Restschleifmoment an Scheibenbremsen reduzieren - ganz ohne Elektronik!
Die Diskussionen um die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und die damit verbundene Senkung der CO2‐Emissionen, aber auch die Minimierung der Geräusche im Hinblick auf die zukünftig steigende Zahl von Elektrofahrzeugen sind vordringliche Anforderungen an die Fahrzeughersteller. Ein Schritt in diese Richtung ist die Entwicklung der aktiven Belagrückstellung ‐ ein kleines Bauteil mit großer Wirkung.
Praxis-Tipp
Beim Bremsen wird die kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärmeenergie umgewandelt. Dies geschieht dadurch, dass die Bremsbeläge an die Bremsscheibe gepresst werden und das Fahrzeug dadurch verzögern. Nach dem Bremsvorgang, beim Lösen der Bremse, müssen die Bremsbeläge wieder in ihre Ruhestellung zurückkehren. Dabei ist es für die Verschleiß- und Geräuscheigenschaften besonders wichtig, dass dies mit möglichst geringen Restschleifmomenten geschieht. Dennoch darf der Bremsbelag nicht zu weit von der Bremsscheibe entfernt liegen, da sich dadurch der Pedalweg und die Ansprechzeit der Bremse sicherheitskritisch verlängern würden. Dieser Kompromiss stellt die Konstrukteure von jeher vor diverse Herausforderungen.
Entgegen der immer noch weitverbreiteten aber falschen Annahme, die Beläge würden durch einen Seitenschlag der Bremsscheibe in ihre Ausgangsposition gebracht, geschieht dies mithilfe der Dichtringe des Bremssattelkolbens.
Beim Verschieben der Kolben (Bremse betätigt) werden die Dichtringe aufgrund ihrer Haftreibung mitgenommen und dabei leicht (elastisch) verformt (Abb.1). Nach dem Lösen der Bremse wird der Druck im Bremssattel vollständig abgebaut und die Kolben werden durch die vorgespannten (verformten) Dichtringe in die Ausgangslage zurückgezogen (Abb.2). Dadurch wird das konstruktiv festgelegte Lüftspiel zwischen Bremsscheibe und Belägen erreicht.
Da die Verschiebekraft der Kolben bei zunehmendem Belagverschleiß größer ist als die Haftreibungskraft des Dichtrings rutscht der Kolben um das Verschleißmaß durch den Dichtring. Dank des Rollback-Effekts stellt sich nach dem Lösen der Bremse das konstruktiv festgelegte Lüftspiel wieder ein.
Da es konstruktionsbedingt nicht immer ausreicht, den Belag über die Kolbendichtung zurückzuführen, musste eine unterstützende Lösung für dieses Problem gefunden werden. Die Entwicklung der aktiven Belagrückstellung ist das Ergebnis dieser Entwicklungsinitiative.
Die aktive Belagrückstellung ist eine Weiterentwicklung der zur besseren Belagrückstellung entwickelten Belaghaltefedern. Diese wurden um einen zusätzlich angebrachten Federmechanismus erweitert, der nicht nur das bessere Gleiten der Belagohren auf dem Träger ermöglicht, sondern den Belag auch mechanisch von der Bremsscheibe zurückzieht. Im Laufe des Belaglebens längt sich die Feder entsprechend, sodass sie ihre Funktion auch bei zunehmendem Belagverschleiß sicher erfüllt.
Damit dieses System sicher funktioniert, ist es zwingend erforderlich, die Federn bei jedem Belagwechsel zu erneuern. Eine gebrauche Feder hat sich dem Belagverschleiß in ihrer Länge angepasst und kann ihre Funktion bei einem neuen Belag nicht mehr erfüllen. Beim Einbau der neuen Bremsbeläge muss darauf geachtet werden, dass die Belagohren so zum Federsteg positioniert sind, dass die Feder den Belag nach dem Bremsvorgang von der Bremsscheibe wegzieht.
Wichtige Wartung
Wie bei vielen Entwicklungen im Bereich der Bremse und gerade dann, wenn es sich um kleine mechanische Bauteile handelt, ist deren Funktion nur gewährleistet, wenn Wartung und Austausch dieser Bauteile mit viel Sorgfalt erfolgen. Ist dies gewährleistet, ist die aktive Belagrückstellung ein kleines Bauteil mit großer Wirkung.
Weitere Informationen und Hinweise zur Funktion und Wartung der aktiven Belagrückstellung finden Sie in der Reparaturanleitung XZM200 - Elektrische Parkbremse.
Gut zu wissen
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