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2012 | Buch

Bremsenhandbuch

Grundlagen, Komponenten, Systeme, Fahrdynamik

herausgegeben von: Bert Breuer, Karlheinz H. Bill

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Buchreihe : ATZ/MTZ-Fachbuch

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Über dieses Buch

Kfz-Ingenieure und -Techniker kommen ohne detailliertes Wissen über moderne Fahrzeugbremsen bis hin zur Mechatronik nicht mehr aus. Das Bremsenhandbuch behandelt umfassend Grundlagen, Anforderungen, Auslegungen, Aufbau, Gestaltungen, Komponenten und Teilsystemfunktionen im modernen Kraftfahrzeug auch von geländegängigen Rad- und Kettenfahrzeugen sowie von Zweirad- und Luftfahrzeugen. Als einziges Fachbuch in deutscher Sprache stellt es diesen sicherheitsrelevanten Bereich der Fahrzeugtechnik fachwissenschaftlich fundiert und gleichzeitig praxisorientiert dar. Diese vierte Auflage wurde gründlich überarbeitet, aktualisiert und z.B. durch das neue Kapitel Bremsen mit elektrischen Maschinen erweitert. Damit wird das Bremsen von Elektro- und Hybridfahrzeugen besonders berücksichtigt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Zur Geschichte der Kraftfahrzeugbremse

Die Geschichte der Bremse ist ungleich länger als die des Verbrennungsmotors, der heute weltweit individuelle Mobilität sicherstellt. Bereits die Phönizier kannten simple Vorrichtungen zum Abbremsen ihrer Streitwagen, und die Kutschen des 18. und 19. Jahrhunderts bremsten mit an Ketten hängenden Bremsschuhen oder Keilen (◉ Abb. 1.1).

Peter Rieth
Kapitel 2. Grundlegendes zum Bremsvorgang

Im Jahre 1885 lag bei dem von Wilhelm Maybach und Gottlieb Daimler gebauten berühmten „Reitwagen“ die bauartbedingte Höchstgeschwindigkeit bei 12 km/h. Die Reibwerte im Antriebsstrang waren damals noch so hoch, dass auch ohne Betätigung der Bremse das Fahrzeug effektiv verzögerte. So spielte die Bremse nur eine untergeordnete Rolle. Die Entwicklung konzentrierte sich zu dieser Zeit vornehmlich auf die Erhöhung der Motorleistung. Diese Gegebenheiten haben sich heute deutlich verändert. Ein Pkw mit etwa 100 kW Motorleistung und einer Höchstgeschwindigkeit von 200 km/h entwickelt heute eine Bremsleistung von mehr als 800 kW.

Claus Wolff
Kapitel 3. Fahrzeugtechnische Anforderungen

Die Auslegung der Bremsanlage von Fahrzeugen erfolgt unter der Maßgabe, das Fahrzeug komfortabel und zuverlässig zu verzögern und im Notfall eine Vollbremsung mit möglichst kurzem Bremsweg unter Beibehaltung der fahrdynamischen Stabilität zu gewährleisten. Die Bremse muss dabei erhebliche Leistungen aufnehmen. ◉ Abb.

3.1

zeigt die gesamte Bremsleistung

Bremsleistung

eines Wagens der Kompaktklasse in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bei einer Verzögerung von 1 g. Roll- und Luftwiderstand des Fahrzeuges, die auch zu einer, wenn auch geringen, Verzögerung („Ausrollen“) führen würden, reduzieren den von der Bremse aufzubringenden Anteil an der Gesamtbremsleistung (in ◉ Abb. 3.1 schattiert dargestellt). Für o. g. Fahrzeug entspricht dies z. B. bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h einer Bremsleistung von ca. 340 kW. Der von der Bremse aufzunehmende Teil wird dabei in Wärme umgewandelt, die dann an die Umgebung wieder abzugeben ist.

