Bremsenlexikon A

Ablaufende Bremsbacken sind im Bereich der Trommelbremsen zu finden. Bei diesen Reibungsbremsen wirken die Bremsbeläge auf einer zylindrischen Fläche, der sogenannten Trommel. Ablaufend wird die Bremsbacke dann genannt, wenn beim Betätigen der Bremse ein Punkt der sich drehenden Bremstrommel zunächst an der Anschlagseite, also der Kontaktseite der Bremsbacke mit der Trommel vorbeikommt und anschließend mit dem Spreizmechanismus, also dem Radbremszylinder. In heutiger Zeit werden vornehmlich noch Simplex- und Duo-Servobremsen eingesetzt. Die Simplex-Bremse zeichnet sich dadurch aus, dass sie bei einer Trommeldrehung entgegen dem Uhrzeigersinn nach links eine auflaufende und nach rechts eine ablaufende Bremsbacke besitzt. Die Duo-Servobremsen besitzen dagegen zwei auflaufende Bremsbacken. Nur bei der Rückwärtsfahrt laufen diese ab.

Mit Ausgleichsverbindung wird eine Halterung bzw. eine Seilverbindung bezeichnet, die bei mechanischen Bremssystemen wie zum Beispiel bei einer Handbremsefür eine gleichmäßige Verteilung der Zugkraft auf beide Handbremsen sorgt.

Für Pkw-Anhänger, leichtere Lkw-Anhänger und auch für Wohnwagen werden heute üblicherweise Auflaufbremsen verwendet. Es handelt sich um Fahrzeuge ohne eigene hydraulische Bremsanlage. Wenn das ziehende Fahrzeug bremst, läuft der Anhänger auf das Fahrzeug auf. Von der Anhängerkupplung wird diese Schubkraft über mechanische Hebel direkt auf die Bremsen des Anhängers weitergeleitet. Dabei ist die erzeugte Bremskraft von der Bremsverzögerung des ziehenden Fahrzeuges abhängig. Sie soll möglichst synchron der Bremsbewegung des Zugfahrzeuges erfolgen.

Bei älteren Modellen spürte der Fahrer das Schieben des Anhängers noch deutlich. Heutige Auflaufbremsen können jedoch feinfühliger justiert werden. Die Druckkraft des Anhängers wird über ein Gestänge als sogenannte Zugkraft an die Spreizhebel der Bremse weitergegeben. Aus einer gefährlichen Schubkraft wird somit unterstützende Bremskraft. Sehr kleine Anhänger besitzen keine Auflaufbremse, so dass diese alleine über das Zugfahrzeug abgebremst werden.

Beim Rückwärtsfahren mit einem Anhänger mit Auflaufbremse sorgt eine Rückfahrautomatik dafür, dass der Anhänger nicht abbremst. In Europa sind Anhänger mit Auflaufbremse hinter Pkw und Lkw bis zu einem zulässigen Gesamtgewicht von 3,5 Tonnen zugelassen. In der Landwirtschaft dürfen die Anhänger ein Gesamtgewicht bis 8 Tonnen erreichen. Hier gelten dann aber auch andere Höchstgeschwindigkeiten, wie zum Beispiel 25 oder 40 km/h.

Als Aramide werden verschiedene chemisch-gebundene Kunststoffgewebe bezeichnet. Es handelt sich hierbei um aromatische Polyamide, die eine Ähnlichkeit mit Proteinen besitzen. Die Kunststofffasern zeichnen sich durch eine besonders hohe Festigkeit aus und können auch bei sehr hohen Temperaturen nicht schmelzen. Sie verkohlen zum Beispiel erst ab 400 Grad Celsius. Hierunter fällt auch der bei den bremsstaubreduzierten Bremsbelägen verwendete Kunststoff Kevlar®.

In der Mess- und Regeltechnik, in der Robotik, aber auch bei modernen Bremsanlagen in Fahrzeugen werden Aktuatoren eingesetzt. Ihre Aufgabe ist es, aus elektrischen Steuersignalen mechanische Bewegungen zu erzeugen oder auf Druck bzw. Temperatur zu reagieren. Im Bereich der Feststellbremse heutiger Fahrzeuge ist ein solcher Aktuator integriert. Es handelt sich hierbei um eine Motor-Getriebe-Einheit, die mit einer elektronischen Steuerung versehen ist und letztlich den mechanischen Teil einer elektronischen Feststellbremse darstellt. Dabei leitet ein Aktuator den Bremsvorgang solange ein, bis er vom Steuermodul eine andere Anweisung bekommt.

