Bremsbelagverschleiss am MTB

Ich hatte in meinen beiden vorigen Beiträgen meine Motivation zur Bremskontrolle sowie auch das auffällige Verschleissbild des linken Bremsbelags der Vorderbremse beschrieben.

Der rote Pfeil zeigt die Bewegungsrichtung der Bremsscheibe relativ zu dem Bremsbelägen

Ich habe die beiden inzwischen ausgetauschten Bremsbeläge meiner vorderen Scheibenbremse mit meiner Mikrometerschraube ausgemessen, und zwar jeweils an vier markanten Messpunkten, wie in der obigen Skizze ersichtlich. Meine Mikrometerschraube hat einen zylindrischen, plangeschliffenen Messfühler, dessen Durchmesser (6.5 mm) maßstäblich eingezeichnet ist. Die eingebaute Ratsche sorgt bei jeder Messung für einen gleichbleibenden Druck des Messfühlers. Die Messpunkte 3 und 4 befinden sich jeweils auf der Einlaufseite der Bremsscheibe in die Bremse, die Messpunkte 1 und 2 jeweils auf der auslaufenden Seite.

Beim Blick auf die oben gezeigten Tabellen mit den Reststärken der Reibbeläge an den verschiedenen Messpunkten fällt die starke Spreizung um einen Faktor > 2 zwischen den dünnsten und dicksten Stellen auf.

Aussagekräftig ist aber nicht der Vergleich der Reststärken, sondern ein Vergleich der Verschleissbeträge, die vom Neuzustand aus bis heute verbraucht wurden. Ausgehend von einer reinen Reibbelagstärke im Neuzustand (N03A ohne Trägerplatte) von 2.0 mm und einer Verschleissgrenze von 0.5 mm ergibt sich eine nutzbare Belagstärke von 1.5 mm. Die nachfolgende Tabelle zeigt die echten Verschleisswerte:

Offensichtlich war am linken Bremsbelag an den Messpunkten 1 und 4 (Innenradius) die Verschleissgrenze mit 105% des erlaubten Verschleisses zum Zeitpunkt des Austauschs bereits deutlich verletzt. Unter der Annahme, daß der Verschleiss über die Nutzungdauer/-distanz hinweg linear erfolgt ist, habe ich sämtliche Messwerte auf den Zeitpunkt zurückgerechnet (normiert), an dem ich exakt die Verschleissgrenze erreicht hatte: siehe Spalten «E» und «J». Zu diesem Zeitpunkt waren die Messpunkte 2 und 3 des linken Belags noch satt im grünen Bereich, genauso wie der gesamte rechte Belag.

Nun ist es so, daß der Belagtausch bereits fällig wird, sobald an der ersten Stelle die Verschleissgrenze erreicht wird, egal wie «gut» die Beläge an anderen Stellen auch noch gewesen sein sollten. Ein ungleichmäßiger Belagverschleiss stellt insofern schon einmal einen gewissen Kostenfaktor dar. Der mittlere Verschleiß des linken Belags liegt zum Zeitpunkt des Belagtauschs bei 88%, der des rechten Belags sogar erst bei 81% des theoretisch Möglichen. Für das Bremsbelagpaar als Ganzes liegt der mittlere Verschleiss zum Zeitpunkt des erforderlichen(!) Wechsels bei 84%. Gegenüber einem perfekt gleichmäßigen Verschleiss bedeutet dies eine Verschwendung von 16%. Bei einem Neupreis von ca. 25 Währungseinheiten (€/CHF/$) pro Bremsbelagpaar ist das zwar ein im Grunde vernachlässigbarer Verlust.

Trotzdem interessiert mich: lässt sich dieser Verlust vermeiden oder zumindest reduzieren? Spoiler: ich fürchte, das geht nicht. Zunächst für den linken Belag:

Der linke Belag weist eine markante Schiefstellung in radialer Richtung auf: innen ist er deutlich stärker verschlissen als aussen. Woher kommt’s? Ich vermute als Ursache einen relativ zum Flächenschwerpunkt des Reibbelags radial aussermittigen Kraftangriff durch die Kolben der Bremszange. Etwa so, als wenn man ein Boot ungleichmäßig belädt und es in der Folge Schlagseite zur schwereren Seite hin aufweist. Die naheliegende Lösung, die Position der Beläge radial relativ zu den Kolben der Bremszange zu justieren ist verwehrt, da durch die Führungsbohrung in der Bremszange und die Positionierungsbohrungen in den Bremsbelägen deren relative Positionierung zueinander durch den Bremsbelagsicherungsstift konstruktiv fixiert ist.