Ulrich Eichhorn, Stefan Gies, Jonathan Layfield, Frank Rischbieter
Kapitel 4. Menschliche Anforderungen

Die technische Auslegung eines Bremssystems wäre unvollständig, wenn die Einwirkung des Fahrers, also die Bremse als Informationsgeber und Handlungsorgan oder die Kontaktstelle Mensch/Bremse unberücksichtigt bliebe. Die Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle, also das Zusammenwirken und die Gesamtheit der Wechselbeziehungen zwischen Fahrer und Bremse, werden daher im folgenden Kapitel behandelt.

Bettina Abendroth, Kurt Landau, Jochen Weiße
Kapitel 5. Interaktion Fahrbahn-Reifen-Bremse

Bei dem Thema „Interaktion Fahrbahn-Reifen-Bremse“ steht das Kraftschluss- und Übertragungsverhalten des Reifens in Abstimmung mit dem Bremssystem im Vordergrund. Im System Fahrzeug/Straße nimmt der Reifen eine hervorragende Rolle ein: Als Bindeglied zwischen Fahrbahn und Fahrzeug überträgt er alle Kräfte und Momente, sein Kraftschluss- und Übertragungsverhalten geht deutlich in Fahrverhalten, Komfort und Sicherheit des Gesamtfahrzeugs ein. Beim pneumatischen Reifen ist das unter Überdruck eingeschlossene Gas oder Gasgemisch das tragende Element, nur ein Anteil von etwa 10–15 % der Radlast wird direkt durch die Reifenstruktur getragen. Die Reifenhülle bestimmt nach Form, konstruktiver Auslegung und Materialeinsatz weitgehend die Gebrauchseigenschaften des Reifens. Die Entwicklung von Pkw- und Lkw-Reifen wird entscheidend durch die sich ständig ändernden und zunehmenden Anforderungen an die Kraftfahrzeuge beeinflusst.

Heinrich Huinink, Heiner Volk, Manfred Becke
Kapitel 6. Auslegung und Simulation von Pkw-Bremsanlagen

Bremsanlagen haben sich mit dem Fortschritt der Fahrzeuge kontinuierlich weiterentwickelt. Grundanforderungen an die Bedienbarkeit und Modulierbarkeit werden fast ausnahmslos von den im Markt befindlichen Fahrzeugen erfüllt. Die durch den Druck der Motor Sport Presse gesteigerten Anforderungen an das Fading-Verhalten und die Bremsleistung werden heute bei der Auslegung von Bremssystemen speziell im europäischen Raum berücksichtigt. Derzeit verfügt ein hoher Prozentsatz von Fahrzeugen über Regelsysteme zur Unterstützung des Fahrers beim Bremsen (ABS-Systeme) oder zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität (ESP-Systeme). Das erste Brake-by-Wire Bremssystem wurde 2001 im SL Roadster von Daimler Chrysler in den Markt eingeführt.

Josef Pickenhahn, Thomas Straub
Kapitel 7. Aufbau und Komponenten von Pkw-Bremsanlagen

Die Funktionstüchtigkeit der Bremsen bestimmt maßgeblich die Sicherheit jedes Fahrzeuges und seiner Insassen sowie die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer. Die Komponenten des Bremssystems zählen daher zu den Sicherheitsteilen und unterliegen strengen gesetzlichen Bestimmungen. Grundsätzliche Funktionen eines Bremssystems sind:

Verringern der Geschwindigkeit, gegebenenfalls bis zum Stillstand an gewünschter Stelle (Verzögerungsbremse)

Verhindern ungewollter Beschleunigung bei Talfahrt (Beharrungsbremse)

Vermeidung unerwünschter Bewegung des ruhenden Fahrzeugs (Feststellbremse)

James Remfrey, Steffen Gruber, Norbert Ocvirk
Kapitel 8. Bremssysteme und Bremsverhalten von Nutzfahrzeugen und Zügen

Wesentlichstes Kriterium ist die Richtungsstabilität beim Bremsen. Während des Bremsvorganges eines beispielhaft angenommenen, zweiachsigen Fahrzeugs ohne elektronische Schlupfregelsysteme können drei verschiedene fahrdynamische Zustände auftreten [1, 2]:

Egon-Christian von Glasner
Kapitel 9. Nutzfahrzeugbremsen

In Westeuropa hat die druckluftbetätigte Scheibenbremse in schweren Lkw und Omnibussen die Trommelbremse weitgehend verdrängt. Auch bei Anhängefahrzeugen besteht eine zunehmende Tendenz zur Anwendung der Scheibenbremse. Für spezielle Anwendungen im Lkw und in Anhängefahrzeugen werden noch S-Nocken-Trommelbremsen benutzt. Andere Trommelbremsbauarten wie die spreizkeilbetätigten Simplex- und Duplex-Bremsen kommen bei Neufahrzeugen nur noch in geringem Umfang zur Anwendung (◉ Abb. 9.1).

Hans Baumgartner, Eduard Gerum, Wolfgang Pahle, Alf Siebke, Michael Pehle
Kapitel 10. Bremsverhalten und Bremsen von Einspurfahrzeugen

Auf die Fahrdynamik von Einspurfahrzeugen soll hier nur soweit eingegangen werden, wie sie zur Erläuterung deren Bremsverhaltens wichtig ist.

Christian Landerl, Helmut Köhler, Hans-Albert Wagner, Ralf Lewien, Gerd Vilsmeier, Gerrit Heyl, Stefan Fritschle
Kapitel 11. Auflaufbremsanlagen

Auflaufbremsanlagen müssen gemäß den Anforderungen der ECE-Richtlinie R13 das selbstständige Abbremsen von ein- und mehrachsigen Anhängern, im Gewichtsbereich von 750 bis 3500 kg, durch deren Auflaufkraft auf das abbremsende Zugfahrzeug gewährleisten. Sie bestehen aus der Auflaufeinrichtung, der Übertragungseinrichtung und den Radbremsen und werden z. B. bei Boots-, Pferde, Wohn- und Transportanhängern aller Art eingesetzt.

Johann Loipl, Josef Strasser
Kapitel 12. Bremsen von Off-Road Radfahrzeugen

Die Entwicklung der Bremsen für Off-Road Fahrzeuge war in der Vergangenheit immer eng gekoppelt an die Bremsentwicklung von Eisenbahnen und Kraftfahrzeugen. Die ersten mechanischen Hebelbremsen stammen aus der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts. In der weiteren Folge wurden diese dann weiterentwickelt und perfektioniert. (s. auch Kap.

1

)

Hermann Beck, Wolfgang Grünbeck
Kapitel 13. Bremsen für Kettenfahrzeuge

Die Bremsanlagen von Kettenfahrzeugen dienen wie die Bremsen von Radfahrzeugen dazu, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern und die dabei freigesetzte Energie abzuführen. Die physikalischen Grundlagen und Regeln gelten für beide Fahrzeugtypen und sollen hier nicht weiter beschrieben werden. Im Folgenden werden die Besonderheiten von Kettenfahrzeugbremsanlagen dargestellt. Arbeitsgeräte mit Gleisketten wie Bagger oder Lader werden hierbei nicht betrachtet, da aufgrund der geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten die Bremsen kaum belastet werden. Darüber hinaus kann der meist hydrostatische Antrieb durch Umsteuerung auch zum Verzögern verwendet werden. Die mechanische Bremse dient in solchen Fahrzeugen zum Sichern gegen Wegrollen. Der folgende Artikel soll sich auf militärische Kettenfahrzeuge konzentrieren, da die hier vorliegende Kombination von hoher Fahrzeuggeschwindigkeit mit hoher Fahrzeugmasse und kleinem Bauraum zu extrem hohen Belastungen der Bremsanlage führt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, waren spezielle Lösungen zu entwickeln. Bei modernen Fahrzeugen ist die Bremse vollständig im Getriebe – und damit im Triebwerk – integriert, d. h. sie ist keine eigenständige Einheit und es ist die gesamte Antriebsanlage zu betrachten (◉ Abb. 13.1).

