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PROBLEME MIT BREMSSCHEIBEN VERMEIDEN

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Warum erleben manche Fahrer beim Bremsen ein Vibrieren des Lenkrads oder des Bremspedals?  Warum werden die Bremsscheiben blau oder bekommen Risse?

PHYSIK DES BREMSENS

 

Zunächst etwas Theorie. Beim Bremsen werden die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe gedrückt und verursachen Reibung. In diesem Fall erwärmt sich die Bremsscheibe, da die beim Bremsen entstehende kinetische Energie in Wärme umgewandelt wird.

Eine weitere Funktion der Bremsscheibe ist die Ableitung der beim Bremsen entstehenden Wärme. Das Reibmaterial des Belags enthält Schleifmittel, die mit der Oberfläche der Scheibe interagieren - eine Unebenheit haftet an einer anderen. Es tritt auch Haftreibung auf, bei der eine Oberfläche dazu neigt, an einer anderen zu haften.

Es ist wichtig, sich diese beiden Vorgänge beim Bremsen im Hinterkopf zu behalten.

Types of friction during braking

Arten der Reibung beim Bremsen

1. ÜBERHITZUNG DER BREMSSCHEIBEN

 

Die erste Ursache für das "Verziehen" von Bremsscheiben ist Überhitzung. Überhitzung wirkt sich negativ aus. Die Gusseisenstruktur einer Standard-Bremsscheibe beginnt sich zu verändern, wenn die kritische Temperatur von etwa 650°C erreicht ist. Diese Temperatur wird leicht überschritten, wenn der Fahrer die Scheiben nach wiederholtem plötzlichem Bremsen aus hoher Geschwindigkeit nicht abkühlen lässt. Eine Überhitzung der Bremsscheibe kann auch die Folge von übermäßiger Reibung sein, wenn die neuen Beläge nicht richtig eingefahren sind.

An overheated brake disc

Eine überhitzte Bremsscheibe

Die Energie, die bei einer Bremsung aus einer Geschwindigkeit von 90 km/h freigesetzt wird, reicht aus, um zwei Liter Wasser in drei Sekunden zum Kochen zu bringen. Bei einem Lastwagen reicht diese Energie aus, um 53 Liter Wasser in 4 Sekunden zum Kochen zu bringen.

Bei starkem Bremsen kann die Temperatur der Beläge und Scheiben 500-550°C erreichen. Ein weiterer Temperaturanstieg ist mit einer Abnahme der Bremswirkung verbunden. Erreicht die Temperatur den kritischen Punkt von etwa 650°C, verändert die Oberfläche der Scheibe ihre kristalline Struktur und die Gusseisenstruktur wandelt sich in eine viel härtere Form namens Zementit um. Gleichzeitig behält das Gusseisen in den inneren Schichten des Materials, wo die Überhitzung stattgefunden hat, eine weichere Struktur.

Die Kombination aus weichem Gusseisen und hartem Zementit erzeugt einen Vereisungseffekt. Zementit hat im Vergleich zu Gusseisen einen geringeren Reibungskoeffizienten, so dass der Bremsklotz, der gegen ihn gedrückt wird, relativ zu einem anderen Teil der Scheibenoberfläche rutscht. Das Ergebnis ist ein ungleichmäßiges Bremsverhalten, das auf dem Pedal deutlich zu spüren ist. In diesem Fall überschreitet der Rundlauf der Scheibe nicht immer die kritischen Werte, die nicht mehr als 0,1 mm entlang des Außenumfangs der Scheibe betragen.

Die Struktur einer normalen Scheibe aus Grauguss und die veränderte Struktur aus Zementit unterscheiden sich bei der Betrachtung unter dem Mikroskop deutlich. Die auf der Oberfläche befindlichen Zementitkristalle sehen aus wie "Geschwüre" auf der Oberfläche der Bremsscheibe. Die ersten visuellen Anzeichen einer lokalen Überhitzung können deutlich sichtbare blaue Flecken auf der Scheibenoberfläche sein.

BLAUE FLECKEN AUF DER BREMSSCHEIBENOBERFLÄCHE
 

Die extreme Überhitzung führt zu einer weiteren Ausbreitung der kristallinen Struktur des Zementits auf der Oberfläche der Bremsscheibe, wodurch sich ihre Struktur verändert. Die Scheibe schlägt und der Fahrer spürt diese Schläge im Lenkrad.

Cracks on the brake disc operating surface

Risse auf der Oberfläche der Bremsscheibe

Die Länge der Risse sollte nicht mehr als 25-30 Millimeter betragen. Je länger der Riss, desto tiefer ist er, was sich auch auf die Scheibengeometrie und den Rundlauf auswirkt. Eine Überhitzung der Scheibe, die visuell nicht erkennbar ist, lässt sich indirekt durch weiße Bröselkanten des Belags feststellen.