Quelle: Shimano, plus eigene Bearbeitung

Beim rechten Belag ist die radiale Schiefstellung kaum ausgeprägt. Dafür liegt dort eine messbare Schiefstellung in Umfangsrichtung vor: hier ist der Belag auf der einlaufenden Seite stärker verschlissen als auf der ablaufenden Seite. Auch hier vermute ich einen – diesmal in Umfangsrichtung – aussermittigen Kraftangriff. Hier sind dem Biker bzw. Schrauber leider ebenfalls die Hände gebunden. Denn die Bremsbeläge stützen sich beim Bremsen in Umfangsrichtung an der vorderen Wand des Bremsbelagschachts im Bremssattel ab, und die in Umfangsrichtung unterschiedlichen Kraftwirkungen der beiden Bremskolbenpaare sind durch deren konstruktiv vorgegebene Durchmesser ebenfalls unveränderlich.

Insgesamt lässt sich zusammenfassen, daß die beobachteten Schiefstellungen der Bremsbeläge die Folge von nicht durch Fahrer oder Monteur beeinflussbaren Fertigungstoleranzen sind, wobei die erforderlichen Spiele zwischen Belägen, Bremskolben und Bremszangen zu nicht vorhersehbaren Verschiebungen der Krafteinleitungspunkte führen. Dabei muss ich es belassen.

Bleibt, der Vollständigkeit halber, noch der Vergleich zwischen Bremsverschleiss vorne und hinten:

An der hinteren Bremse sind dem Augenschein nach die Beläge noch in einem hervorragenden Zustand. Jedenfalls so gut, daß ich auf einen Ausbau bisher verzichtet habe. Trotzdem kann ich vergleichende Aussagen über den globalen Bremsverschleiß machen. Ich habe nämlich mit der Mikrometerschraube die Bremsscheiben vermessen, welche ebenfalls zu den Verschleißteilen zählen. Die Dicke einer fabrikneuen Bremsscheibe lässt sich auch im eingebauten Zustand sehr gut und repräsentativ für die ganze Scheibe am Übergang der Edelstahl-Bremsscheibe zum zentralen (schwarzen) Leichtmetall-Spider messen.

Edelstahl Bremsscheibe mit Leichtmetall-Spider

Fabrikneu weisen die verbauten Bremsscheiben vom Typ SM-RT76 eine Dicke von 1.77 mm auf, bei einer empfohlenen Verschleißgrenze von 1.50 mm.

Meine vordere Bremsscheibe hatte zum Zeitpunkt der Messungen eine Restdicke (im Bereich des Kontakts mit den Bremsbelägen) von 1.54 mm, also nahe der Verschleißgrenze. Dies entspricht einem absoluten Verschleiß von 0.23 mm.

Die hintere Bremsscheibe wies im Verschleißbereich eine Dicke von 1.69 mm auf, entsprechend einem absoluten Verschleiss von 0.08 mm.

Ich glaube, man macht nur einen kleinen Fehler wenn man die beiden Bremsscheiben-Verschleiße als Maß für den jeweiligen mittleren Anteil an der Gesamt-Bremsleistung heranzieht. Demnach habe ich im Berichtszeitraum etwa 75% der Bremsleistung über die vordere Bremse realisiert, und nur ca. 25% der Bremsleistung über die hintere Bremse.

Man erkennt hieran, daß ich brems-technisch für’s MTB durch meine sehr langjährige Töff-Erfahrung in gewisser Weise «verdorben» bin: während es mit dem Töff auf Asphalt typisch ist, den Schwerpunkt der Verzögerung über das Vorderrad zu erzielen, ist dies bei schlechten off-road Reibverhältnissen zwischen Reifen und Untergrund der Fahrstabilität speziell in Kehren eher abträglich. Da muss ich mich auf meinem E-MTB regelmäßig bewusst daran erinnern und entsprechend umgewöhnen, speziell wenn es in schnelle und rutschige Passagen geht.