Manfred Hirt, Max Witzenberger
Kapitel 14. Flugzeugbremsen

Die Radbremse ist bei allen Flugzeugen, die mit hohen Geschwindigkeiten am Boden operieren, eines der am stärksten belasteten Bauteile und für die Sicherheit von großer Bedeutung.

Gerd Roloff, Burkard Ohly
Kapitel 15. Bremssysteme für Rennwagen

In diesem Kapitel werden Bremsanlagen für Rennwagen

Rennwagen

beschrieben, die aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften mehr auf einen leistungsorientierten Einsatz ausgerichtet sind, als auf Komfort und Wirtschaftlichkeit. Die Leistungsanforderungen an diese Bremsanlagen werden veranschaulicht, einhergehend mit Funktionsdiagrammen und einer Betrachtung jeder Einzelkomponente. Das Kapitel stellt schließlich die im Rennsport gebräuchlichen Reibungsmaterialien dar, wobei auf Carbonkomponenten detailliert eingegangen wird.

Riccardo Cesarini, Omar Cividini, Mauro Piccoli
Kapitel 16. Bremssysteme von Schienenfahrzeugen

Zu Bremssystemen von Schienenfahrzeugen

Schienenfahrzeug

gibt es eine große Zahl an unterschiedlichen Systemen mit vielfältigen Funktionen, über die hier nur ein knapper Überblick gegeben werden kann. Schienenfahrzeuge sind spurgebundene Fahrzeuge, bei denen der Spurkranz an den Rädern die Spurführung auf den Schienen übernimmt. Schienenfahrzeugbremsen unterliegen sehr hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit und Sicherheit. Hohe Zuggewichte von z. B. 10.000 t, hohe Geschwindigkeiten von z. B. 350 km/h und kurze Zugfolgezeiten erfordern Bremsen, die den Zug unter allen Umständen mit höchster Sicherheit zum Stehen bringen können.

Ulrich Kleemann, Robert Haupt, Jens Galander, Reinhard Loebner
Kapitel 17. Mechatronische Systeme – eine kurze Einführung

Integrierte mechanisch-elektronische Systeme entstehen durch eine geeignete Kombination von Mechanik, Elektronik und Informationsverarbeitung. Dabei beeinflussen sich diese Bereiche wechselseitig. Man beobachtet zunächst eine Verlagerung von Funktionen der Mechanik zur Elektronik, dann die Hinzunahme von erweiterten und neuen Funktionen. Schließlich entwickeln sich Systeme mit gewissen intelligenten bzw. autonomen Eigenschaften. Für dieses Gebiet der integrierten mechanisch-elektronischen Systeme wird seit einigen Jahren der Begriff „Mechatronik“ verwendet. Mechatronische Systeme spielen für die Entwicklung von Kraftfahrzeugen seit etwa 1985 eine zunehmende Rolle, wie man an modernen Bremssystemen, Lenksystemen, Radaufhängungen und an Verbrennungsmotoren mit Einspritzsystemen und Aufladung und automatischen Schaltgetrieben erkennen kann. Die folgende Darstellung ist eine allgemeine Einführung mit verschiedenen Beispielen aus Maschinenbau und Fahrzeugtechnik.

Rolf Isermann
Kapitel 18. Grundlagen elektrisch betätigter Pkw-Bremssysteme

Die Zielsetzung bei der Gestaltung moderner Bremssysteme ist über die ursprüngliche Funktion einer durch den Fahrer ausgelösten Fahrzeugabbremsung mittlerweile weit hinausgewachsen. Der Fahrer kann von modernen Bremsanlagen bei der Abbremsung auf schlechten Fahrbahnuntergründen und kurvenreichen Strecken, beim Beschleunigen auf µ-split oder Fahrbahnen mit Niedrigreibwert und in fahrdynamisch kritischen Situationen unterstützt werden.

