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Bremssättel

Halt mich!

Bremssättel verrichten völlig unauffällig und sehr zuverlässig ihre Aufgabe im alltäglichen Betrieb eines Motorrades, leisten mitunter absolute Schwerstarbeit und sind „Notanker“ in kritischen Situationen. Im Gespannbau werden sie fast immer vom zugrunde liegenden Solomotorrad weiterverwendet.

Bei Gespannumbauten fallen immer wieder unterschiedlich montierte Bremssättel auf. Manchmal sind sie, bezogen auf die Drehrichtung des Rades, so eingebaut wie beim Solomotorrad und manchmal entgegen der Drehrichtung. Wir sind der Sache nachgegangen und fragten dazu den Gespannhersteller Dipl. Ing. Walter Lefèvre.

Seine Antwort:

„Auch wenn man es den Bremssätteln nicht ansieht, so handelt es sich bei ihnen doch um sehr ausgefeilte und komplexe Bauteile. Die Ingenieure mussten schon tief in die Trickkiste der Technik greifen, um die nachfolgenden zum Teil sich widersprechenden Anforderungen an diese Bauteile in Einklang bringen zu können.

Geringes Gewicht, um die Masse insbesondere um die Lenkachse des Vorderrades niedrig zu halten. Sie beeinflusst ganz wesentlich die Lenkeigenschaften des Solomotorrades. Außerdem wirken sich hohe ungefederte Massen ungünstig auf die Federung und Dämpfung aus.

Hohe Anpresskraft durch die Bremskolben, um die erforderliche Reibkraft zu erzeugen, die zum Abbremsen der Fahrzeugmasse notwendig ist.

Hohe Gestaltsteifigkeit, um unter der Wirkung des hydraulischen Bremsdruckes ein möglichst geringes Aufweiten des Bremssattels zuzulassen. Denn je mehr er sich unter Druck und Wärme weitet, umso mehr Bremsflüssigkeit muss von der Bremspumpe nachgespeist werden und umso stärker erhalten die Bremsbeläge im Laufe der Nutzung ein keilförmiges Verschleißbild in radialer Richtung. Es führt zu einem weicheren Druckpunkt und zu einem längeren Bremshebelweg und somit zu einer Verlängerung des Bremsweges.

Geringes Lüftspiel der Bremsbeläge, um den Leerweg am Bremshebel möglichst klein zu halten und dadurch ein schnelles Erreichen der maximalen Bremskraft zu ermöglichen. Das Lüftspiel beträgt im Idealfall nur ca. 0,1 mm.
Es wird bestimmt durch die Verformungsfähigkeit der Bremskolbendichtringe, einer ggf. vorhandenen Taumelbewegung der Bremsscheibe und einem Luftkeil, der sich trennend zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag bildet. (Anm. der Red.: Lüftspiel ist der Abstand, den Bremsbelag und Bremsscheibe im unbetätigten Zustand zueinander haben.)

Automatisches feinfühliges Ausgleichen des Bremsbelag-Verschleißes durch die Dichtringe, um ein kleines Lüftspiel zu erhalten

Leichte Taumelbewegungen der Bremsscheibe kompensieren, um auch dadurch ein geringes Lüftspiel der Bremsbeläge zu ermöglichen.

Möglichst gleichmäßiger Verschleiß der Bremsbelagflächen, um das Lüftspiel gering zu halten und um den Bremsbelag bis zur normalen Verschleißgrenze abfahren zu können.

Für Motorräder entstanden aus diesen Forderungen speziell für diese Fahrzeugart optimierte Festsattelbremsen und Schwimmsattelbremsen."

HD Festsattel in Drehrichtung montiert

HD Festsattel gegen Drehrichtung montiert

BMW Festsattel entgegen der Drehrichtung

Brembo Schwingsattel in Drehrichtung montiert

Festsattel

Festsättel verfügen über beidseits der Bremsscheibe angeordnete Kolben. Sie pressen die Bremsbeläge zangenartig an die Bremsscheibe. Die Bremssattelgehäuse sind fest mit der Radführung verschraubt. Leichte Taumelbewegungen der Bremsscheibe werden durch gleichzeitiges Verschieben der gegenüberliegenden Kolben ausgeglichen.

