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Bremsen

Die Bremsen gehören in puncto Sicherheit zu den wichtigsten Bauteilen rund um das Thema Automobil. Mit ihrer Hilfe wird das Reduzieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Fahrt ermöglicht. Mit der Intensität der Betätigung der Bremspedale kann die Bremskraft kontrolliert und reguliert werden. Während des Bremsvorgangs wird die Bewegungsenergie, die während der Fahrt entsteht, in Wärmeenergie umgewandelt. Um dies zu bewerkstelligen werden sogenannte Bremsbeläge verwendet, die dieser mechanischen Last längere Zeit standhalten können. Natürlich kann die Qualität der Bremsbeläge unter solchen Bedingungen nicht endlos erhalten bleiben.

Durch das ständige Nutzen der Bremsen werden die Beläge abgenutzt. Aus diesem Grund müssen die Bremsbeläge oder auch Bremssteine regelmäßig geprüft und gewechselt werden. Im Wesentlichen werden bei heutigen Vehikeln zwei Arten von Bremsanlagen verbaut. Zum einen werden bei gewöhnlichen PKWs zunehmend Scheibenbremsen verbaut, während bei schwereren Vehikeln immer noch die Trommelbremsen zum Einsatz kommen. Eine weitere wichtige Bremse des Automobils ist die Feststellbremse, welche einen stabilen Stand eines Fahrzeugs während dem Parken an einer unebenen Straße ermöglicht. In den meisten Fällen wird diese zwischen den vorderen Fahrzeugsitzen verbaut. Um die Funktion der Feststellbremse nutzen zu können, ist ein einfaches Aufziehen des Hebels notwendig. In vielen Fällen wird die Funktion der Handbremse in vielen modernen Fahrzeugen mithilfe eines Knopfes ausgeführt.

1. Geschichte & Entwicklung

Die heutigen Bremsen sind eine sehr hochwertige und effektive Technologie, deren Entwicklung nicht über Nacht konstruiert wurde. Die ersten Bremsen wurden wahrscheinlich vor geraumer Zeit in Form von Klötzen an einen Gegenstad angebracht, um den Halt bei unebenen Plätzen zu sichern. Zur Zeit der Kutschen wurde die Bremsung mittels Kommunikation mit den Zugtieren vollzogen. Durch die Industrialisierung, die viele leistungsstarke Module mit sich brach, wurden zunehmend auch effektivere und bessere Wege für einen Bremsvorgang benötigt. Die ersten Scheibenbremsen wurden von Fredrick W. Lanchester am Ende des 19. Jahrhunderts in England erfunden. Im Jahre 1902 erhielt der englische Forscher auch das Patent für sein Werk.

Noch im selben Jahr wurden die ersten Testläufe der Scheibenbremsen an Fahrzeugen durchgeführt. Die ersten Modelle der Bremsscheiben wurden aus Kupfer hergestellt und wurden im ersten Weltkrieg in den Panzerfahrzeugen verbaut. Das erste Fahrzeug mit vier verbauten Scheibenbremsen war das amerikanische Fahrzeugmodell Tucker Torpedo. Im europäischen Raum wurden die ersten Scheibenbremsen im Sportwagen Jaguar C eingesetzt. Der Durchbruch der Scheibenbremsen für Fahrzeuge kam im Zeitraum um 1950 und wurde seitdem in jedes gängige Fahrzeugmodell verbaut. Eine Zeit lang wurden die Scheibenbremsen von den Trommelbremsen abgelöst. Dies änderte sich allerding Ende des 20. Jahrhunderts wieder. In einigen Fahrzeugmodellen wurde in Sachen Bremstechnik viel variiert.

So wurden in manchen Modellen die Trommelbremsen an die hinteren Fahrzeugräder verbaut. Da Effizienz momentan in fast jedem Bereich der Entwicklung ganz oben steht, werden immer wieder neue Konzepte und Möglichkeiten für den Bremsvorgang entwickelt.