Karlheinz H. Bill
Kapitel 19. Regenerative Bremssysteme

Zukünftige Fahrzeugkonzepte zeigen vermehrt eine Elektrifizierung des Triebstrangs. Bei diesen Elektro- oder Hybridfahrzeugen

Hybridfahrzeugen

werden die elektrischen Maschinen zum elektrischen Fahren oder zum elektrischen „Boosten“ (d. h. die Bereitstellung eines zusätzlichen elektrischen Antriebsmoments) eingesetzt. Zusätzlich werden diese Maschinen aber auch im generatorischen Betrieb zum Verzögern des Fahrzeugs verwendet. Das generatorische Bremsen hat den Vorteil, dass Teile der Schwungenergie des Fahrzeugs wieder in elektrische Energie umgewandelt und in einer Hochvoltbatterie

Hochvoltbatterie

gespeichert werden können. Die zurück gewonnene Energie kann dann wieder zum Antreiben des Fahrzeugs benutzt werden. Daher wird generatorisches Bremsen auch als „regeneratives Bremsen

regeneratives Bremsen

“ bezeichnet. Dieser Begriff wird im Weiteren verwendet.

Michael Kunz, Rachad Mahmoud, Andreas van de Sand, Ralph Michalski
Kapitel 20. Integrierte Bremssysteme

Seit der Markteinführung von ABS im Jahre 1978 beruhen Druckmodulationssysteme für die Bremse auf überwiegend dezentral aufgebauten Systemen. In einer Baueinheit sind Ventilblock, Elektromotor, Pumpe, 8–12 Magnetventile, Speicher und Druckgeber mit dem elektronischen Steuergerät (ECU) zusammengefasst und separat zum Bremskraftverstärker (BKV) im Motorraum platziert [1, 2]. Weiterhin benötigen konventionelle Systeme eine leistungsfähige Unterdruckversorgung des Bremskraftverstärkers. Durch die Optimierungen an den Verbrennungsmotoren benötigen heute nicht nur Dieselmotoren eine Vakuumpumpe für den Bremskraftverstärker. Bei Hybridfahrzeugen muss diese elektrisch angetrieben sein.

Hans-Jörg Feigel, Anton van Zanten, Heinz Leiber, Thomas Leiber, Christian Köglsperger, Valentin Unterfrauner
Kapitel 21. Elektromechanisch betätigte Bremse

Ein bedeutender Schritt bei der Weiterentwicklung von Bremssystemen ist die Entwicklung einer elektromechanischen Radbremse (EMB)

elektromechanische Bremse (EMB)

. Da sie ohne Bremsflüssigkeit arbeitet, wird sie auch „trockenes Brake-by-wire“

Brake-by-wire

genannt. Die EMB verwendet das aus der Hydraulik bekannte Prinzip der Teilbelagscheibenbremse mit einem Faustsattel. Die für das Erzeugen der Spannkraft benötigte Energie wird elektromechanisch am Rad bereitgestellt und von einer übergeordneten Kontrolleinheit gesteuert. Die realisierte Entkoppelung von Fahrerwunsch und Radbremse eignet sich insbesondere für Fahrzeugkonzepte mit alternativen Antrieben.

Martin Semsch, Hans-Jörg Feigel, Jens Hoffmann
Kapitel 22. Elektrisches Bremsen

Die Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte mit elektrifizierten Antriebskomponenten gewinnt in den letzten Jahren durch Verschärfungen der Abgasgrenzwerte bzw. Limitierungen der

CO

2

-Emissionen

CO

2

-Emissionen immer mehr an Bedeutung.

