Funktion und Wirkungsweise der Bremse

Die Bremsen gehören zu den wichtigsten Sicherheitselementen eines Autos und basieren auf Reibung. Als Betriebsbremsen zum Verzögern eines Fahrzeuges werden insbesondere Scheibenbremsen und Trommelbremsen eingesetzt. Die Feststellbremse sichert den Pkw gegen Wegrollen.


Scheibenbremse

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Bremspedal

Über das Bremspedal kann der Fahrer die Bremsung einleiten. Die Kraftübertragung erfolgt hydraulisch, wobei elektronische Systeme in modernen Autos auch die Winkelstellung des Pedals erkennen und die Bremskraft entsprechend der Fahrsituation automatisch verstärken können.

Bremsflüssigkeit

Moderne Bremsen werden hydraulisch betätigt, wobei die Kraft durch die Bremsflüssigkeit übertragen wird. Die Bremskraft lässt sich auf diese Weise verstärken und gut dosieren. Bremsflüssigkeit weist gute Fließeigenschaften und einen hohen Siedepunkt auf, da es nicht zur Dampfblasenbildung kommen darf. Steigt der Wasseranteil über 3-3,5% muss sie gewechselt werden.

Bremsscheibe

Die Bremsscheibe dreht sich entsprechend der gefahrenen Geschwindigkeit und fungiert als Reibfläche für die Bremsbeläge. Durch die Reibung wird Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt und das Fahrzeug verzögert, bis es schließlich zum Stillstand kommt. Aufgrund der hohen Belastungen handelt es sich um typische Verschleißteile, die je nach Fahrstil alle 30.000 -100.000 km gewechselt werden müssen. Bremsscheiben werden als Vollscheiben oder innenbelüftet verbaut, wobei der Luftstrom eine bessere Wärmeabfuhr verspricht. Aufgrund unterschiedlicher Breite sind die Modelle nicht untereinander austauschbar. Etwaige Nuten, Schlitze oder Löcher in der Bremsscheibe sollen Wasser schneller von der Reibfläche der Bremsscheibe abtransportieren, um auch bei nassen Gegebenheiten sicher bremsen zu können.

Luftstrom

Der Luftstrom bei innenbelüfteten Bremsscheiben hilft, die Wärmeentwicklung zu regulieren. Die Energie wird schneller abtransportiert und die Gefahr des Bremskraftverlustes durch Überhitzung gemindert.

Antriebswelle

Über die Antriebswelle wird das Drehmoment des Motors an die Räder übertragen. Sie werden umgangssprachlich auch häufig als Antriebsachsen bezeichnet, doch im Gegensatz zu einer Welle überträgt eine Achse kein Drehmoment und besitzt eine reine Trag- und Lagerfunktion.

Kühlrippen

Hitze kann die Funktion der Bremse negativ beeinflussen. Die Bremsleistung lässt nach und es kommt zum sogenannten “Fading”. Um die Kühlung zu verbessern, verfügen innenbelüftete Bremsscheiben über Kühlrippen, die einen Luftstrom erzeugen.

Bremsbeläge

Die Bremsbeläge sind Reibepartner der Bremsscheibe und so ausgelegt, dass sie den größten Verschleiß der Bremsanlage aufweisen. Sie lassen sich daher problemlos austauschen und müssen regelmäßig durch Fachpersonal gewechselt werden. Der Tausch erfolgt immer achsweise, wobei die Bremsscheibe je nach Verschleiß ebenfalls gewechselt wird. Die Zusammensetzung der Bremsbeläge ist jeweils Betriebsgeheimnis des Herstellers und neben Metallen sind heutzutage auch Keramik-, Glas-, Gummi-, Carbon- oder Kevlar-Fasern üblich.

Bremskolben

Der Bremskolben drückt die Bremsbeläge gegen die rotierende Bremsscheibe. Je nach Bremssattel können auch mehrere Bremskolben zum Einsatz kommen, um den Anpressdruck gleichmäßig zu verteilen. Er stellt sich so nach, dass der Bremsbelag auch bei Verschleiß ständig im Kontakt mit der Bremsscheibe ist. Beim Bremsvorgang wird der Bremskolben durch die Bremsflüssigkeit in Richtung Bremsscheibe gedrückt.

Bremssattelhalter

Der Bremssattelhalter ist fest mit dem Fahrzeug verbunden und nimmt den Bremssattel auf. Bei einem sogenannten Faustsattel ist dieser schwimmend gelagert und bewegt sich als Reaktion des Anpressdruckes durch den oder die Bremskolben in die entgegengesetzte Richtung. So wird auch der zweite Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gepresst, wenn die Bremse betätigt wird. Bei einem Festsattel ist der Bremssattel hingegen starr montiert und beide Bremsbeläge werden jeweils durch einen oder mehrere Bremskolben bewegt.