2. Funktion der Bremsen

Die Hauptfunktion der Bremsen ist das Senken beziehungsweise Regulieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Fahrt. Um dies zu bewerkstelligen gibt es diverse Techniken und Anbaumethoden der Bremsanlagen. Um die Bremsen des Fahrzeugs nutzen zu können, werden bestimmte Betätigungseinrichtungen in Form von Pedalen im Fußraum des Fahrers montiert. Das Bremspedal ist an den Hauptbremszylinder angeschlossen, von wo aus der Druck über die Bremsflüssigkeit an die Fahrzeugräder weitergegeben wird. Die Bremsflüssigkeit drückt beim Betätigen die Bremsbeläge oder Bremsbacken (je nach Art der Bremsanlage) an die drehenden Bremsscheiben. Durch diesen Prozess entsteht die daraus resultierende Reibung und ermöglicht somit ein Verlangsamen des Fahrzeugs.

3. Wichtige zusätzliche Komponente

Da der Bremsvorgang zum alltäglichen Gebrauch gehört und sehr oft benutzt wird, wurde dieser Prozess mit sehr vielen zusätzlichen Komponenten optimiert. Für ein positives Fahrgefühl ist das angenehme Betätigen der Bremspedalen sehr essentiell. Um dies zu bewerkstelligen werden die sogenannten Bremsverstärker verwendet. Sie erhöhen im Wesentlichen nur die Kraft, die beim Betätigen des Pedals entsteht. Mithilfe der Bremsverstärker ist somit ein einfacheres Bedienen der Bremsen möglich. Eine weitere wichtige zusätzliche Komponente ist das ABS (Anti Blockier System), welches einem das Lenken während eines Bremsvorgangs ermöglicht.

Um gefährliche Verkehrssituationen vermeiden zu können, werden in diversen Fahrzeugmodellen die sogenannten Bremsassistenten verwendet. Durch sie wird die Intensität der Bremsung während einer Notbremsung verstärkt. Ein sehr zukunftsorientiertes Gadget im Bereich der Bremsung ist der Notbremsassistent. Dieser kann durch die Ermittlung eines Radars den Abstand zu anderen Fahrzeugen ermitteln und somit rechtzeitig den Bremsvorgang verstärken. Je nach Modell kann die Funktion des Notbremsassistenten anders verwendet werden.

4. Der Bremsvorgang & die Bremsformel

Für jeden Fahrer ist das Verständnis für den Prozess des Bremsens eine sehr nützliche Angelegenheit, da mit ihrer Hilfe viele Situationen im Straßenverkehr besser abgeschätzt werden können. Die Auswirkung des Bremsvorgangs wird über die sogenannte Bremsverzögerung bestimmt. Die Bremsverzögerung wird anhand der Abnahme der Geschwindigkeit pro Zeit definiert. In vielen Fällen wird die Verzögerung als negative Beschleunigung bezeichnet. Eine „perfekte“ Bremsung ist in der Realität nicht möglich, da der Prozess aus mehreren Faktoren besteht, die nie ganz erreicht werden können.

Je nach Reifen oder Fahrbahn, kann der Bremsprozess deutlich anders verlaufen. Im allgemeinen Straßenverkehr wird der Begriff “Bremsweg“ falsch verwendet, da in den meisten Fällen damit der Anhalteweg gemeint ist. Der Anhalteweg ist die Summe der zurückgelegten Strecke währen der Reaktion und dem eigentlichen Bremsweg. Die Formel für diesen Verlauf ist v²/2a, wobei v(m/s) die Geschwindigkeit zu Beginn der Bremsung ist und a(m/s²) die Bremsverzögerung angibt. Natürlich kommt es hier auch auf die Reaktion des Fahrers an, welche ebenfalls durch mehrere Faktoren beeinflusst werden kann.

Trotz optimaler Bedingung und guter Reaktion wird bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h durchschnittlich ein Anhalteweg von 27,5 Meter zurückgelegt. Anhand dieser Formel kann man viele Verhältnisse im Straßenverkehr besser abschätzen und eventuell Gefahrensituationen vermeiden.