LÖSUNG
 

Halten Sie sich an die Einfahrregeln für die Bremsen - auf den ersten 300 km ist es wichtig, moderat zu bremsen. Starkes Bremsen sollte in der Einfahrphase vermieden werden, da die Bremsscheiben sonst keine Zeit zum Abkühlen haben und möglicherweise eine kritische Temperatur erreichen, bei der die Gefahr einer Überhitzung erheblich steigt.

Reinigen Sie die Führungen des Bremssattels. Wenn sie verrostet oder verschmutzt sind, kann sich der Bremssattel eventuell nicht öffnen, und die Bremsbeläge können sich nicht von der Scheibenoberfläche entfernen. In diesem Fall bleibt die Reibung konstant und die Scheibe überhitzt.

 2. VERSCHLISSENE SCHEIBEN

 

Außerdem überhitzt die Scheibe oft oder reißt, weil sie verschlissen ist, und ein Austausch längst überfällig ist.

MINDESTSTÄRKE DER BREMSSCHEIBE
 

Viele Menschen glauben, dass die Bremsscheibe ausgetauscht werden muss, wenn ihre Dicke den Mindestwert erreicht hat, unabhängig von der Dicke der Bremsbeläge. 

Manch einer sagt, dass man bei Bremsscheiben mit Mindeststärke nochmal neue Bremsbeläge montieren könne und sobald die Beläge verschlissen sind, die Scheiben und Beläge getauscht werden müssen. Das ist falsch und gefährlich. 

Wer die Scheibe auswechselt, sobald die Mindestdicke erreicht ist, tut das Richtige.

Die empfohlene Mindeststärke der Bremsscheiben beruht auf physikalischen Faktoren. Wenn die Scheibenstärke nicht genügend dick ist, kann die Scheibe die beim Bremsen entstehende Wärme nicht ableiten. Sie kann auch nicht die erforderliche Festigkeit aufrechterhalten. Die Temperaturen sind deutlich höher als zulässig, und es besteht ein hohes Risiko der Überhitzung und sogar der physischen Zerstörung. Außerdem ist eine verschlissene Bremsscheibe anfälliger für Resonanzeffekte, die Bremsgeräusche verursachen. 

Neue Bremsbeläge können diese Situation nicht verbessern. Die Lebensdauer einer verschlissenen Bremsscheibe ist geringer als die von neuen Bremsbelägen. Wenn die Scheibendicke innerhalb der Spezifikation, aber nahe am zulässigen Mindestwert liegt, muss sie bei der Montage neuer Bremsbeläge ersetzt werden.

Brake Disc heavily worn with surface grooves

Bremsscheibe stark verschlissen mit Oberflächenrillen

3. SCHMUTZ ZWISCHEN NABE UND BREMSSCHEIBE

 

Das dritte Problem, das oft vergessen wird, ist die Verschmutzung der Nabenoberfläche und der Innenfläche der Bremsscheibe. Eine Rostschicht mag nicht offensichtlich sein, aber nur 2-3 Sandkörner auf der Nabe und schon sind es 0,1-0,15 Millimeter am Außenradius, die zu einem spürbaren Rundlauf führen. Wenn die Nabe verschmutzt ist, entweder reinigen oder austauschen.

Disc surface contamination

Verschmutzung der Scheibenoberfläche

LÖSUNG
 

Beim Auswechseln einer Bremsscheibe ist es wichtig, die Oberfläche der Nabe gründlich zu reinigen. Eine kleine Körnung von 0,05 mm reicht aus, um Vibrationen am Lenkrad zu spüren. Bei einem Scheibenbremssystem beträgt das durchschnittliche Spiel zwischen den Oberflächen von Belag und Scheibe etwa 0,1 mm. Ein Körnchen von 0,05 mm an der Nabe ergibt 0,1 mm am Umfang und führt zu einem Kontakt zwischen Belag und Scheibe während der Fahrt. Dies kann zu Geräuschen beim Bremsen führen.

 

4. VARIATION DER BREMSSCHEIBENSTÄRKE

 

Der vierte Grund für den Rundlauf der Bremsscheibe sind Ungleichmäßigkeiten in der Dicke der Scheibe. Der Grund dafür ist die ungleichmäßige Übertragung des Reibmaterials der Beläge auf die Scheibenoberfläche. Dies tritt häufig auf, wenn die Anweisungen zum Einbremsen der Bremsen nicht befolgt werden. Eine falsch ausgerichtete Bremsscheibe kann auch eine Variation der Scheibendicke (Disc Thickness Variation, DTV) verursachen.

