Bremsenlexikon F

Die Fußbremse darf nicht mit der Betriebsbremse verwechselt werden. Hierbei handelt es sich um eine Art Feststellbremse, die anstelle des Anziehens des Handbremshebels durch Fußdruck betätigt wird. Diese Bremsen wurden einst von Citroen entwickelt und später von Mercedes-Benz aufgegriffen.

Die Gefahr durch Feinstaub darf nicht unterschätzt werden. Hierbei handelt es sich um Staubparktikel, die aufgrund ihres geringen aerodynamischen Durchmessers so klein sind, dass sie von den Nasenhärchen und der Schleimhaut direkt aus der Atemluft nicht mehr herausgefiltert werden können. Bekanntes Beispiel für das Auftreten von Feinstaub ist die Verwendung von Laserdruckern. Der besonders kritische Durchmesser wird in Mikrometer gemessen. Bei Feinstaub liegt dieser bei 10 PM (Mikrometer). Große Mengen an eingeatmeten Feinstaub können zur Staublunge führen. Hiervon waren früher häufig die Bergleute betroffen. Je kleiner die Partikel sind, desto gefährlicher sind sie für die Gesundheit. So liegt der Grenzwert bei Feinstaub in der Größenordnung für 10 PM bei 50µg/m³ Luft innerhalb eines Zeitraumes von 24 Stunden. Im Jahresdurchschnitt darf der Grenzwert jedoch 40µg/m³ Luft nicht überschreiten. Neben den vorgenannten Grenzwerkten kommt es aber auch auf die Zusammensetzung der Feinstaubpartikel an. Einige Partikel haben eine toxische Wirkung. Enthalten beispielsweise Feinstaubpartikel Metalle, wie Eisen oder Kupfer, so können hierdurch die Lungenzellen beschädigt werden. Bestehen die Partikel aber aus Meersalz, hat dies wiederum eine heilende Wirkung.

Auch bei Fahrzeugbremsen entsteht Feinstaub. Schon seit einigen Jahren arbeiten die Entwickler von Bremsbelägen daran, den schädlichen Feinstaub aus den Belägen zu verbannen. Besonders wichtig war der Wegfall des gefährlichen Asbestes. Asbestbeläge gibt es schon seit 25 Jahren nicht mehr, da bekannt wurde, dass diese Fasern krebserregend sind. Auch aus Kupplungsbelägen wurde dieser Stoff verbannt. Mittlerweile ist man in der Entwicklung auch so weit, dass die schädlichen Kupfer- und Antimon-Trisulfide durch umweltfreundlichere Stoffe ersetzt werden.

Unter Bremsstaub wird eine Mischung aus Bremsbelagabrieb und dem Abrieb der Bremsscheibe bezeichnet. Nicht der gesamte Anteil an Bremsstaub ist auch gleich als Feinstaub zu bezeichnen. Dennoch entstehen insbesondere bei Vollbremsungen ein hoher Abrieb und das Freiwerden von Nanopartikeln von Mangan, Kupfer, Eisen und anderen schädlichen Stoffen. Dass überhaupt Bremsstaub entsteht, können Autofahrer an ihren Felgen feststellen. An diesen setzt sich der Bremsstaub besonders hartnäckig ab. Durch die Verwendung von Keramikbremsbelägen kann der Bremsstaub weitgehend vermieden bzw. reduziert werden.

Unter Fading wird ein Nachlassen der Bremswirkung verstanden. Das Wort stammt aus dem Englischen und bedeutet wörtlich übersetzt „dahinschwinden“. Dieser Fachbegriff hat sich schon seit geraumer Zeit in Verbindung mit Bremssystemen eingebürgert. Doch was steckt eigentlich dahinter?

Die Entstehung des Fading-Effekts

Den Fading-Effekt gibt es schon seit Bestehen der ersten Automobilbremsen. Generell kann dieser Effekt sowohl bei Scheibenbremsen als auch bei Trommelbremsen auftreten. Er entsteht durch eine Überhitzung der Bremse. Auf einer heißen Bremsscheibe wird der Reibwert der Bremsbeläge minimiert, so dass die Bremsleistung insgesamt sinkt. Denn je schlechter der Reibwert zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe gegeben ist, umso mehr Kraft muss der Fahrer aufwenden, um sein Fahrzeug abzubremsen. Eine Überhitzung der Bremse kommt zustande, wenn eine längere Gefällstrecke mit Dauerbremsung oder häufigem Abbremsen vollzogen wird. Hierbei kann die aufgestaute Wärme nicht mehr ausreichend abgeführt werden. Die Bremsbeläge überhitzen dabei. Dabei werden die Beläge so arg in Mitleidenschaft gezogen, dass sie ausgasen. Diese Gase geraten in den Kontaktbereich von Bremsbelag und Bremsscheibe und verringern nochmals den Reibwert. Die Bremsleistung wird nicht mehr im vollen Umfang gewährleistet. Insbesondere bei den Trommelbremsen tritt ein Fading besonders schnell auf. Es handelt sich hierbei um eine geschlossene Konstruktion, bei der die Wärme nicht ausweichen kann. Hierbei werden Temperaturen bis zu 400 Grad Celsius erreicht. Dadurch verringert sich der Reibwert um 50 %.