Marcus Bletz, Hans-Jörg Feigel, Thorsten Wickenhöfer
Kapitel 23. Die Bremsanlage in Fahrerassistenzsystemen

Aktive Fahrsicherheitssysteme sind Regelsysteme im Fahrzeug, die der Unfallvermeidung dienen. Passive Fahrsicherheitssysteme dienen der Reduzierung von Unfallfolgen. In diesem Kapitel geht es um aktive Fahrsicherheitssysteme, welche auf die Bremse einwirken. Solche Systeme sind das

Antiblockiersystem

Antiblockiersystem (ABS)

(ABS), die

Antriebsschlupfregelung

(ASR)

Antriebsschlupfregelung (ASR)

und das

Elektronische Stabilitätsprogramm

elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP)

(ESP). Kennzeichnend für die Leistungsfähigkeit dieser Systeme ist die Geschwindigkeit mit der große Bremskräfte und Bremskraftänderungen erreicht werden können. Bei ABS und ASR wird primär die Raddrehung geregelt, während bei ESP primär die Fahrbewegung geregelt wird. ESP enthält jedoch auch einen Regelkreis zur Regelung der Raddrehung. Es benutzt aber die Regelung der Raddrehung, um in jeder Situation die erforderlichen Längs- und Querkräfte an den Rädern, und damit auch die am Fahrzeug, einzustellen. Liefert das blockierte und das durchdrehende Rad keine Möglichkeit, die Kraftvektoren zwischen Rad und Fahrbahn über die Lenkung zu beeinflussen, so kann durch die Radregelsysteme das Blockieren und das Durchdrehen der Räder vermieden werden. Damit kann ein gewisses Niveau an Fahrstabilität und Lenkbarkeit erhalten bleiben. Im Folgenden werden einige Fahrerassistenzfunktionen, welche auf der elektronischen Regelung der Bremsen beruhen kurz beschrieben und die Anforderungen genannt.

Anton van Zanten
Kapitel 24. Die Bremse im mechatronischen Fahrwerk

Das von der Radbremse erzeugte Bremsmoment wird über den die Radlast tragenden Reifen in eine Bremskraft umgeformt und im Reifenlatsch auf die Fahrbahn übertragen. Gleichzeitig werden die Reaktionskräfte über die verschiedenen Komponenten des Fahrwerks an den Radaufhängungspunkten in die Karosserie eingeleitet. Die Hauptfunktionen eines Fahrwerks – Tragen des Aufbaus, Radführung, Gewährleistung des Schwingungskomforts und der Fahrsicherheit bis in den Grenzbereich hinein – können durch passive mechanische Komponenten nur innerhalb von Grenzen, die durch den beschränkten Bauraum, die endliche Bauteilfestigkeit, die Materialeigenschaften etc. gegeben sind, realisiert werden. Außerdem führt die fehlende Adaptivität der mechanischen Lösungen zu weiteren Konflikten in der Fahrwerksentwicklung, die aus konkurrierenden Anforderungen resultieren. So erfordern unterschiedliche Fahrsituationen (z. B. µ-Split-Bremsung und Bremsen in der Kurve) unterschiedliche Auslegungen der Radaufhängungskinematik. Während eine Auslegung bei einem Fahrmanöver stabilisierend wirkt, kann sie bei einem anderen zur Destabilisierung führen. Daraus resultiert eine Kompromisslösung bei der Fahrwerksgestaltung, die dem Fahrer eine höhere Stabilisierungsaufgabe aufbürdet, als es eine optimal auf die Situation abgestimmte Auslegung verlangen würde. Um derartige Kompromisslösungen zu vermeiden und auch Fahrsituationen zu entschärfen, die der Fahrer nicht mehr meistern könnte, bietet sich der Einsatz mechatronischer Systeme an, die zu einem Zugewinn an Auslegungsfreiheitsgraden führen und Zielkonflikte auflösen oder entschärfen können.

Hermann Winner, Thomas Degenstein, Tobias Bischof-Niemz, Marcus Schumann
Kapitel 25. Reibbeläge

Reibbeläge

Reibbelag

, umgangssprachlich Bremsbeläge genannt, sind Funktionsteile in einer Bremse und gehen daher in die Berechnung der Bremsleistung mit ihrem Reibwert μ ein.

