Bremsenlexikon R

In vielen Werkstätten sind im Boden bewegliche Rollen eingelassen. Hierbei handelt es sich um einen Rollenbremsprüfstand, mit dem die tatsächliche Bremskraft eines Fahrzeuges gemessen werden kann. Dieses Hilfsmittel ist sowohl für Werkstattmitarbeiter als auch von Prüfern von Interesse.

Die Funktionsweise eines Rollenprüfstandes
Der Rollenprüfstand verfügt über jeweils zwei Walzen pro Achse, die über Elektromotoren angetrieben werden. Auf diese Weise können beide Räder einer Achse zugleich gemessen werden. Bei der Messung halten die Elektromotoren die Walzen synchron auf eine Geschwindigkeit von ungefähr 5 km/h. Auch wenn das Fahrzeug nun abgebremst wird, wird die Geschwindigkeit der Walzen aufrecht erhalten. Technisch gesehen wirkt die Bremskraft der Antriebskraft der Elektromotoren entgegen. Hierbei wird ein sogenanntes Stützmoment in den Widerlagern der Elektromotoren erzeugt, welches gemessen und ausgewertet werden kann. Optisch kann man als Beobachter die Funktionsweise einer solchen Bremsung auf einem Rollenprüfstand sehen. Beim Bremsen wird das Fahrzeug vorne gewaltig nach unten gedrückt. Über einen Pedalkraftsensor wird zugleich die aufgewandte Pedaldruck-Bremskraft gemessen. Letztlich führt eine computergestützte Software die ermittelten Werte zusammen. Die hierbei ausgewertete Bremskraft kann als Messergebnis auch ausgedruckt werden. In den meisten Fällen sind im vorderen Bereich des Rollenbremsprüfstandes zwei analoge Messinstrumente angebracht, über die festgestellt werden kann, ob beide Räder einer Achse gleichmäßig abgebremst wurden.

Welche Vorteile hat ein Rollenbremsprüfstand im Vergleich zu anderen Methoden?
Rollenbremsprüfstände sind heute in fast jeder Werkstatt zu finden. Durch die kompakte und platzsparende Bauweise können Sie auch im Freien verwendet werden. Da die Rollen kunststoffbeschichtet sind, wird einer Reibwertänderung bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen gut entgegengewirkt. Der größte Vorteil ist, dass mit einem Rollenbremsprüfstand die Fahrzeugbremse immer unter den gleichen Bedingungen mehrfach hintereinander getestet werden können. Dies gibt auf jeden Fall verlässliche Werte, da auch immer derselbe Reibwert erzeugt wird. Nicht nur motorangetriebene Fahrzeuge können hier überprüft werden, sondern auch Anhänger. Ein zusätzliches Spurhalten ist nicht notwendig, da die von den Walzen aufgenommenen Räder automatisch geführt in der Spur bleiben. Hier ist noch nicht einmal eine zusätzliche Lenkkorrektur notwendig. Ein weiterer Vorteil ist, dass optionale Betriebstemperaturen eingespielt werden können. So erhält m an zum Beispiel wichtige Informationen über das Kalt-Heißverhalten von Bremsen. Dadurch wird eine Fehlersuche unter normalen Betriebstemperaturen erleichtert. Insgesamt verfügen Rollenbremsprüfstände über einen Toleranzwert von nur einem Prozent. Sie sind daher in der Bremsenprüfung die erste Wahl.

Gibt es auch Nachteile beim Rollenbremsprüfstand?

Eine Beurteilung der dynamischen Achslastverteilung wird durch Verwendung eines Rollenbremsprüfstandes erschwert. Hierbei kann der sogenannte Nickmoment bis zum Blockieren der Räder nicht gemessen werden. Darüber hinaus ist eine nachträgliche Abstimmung einer Bremsanlage sehr aufwändig. Obwohl die Bremsprüfung sehr genau ist, muss parallel hierzu noch eine Bremsdruckmessung durchgeführt werden, um repräsentative Werte zu erhalten. Weiterhin können Achslastverlagerungen nicht simuliert werden, so dass im Bereich der Überprüfung eines Bremskraftreglers nur die druckabhängigen Modelle prüfbar sind.

