SCHADENSBEURTEILUNG BEI BREMSSCHEIBEN

SCHADENSBEURTEILUNG BEI BREMSSCHEIBEN

Bremsenrubbeln

Unter dem Begriff „Bremsenrubbeln” versteht man das Auftreten von ungleichförmigen Bremsmomentverläufen und somit von Bremskraftschwankungen, die während des Abbremsvorgangs – genauer gesagt während einer Bremsscheibendrehung – auftreten. Diese Erscheinungen werden hinsichtlich ihrer Ursache in thermisches Rubbeln, das bei Abbremsungen aus hohen Geschwindigkeiten entsteht, und Kaltrubbeln, das in allen Geschwindigkeitsbereichen auftreten kann, unterteilt.

Kaltrubbeln

Das Phänomen „Kaltrubbeln” lässt sich während normaler Abbremsungen durch Pulsieren des Bremspedals, durch Drehmomentschwankungen des Lenkrads und/oder durch Vibrationen und Schwingungen von Achs- und Chassisteilen feststellen.

Als Unterscheidungsmerkmal zum „thermischen Rubbeln” ist zu definieren,dass Kaltrubbeleffekte fast bei jedem Bremsvorgang auftreten können und dass dabei der Frequenzbereich deutlich niedriger liegt (etwa bei 5–50 Hz).
Wechselnde Intensitäten können entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeitsbereiche des Fahrzeugs auftreten.

Hauptursache des Kaltrubbelns ist die Ungleichdicke des Reibrings der Bremsscheibe. Darüber hinaus verstärken natürlich, wie auch beim Vorgang „thermisches Rubbeln”, defekte Lagerteile und Radunwuchten den Effekt.

Wie entsteht nun diese Ungleichdicke? Jede Bremsscheibe hat Rundlauffehler (Schlag), die durch fertigungs- und montagebedingte Toleranzen entstehen. Da während der ungebremsten Fahrt die Scheibenbremsbeläge nicht sicher und dauerhaft von der Bremsscheibe entfernt werden können, treten während jeder Radumdrehung punktuelle Berührungen zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe auf. Obwohl hierbei die Berührungskräfte relativ niedrig sind, tritt an der jeweils gleichen Stelle der Bremsscheibe Verschleiß (Dickendifferenz) auf, der ab einer gewissen Größenordnung zum Rubbeln führt. Diese Dickendifferenz kann durch normale Bremsungen wieder reduziert oder beseitigt werden und das Bremssystem kann im Wechselspiel zwischen Erzeugung und Reduzierung der Dickendifferenzen in akzeptablem Gleichgewicht gehalten werden, sofern bestimmte Voraussetzungen gegeben sind. Diese Voraussetzungen werden in den späteren Ausführungen behandelt.

Als Einflussfaktoren der Dickendifferenzbildung gelten:

  • Rundlauffehler (Seitenschlag) der Bremsscheiben in eingebautem Zustand
  • die Aggressivität des Reibwerkstoffs gegenüber dem Bremsscheibenmaterial unter den Bedingungen des ungebremsten Zustands
  • das materialspezifische Vermögen der Scheibenbremsbeläge, die bestehenden Dickendifferenzen der Bremsscheiben während normaler Bremsungen zu reduzieren bzw. zu beseitigen
  • das Lösungsverhalten der Bremsanlage und die daraus resultierende Fähigkeit zur Freistellung der Scheibenbremsbeläge gegenüber der Bremsscheibe
  • die Einsatzbedingungen des Fahrzeugs und das Fahrverhalten des Fahrers

Die Auswirkungen bestehender und gleich großer Dickendifferenzen an Bremsscheiben kann von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp sehr unterschiedlich sein und ist abhängig von den beschriebenen Kraftübertragungsfaktoren und
dem Dämpfungsvermögen der Achs-, Lenkungs- und Chassisteile.

Rubbelursachen können unter Beachtung folgender Hinweise untersucht werden:

    • Die Prüfung des Rundlaufs (Seitenschlag) von Bremsscheiben erfolgt im eingebauten Zustand im Idealfall mit vorschriftsmäßig montiertem Rad. Sie wird mit einer Messuhr, die eine Messgenauigkeit von mindestens 0,01 mm hat, ca. 10–15 mm unterhalb des äußeren Scheibenradius durchgeführt. Eine Messung am mittleren Reibradius ist jedoch auch ausreichend. Der Messwert bei neueren Fahrzeugen sollte, gemessen über mehrere Radumdrehungen, 0,070 mm nicht überschreiten (Problemfahrzeuge: < 0,040 mm). Es ist zu beachten, dass diese Prüfung nur bei neuen Bremsscheiben aussagefähig ist.