Bremssattel

Als Bremssattel bezeichnet man den Teil der Bremsanlage, in dem sich der oder die Bremskolben sowie die Bremsbeläge befinden. Er umschließt die Bremsscheibe und ist mit dem Bremssattelhalter verbunden. Durch entsprechende Bremsleitungen kann die Bremsflüssigkeit die Bremskolben schließlich bewegen. Starre Bremssättel verfügen über mindestens zwei Bremskolben und werden Festsättel genannt, während Faustsättel schwimmend gelagert sind und nur einen Bremskolben benötigen.

Führungsbolzen

Handelt es sich um einen Faustsattel, ist dieser mittels Führungsbolzen auf dem Bremssattelhalter schwimmend gelagert. Dieser kann sich daher als Reaktion nach dem Einleiten der Bremsung bewegen und auch den zweiten Bremsbelag an die Bremsscheibe pressen.

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Trommelbremse

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Bremspedal

Durch die Betätigung des Bremspedals wird im Bremssystem Druck aufgebaut, der schließlich dafür sorgt, dass der Radzylinder die Bremsbacken gegen die Bremstrommel drückt. Trommelbremsen verfügen je nach Aufbau über eine hohe Selbstverstärkung, lassen sich aber vergleichsweise schwierig dosieren.

Stützbolzen

Je nach Aufbau der Trommelbremse kann ein Stützbolzen notwendig sein, um als Haltepunkt für die Rückstellfedern zu fungieren oder zu verhindern, dass sich die Bremsbacken durch die Trommel bewegen können. Je nachdem mit wievielen Radzylindern die Bremsbacken betätigt werden und aufgehangen sind, unterscheidet man Simplex-, Duplex-, Duo-Duplex-, Servo- und Duo-Servo-Trommelbremsen.

Rückstellfedern

Sobald der Druck im Radzylinder nachlässt, ziehen die Rückstellfedern die Bremsbacken von der Bremstrommel. Die Federn sorgen also dafür, dass das Auto nach der Bremsung weiterfahren kann, ohne dass es zu unerwünschtem Verschleiß und Hitzeentwicklung kommt.

Bremsbacken

In jeder Trommelbremse arbeiten zwei Bremsbacken, auf die die Bremsbeläge aufgebracht sind. Die Reibung zwischen Bremsbelag und Trommel wandelt kinetische Energie in thermische Energie um und verzögert dadurch das Fahrzeug. Für die notwendige Steifigkeit sorgt ein T-Profil. Die Bremsbacken mit den Bremsbelägen verschleißen in der Regel schneller als die Bremstrommel.

Haltebolzen

Je nach Aufbau der Trommelbremse können Haltebolzen die Bremsbacken in Position halten. Dabei erlauben sie in der Regel ein gewisses Bewegungsspiel, damit Bremstrommel und Bremsbacken ein optimales Bremsergebnis erzeugen können.

Nachstellvorrichtung

Durch den allmählichen Verschleiß der Bremsbeläge erhöht sich das Spiel zwischen den Bremsbacken und der Bremstrommel, wodurch sich der Pedalweg vergrößert. Um dieses entstehende Lüftspiel zu korrigieren ist eine Nachstellvorrichtung notwendig, die entweder automatisch oder per Hand betätigt wird.

Bremsträger

Der Bremsträger bzw. die Trägerplatte ist mit der Achse des Fahrzeuges verbunden und dreht sich nicht. Auf dem Bremsträger sind der Radzylinder sowie etwaige Haltebolzen und Stützlager montiert.

Bremstrommel

Die Bremstrommel ist der namensgebende Teil der Trommelbremse. Sie wird auf die Radnabe montiert und dreht sich. Durch die Reibung mit den Bremsbelägen kann das Auto verzögert werden. Neben ihrer Bremswirkung hat die Bremstrommel auch eine Schutzfunktion für die Bremskomponenten. Dank ihrer Topf-Form können Schmutz und Wasser das Bremsen weniger beeinflussen als bei Scheibenbremsen. Allerdings gestaltet sich der Abtransport der Wärme schwieriger.

Radzylinder

Der doppelt wirkende Radzylinder drückt beide Bremsbacken mit den jeweiligen Bremsbelägen gegen die sich drehende Bremstrommel. Die Kraft wird dabei hydraulisch übertragen. Aufgrund der Drehung der Trommel ergibt sich eine auflaufende (selbstverstärkende) Seite und eine ablaufende Seite, sodass die Lagerung der Bremsbacken eine wichtige Rolle spielt, um eine möglichst große und gleichmäßige Bremswirkung zu erzielen.

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Handbremse

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Trommelbremsen

Um die Feststellbremse bei Trommelbremsen zu realisieren, müssen lediglich die Bremsbacken mechanisch an die Bremstrommel bewegt werden. Dies lässt sich relativ leicht durch entsprechende Bowdenzüge umsetzen, die mit dem Handbremshebel verbunden sind.

Scheibenbremsen

Die häufig als Handbremse bezeichnete Feststellbremse wird durch den Gesetzgeber vorgegeben und lässt sich bei Scheibenbremsen schwerer realisieren als bei Trommelbremsen. Entweder fungiert die Innenseite der Scheibenbremse wie eine Mini-Trommelbremse oder ein Haltepin wird mittels Elektromotor gegen die Bremsscheibe gepresst.

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