5. Montage, Einbau & Tuning

Im Wesentlichen ist im Bereich der Bremsen ein regelmäßiger Austausch der Bremsscheiben nötig, um die Bremsqualität des Fahrzeugs zu erhalten. Um Bremsen im Allgemeinen montieren zu können, sollte man ein gewisses Grundwissen mitbringen. Da eine defekte Bremsfunktion des Fahrzeugs zu einigen fatalen Unfällen im Straßenverkehr führen kann, ist eine sehr präzise und sichere Arbeit bei der Montage gefragt. Für alle, die ihr Fahrzeug optisch und sogar qualitativ aufwerten wollen, ist ein Einbau von Sportbremsen zu empfehlen. Viele Tuningfans entscheiden sich für eine auffällige Farbe der Bremssattel, um ihrem Fahrzeug eine besondere optische Note zu verpassen. In den meisten Fällen wird der Stil der Sattel zu den Felgen oder der Autolackfarbe angepasst.

6. Zusammenspiel aller Bremsbauteile

Zusammenspiel aller Bremsbauteile Die Bremsbeläge sind eine sehr wichtige Komponente für den gesamten Bremsvorgang. Sie befinden sich auf den sogenannten Belagträgern im inneren der Bremssatteln und werden beim Betätigen der Bremspedale an die Bremsscheiben gepresst. Dadurch ist eine Verlangsamung der drehenden Scheiben und somit auch der Geschwindigkeit des Fahrzeugs möglich. Aus diesem Grund sind die Bremsbeläge das letzte Glied bei der Umwandlung von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Dies führt allerdings auch zu einer starken Abnutzung des Materials. Die Erzeugung einer gleichbleibenden Reibung, trotz hoher mechanischer Belastung, gehört zu den wichtigsten Anforderungen der Bremsbeläge. Eine weitere wichtige Voraussetzung ist die Resistenz des Materials gegen Wasser oder Schmutz.

Je nach Hersteller werden immer andere Rezepte für die Herstellung des Materials verwendet. Neben diversen Metallen werden auch Harze, Karbon, Keramikfasern und viele weitere Materialien für die Fertigung der Bremsbeläge verwendet. Durch das unregelmäßige Nutzen der einzelnen Bremsbeläge, ist der Austausch aller vier Beläge auf einmal oft nicht notwendig. Um den Wechsel zu bewerkstelligen, sollte man zu aller erst die Radmuttern lockern und anschließend das Fahrzeug mit Hilfe eines Wagenhebers aufbocken. Daraufhin können die Radmuttern komplett aufgeschraubt und die Räder abgenommen werden. Nun müssen die Sicherungsklammern der Bremssattels nur noch vorsichtig mit Hilfe eines geeigneten Gegenstandes vorsichtig entfernt werden. Anschließend können die Bremsscheiben entfernt und durch neue Modelle ersetzt werden.

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7. Funktion der Bremsscheiben

Funktion der Bremsscheiben Während des Bremsvorgangs gehören die Bremsscheiben neben den Bremsbelägen zu den aktivsten Komponenten der Bremsanlage. Sie gehören zu den wichtigsten Elementen einer Scheibenbremse, welche zu der meist verbreitetsten Bremsanlage der Welt gehört. Die Bremsscheibe befindet sich auf dem radseitigen Teil der Bremsscheibe und wird aus Grauguss oder Stahl-Legierungen angefertigt. Während des Bremsvorgangs sind die Scheiben einer sehr hohen Temperatur ausgesetzt und benötigen daher eine sehr gute Kühltechnik. Bei vielen modernen Autoherstellern werden bei den Scheibenbremsen spezielle Techniken verbaut, die für eine optimale Kühlung durch die Verwendung von Fahrtwind sorgen. Da die Bremsscheiben einer ständigen Last ausgesetzt sind, ist das regelmäßige Prüfen des Zustands sehr wichtig.

