Was ist eine Scheibenbremse?
Eine Scheibenbremse ist ein Bremssystem (Bremsvorrichtung), das aus drei Komponenten besteht: dem Scheibenrotor, dem Bremssattel und den darin befindlichen Bremsbelägen.
Die Komponenten einer Scheibenbremse befinden sich im Inneren des Rades und sind von außen sichtbar, wodurch sie eine hohe Wärmeableitung haben.
Die hohe Wärmeableitung bedeutet auch, dass die Bremsen weniger anfällig für das Fading-Phänomen sind, bei dem die Bremswirkung nach ständigem Gebrauch nachlässt. Sie sind widerstandsfähiger gegen das Wasserfading-Phänomen , bei dem die Bremswirkung durch Wasser nachlässt. Der Nachteil ist jedoch, dass sie weniger restriktiv sind als Trommelbremsen.
Anwendungen von Scheibenbremsen
Scheibenbremsen zeichnen sich durch ihre hohe Wärmeableitung, ihre Widerstandsfähigkeit gegen Fading- und Wasserfading-Phänomene und ihre stabile Bremsleistung aus. Daher werden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, bei denen die Räder verlangsamt oder angehalten werden müssen, z. B. in vielen Personenkraftwagen, Motorrädern, Fahrrädern, Eisenbahnen, Flugzeugen, Baumaschinen und landwirtschaftlichen Maschinen.
In den letzten Jahren hat der weit verbreitete Einsatz von elektronisch gesteuerten Bremssystemen (EBS) das Anwendungsspektrum erweitert, so dass Scheibenbremsen jetzt auch in Nutzfahrzeugen eingesetzt werden, wo Trommelbremsen die Norm sind.
Funktionsweise von Scheibenbremsen
Eine Scheibenbremse besteht aus drei Komponenten: dem Scheibenrotor, dem Bremssattel und den darin befindlichen Bremsbelägen. Der Scheibenrotor und der Bremssattel umschließen das Rad, sodass sich die Reibung verlangsamt und stoppt die Drehbewegung des Rades.
Durch die Reibung wird die Rotationsenergie (kinetische Energie) des Rades in Wärmeenergie umgewandelt, die dann nach außen abgegeben wird, wodurch die Rotationsbewegung gestoppt wird.
Der erste Schritt bei der Aktivierung einer Scheibenbremse ist die Betätigung des Bremspedals am Fahrersitz des Fahrzeugs, wodurch die vom Bremskraftverstärker ausgeübte Kraft erhöht wird. Der durch den Bremskraftverstärker erhöhte Druck wird in Hydraulikdruck umgewandelt, der durch mit Bremsöl gefüllte Leitungen fließt und den Kolben im Bremssattel nach außen drückt.
In Verbindung mit der Kraft des herausgedrückten Kolbens werden die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe gepresst. Die dabei entstehende Reibungskraft betätigt die Bremsen des Fahrzeugs.
Arten von Scheibenbremsen
Es gibt zwei Haupttypen von Scheibenbremsen:
1. Schwimmend gelagerte Scheibenbremsen
Scheibenbremsen, bei denen sich der Kolben im Bremssattel auf einer Seite der Bremsscheibe befindet, werden als „schwimmend gelagerte Scheibenbremsen“ bezeichnet.
Dieser Typ wird wegen seines einfachen Aufbaus, seines geringen Gewichts und seiner niedrigen Kosten in den meisten Personenkraftwagen verwendet.
2. Entgegengesetzte Scheibenbremse
Ein Bremssystem, bei dem die Kolben in den Bremssätteln auf beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind, um einen gleichmäßigen Druck auszuüben, wird als „gegenüberliegende Scheibenbremse“ bezeichnet.
Diese auch als Gegenkolben-Scheibenbremsen bezeichneten Systeme zeichnen sich durch ihre hohe Bremskraft aus, die zu den höchsten aller Scheibenbremsen gehört. Die Anzahl der Kolben kann auch erhöht werden, wie z. B. bei der 4-Kolben-Scheibenbremse mit zwei Kolben auf jeder Seite, so dass insgesamt vier Kolben vorhanden sind, oder bei der 6-Kolben-Scheibenbremse mit drei Kolben auf jeder Seite.
Sie werden daher häufig in Sportwagen eingesetzt, wo eine höhere Bremsleistung erforderlich ist, sowie in großen Hochleistungsfahrzeugen, bei denen eine größere Bremsbelagfläche verwendet werden muss.
Weitere Informationen zu Scheibenbremsen
1. Unterschiede zu Trommelbremsen
Trommelbremsen dienen dazu, die Drehbewegung des Rades durch Reibung zu verzögern und zu stoppen, wobei die im Inneren des Rades angebrachten Bremsbacken von innen gegen das rotierende Rad drücken.
Das Prinzip ist das gleiche wie bei einer Scheibenbremse. Durch Reibung wird die Rotationsenergie des Rades in Wärmeenergie umgewandelt, um das Rad zu verzögern und anzuhalten, aber die Art und Weise, wie die Reibung erzeugt wird, ist sehr unterschiedlich.
Scheibenbremsen erzeugen Reibung, indem sie das Rad einklemmen, während Trommelbremsen Reibung erzeugen, indem sie das Rad von innen spreizen. Aufgrund dieses Unterschieds haben Trommelbremsen eine größere Kontaktfläche mit dem Rad und einen Selbsterhaltungseffekt (das Rad beißt sich bei seiner Drehung in das Reibmaterial auf der Bremsbackenoberfläche), was bedeutet, dass Trommelbremsen einen größeren Zwang ausüben.
Andererseits haben Trommelbremsen im Vergleich zu Scheibenbremsen den Nachteil einer schlechten Wärmeableitung und sind anfällig für Fading- und Wasserfading-Phänomene.
2. Lebensdauer von Scheibenbremsen
Damit Scheibenbremsen richtig funktionieren, müssen die verschleißanfälligen Bremsbeläge und Bremsscheiben in gutem Zustand sein. Bremsbeläge und Bremsscheiben sollten regelmäßig überprüft werden, da ihre Lebensdauer auf 30 000 – 50 000 km bzw. 100 000 km geschätzt wird.
Bei Scheibenbremsen mit hoher Bremsleistung ist es jedoch wichtig, immer auch die Lebensdauer der Bremse selbst zu überprüfen, da die Belastung und der Verschleiß um so höher sind und das Ende der Lebensdauer bereits nach 20 000 bis 30 000 km erreicht sein kann.
Außerdem ist die wichtigste Komponente der Scheibenbremse zum Abbremsen des Fahrzeugs der Bremsbelag. Wenn die Bremsbeläge aufgrund von Verschleiß abgenutzt sind, kann dies zu abnormalen Geräuschen und einer Verschlechterung der Bremsqualität führen.