Der Reibstoff ist für eine zuverlässige Abbremsung eines Fahrzeuges verantwortlich. Dabei besteht dieser auf den Bremsbelägen in der Regel aus unterschiedlichen Metallen und Zusatzstoffen. Als Verbundmittel werden häufig Aramide verwendet. Sie geben dem Reibstoff die nötige Festigkeit, so dass der Bremsbelag hitzebeständig, verschleißarm und extrem belastbar wird. Bei der Produktion von Bremsbelägen wird der Reibstoff unter großem Druck und unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden und auf die Trägerplatte des Bremsbelages aufgebracht. In einigen Fällen werden Reibstoffe durch Aufnieten an der Trägerplatte fixiert. Vor rund 20 Jahren wurde noch Asbest als Reibstoff verwendet. Dieser Stoff gilt als gesundheitsgefährdend und durfte daher nicht mehr eingesetzt werden. Die heutigen Bremsbeläge verwenden daher keramische oder organische Reibstoffe.

Viele moderne Pkws sind mit sogenannten Radsensoren ausgerüstet. Der Sinn dieser Vorrichtung wird folgendermaßen erklärt:

Wer zum Beispiel mit seinem Pkw verkehrsbedingt an einem Steilhang stehenbleiben muss, der verwendet zum Anfahren seine Handbremse. Teure Fahrzeuge verwenden eine Automatik-Handbremse, die per Knopfdruck aktiviert wird. Eine automatische Handbremse im Auto muss solange angezogen bleiben, bis sich die Reifen wieder ein wenig bewegen. Hierdurch wird das Anfahren am Berg erleichtert. Diese Funktion darf nur beim Bergauffahren aktiviert sein. Radsensoren ermitteln daher diese kleinsten Radbewegungen und darüber hinaus auch die Drehrichtung der Räder.

Eine solche automatische Bewegungsmessung kann beispielsweise mit magnetischen Platten erfolgen. Viele moderne Radsensoren sind aktive Sensoren mit eigener Stromversorgung. Sie können eine Vielzahl an Informationen an den Bordcomputer weiterleiten, der wiederum die gewünschten Aktoren betätigt. Es gibt aber auch passive Radsensoren. Diese liefern ein Analogsignal, welches erst ab einer Geschwindigkeit von etwa 7 km/h ausgelesen werden können.

Der Reibwert eines Bremsbelages wird auch als Reibungskoeffizient bezeichnet. Hierbei wird die die Reibkraft beschrieben, die zwischen einer Bremsscheibe und dem Bremsbelag wirkt. Der Wert der Reibung ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Generell gilt: Je höher der jeweilige Reibwert ist, desto höher fällt auch die Bremswirkung aus. Gleichzeitig ist mit einem höheren Reibwert auch immer ein höherer Bremsscheibenverschleiß verbunden.

Die Fläche, mit der ein Bremsbelag mit der Bremsscheibe in Berührung kommt, wird allgemein als Reibfläche bezeichnet. Durch diese Reibung kommt es zwischen den Bremsbelägen und den Bremsscheiben zu einem Verschleiß. Je nach Beschaffenheit des auf dem Bremsbelag befindlichen Reibstoffes kann der Verschleiß unterschiedlich ausfallen. Die Reibfläche bewirkt letztlich die Bremswirkung, da der Belag gegen die Bremsscheibe gedrückt wird.

Üblicherweise wird der Bremssattel axial befestigt. Bei Radialbremsen befindet sich dieser jedoch radial an der Achse. Unabhängig davon wirkt die Radialbremse axial, wie es auch bei Scheibenbremsen der Fall ist. Vorteilhaft bei diesen Bremsen ist, dass sich verschieden große Bremsscheiben mit unterschiedlichem Durchmesser verwenden lassen. Der Abstand zwischen Bremssattel und Achse kann praktischerweise mit Unterlegscheiben verändert werden. Radialbremsen werden hauptsächlich im Motorradsport eingesetzt, da es hierbei darauf ankommt, eine Bremsscheibe möglichst schnell zu wechseln.