Die Bremsbeläge befinden sich in einer schachtartigen Ausformung des Sattels. Sie übertragen die Reibkraft daher sowohl in Vorwärtsfahrt als auch beim Rückwärtsschieben unmittelbar auf das Bremssattelgehäuse. Ein vorhandener Sicherungsstift dient zur Positionierung der Beläge und als Sicherung gegen deren Verlust. Bremssättel dieser Bauart können aus technischer Sicht in beiden Drehrichtungen die Bremskräfte sicher aufnehmen.

Die Festsattelbremsen vieler Modelle von Harley Davidson weisen hingegen eine Besonderheit auf: Die Bremssattelgehäuse verfügen nur in einer Drehrichtung über einen Anschlag, für den Bremsbelag. Da ein Anschlag entgegen dieser Drehrichtung fehlt, kann die Bremskraft bei dieser Betriebsart nur über den Sicherungsstift übertragen werden. Bremssättel dieser Bauart wurden vom Hersteller so konstruiert, dass sie die Bremskräfte nur in der vorgegebenen Drehrichtung sicher aufnehmen können.

Ist mehr als ein Kolbenpaar vorhanden, weist das Kolbenpaar an der Seite, an der die Bremsscheibe einläuft, häufig einen größeren Durchmesser auf, als das Kolbenpaar an der ablaufenden Seite. Mit dieser konstruktiven Maßnahme wird dem Umstand Rechnung getragen, dass beim Anlegen der Bremsbeläge auf der einlaufenden Sattelseite der Bremsbelag allein durch die Reibkraft ein klein wenig an die Bremsscheibe gepresst wird, auf der ablaufenden Seite jedoch nicht. Die Kolbendurchmesser sind so auf einander abgestimmt, dass sich über die Länge des Bremsbelages ein gleichmäßiger Verschleiß ergibt.

Haben die Kolben gleiche Durchmesser, neigen die Bremsbeläge dazu, sich über die Länge des Belages keilförmig abzuschleifen, vergleichbar mit einem Parmesan-Käse, den man über eine Reibe zieht. Man stellt sehr schnell fest, dass der Abrieb auf der anlaufenden Seite höher ist und das Stück Käse mit jedem „Bremsvorgang“ keilförmiger wird.

Mit zunehmendem Verschleiß führt dieses Verschleißbild beim Bremssattel zu einem höheren Lüftspiel der Bremsbeläge und dementsprechend zu einem größeren Bremshebelweg, einhergehend mit einem weicheren Druckpunkt. Da die Bremskolben bei diesem Verschleißbild nur noch einseitig auf den Bremsbelag drücken, verkanten sie in ihren Bohrungen und mindern dadurch die Anpresskraft.

Insgesamt bewirkt das skizzierte Verschleißbild ein Anwachsen der Schwellzeit der Bremse und somit zu einem deutlich längeren Bremsweg. Mit der Schwellzeit wird die Zeitdauer vom Betätigen der Bremse bis zum Erreichen der wirksamen Bremskraft bezeichnet.

Werden Bremssättel mit unterschiedlich großen Kolben entgegen ihrer konstruktiv vorgegebenen Einbaulage betrieben, tritt das keilförmige Verschleißbild schon deutlich vor der eigentlichen Verschleißgrenze des Bremsbelages auf. Sie müssen aus Gründen der Fahrsicherheit daher frühzeitig gewechselt werden.

Schwimmsattel

In Schwimmsätteln befinden sich die Bremskolben nur auf einer Seite des Bremssattels, der wiederum mittels zweier Schiebebolzen beweglich mit einem Bremssattelhalter verbunden ist.

Im Bremssattelgehäuse wird nur die Anpresskraft der Bremsbeläge durch die Bremskolben erzeugt. Die hieraus resultierende Bremskraft jedoch von den Bremsbelägen – anders als beim Festsattel – nicht auf das Bremssattelgehäuse, sondern auf den separaten Bremssattelhalter übertragen. Nur dieser ist starr mit der Radführung verbunden.