Im Gegensatz zu einer traditionellen Handbremse, die über einen Bremshebel aktiviert wird, besitzt eine elektronische Handbremse lediglich eine Schalterbedienung. Diese sitzt im Armaturenbrett des Fahrzeuges. Viele Fahrzeugbauer nutzen daher den frei gewordenen Platz des ehemaligen Handbremshebels für andere Technik- und Designinstallationen. Aktuatoren können nicht nur über einen Schalter, sondern mittlerweile auch über den Bordcomputer angesteuert werden. Diese Variante ist besonders sicher, da die Aktuatoren eine direkte Auswirkung auf die Hinterradbremse haben. In Verbindung mit den anderen Sicherheitssystemen wie EPS und ABS kann bei einer Notbremsung zusätzlich diese elektronische Handbremse eingesetzt werden. Durch eine computergestützte Kontrolle werden alle Brems- und Sicherheitssysteme optimal aufeinander abgestimmt, ohne dass das Fahrzeug ins Schleudern gerät.

Die Hauptaufgabe des Aktuators ist die vollständige Aktivierung der hinteren Bremsanlage. Er besteht aus einem Elektromotor mit Getriebe und einer Steuereinheit. Bei Fahrzeugmodellen mit Scheibenbremse ist der Aktuator in der Regel direkt am Bremssattel montiert. Dabei wird die Bremsung durch Druck auf den Bremskolben eingeleitet. Insbesondere bei hochwertigen Fahrzeugen der Oberklasse nutzt der Aktuator einen eigenen, separaten Bremssattel. Aber auch in der traditionellen Trommelbremse kann ein Aktuator in der Scheibennabe verbaut sein. Die Spreizung der Bremsbacken erfolgt durch den Aktuator auf elektrischem Wege per Schalterdruck.

Die Techniken der Aktuatoren wurden in den letzten Jahren weiterentwickelt. So bieten sie nicht nur als Parkhilfe Verwendung, sondern können über Sensoren softwaregesteuert auch das Anfahren am Berg erleichtern, ohne dass das Fahrzeug zurückrollen kann. Viele Anwender empfinden es als wesentlich angenehmer, die Handbremse per Knopfdruck auszulösen, satt einens schwergängigen Handbremshebel zu ziehen. Interessant ist auch, dass bei einem möglichen Stromausfall die Bremswirkung erhalten bleibt. Mithilfe einer selbstsperrenden Mechanik kann der Aktuator nicht in seine Ausgangslage zurückfahren.

Unter Abrieb wird ein Materialverlust an der Oberfläche verstanden, der meist durch eine mechanische Beanspruchung verursacht wird. Beim Bremsen entsteht der Abrieb durch Reibung und verursacht kleine Staubpartikel. Dies wird in der Materialwissenschaft als Verschleiß bezeichnet. Neben den Bremsbelägen findet ein solcher Verschleiß durch Abrieb auch an den Bremsscheiben statt.

Zur großen Gruppe der Aramide (aromatische Polyamide) gehört auch das polymere Kunststoffgewebe Kevlar. Dieser Stoff ist für seine hohe Festigkeit und Hitzebeständigkeit bekannt. Darüber hinaus besitzt Kevlar nur ein geringes Eigengewicht. Von daher wird Kevlar bei der Herstellung der Reibstoffe von Bremsbelägen verwendet. Mit seinen positiven Eigenschaften erreichen Bremsbeläge auch nur einen geringen Abrieb.

Neue Bremsbeläge benötigen in der Anfangszeit eine sogenannte Einbremsphase. Hierbei werden die organischen Bremsbeläge mit der Bremsplatte verfestigt und erreichen ihre optimale Festigkeit. Bei diesem Vorgang entsteht durch Reibung von Bremsbelag und Bremsscheibe enorme Hitze. Dabei lösen sich Gase, die wiederum dafür sorgen, dass sich der Bremsbelag komprimiert und verfestigt. Allgemein wird dieses Verfahren als Ausgasen eines Bremsbelages bezeichnet.

In heutiger Zeit wird das Reibmaterial eines Bremsbelages an der Trägerplatte durch Hitze und Druck aufgebracht. Früher wurde das Reibmaterial auf die Bremsbeläge genietet und erreichte somit seine Festigkeit.