Reibung bzw. Friktion wird umgangssprachlich als Kontakt zwischen zwei Oberflächen bezeichnet. Es handelt sich hierbei um eine Hemmung einer Bewegung, die zwischen zwei sich berührenden Festkörpern auftritt. Infolge einer Reibung kommt es unweigerlich zu einem Energieverlust. Das beste Beispiel wird durch einen Bremsvorgang repräsentiert. Hier entsteht eine Reibung zwischen der sich bewegenden Bremsscheibe und dem feststehenden Bremsbelag. Durch unterschiedlich stark ausgeprägte Reibung wird ein Fahrzeug individuell abgebremst. Durch den Kontakt zwischen beiden Körpern entsteht Reibungswärme. Von daher sind Bremsscheiben so ausgelegt, dass die hierbei entstehende Bremswärme möglichst schnell wieder abgeleitet werden kann.

Unter der Rauheit einer Bremsscheibe wird die Struktur und Beschaffenheit der Oberfläche einer Bremsscheibe verstanden. Viele sind der Meinung, dass eine Bremsscheibe durch ihre Bremseinsätze glatt poliert ist, so dass man sich schon fast in ihr spiegeln kann. Wer sich seine Bremsscheibe jedoch unter dem Mikroskop ansieht, wird feststellen, dass diese glatten Oberflächen in Wirklichkeit rau sind. Die Oberflächenrauheit wird in µ gemessen.

Diese Unebenheit ist für die Bremsleistung enorm wichtig. Wäre auch unter mikroskopischer Betrachtung eine Bremsscheibe absolut eben, dann würde sich hierdurch keine Bremswirkung entfalten. Zum Bremsen muss folglich Reibung zwischen zwei Körpern entstehen. Die Wissenschaft, die sich mit dieser Technik befasst, nennt man Tribologie.

Um eine hohe Bremswirkung zu erzielen, muss folglich ein bestimmter Reibwert vorliegen. Natürlich ist der Reibwert insgesamt noch so gering, dass ein vorzeitiger Verschleiß der Bremsbeläge und der Scheibe vermieden wird. Technisch gesehen bedeutet Bremsen eine Form von Schleifen. Man schleift folglich beim Bremsen die Oberflächen von Bremsbelag und Bremsscheibe kontinuierlich ab. Dennoch sind heutige Oberflächen so gefertigt, dass eine dauerhafte und gleichmäßige Rauheit gewährleistet wird.

Um eine besondere Rauheit zu erhalten, werden Bremsscheiben oberflächenbehandelt. Auf der Oberfläche einer Bremsscheibe werden kaum sichtbar durch ein besonderes Schweißverfahren sogenannte verschleißmindernde Partikel aufgebracht. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Wolframkarbid oder Chromkarbid. Auf diese Weise werden gusseiserne Bremsscheiben veredelt. Die verwendeten Karbide sind dabei in der Regel in korrosionshemmende Stoffe aus Nickel oder Kobalt eingebettet. Im nächsten Arbeitsschritt wird die sehr raue Oberfläche in mehreren Durchgängen feingeschliffen. Man spricht hier auch von Gleitschleifen und Läppen. Teilweise werden Ultraschalltechniken angewandt. Während dieser Feinbearbeitung werden die auf der Oberfläche aufgebrachten Mikro-Karbid-Partikel geglättet, wobei auch tiefer eingelagerte Karbide freigelegt werden. Die auf diese Weise herausgebildete Rauheit ist besonders verschleißfest und langlebig. Somit wird über eine lange Zeit eine gleichmäßige und funktionsstarke Bremse garantiert.

Radbremszylinder sind Bestandteile einer Trommelbremse. Ihre Aufgabe ist es, den durch den Hauptbremszylinder aufgebauten Bremsdruck über das Hydrauliksystem auf die Bremsbacken zu übertragen. Dabei werden die Bremsbacken gespreizt und der Bremsvorgang eingeleitet.