SCHEIBENBREMSE
Die Scheibenbremse weist eine auf der Nabe des Rades mitlaufende Bremsscheibe auf, an die zum Bremsen häufig hydraulisch mit Hilfe von Bremskolben oder -zangen Bremsklötze oder Bremsbeläge gepresst werden, die beidseitig auf die Scheibe einwirken. Diese sind im so genannten Bremssattel angebracht.
Grundsätzlich wird zwischen Teil- und Vollscheibenbremsen unterschieden. Die Bezeichnung bezieht sich darauf, dass entweder nur ein Teil oder die gesamte Fläche der Scheibe als Reibfläche zur Verfügung steht und gebremst wird. Vollscheibenbremsen finden nur wenig Anwendung, z.B. im Panzer oder Flugzeug.
Je nach Konstruktion unterscheidet man zwischen Ein- und Mehrkolbensätteln sowie zwischen Fest- und Schwimmsattelbremsen: Einkolbensättel haben, wie der Namen schon sagt, nur einen Bremskolben. Heute werden in der Regel Mehrkolbensättel verwendet, Einkolbensättel sind vor allem bei kleinen motorisierten Zweirädern oder bei Sportfahrrädern zu finden. Bei Festsattelbremsen ist der Sattel unbeweglich und die Bremskolben befinden sich auf beiden Seiten der Scheibe. Eine Festsattelbremse hat also doppelt soviele Bremskolben wie eine Schwimmsattelbremse und ist daher meist teurer.
Schwimmsattelbremsen dagegen haben die Kolben nur auf einer Seite der Scheibe, der beweglich aufgehängte Sattel überträgt den Druck mechanisch auf die andere Seite der Bremsscheibe: Vorteile sind geringere Bauhöhe - die Bremse kann so besser platziert werden - und die preiswertere Herstellung. Nachteil: Größere Verwindung und dadurch ungenauerer Druckpunkt. Hochwertige Bremsen für extreme Belastungen sind in der Regel Festsattelbremsen, bei denen der Sattel aus einem Teil gegossen wird, und werden oft in Sportmotorrädern und Sportwagen eingesetzt.
Generell hängt die maximale Bremskraft von den Reibwerten der verwendeten Materialien, der aktuellen Temperatur und dem Druck, mit dem die Bremsklötze auf die Scheibe gedrückt werden (Bremsdruck), ab. In der Praxis spielen auch Verunreinigungen wie Staub, Nässe oder Ölrückstände eine Rolle. Um eine Verzögerung der Bremsung durch Wasser und Schmutz auf der Bremsscheibe zu verhindern, werden bei modernen Personenwagen, während der Fahrt, die Bremsbeläge automatisch von Zeit zu Zeit an die Bremsscheibe angelegt und entfernen so die Schicht mit den Verunreinigungen.
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Belüftung
So genannte innenbelüftete Bremsscheiben bestehen aus zwei Scheiben, die durch Stege miteinander verbunden sind. Darüber wird die Fläche zur Abgabe der durch die Reibung entstandenen Wärme vergrößert und die Gefahr nachlassender Bremswirkung (Bremsfading) infolge höherer Temperatur reduziert. Häufig sind Bremsscheiben auch gelocht, das heißt, sie sind mit kleinen Bohrungen in der gesamten Fläche versehen. Dies hat einen positiven Effekt auf das Ansprechverhalten bei Nässe, da sich zwischen Bremsklotz und Bremsscheibe kein Dampfdruck durch das verdampfende Wasser aufbauen kann. Die thermischen Spannungen im Material durch den Wärmeeintrag bei einer Bremsung sind damit besser beherrschbar als bei Vollscheiben. Dieser Vorteil wird allerdings mit einem erhöhtem Belagverschleiß erkauft. Durch die Kompressibilität des Belages (vor allem bei hohen Temperaturen) wird der Bremsbelag an den Bohrungen stärker abgerieben als es bei ungelochten Bremsscheiben der Fall wäre. |
Moderne Werkstoffe
In Sportfahrzeugen (Porsche, Honda Motorräder) und im Rennsport finden sich oft Bremsanlagen aus Carbon-Keramik-Kombinationen, die bessere Bremswerte erzielen, mit denen sich bei steigender Betriebstemperaturen die Bremsleistung erhöht, da der optimale Betriebspunkt hin zu wesentlich höheren Temperaturen verschoben ist, die die Scheiben auch problemlos vertragen. Bremsscheiben aus Keramik sind allerdings sehr teuer und weisen den großen Nachteil auf, dass ihr Verschleißverhalten nur ungenügend beherrschbar ist. Während normale Bremsscheiben aus Stahl oder Grauguß langsam und vor allem sichtbar (Rissbildung) verschleißen, können Keramikscheiben am Lebensdauerende im ungüstigen Falle "zerspringen" und dabei großen Schaden an der Bremsanlage sowie am gesamten Fahrzeug hinterlassen.
Felgenbremse
Die Felgenbremsen bei Fahrrädern sind technisch gesehen ebenfalls Scheibenbremsen. Im Sprachgebrauch wird hier jedoch zwischen Felgenbremsen und Scheibenbremsen, die über eine eigene Bremsscheibe verfügen, unterschieden. Weitere Informationen dazu stehen im Artikel Fahrradbremse