Christian Wiaterek
Kapitel 26. Eigenschaften der Reibpaarungen im Bremsprozess

Reibpaarungen in trockenlaufenden Bremsen und Kupplungen sind zuverlässige Maschinenelemente, denn sie antworten auf eine äußere Belastung gesetzmäßig, solange sie nicht thermisch überfordert sind. Trotzdem ist es aufgrund ihrer Komplexität oft nicht verständlich, warum sie sich im Bremsprozess so und nicht anders verhalten.

Claus Kleinlein, Dietrich Severin
Kapitel 27. Mechanische Bremsen in stationären Industrieanlagen

Mechanische Bremsen in stationären Industrieanlagen haben ein breites Anwendungsfeld. Entsprechend vielfältig sind die an sie gestellten Anforderungen und ihre Bauarten. In lei

Trommelbremse

stungsstarken Anlagen werden vorzugsweise Trommel- und Scheibenbremsen

Scheibenbremse

eingesetzt. In Getriebemotoren oder Elektrozügen arbeiten neben Scheibenbremsen auch Kegelbremsen. In vielen Bereichen dienen Reibkupplungen gleichzeitig auch als Bremse. In Bagger-, Montage- und Schiffswinden mit großen Trommeldurchmessern sind Bandbremsen üblich. Mit ihnen lassen sich große Bremskräfte aufbringen und manuell steuern [1].

Claus Kleinlein, Dietrich Severin
Kapitel 28. Schwingungen und Geräusche

Schwingungen und Geräusche beim Bremsen sind komfortmindernde Erscheinungen während des Bremsvorganges. Sie treten häufig in Fahrsituationen auf, bei denen der Fahrzeuggesamtgeräuschpegel besonders niedrig ist, wie etwa beim Abbremsen kurz vor dem Stillstand des Fahrzeuges. Sie entstehen in der Radbremse und äußern sich in Form von verschiedenen Geräuschen und Schwingungen im Fahrzeug. Für die Automobilhersteller ist dies von großer Bedeutung, da Schwingungen und Geräusche häufig Ursachen für Garantiefälle liefern und darüber hinaus die Zufriedenheit der Kunden mit ihrem Fahrzeug wesentlich beeinflussen. Ihre Vermeidung ist ein Beitrag zum emissionsarmen Kraftfahrzeug.

Horst Brunner, Lars Koch
Kapitel 29. Bremsen mit nichtmetallischen Bremsscheiben

Mit der sukzessiven Verbreitung der Scheibenbremse im Automobilbau wurde auch der klassische Bremsscheibenwerkstoff Grauguss kontinuierlich weiterentwickelt. Zur Kostenreduzierung und Qualitätssicherung wurden großserientaugliche Herstellverfahren eingeführt. Jedoch konnten die Nachteile des Grauguss wie hohes Gewicht und Korrosionsanfälligkeit nicht grundlegend eliminiert werden.

Donatus Neudeck, Andreas Wüllner
Kapitel 30. Bremsflüssigkeiten Bremsflüssigkeit

Das Versagen der Bremsanlage ist in der Vorstellung eines jeden Autofahrers sicherlich der schlimmstmögliche Ausfall eines sicherheitsrelevanten Systemteils. Zur Gewährleistung der Funktionssicherheit und für die absolute Funktionsbereitschaft unter extremen Belastungen dieser so überaus wichtigen Anlage muss das Bremssystem regelmäßig und auch richtig gewartet und instand gehalten werden.

Harald A. Dietl
Kapitel 31. Bremsentechnisches Versuchswesen

Ziel des Bremsenversuchs ist es, sowohl die Einzelkomponenten (Betätigung, Radbremse, ESP-/ABS-Einheit bzw. elektronische Bremssysteme) als auch das Gesamtsystem zu erproben. Je nach Projektumfang, -status (Prototyp, Serienentwicklung, Serienfreigabe, Serienüberwachung) und Fragestellung ändern sich die einzelnen Versuche und der Probenumfang.