Der von einem Bremsbelag ausgehende Druck auf die Bremsscheibe wird als Anpressdruck bezeichnet. Hierbei wird eine Krafteinwirkung erzielt, die auf eine bestimmte Fläche einwirkt. Der Anpressdruck kann durch den Bremsdruck bestimmt werden, in dem das Bremspedal mehr oder weniger stark durchgedrückt wird.

Zur besseren Fixierung und richtigen Ausrichtung eines Bremssattels an der Radnabe bedient man sich unter anderem eines Adapters. Diese Adapter sind die ideale Lösung, um einen Bremssattel an verschiedenen Fahrzeugtypen zu montieren. Hierbei muss die Aufnahme des Bremssattels nicht weiter modifiziert werden.

In früheren Zeiten wurden Bremsscheiben nicht belüftet, so dass sie sich schnell überhitzen konnten und somit die Bremsleistung nachließ. Man sprach hier vom sogenannten Fading-Effekt. Neben innenbelüfteten Bremsscheiben gibt es auch außenbelüftete Scheiben. Bei letzteren gelangt die Kühlluft von außen, also der fahrzeugabgewandten Seite, in die Kühlkanäle am Bremsscheibentopf. Die Bremsscheibe ist zu diesem Zweck wie ein Radiallüfter mit Schaufelrädern versehen, so dass die Kühlluft durch die Kühlkanäle von innen nach außen die entstehende Bremswärme wieder an die Außenluft zum Bremsscheibenrand transportieren kann. Die kühle Luft wird folglich angesaugt und durch die Kanäle wieder nach außen geschleudert. Auf diese Weise können bis zu 90 % der Bremswärme abgebaut werden. Dieser Wärmeabbau sorgt dafür, dass der kritische Temperaturbereich und damit die Fadinggefahr weitgehend vermieden werden.

Die Luftzuführung von außen durch das Felgenblatt ist wesentlich aufwendiger als eine Zuführung der Kühlluft an der Innenseite der Bremsscheibe. Um hier optimale Ergebnisse zu erreichen, müssen die Felgen so beschaffen sein, dass Kühlluft von außen angesaugt werden kann. Dabei muss die Kühlluft den Engpass zwischen der Felge und der dahinter sitzenden Bremsscheibe passieren, ehe sie durch die Lufteinlasskanäle des Bremstopfes angesaugt werden kann. Viele Fahrzeughersteller bevorzugen daher innenbelüftete Bremsscheiben. Hier ist die Luftzuführung wesentlich einfacher zu gestalten. Die auf dem Markt befindlichen Turbinenfelgen helfen dagegen nicht, für eine ausreichende Kühlluftzufuhr zu sorgen. Durch ihre Turbinenform erzeugen diese Felgen einen Unterdruck lediglich an der Felgenaußenseite.

Auflaufende Bremsbacken sind im Bereich der Trommelbremsen zu finden. Bei ihnen handelt es sich um eine Reibungsbremse, bei der die Bremsbeläge auf einer zylindrischen Fläche, der Trommel, wirken. Auflaufend wird die Bremsbacke dann genannt, wenn beim Betätigen der Bremse ein Punkt der Bremstrommel durch Drehung zunächst am Radbremszylinder, dem eigentlichen Spreizmechanismus, vorbeikommt und anschließend an der Anschlagseite. Durch die entstehende Keilwirkung werden auch bei geringer Betätigungskraft enorme Bremskräfte freigesetzt. Man spricht in diesem Fall von einer Selbstverstärkung. Bei den heute noch verwendeten Simplex- und Duo-Servobremsen erreichen diese für eine Bremsung in Vorwärtsfahrt eine auflaufende Bremswirkung und beim Bremsen in Rückwärtsfahrt eine ablaufende Bremswirkung.

Unter Asbest werden verschiedene, in der Natur vorkommende, faserförmige Silikat-Minerale verstanden. Es handelt sich um hochgesundheitsschädliche Stoffe, die in früheren Zeiten vornehmlich in der Bauindustrie eingesetzt wurden. Der große Vorteil ist die enorme Festigkeit und Hitzebeständigkeit. Aus diesem Grund war Asbest für die Belagmischung von Bremsbelägen ideal geeignet. Aufgrund der krebserregenden Bestandteile ist die Verarbeitung von Asbest mittlerweile in vielen Teilen der Welt verboten. Bei Bremsbelägen werden daher Faserersatzstoffe aus Aramid in Form von Filamentgarn, Stapelfaser, Kurzschnitt oder Pulpe verwendet.

