. Begrenzung der Anpresskraft
Ein gutes Beispiel ist die "Magura Hydraulic-Brake-Control HBC" Typ HS66. Da diese Firma hydraulische Bremsen liefert, bot sich ein solcher Lösungsversuch an. Bei Erreichen eines bestimmten Bremsdrucks im System öffnet sich ein Überströmventil zu einem Ausgleichsraum. Dadurch wird ein weiterer Anstieg der Anpresskraft der Bremsklötze an die Felge verhindert. Nach Literaturangaben öffnet das Ventil bei einer Bremsskraft von 450 N. Aus der Tabelle zu ==> 2.4.3.1. Diagramm-Beispiele kann man ablesen, dass nur durchschnittlich schwere und schwere Fahrer in der normalen Sitz-Position sicher vor einem Sturz über den Lenker sind. Leichte Personen lassen sich so nicht schützen. Notwendig wäre eine individuelle Einstellung des Grenz-Bremsdrucks am Überströmventil gewesen.
Da die Fahrrad-Hersteller kein Interesse zeigten, wurde die Fertigung eingestellt ==> 5.10.-1) Stellungnahme. Ein Vorteil dieser Lösung ist, dass die Abnützung der Bremsbeläge keine Rolle spielt, wie beim nächsten Vorschlag.

3.2.3. Begrenzung des Handhebelwegs.
Ein simpler, einstellbarer mechanischer Anschlag des Handbremshebels kann die Bremskraft begrenzen. Die Bremse kann dann nicht mehr bis zum Blockieren durchgezogen werden ==> 4.3.3. Mech. Bremsanschlag. Voraussetzung ist allerdings ein regelmäßiges Nachjustieren!
Der mech. Bremsanschlag ist die derzeit einzige, wirklich zuverlässige Maßnahme gegen einen Sturz über den Lenker. Er lässt sich auf einfachste Weise nachrüsten!

3.3. Warnende Bremsen

Das Hauptproblem in der Praxis ist, dass kein Kriterium ein nahendes Blockieren ankündigt. Als Zwischenlösung könnte ein rechtzeitiger Warnhinweis die Zahl dieser Unfälle stark vermindern. Ein solches Warnsignal lässt sich auch künstlich erzeugen. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist, dass die Bremsfunktion nicht verändert wird; im schlimmsten Fall kommt die Warnung zu früh (eine Lösung, bei der das Signal zu spät kommt, wäre unsinnig).

3.3.1 Kick-down Feder:
Früher gab es bei einigen Autos mit Automatikgetriebe eine zusätzliche Feder mit Schaltkontakt im Gaspedal. Am Ende des Gaspedal-Wegs, d.h. bei Vollgas, kam ein fühlbarer zusätzlicher Widerstand und das Getriebe schaltete zwangsweise einen Gang tiefer.
Ein ähnliches Prinzip ist auch für die VR-Felgenbremse denkbar. Ab der Stelle, ab der ein Blockieren bei gutem Wetter, guter Straße und sauberen Felgen droht, muss der Radler die Gegenkraft einer zusätzlichen Feder überwinden. Diese Lösung ist eigenstabil, denn die Bremskraft (beim Einsatzpunkt der Feder) kann nicht höher werden, sondern (z.B. durch Abrieb der Bremsbeläge) nur niedriger. Das bedeutet auch, dass der Fahrer bei Nässe etc. und starkem Bremsen in den Kickdown-Bereich geraten kann.
Da sich die Bremsbeläge abnützen, muss diese Feder nachjustiert werden. Das muss vereinfacht werden. Es ist denkbar, dass der Händler oder der geschickte Radler die Bremse auf folgende Weise einstellt:
-- Lösen eines Klemmhebels
-- Anziehen der Bremse bis zum Anliegen der Bremsbeläge. Ein Fühlhebel stellt den Anschlag der Kickdown-Feder ein.
-- Anziehen des Klemmhebels. Fertig!

3.3.2 Abstands-Warner:
Ähnlich wie beim Abstandswarner eines Autos lässt sich eine Lösung für den "Abstand zum Blockieren" entwickeln.
Ein el. Fühler stellt entweder
-- den mechanischen Abstand zum Blockieren (dazu muss der Einsatzpunkt wie oben eingestellt werden) oder
-- die aktuelle Bremskraft/ Anpresskraft/ Handkraft fest (damit bräuchte man keine Justage mehr)
und gibt Pfeiftöne erst in langem, dann kürzerem Abstand ab.

3.4. Zwei Bremsstärken

Bild 3341: Handkraft1

Ältere Bremsen haben oft eine so niedrige Bremswirkung, dass das Vorderrad nicht blockieren kann. Vorteil: Ein Sturz über den Lenker ist nicht möglich! Nachteil: Der Bremsweg ist beträchtlich; bei ungünstigen Gegebenheiten, z.B. bei Nässe, wird er noch länger.

Bild 3342: Handkraft2

Moderne Bremsen sprechen, auch bei ungünstigen Bedingungen sehr gut an. Vorteile: Auch eine zarte Hand kann die hohe Bremsverzögerung nützen. Bei ungünstigen Parametern, wie Nässe oder Kälte, ist die Bremsleistung immer noch hoch. Nachteile: Auch eine zarte Hand kann das Vorderrad schnell zum Blockieren bringen ==> 2.4.3.1. Diagramm-Beispiele. Da es kein Kriterium für das nahende Blockieren gibt, folgt für Viele sofort und überraschend ein Sturz über den Lenker ==> 1. Unfallberichte.