5 Gedanken zu „Bremsbelagverschleiss am MTB“

  1. Das sind interessante Artikel zum Thema EMTB-Bremsen.
    Zum Bremsverhalten kann ich aus meiner Erfahrung berichten, dass ich bei längeren Abfahrten (insbesonders bei Geschwindigkeiten < 70km/h 😉 ) hauptsächlich mit der Hinterradbremse das Tempo kontrolliere (meistens auf ca. 50km/h begrenze). Kurven und Kehren sowie Abbiegungen werden selbstverständlich mit der Vorderradbremse angebremst (Meine Reflexe kommen auch vom Töfffahren und deshalb hab ich die Vorderradbremse auch am EMTB da wo sie hingehört: rechts).
    Aus diesem Grund sind bei vielen EMTB's am Hinterrad gleichgrosse Scheiben und Bremszangen wie vorne verbaut.
    Fazit: die Verschleissgrenze ist bei mir am Hinterrad früher erreicht.

    1. Marcel, danke für Dein Feedback. Die Empfehlung, das Tempo bei anhaltendem Gefälle mit der Hinterradbremse zu kontrollieren ist mir bekannt. Aber irgendwie habe ich eine Abneigung gegen lange andauernd schleifende Bremsen … Ich bin eher der Typ, der «laufen lässt» solange es geht, und dann bei Bedarf hart eingreift. Und zwar, wie beschrieben: bisher mit einem Schwerpunkt auf der vorderen Bremse. Da muss ich noch an mir arbeiten 😉
      Einige Kommentatoren im Internet gehen sogar so weit, daß sie für die hintere Bremse Sintermetallbeläge empfehlen, wegen der höheren thermischen Standfestigkeit, während sie vorne organische Beläge bevorzugen, wegen der besseren Dosierbarkeit. Ich habe übrigens bereits zwei neue Bremsscheiben SM-RT86 da liegen – die mit dem laminierten Aufbau: aussen jeweils eine Edelstahl-Reib- und -Verschleissschicht, und innen mit einem Alu-Kern zur besseren (schnelleren) Wärmeableitung. Dazu zwei Paar Sintermetall-Beläge N04C.

  2. Es fällt auf, dass alle Messpunkte 3 und 4 höheren Verschleiss aufzeigen als die Punkte 1 und 2, unabhängig von links oder rechts.
    Aus dem Internet: «Als Faustregel gilt: Bei qualitativ hochwertigen Bremsanlagen halten die Bremsbeläge in der Regel länger. Austauschreif sind sie meist spätestens nach 1.200 Kilometern»
    Was könnte der Grund dafür sein, dass die Beläge an der Auslaufseite der Bremsscheibe einen höheren Verschleiss aufweisen?

  3. Da scheine ich mich ja mit Erreichen der Verschleissgrenze bei etwa 1’100 km anscheinend in bester Gesellschaft zu befinden.

    Was meine Messpunkte 3 und 4 angeht: die befinden sich jeweils auf der Einlaufseite, was Deine These gerade nicht stützt.

    Trotzdem hätte ich aus rein theoretischer Betrachtung an der Auslaufseite einen höheren Verschleiss erwartet. Weil nämlich bei Vierkolben-Bremsen auf der Auslaufseite die Bremskolben mit dem größeren Durchmesser verbaut sind, und daher (bei konstantem Bremsflüssigkeitsdruck im System) am größeren Kolbendurchmesser höhere Kräfte bewirkt werden.

    1. Da habe ich mich vertan. Die Frage wollte ich wie folgt formulieren:
      «Was könnte der Grund dafür sein, dass die Beläge an der Einlaufseite der Bremsscheibe einen höheren Verschleiss aufweisen?»
      Wie Du auch bemerkt hast sind die Kolben auf der Einlaufseite kleiner als auf der Auslaufseite – Ob das entgegen Deiner rein theoretischen Betrachtung einen Zusammenhang mit dem Verschleiss-Bild hat, wäre interessant herauszufinden. Die Frage bleibt, nun richtig formuliert noch unbeantwortet.

      Auf der Suche nach einer Antwort bin ich über den folgenden sehr umfangreichen und ausführlichen Forumsbeitrag gestossen:
      https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?threads/bremsen-fuer-grosse-hitzebelastung-ein-loesungsansatz.59783/
      Sehr informativ und klingt für mich auch fundiert und umfassend, z.B. wenn der Reifenverschleiss mit berücksichtigt wird.

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