Unter anaeroben Haftmitteln werden sogenannte Klebstoffe verstanden, die unter Ausschluss von Sauerstoff aushärten können. Sie werden in der Regel bei der Montage und Fixierung von Reibstoffen auf einer Trägerplatte des Bremsbelages verwendet.

Seit der Einführung im Jahr 1978 hat mit Sicherheit schon jeder einmal etwas über ABS gehört. Das Kürzel steht für Antiblockier-System. Es soll beim Bremsen einen übergroßen Schlupf zwischen den Reifen und der Fahrbahn vermeiden und die Lenkfähigkeit und Seitenführung gewährleisten. Es handelt sich um ein aktives Sicherheitssystem, welches ursprünglich als Stotterbremse bezeichnet wurde. In der Anfangszeit musste der Autofahrer diese Art der Bremsung noch selbst erlernen. Bei einem Notfall musste das Bremspedal bis zum Anschlag kräftig getreten werden, bis die Reifen anfingen zu blockieren. Anschließend wurde der Pedaldruck gelockert und der gesamte Bremsvorgang kontinuierlich in dieser Form wiederholt. Durch dieses wiederholende Bremsen und Bremsenlösen wurde die beste Bremsleistung erzielt. Dadurch wurde nicht nur der Bremsweg wesentlich verkürzt, sondern das Fahrzeug blieb hierbei auch weiterhin lenkbar. Viele Autofahrer haben jedoch nicht diese Fertigkeiten besessen, so dass es immer noch zu häufigen Unfällen kam. Ende der 80er wurden die Neuwagen mit ABS ausgestattet, einem integrierten Sicherheitssystem, welches die Stotterbremse simulierte. Vorteilhaft war zudem, dass die Bremskraft für jedes Rad einzeln und individuell berechnet wurde. So musste sich der Fahrzeugführer in Notsituationen nicht mehr auf das Bremsen, sondern in erster Linie auf das Lenken konzentrieren. Einem Hindernis kann mit ABS auch mit einer Vollbremsung ausgewichen werden. Selbst in einer Kurve bricht das Fahrzeug bei einem Bremsmanöver nicht mehr aus. Insgesamt bleibt also ein Fahrzeug mit ABS bei einer Vollbremsung weiterhin stabil und lenkbar.

Funktion
Für eine richtige Funktionsweise befindet sich an jedem Rad ein spezieller Sensor, der die Radumdrehung misst. Diese Daten werden an das ABS-Steuergerät weitergegeben. Dieses Steuergerät ist mit einem Regler verbunden, der zwischen den Radbremsen und dem Bremspedal angeordnet ist. Wird mit dem Pedal gebremst, fließt die Bremsflüssigkeit der hydraulischen Bremsanlage zunächst durch diese Regeleinheit und erst von dort zu den einzelnen Rädern. Kommt es aufgrund einer Vollbremsung zu einem Blockieren der Räder, gibt der Sensor diese Informationen an die ABS-Steuereinheit weiter. Über die Regeleinheit wird nun der Bremsdruck soweit herabgesetzt, dass sich das abgebremste Rad wieder drehen kann und hierbei lenkbar bleibt. Da diese Regelung mehrfach pro Sekunde erfolgt, bleiben die abgebremsten Räder dicht an der Blockiergrenze, liefern also die beste Bremsleistung und bleiben dennoch immer noch lenkbar.

Das Funktionieren des ABS-Systems erkennt der Fahrer an einem leichten Pulsieren des Bremspedals und einem leichten Brummgeräusch aus dem Motorraum. Diese Anzeichen rühren von der integrierten Rückförderpumpe her, die den Bremsdruck beim Bremsen minimiert. Übrigens bleibt die Bremswirkung des Fahrzeugs vollständig erhalten, auch wenn einmal das ABS ausfallen sollte. Lediglich die unterstützende Bremswirkung entfällt. Die ABS-Systeme wurden in den letzten Jahren ständig verbessert und sind aus der Serienausstattung heutiger Fahrzeuge nicht mehr wegzudenken. Viele Unfälle wurden durch den Einsatz von ABS verhindert. Dennoch ist ABS natürlich kein Freibrief für überhöhte Geschwindigkeiten. Nachteilig wirkt sich ABS in erster Linie auf winterlichen Fahrbahnen aus. Im Gegensatz zum manuellen Bremsen ohne ABS wird hier der Bremsweg sogar verlängert.