Den Fading-Effekt erfolgreich verringern oder gar vermeiden
Es gibt heute mehrere Möglichkeiten, um ein Fading auszuschließen. Moderne Bremsbeläge sind thermisch vorbehandelt und können eine wesentlich höhere Temperatur aushalten. Des Weiteren werden heute häufig belüftete Bremsscheiben verwendet, die sich durch ihre Konstruktion und den Fahrtwind schneller wieder abkühlen können. Die hochwertigen Keramik-Bremsscheiben weisen so gut wie keinen Fading-Effekt mehr auf. Bremsbeläge mit thermischer Behandlung werden von Werk aus schon einmal auf eine Ausgasungstemperatur gebracht. Dabei werden alle schädlichen Gasanteile beseitigt. Diese Wärmebehandlung ist jedoch sorgfältig durchzuführen, da ein kompletter Verlust der Gasanteile den Reibwert ebenfalls verringern kann. Ganz vermeiden lässt sich ein Fading auch bei modernen Bremsen nicht. So müssen neue Bremsbeläge zunächst eingefahren werden. Dabei passt sich die Oberfläche des Belags genau der Rillenstruktur der Bremsscheibe an. Diese Einbrennphase gibt es auch bei Trommelbremsen. Man spricht hier auch von einer Einschleifphase. Wird eine neue Bremse nicht schonend eingefahren, kann es zu Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Belages, zu Überhitzungen und letztlich zu einem Fading kommen. Bei belüfteten Bremsscheiben wird die Abfuhr der Bremswärme durch zusätzliche Belüftungsschlitze in den Scheiben und Luftleitbleche in der Karosserie gefördert. Dabei können die Bremsscheiben wesentlich schneller abgekühlt werden. Ganz neu sind die sogenannten Carbon-Keramik-Bremsen. Selbst bei extrem hohen Temperaturen kommt es zwischen Bremsbelag und Scheibe zu keinem Fading-Effekt, da sich der Reibwert kaum verändert.

Wie kann man einem Fading-Effekt noch entgegenwirken?
Ein sogenanntes Dauerbremsen sollte vermieden werden. Besser ist es, in Intervallen zu bremsen, um der Bremse genügend Zeit zum Abkühlen zu geben. Wer längere Berabfahrten bewältigen muss, sollte zusätzlich durch Einlegen eines niedrigeren Ganges die Betriebsbremse mithilfe der Motorbremse entlasten.

Unter der Bezeichnung Feststellbremse wird im Allgemeinen auch die Handbremse verstanden. Bei Mercedes-Benz handelt es sich um eine sogenannte Fußfeststellbremse. Neuerdings gibt es diese Bremse auch mit elektronischer Betätigung.

Die Feststellbremse hat die Aufgabe, ein Fahrzeug gegen unbeabsichtigtes Wegrollen zu sichern. Sie ist quasi eine Parkbremse. Dabei werden wenigstens die Räder einer Achse abgebremst bzw. blockiert. Bei einer traditionellen Feststellbremse werden nach Ziehen des Handbremshebels die Bremstrommeln oder Bremsscheiben über einen Seilzug blockiert. Dabei sorgt eine Ausgleichsverbindung dafür, dass die Zugkraft über den Seilzug sich auf beide Räder einer Achse gleichmäßig auswirkt.

Eine besondere Art von Bremssattel stellt der Faustsattel dar. Es handelt sich hierbei um eine Konstruktion eines Schwimmsattels. Dabei drücken die Bremskolben einer Bremse nur von einer Seite gegen den Bremsbelag. In der Regel ist der gegenüberliegende Bremsbelag dagegen fest mit dem Bremssattel verbunden. Aufgrund seiner Aufhängung lässt sich dieser seitlich bewegen, so dass auch der gegenüberliegende Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gedrückt wird. Man nennt diese Bremsen Faustsattelbremsen. Sie sind heute die am häufigsten verbauten Arten bei der Scheibenbremse.

Eine besondere Art der Scheibenbremse wird als Festsattelbremse bezeichnet. Bei diesem Modell ist der Bremssattel fest mit der Radaufhängung verbunden. Bei der Festsattelbremse werden die im Sattel integrierten Bremskolben von beiden Seiten gegen die Bremsbeläge gedrückt. Als Nachteil dieser Bremse hat sich herausgestellt, dass die Bremsflüssigkeit über ein Leitungssystem auch auf die andere Seite des Festsattels geführt werden muss. Bei stark erhitzter Bremsscheibe kann sich daher auch die Bremsflüssigkeit schneller erhitzen.

Bestehen Werkstoffe aus mehreren Faserstoffen, so spricht man auch von einem Faserverbundwerkstoff. Diese Kunststoffe sind in der Regel wesentlich feiner als ein menschliches Haar. Werden sie ineinander verwoben, erreichen sie durch ihre Wechselwirkung eine besonders hohe Stabilität. Werden verschiedene Faserstoffe durch bestimmte Kleber oder durch Unterdruck miteinander verbunden, können diese extrem fest und strapazierfähig werden. Neuerdings werden Keramikbremsscheiben aus keramischen Faserverbundstoffen hergestellt. Die hierfür verwendeten C/SiC-Werkstoffe haben ihren Ursprung in der Raumfahrttechnik. Bekanntestes Beispiel für die Verwendung von Faserverbundstoffen sind Bremsbeläge. Sie werden mit Kohlenstoff-Faserverbundwerkstoffen verstärkt.