Danke nochmal für die Antworten!
Ich hab das mal bei meinem Bock überschlagen, was bei einem senkrechten Ausfallende für Kräfte wirken würden. Man möge mir die etwas unfachgerechte Darstellung und Nomenklatur verzeihen.
Folgende Annahmen:
Gesamtgewicht: 100 kg
Gewichtskraft G = 100 kg * 9,81 m/s^2 = 981 N
Bremsverzögerung: 5 m/s^2
Bremskraft B = 500 N
r1 = 333 mm
r2 = 80 mm (Bremsscheibe D = 180 mm minus 10 mm Radius zur Belagmitte)
Winkel a = 30°
Eine Bremsverzögerung von 5 m/s^2 ist ungefähr das Maximum, bevor das Hinterrad abhebt. Somit lastet in dem Moment die gesamte Gewichtskraft auf dem Vorderrad. Man könnte auch mit 6 m/s^2 rechnen, dann wird es nur noch schlimmer.
Die Kraft, die senkrecht nach unten wirkt, ist durch den Winkel a etwas verkleinert: cos 30° = 0,866. Bei 90° wäre sie Null.
Die Gewichtskraft G drückt die Achse in das Ausfallende hinein. Die Kraft F will die Achse aus einem senkrechten Ausfallende herausdrücken.
F = 500 N * 333 mm/80 mm * 0,866 = 1800 N
hiervon kann noch die Gewichtskraft abgezogen werden bzw. die Hälfte davon, weil anzunehmen ist, dass das Malheur nur auf der Seite mit der Bremsscheibe wirkt. Das Laufrad würde also nur auf einer Seite herausgekippt werden und nicht gerade auf beiden Seiten gleichermaßen geschoben. Ob diese Annahme korrekt ist, kann man leicht testen: Das Rad bei loser Achse schieben und leicht
bremsen. Kippt das Laufrad oder schiebt es auf beiden Seiten gleichmäßig? Tatsächlich: wie angenommen kippt es links aus seiner Position und rechts bleibt die Achse "liegen".
Bleibt also eine resultierende Kraft von 1800 N – 981 N / 2 = 1309 N senkrecht nach unten.
Das Ausfallende schräg nach vorne ist weniger kritisch zu sehen. Die Verhältnisse werden übrigens umso schlechter, je KLEINER die Bremsscheibe ist bzw. je GRÖSSER das Laufrad ist.
Die Motivation zu meiner Frage war an sich, ob, erstens meine Überlegungen richtig sind und zweitens, ob ich einen Effekt übersehe, der ein senkrechtes Ausfallende in diesem Kontext rechtfertigen würde.
Nachtrag:
... Bei dem Patria sitzt die Bremse ja in 90 Grad hinten ...
Nicht ganz 90°. Ich hab noch kein Fahrrad gesehen, bei dem die Verhältnisse groß anders wären. Ideal wäre die Anordnung des Bremssattels senkrecht oben. Dann müsste der
Sattel aber vor der Gabel angebracht sein und es gäbe ganz andere Probleme mit der Befestigung.
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