Sollten von außerhalb deutlich markante Rillen zu sehen sein, sollte ein Austausch der Bremsscheiben durchgeführt werden. Um die Bremsscheiben wechseln zu können, müssen zu aller erst die Reifen des Fahrzeugs abmontiert werden. Hierfür wird ein Wagenheber oder eine Hebebühne benötigt. Im nächsten Schritt muss die Haltespange und die Staubschutzkappen des Bremssattels entfernt werden. Nach dem Aufschrauben und lösen einiger Vorrichtungen können die Bremssatteln und deren Halterung abgenommen werden. Nun kann die Bremsscheibe entfernt und ersetzt werden. Da der Bremsvorgang ein sehr wichtiger Prozess im Straßenverkehr ist, sollte ein Wechsel der Bremsscheiben nicht von unerfahrenen Personen durchgeführt werden.

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8. Hydraulisch in Mechanisch

Hydraulisch in Mechanisch Die Bremssättel haben in einem Scheibenbremssystem eine sehr tragende Rolle. Die Hauptfunktion des Bremssattels ist die Umwandlung des hydraulischen Drucks in eine mechanische Kraft. Dies kann der Bremssattel mithilfe von mehreren Kolben bewerkstelligen. Im Wesentlichen drücken also die Bremssattelkolben die Bremsbeläge gegen die Bremsscheiben. Dieser Vorgang ermöglicht somit das Verlangsamen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das heißt das der Bremssattel auch für das Tragen und Führen der Beläge verantwortlich ist. Von vielen Tuningfans werden Bremssättel für einen sportlichen und individuellen Look des Fahrzeugs verwendet, da sie in vielen verschiedenen Farben von vielen verschiedenen Herstellern angeboten werden.

Um das Fahrzeug optisch aufwerten zu können, ist ein Wechsel der Bremssättel nicht immer notwendig. Viele entscheiden sich daher für eine Umlackierung. Hierfür sollten zu aller erst die Reifen des Fahrzeugs abgenommen werden. Um auf Nummer sicher zu gehen, kann man anschließend alle anderen Bereiche, die nicht vom Lack getroffen werden sollen, mit einer Schutzvorrichtung abgedeckt werden. Nun kann der Neue Lack mittels Spraydose oder Pinsel an die Bremssättel aufgetragen werden. Wichtig ist es vor dem Lackieren die Oberfläche der Bremssättel ordentlich zu reinigen. Dies kann mithilfe von vielen dafür geeigneten Pflegemitteln, Bürsten und Lappen umgesetzt werden. Es ist wichtig den Lack ordentlich trocknen zu lassen, bevor man die Reifen wieder anbringt.

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9. Was der Bremskraftverstärker bewirkt

Was der Bremskraftverstärker bewirkt Die Hauptaufgabe der Bremskraftverstärker ist das Verringern des Kraftaufwands, die der Fahrer benötigt um den Bremsvorgang einzuleiten. Sie erleichtert damit nicht nur das Betätigen der Bremspedale, sondern ermöglicht auch eine präzisere Anwendung. Nach dem Drücken des Bremspedals wird die Kraft vom Bremsverstärker erhöht und zum Hauptbremszylinder befördert. Der Bremsverstärker kann nur unter einem laufenden Motor verwendet werden, was einige Nachteile mit sich zieht. Beim Abschleppen eines Fahrzeugs zum Beispiel, fällt einem sofort beim Bremsen auf, dass etwas nicht stimmt. Die wohl meist verbreitete Art der Bremsverstärker ist der Unterdruck-Bremskraftverstärker. Dieser nutzt den Druckunterschied zwischen dem normalen Druck und dem erzeugten Unterdruck um zu funktionieren. Da der Bremskraftverstärker zu einem sehr wichtigen Teil des Bremsvorgangs zählt, ist eine regelmäßige Prüfung und Wartung sehr wichtig.

Um dies zu bewältigen sollte man zu aller erst den Motor abstellen. Anschließend ist ein mehrfaches Betätigen des Bremspedals erforderlich bis ein kräftiger Widerstand wahrgenommen werden kann. Nun muss man den Fuß auf dem Bremspedal halten und leicht andrücken. Sollte das Bremspedal nach dem Starten des Motors nachgeben, ist der Bremsverstärker funktionsfähig. Einen defekten Bremsverstärker erkennt man im Allgemeinen an einer sehr schweren Betätigung der Bremspedale. Sollten sich irgendwelche Anzeichen für einen defekten Bremsverstärker bemerkbar machen, sollte dringend ein Fachmann aufgesucht werden.