Um zu verstehen, dass die Dicke der Bremsscheibe ungleichmäßig ist, muss man mit einer Bügelmessschraube in 8 Zonen um den Umfang der Scheibe in einem Abstand von 45 Grad an jedem Punkt zu messen. Gemessen wird an der Außenseite, der Mitte und der Innenseite der Scheibe. Mit dieser Methode zur Messung der Bremsscheibe lässt sich der DTV der Bremse über die gesamte Arbeitsfläche ermitteln.

Measure the disc with a mircometer in 8 zones

Messen der Scheibe mit einem Mikrometer in 8 Zonen

Aus allen erhaltenen Werten werden das Minimum und das Maximum ausgewählt, woraufhin die Differenz zwischen ihnen berechnet wird. Betrachten wir die Spanne der Werte zwischen 0,025-0,035 mm. Dies reicht aus, um die Dicke der neuen Scheibe an drei Punkten zu messen und sie dann mit dem in der Montageanleitung für die Scheibe angegebenen Parameter zu vergleichen. Informationen über die maximal zulässige Mindestdicke finden Sie in den Empfehlungen des Fahrzeugherstellers oder auf dem Rand der Scheibe selbst.

In diesem Video erfahren Sie, wie Sie die Dicke von Bremsscheiben messen können.

 

  

5. falsche Montage der Bremsscheibe

 

Der Rundlauf der Bremsscheibe kann durch einen schiefen Sitz zur Nabe verursacht werden, was wiederum das Ergebnis einer Verschmutzung der Auflagefläche oder einer Verformung sein kann. Eine weitere Ursache für eine Fehlausrichtung ist Spiel im Radlager oder eine falsche Ausrichtung des Bremssattels.

Die Verzerrung der Kontaktfläche mit der Nabe wird durch übermäßiges oder unzureichendes Anziehen der Radschrauben oder -muttern sowie durch die Nichteinhaltung des vom Hersteller empfohlenen Anzugsdrehmoments und der Anzugsreihenfolge verursacht. Weitere Ursachen sind ein zu starkes Anziehen der Radschrauben oder -muttern, mechanische Beanspruchung durch Verschiebung sowie eine unsachgemäße Montage von Bremssattel und Scheibe. Die Folge können Geräusche, Vibrationen oder sogar die Ablösung der Kontaktfläche von der Nabe sein.

LÖSUNG
 

Ersetzen Sie die Scheibe und ziehen Sie die Schrauben über Kreuz und entsprechend den Empfehlungen des Herstellers an. Vor dem Einbau der Scheiben sollten Sie die korrekte Montage und den Einbau des Bremssattels überprüfen.

 

6. QUALITÄT DER BREMSSCHEIBEN

 

Qualitativ minderwertige Bremsscheiben sind nicht immer an ihrem Aussehen zu erkennen. Die Hauptgründe sind die Qualität und Zusammensetzung des Materials, die Nichteinhaltung der Produktionstechnologie oder die Verwendung veralteter Technologien.

LÖSUNG
 

Vermeiden Sie billige Teile unbekannter Herkunft und wählen Sie stattdessen Qualitätsbremsscheiben namhafter Hersteller.

Ferodo Bremsscheiben werden nur mit der besten Metallurgie, den hochwertigsten Gussverfahren, dem Konstruktionsstand der Erstausrüstung und strengen Qualitätskontrollmaßnahmen hergestellt. Alle werden von Ferodo Ingenieuren getestet und genehmigt, die Bremslösungen für die Lieferanten von Bremssystemen und Fahrzeugherstellern entwickeln.

 

 

DENKEN SIE DRAN

 

  • Wechseln Sie die Bremsscheiben aus, sobald sie die empfohlene Mindeststärke erreicht haben.
  • Wählen Sie Qualitätsbremsscheiben, vermeiden Sie Produkte unbekannter Herkunft.
  • Lassen Sie den korrekten Einbau der Bremsscheibe von einem qualifizierten Techniker durchführen.
  • Lassen Sie auch den Bremssattel während der Montage vom Fachmann warten.
  • Achten Sie nach der Montage darauf, dass die Bremsen auf den ersten 300 km durch häufiges, leichtes Bremsen eingefahren werden.
     

Weitere Informationen zu Bremsscheibenschäden finden Sie in der Übersicht zu Bremsscheibenproblemen: 

 

Der Inhalt dieses Artikels dient ausschließlich der  Information und Werbung und sollte nicht anstelle einer professionellen Beratung durch einen zertifizierten Techniker oder Mechaniker verwendet werden. Wir empfehlen Ihnen, einen zertifizierten Techniker oder Mechaniker zu konsultieren, wenn Sie spezielle Fragen oder Bedenken zu einem der hier behandelten Themen haben. Unter keinen Umständen haften wir für Verluste oder Schäden, die dadurch entstehen, dass Sie sich auf einen Inhalt verlassen.

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