Holger Marschner, Hilmar Teitge, Martisch Semsch, Marcus Bletz, Dieter Weiss
Kapitel 32. Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bremsanlagen

Neben der Lenkung nimmt die Bremsanlage im Automobil sicherheitstechnisch in gleicher Weise die höchste Rangstufe ein. Selbst Oldtimer im Automobilbau waren daher bereits in den Anfängen zumindest mit zwei unabhängigen Bremsanlagen, der Betriebsbremse und der Feststellbremse ausgerüstet. Teilweise waren diese Bremsen jedoch nicht unabhängig voneinander, sondern nutzten gemeinsame Teile oder gemeinsame Bremsflächen, sodass der Bruch des gemeinsam genutzten Teiles zum Totalausfall der Bremse führen konnte. Bis zur gesetzlichen Einführung der EG-Richtlinien für Bremsanlagen enthielten die nationalen Bestimmungen keine Hinweise, dass in einem Kraftfahrzeug alle Räder gebremst sein müssen. Ebenso wenig wurde ein Nachweis für eine, – auch für verschiedene Lastfälle –, automatisch angepasste Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Fahrzeuges verlangt.

Jürgen Westphäling, Thomas Aubel, Hans-Wilfried Mäder
Kapitel 33. Regelwerke und Prüfverfahren

Es findet sich kaum eine Komponente im Automobil oder dessen Anhänger, die nicht durch gesetzliche Zulassungsvorschriften geregelt wäre. Die Bremse ist neben der Lenkung und der Regelung der Fahrgeschwindigkeit eine der drei wesentlichen Stellgrößen in dem komplexen Regelkreis Fahrer-Fahrzeug-Straße. Daher befassen sich die gesetzlichen Zulassungsvorschriften sehr ausführlich mit dem Bremsvermögen eines Fahrzeugs sowie den dazugehörigen Teilsystemen. Auch werden Fahrerassistenzsysteme eingebaut, die den Fahrer mit Blick auf die Längs- und Querdynamik unterstützen. Die deutlich sichtbaren Verbesserungen im realen Unfallgeschehen, die auch auf diese „aktiven“ Sicherheitssysteme zurückzuführen sind, lassen eine noch wesentlich weitere Verbreitung dieser Systeme in Zukunft erwarten.

Hans-Thomas Ebner
Kapitel 34. Wartung und Diagnose von Bremsanlagen

Bremssysteme sind Sicherheitssysteme. Um die Qualität

Qualität

der Wartung

Wartung

abzusichern wurden Normen und Richtlinien für Ersatzteile und Flüssigkeiten erstellt. Durch die Normen wird sichergestellt, dass sicherheitskritische Bauteile die erwarteten Eigenschaften wie zum Beispiel Leistung, das Verhalten bei verschiedenen Temperaturen, die chemischen Eigenschaften, vorweisen.

Ulrich Güllering, Peter Jobelius, Roman Rotter
Kapitel 35. Entwicklungstendenzen und Zukunftsaspekte

Die Verbesserung von Wohlstand und Lebensqualität sind von jeher Treiber industriellen Fortschritts jedweder Gesellschaft. Damit einher gehen wachsende Ansprüche an Komfort, Sicherheit und Mobilität. Die Transportleistung in Personenkilometern hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdoppelt und wird auch in den nächsten Jahren weiter steigen. In Europa fahren täglich 150 Mio. Menschen mit dem Personenwagen zum Arbeitsplatz und zurück, 100 Mio. nutzen den Pkw für Geschäftsreisen, 90 Mio. für den Einkauf. Schon heute verbringt jeder bundesdeutsche Autofahrer im Schnitt täglich mehr als 30 min in seinem Pkw. In anderen Ländern ist die Situation vergleichbar, und so wächst global der Wunsch nach komfortablem, stressfreiem und sicherem Fahren bei größtmöglicher Transporteffizienz (Staufreiheit).

Peter Rieth
Backmatter
Metadaten
Titel
Bremsenhandbuch
herausgegeben von
Bert Breuer
Karlheinz H. Bill
Copyright-Jahr
2012
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-8348-2225-3
Print ISBN
978-3-8348-1796-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2225-3

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