Fahrradbremsen: Reibung bremst
Alle verwendeten Fahrradbremssysteme beruhen auf dem Prinzip der mechanischen Reibung. Die Bremswirkung wird durch Anpressen eines fixen Körpers an die Felge oder Teile der Nabe erreicht. Bewegungsenergie wird dabei in Wärme umgewandelt. Über einen Bremshebel kann die Kraft, mit der angepresst wird, durch den Fahrer geregelt werden. Die Reibungskraft zwischen zwei Körpern ist dabei unabhängig von der Berührungsfläche und nur durch die Anpresskraft und die Beschaffenheit der Oberflächen gegeben. Dennoch wird versucht, die Kontaktfläche nicht allzu klein zu machen, da die entstehende Wärme so auf einen größeren Bereich verteilt werden kann und der Abrieb aufgrund des kleineren Anpressdrucks (Anpresskraft pro Fläche) geringer wird.
Felgenbremse
Bei einer Felgenbremse drückt der Bremshebel über einen Seilzug zwei Bremsklötze aus abriebfestem Material gegen die Felgenflanke. Eine sehr verbreitete Felgenbremse ist die Cantilever-Bremse. Sie besteht aus zwei Bremsarmen, die jeweils drehbar auf einem Lagerbolzen sitzen. Durch betätigen des Seilzugs werden die miteinander verbundenen Bremsarme zur Felge hin bewegt und somit die Bremsklötze an die Felge gepresst. Wird der Seilzug losgelassen, sorgen Federn auf den Lagerbolzen dafür, dass die Bremshebel in die Ausgangsstellung zurückkehren. Der Vorteil dieser Bremse ist der einfache Aufbau und das damit verbundene geringe Gewicht.Da die ganze Felgenflanke als Bremsfläche dient, kann kaum eine Überhitzung eintreten. Der große Nachteil ist das Nachlassen der Bremsleistung bei Nässe.
Trommelbremse
Die Trommelbremse benutzt die Innenfläche der Radnabe als Bremsfläche. Man bezeichnet diesen Teil der Radnabe auch als Bremstrommel. Wird der Bremshebel betätigt, dreht sich der über Seilzug oder Stangen und Hebel angeschlossene Nocken und drückt die Bremssegmente auseinander und gegen die Bremstrommel. Das Bremseninnere ist über einen Bremsgegenhalthebel am Rahmen abgestützt, da es aufgrund der Reibung sonst von der Bremstrommel mitgezogen würde. Die Lösefeder zieht nach dem Loslassen des Bremshebels die Bremssegmente von der Bremstrommel weg und gibt so das Rad wieder frei.
Trommelbremsen sind für ein Phänomen, das man Fading nennt, sehr anfällig. Man versteht darunter das Nachlassen der Bremswirkung infolge unzureichender Wärmeabfuhr. Dabei erhitzt sich die Bremstrommel so stark, dass sie sich ausdehnt. Aufgrund der Zunahme des Durchmessers passen nun Bremssegment und Trommel nicht mehr aufeinander, was zu einem stark verschlechterten Bremsverhalten führt. Erst nach dem Abkühlen der Bremstrommel wird die volle Bremsleistung wieder erreicht. Ein weiterer Nachteil ist das relativ große Gewicht. Der Vorteil der Trommelbremse ist, dass sie vor Nässe und Schmutz geschützt ist und so gleiches Bremsverhalten bei Trockenheit und Nässe aufweist. Außerdem lässt sie sich mit einem Planetengetriebe zu einer geschlossenen Brems- und Schaltnabe kombinieren.
Rücktrittbremse
Bei einfachen Alltagsrädern ist die Hinterradbremse oftmals als Rücktrittbremse konstruiert. Mit dem Ritzel ist ein Gewinde verbunden, auf dem der Bremskonus sitzt. Wenn rückwärts getreten wird, schiebt das Gewinde den Bremskonus zwischen die beiden Hälften des Bremsmantels, die Bremssegmente. Diese spreizen sich auf, drücken gegen das Nabengehäuse und bremsen damit das Hinterrad ab. Der ganze Mechanismus wird durch den Bremsgegenhalthebel am Rahmen abgestützt. Wird die Pedalkraft weggenommen, drückt ein Sprengring, der die Bremssegmente umfasst, den Bremsmantel wieder zusammen und dreht dabei den Bremskonus auf das Gewinde zurück, die Bremse ist gelöst. Wenn nicht vorwärts getreten wird, entkoppelt ein Mechanismus, Freilauf genannt, das Nabengehäuse vom Ritzel.
Da auch die Rücktrittbremse eine Nabenbremse ist, besitzt sie die gleichen Vor- und Nachteile wie die Trommelbremse. Ein weiterer Nachteil ist, dass nicht gebremst werden kann, wenn sich die Tretkurbel im Totpunkt (senkrecht zur Längsachse des Fahrrades) befindet.
Entwicklungen
Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Fahrradbremse sind die hydraulische Felgenbremse, welche es erlaubt, mit geringerer Handkraft eine größere Bremskraft zu erzielen, und die schon vom Motorrad bekannte Scheibenbremse. Diese beiden Bremssysteme sind noch sehr teuer und werden hauptsächlich im Mountainbikesport verwendet. Eine Weiterentwicklung der Trommelbremse stellt die Rollenbremse dar, die anstelle von flächigen Bremssegmenten kippbare Rollen verwendet. Die Gefahr der Überhitzung ist bei Ihr jedoch größer.