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10. Schläuche und Leitungen

Schläuche und Leitungen Die Bremsschläuche dienen als eine Art Kommunikationsweg der einzelnen Komponenten der Bremsvorrichtung. Sie bilden den Kanal, durch den die Bremsflüssigkeit den Druck an die Bremskolben weitergeben kann. Erst mit dem Druck können Bremskolben den eigentlichen Bremsprozess ermöglichen. Mit Hilfe von funktionierenden Bremsleitungen kann der erzeugte Druck auf alle Räder des Fahrzeugs verteilt werden. Dies ermöglicht einen idealen Bremsvorgang. Bremsschläuche werden je nach Hersteller aus Gummi oder PTFE hergestellt. Die meisten Hersteller entscheiden sich mittlerweile für das Polytetrafluorethylen, da es im Vergleich zum Gummi deutlich hochwertiger und stabiler ist.

Da die Bremsschläuche einem ständigen Druck ausgesetzt sind und am laufenden Band mit der Bremsflüssigkeit zu tun haben, ist eine regelmäßige Prüfung und Wartung sehr wichtig. Die häufigsten Ursachen für defekte Bremsschläuche sind Risse oder der Verschleiß bei einer zu langen Verwendung. Die Folge von kaputten Bremsschläuchen ist eine nicht funktionstüchtige Bremsanlage. Dies kann mitunter eine Folge von schweren Verkehrsunfällen sein und sollte aus diesem Grund sofort Ausgetauscht werden. Um den Bremsschlauch wechseln zu können sollten zu aller erst die Reifen abmontiert und das Fahrzeug angehoben werden. Anschließend wird der Schlauch vom Bremssattel abgenommen und kann durch einen neuen ersetzt werden. Sollte man bei der Montage der Bremsschläuche wenig Erfahrung haben, sollte man einen Fachmann oder eine Werkstatt aufsuchen.

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11. Anwendung der Bremsflüssigkeit

Anwendung der Bremsflüssigkeit Die Bremsflüssigkeit dient als eine Art Übertragungsmittel des hydraulischen Drucks, der über die Bremsschläuche verläuft, um den eigentlichen Bremsprozess zu ermöglichen. Eine wichtige Voraussetzung der Bremsflüssigkeit ist eine nicht schädigende Wirkung auf das Material der Bremsschläuche zu haben. Ebenfalls darf die Flüssigkeit sich von keinem Wetter und keiner Jahreszeit beeinflussen lassen. Bremsflüssigkeiten werden in mehreren verschiedenen Arten angeboten. Die Typen der Flüssigkeit werden in sogenannte DOTs eingeteilt und unterscheiden sich in ihrer Viskosität und ihren Trocken- und Nasssiedepunkten. Gerade für den Rennsport werden spezielle Bremsflüssigkeiten angeboten, welche oftmals einen sehr hohen Siedepunkt haben.

Diese eignen sich allerdings nicht für den allgemeinen Straßenverkehr, da sie häufig sehr schnell gewechselt werden müssen. Wie oft die Bremsflüssigkeit eines Fahrzeugs gewechselt werden muss kann man im Benutzerhandbuch oder Serviceheft des Fahrzeugs nachlesen. Ebenfalls lässt sich hier auch die für das Fahrzeug passendste Art der Bremsflüssigkeit nachschlagen. Das Wechseln der Bremsflüssigkeit sollte von keiner unerfahrenen Person durchgeführt werden, da ein sehr gutes technisches Know-how benötigt wird. Die kleinsten Fehler beim Wechseln der Bremsflüssigkeit können fatale Folgen mit sich führen. Sollte man sich trotzdem für einen selbstständigen Wechsel entscheiden, ist die richtige Entsorgung der alten Bremsflüssigkeit sehr wichtig. Eine Möglichkeit der Entsorgung ist die Abgabe der alten Bremsflüssigkeit in einer Kfz-Werkstatt oder einem Betrieb, der sich auf die richtige Entsorgung der Schadstoffe spezialisiert.

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