Bei älteren Fahrzeugen sind aufgrund der Bauteiltoleranzen derartig niedrige Messwerte oft nicht erreichbar. Eine Optimierung kann jedoch grundsätzlich erreicht werden, wenn die Bremsscheibe auf der Nabe in Zuordnung zu den Befestigungsbohrungen so positioniert wird, dass der geringste Messwert entsteht. Rundlaufabweichungen von Bremsscheiben in der Größe von 0,10 mm dürfen auch bei älteren Fahrzeugen nicht überschritten werden. Gegebenenfalls ist dies durch Austausch/Kombination der beeinflussenden Bauteile (Nabe, Bremsscheibe, Lagerung) zu optimieren. Des Weiteren ist äußerste Sorgfalt in Bezug auf den sauberen und fehlerfreien Zustand der Anlageflächen und Passungen geboten.

  • Wie bereits oben erwähnt, kann auch die Nabe für einen zu großen Scheibenschlag verantwortlich sein und muss bezüglich des Rundlauffehlers gemessen werden. Als Anhaltspunkt kann hierbei ein maximaler Wert von 0,030 mm angenommen werden. Dieser bezieht sich auf den äußeren erfassbaren Radius. Bei größeren Abweichungen sollte die Nabe ausgetauscht werden.
  • Die Welligkeit einer Bremsscheibe ist ebenfalls ein Kriterium in Bezug auf die Beeinflussung der Rundlaufgenauigkeit. Daher ist auch eine Überprüfung dieser zweckmäßig. Ein Wert von 0,050 mm sollte dabei nicht überschritten werden. Die Prüfung ist jedoch nur mit Spezialgeräten durchführbar.
  • Die Messung der Dickendifferenzen des Reibrings einer Bremsscheibe kann nur mit Spezialgeräten exakt gemessen werden. Mit hinreichender Genauigkeit kann dies jedoch auch mit einer Präzisionsmikrometerschraube erfolgen, die eine Messgenauigkeit von + 0,001 mm aufweist. Hierbei sollte an 12–15 Stellen des Umfangs sowie ca. 10–15 mm unterhalb des äußeren Reibradius gemessen werden. Je nach Fahrzeugtyp können Ungleichdicken von 0,012–0,015 mm (Problemfahrzeuge: < 0,008 mm) bereits zu Rubbelerscheinungen führen. Diese Werte dürfen daher bei neuen Scheiben nicht überschritten werden und gelten somit für Textar Bremsscheiben als absolute Toleranzgrenze.

 

Messung des Rundlaufs (Seitenschlag) mit einer Präzisionsmessuhr

Weitere Prüfmaßnahmen

Des Weiteren ist zu empfehlen, dass einige der Prüfvorgänge, die im Abschnitt „thermisches Rubbeln” beschrieben sind, ebenfalls durchgeführt werden. Hierzu gehören der Funktionszustand der Scheibenbremse, die Rad lagerung, die Radaufhängung und die Lenkungsteile, die Vorderachseinstellung sowie grundsätzlich die anwendungstechnische Zulassung der Scheibenbremsbeläge.

Obige Ausführungen machen deutlich, dass die Ursachen für einen zu großen Rundlauffehler und somit für die Erzeugung von Dickendifferenzen nicht ganz einfach zu ermitteln sind. Durch das Messen der Bauteile im Rahmen der Möglichkeiten und gegebenenfalls den Austausch derselben kann der Fehler jedoch weitgehend eingegrenzt werden.

Wie bereits erwähnt, sind auch Fahrverhalten und Verkehrsbedingungen mitentscheidend für die Dickendifferenzbildung der Bremsscheiben. Schon bei Autobahnfahrten über einige Tausend Kilometer mit nur sehr wenigen Bremsungen und geringem Energieumsatz können Dickendifferenzen erzeugt werden, die zu Rubbelerscheinungen führen. Eine nachfolgende Phase mit relativ vielen Bremsvorgängen kann die Scheibe wieder regenerieren.

Kaltrubbeln

Dickendifferenz einer Bremsscheibe

Kaltrubbeln

Messung des Scheibenschlages am Fahrzeug