[F&E-Einblicke] Kein Quietschen mehr beim Radfahren auf nassen Straßen: NVH-gesteuerte Entwicklung geräuschloser Bremsbeläge
Beim Bremsen von Rennrädern bei Regen treibt das schrille, hochfrequente Quietschen viele Fahrer in den Wahnsinn. Viele Radfahrer vermuten verschmutzte Bremsscheiben oder minderwertige Beläge, doch unsere Erfahrung aus der Fertigung zeigt, dass die meisten Fälle auf ungelöste NVH-Probleme unter Nassbedingungen zurückzuführen sind. NVH (Noise, Vibration, Harshness) ist beim Fahrradbremsen im Regen besonders kritisch. Zwischen Belag und Scheibe bildet sich ein dünner Wasserfilm, der einen Schmierfilm-Effekt erzeugt, den Reibungskoeffizienten μ instabil macht und Vibrationen verursacht.
Wir optimieren nicht nur Materialien, sondern verfolgen einen systematischen Prozess aus Materialwissenschaft, Dämpfungsdesign und dynamischen Tests. So stellen wir leises Bremsen und ein stabiles Hebelgefühl auch bei Regen sicher. Nach der Analyse von über fünfzig Regen-Geräuschfällen stellten wir fest, dass etwa 80 % durch Wasserfilmprobleme entstehen, während verschmutzte Scheiben nur eine untergeordnete Rolle spielen. Dieser Artikel erläutert unseren F&E-Ansatz zur Geräuschreduktion bei Regen, einschließlich Materialauswahl und Nass-Testmethoden.
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Ursache von Regenlärm: Durch Wasserfilm verursachtes Stick-Slip
Beim Trockenbremsen bildet sich schnell eine stabile Scherschicht, die Kraftübertragung bleibt gleichmäßig. Bei Regen wirkt der Wasserfilm jedoch wie ein Schmiermittel und verursacht ein plötzliches Haften und Gleiten (Stick-Slip). Die Reibkraft schwankt stark und erzeugt hochfrequente Vibrationen, die als störendes Quietschen wahrgenommen werden.
Das Problem liegt nicht an zu harten Belägen oder verschmutzten Scheiben – Verschmutzungen beeinflussen lediglich den initialen Biss. Entscheidend ist die unzureichende Auflösung des Wasserfilms, wodurch sich der Nassreibwert μWet nicht aufbauen kann. Schlüsselfaktoren sind Wasseraufnahme, Filmbruchfähigkeit und ein Elastizitätsmodul, der effektive Dämpfung erlaubt. Unsere Erfahrung zeigt: Härteanpassungen allein sind wirkungslos – die Faserarchitektur ist ausschlaggebend. -
Warum NVH unter Nassbedingungen schwierig ist: Multivariable Herausforderungen
Nasses NVH-Verhalten ist deutlich komplexer als unter trockenen Bedingungen. Einflussfaktoren sind Wassermenge, Fahrgeschwindigkeit, Elastizitätsmodul des Materials und die Glasübergangstemperatur (Tg) des Harzes. Aus Fertigungssicht hängt der Wasserfilmbruch von mehreren Rohstoffen ab:- Partikelgröße anorganischer Stoffe beeinflusst die Effizienz des Filmbruchs
- Metallische Elemente unterstützen die Wärmeleitung und stabilisieren die Reibungstemperatur
- Faserausrichtung und -dichte steuern die Schwingungsübertragung
Ist die Harzelastizität zu gering, verhärtet das Material bei niedrigen Regentemperaturen und verstärkt Geräusche; ein ungleichmäßiges Fasernetz führt zu instabilen Schwingungsfrequenzen. Viele handelsübliche Beläge sind trocken leise, quietschen jedoch bei Regen. Unsere Daten zeigen zudem, dass Rennräder stärker betroffen sind als E-Bikes oder MTBs.