Auch bei diesen Bremssätteln dient der Sicherungsstift im Bremssattelgehäuse ausschließlich zur Positionierung sowie als Sicherung gegen das Verlieren der Bremsbeläge. Bremssättel dieser Bauart können aus technischer Sicht nur in der konstruktiv vorgegebenen Drehrichtung die Bremskräfte in Höhe und auf Dauer sicher übertragen. Werden sie entgegnen ihrer konstruktiv vorgegebenen Drehrichtung betrieben, stehen zur Übertragung der Bremskraft nur der im Bremssattelgehäuse befindliche Sicherungsstift und als Verbindung zum Bremssattelträger anschließend die beiden Schiebebolzen zur Verfügung. Letztere wurden konstruktiv nur für die axiale Bewegungsmöglichkeit des Bremssattelgehäuses konzipiert, nicht aber für die dann in erheblicher Höhe einwirkenden Bremskräfte, die als Scher- und Biegekräfte die Bolzen und ihre Führungsbohrungen seitlich beanspruchen.“

Fazit: Die Konstrukteure von Motorradbremssätteln haben diese optimal für Zweiräder und für die Drehrichtung der Räder in Vorwärtsfahrt ausgelegt. In dieser konstruktiv vorgegebenen Einbaulage können die Bremssättel ihre Bremswirkung voll und auf Dauer sicher entfalten. Als Ausnahme gilt der oben beschriebene Festsattel.

Schwimmsattel Honda GL 1800

Schwimmsattel Honda GL 1800 von unten

Haftungsfrage

Der Einbau von Bremssätteln entgegen ihrer konstruktiv vorgegebenen Betriebsrichtung kann (haftungs-) rechtliche Folgen nach sich ziehen. Dies trifft vor allem dann zu, wenn die Betriebssicherheit durch diese Art des Einbaus nicht mehr gegeben ist.

Bei Schwimmbremssätteln kann aufgrund ihres Aufbaus grundsätzlich hiervon ausgegangen werden. Bei Festbremssätteln stellt sich die Lage etwas anders dar, weil der Bremsweg mit frisch eingefahrenen Bremsbelägen zunächst zwar etwas kürzer ist, sich dann aber mit zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge durch Keilbildung verlängert.

Ob das Haftungsrisiko auf den Technischen Dienst (z.B. Dekra oder TÜV), der das positive Gutachten nach §21 StVZO erstellt hat, übergeht, muss gegebenenfalls erst ein Gericht klären.

Die Unterschiede: Fest- und Schwimmsattel

Der Festbremssattel besteht meist aus zwei miteinander verschraubten Hälften, die die Bremskolben aufnehmen und ist starr hinter dem Gabelholm mit diesem verschraubt. Er verfügt über paarweise angeordnete Bremskolben auf beiden Seiten der Bremsscheibe. Diese Bremskolben drücken bei Betätigung des Bremshebels die Bremsbeläge zangenartig auf die Bremsscheibe. Das Bremssattelgehäuse überträgt die Bremskraft auf den Gabelholm. Festsättel gibt es mit zwei, vier, sechs oder acht Kolben.

Der Schwimmsattel besteht aus einem Bremssattelgehäuse mit Kolben und einem Bremssattelhalter, der starr hinter dem Gabelholm mit diesem verschraubt ist. Das Bremssattelgehäuse lässt sich gegenüber dem Sattelhalter auf zwei Bolzen parallel zur Radachse verschieben, er schwimmt. Der oder die Kolben befinden sich lediglich in dem vom Rad weg zeigenden Bremssattelgehäuseteil. Beim Bremsen legt sich zuerst der vom Kolben betätigte Belag an die Scheibe an, bei weiterem Druckaufbau verschiebt sich der gesamte Bremssattel, bis der direkt im Sattel befindliche Belag auf der gegenüber liegenden Seite an der Bremsscheibe anliegt. Die Bremskraft wird nicht vom Bremssattelgehäuse auf den Gabelholm übertragen, sondern von den Bremsbelägen unmittelbar auf den Bremssattelhalter. Schwimmsättel gibt es mit einem, zwei oder drei Kolben.

Brembo Schwimmsattel in Drehrichtung montiert

Brembo Schwimmsattel gegen Drehrichtung montiert