3.5. Minimallösung: Erweiterung der DIN 79100 (bzw. des Nachfolgers EN 14764)

(Meine Initiative beim DIN Normenausschuss hatte nur eine begrenzte Wirkung ==> zu 5.8. Stellungnahmen).

DIN 79100 4.6.1.5 (neu) Dosierbarkeit

Der eigentliche Arbeitsbereich der Handbremse (Anliegen der Bremsklötze bis Blockierung) muss 30% - 50% des verfügbaren Handbremshebelwegs betragen.
(Wegen der Steuerung des Bremsvorgangs über den Weg wäre für den Normalradler die Bremse einfacher (intuitiv!) und sicherer zu bedienen).

DIN 79100 4.6.3 Bremswirkung
(Es gilt zu verhindern, dass schon ein "Antippen" der Vorderrad -Bremse das Vorderrad blockieren lässt).

(Der Zweirad-Industrie-Verband lehnt diesen Vorschlag ab ==> zu 5.13. Stellungnahmen).

Tabelle 2: Vorderrad-Bremse einzeln.
-- Die Nassbremskraft muss (bei gleicher Handkraft) mindestens 70% der Trockenbremskraft erreichen.
( Diese Forderung ist als Minimum anzusehen. Sie entspricht auch der EU-Kraftfahr-Norm.)
-- Für die Handkraft zur Erzeugung der geforderten Bremsverzögerungen sollte nicht nur ein Maximalwert von 180 N (110 N) vorgeschrieben sein, sondern auch ein Minimalwert von z.B. 120 N (75 N).

DIN 79100 6. Gebrauchsanweisung

13. (neu) Üben des Bremsens
13.1 Aufkleber
Auf jedem Handbremshebel für die Vorderradbremse ist ein Aufkleber anzubringen: "Diese Bremse ist hoch wirksam! Üben Sie das Bremsen in Schrittgeschwindigkeit".
(Dieser Hinweis ähnelt dem Warnschild, dass die Winterreifen nicht für die Höchst-Geschwindigkeit des Autos geeignet sind.)
13.2 Anleitung
Es ist eine ==> "Anleitung zum Üben des Bremsens" beizufügen.

3.6. Systemwechsel: Liegerad

Der Vorschlag mag Manchem als deplatziert erscheinen. Doch technisch ist er eine mögliche Variante, um die Gefahr des Lenkersturzes zu vermindern.

Bei einem Liegerad befindet sich der Schwerpunkt tiefer als beim Normalrad. Damit vergrößert sich der Kippwinkel alpha ==> 2.3.2. Sturzgeschwindigkeit ... . Die maximale Bremsverzögerung ist wesentlich größer als beim Normalrad. Sie errechnet sich aus den umgestellten Formeln (12) und (13) ==> 2.4.1. Kräfte beim Bremsen:

(13b)   a = g * l / h = g * tan(alpha)    [m/s^2]

Liegeräder unterscheiden sich in:
-- Langlieger oder
-- Kurzlieger.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmerkmal ist:
-- Obenlenker oder
-- Untenlenker (d.h. Lenker unterhalb des Sitzes).

Hinweise, die ich aus Diskussionen entnommen habe (ich selbst habe hier keine praktische Erfahrung):

-- Im Stadtverkehr ist der Lieger etwas sperrig. Auch das Anschneiden von Schienen oder Randsteinkanten ist etwas problematisch. Hier sollte ein Kurzlieger gewählt werden.
-- Bei über-Land-Fahrten ist der Lieger ein komfortables und vorzügliches Rad. Bei Bergen empfiehlt sich: Rechtzeitig schalten und immer eine hohe Trittfrequenz halten.
-- Das Umdrehen bzw. die Sicht nach hinten ist erschwert! Hier haben sich Brillenspiegel und Helmspiegel bewährt. Die Sicht nach vorne und zur Seite ist exzellent.
-- Da die Beine etwa waagrecht liegen, braucht man meist Click-Pedale.
-- Wetterschutz ist schwerer zu erreichen als beim Normalrad mit Poncho.
-- Wählen Sie einen nicht zu tiefen Sitz, damit Ihnen Ihre eigenen Beine nicht die Sicht versperren und damit Sie über Motorhauben schauen können.

-- Obenlenker-Räder lassen sich besser einschlagen und haben einen kleineren Wendekreis. Man kann beim Schieben weiter vorne angreifen, d.h. sie sind leichter zu schieben. Für Liegerad-Anfänger sind sie leichter zu fahren, weil die Umgewöhnung kleiner ist. Außerdem sind Obenlenker meist aerodynamischer und man kann Tachos usw. besser befestigen.
-- Untenlenker-Räder sind sehr komfortabel, insbes. auf langen Strecken. Man hat absolut freien Blick nach vorne. Bei einem Sturz bleibt man nicht am Lenker hängen.

Zum Schluss ein wichtiger Tipp: Für ein oder zwei Wochenenden ausleihen und praktisch erproben!

Hier einige Literaturstellen:

   ==> Liegeradforum
   ==> Liegerad-Technik HPV D
   ==> Liegerad-Fernweh
   ==> tandem-fahren

Kontakt: Radtipps
Letzte Änderung: 18.04.10