Beim Bremsen des Fahrzeugs wird kinetische Energie in Wärme des Bremselements umgewandelt, durch die Reibung von Bremsklotz und Bremsscheibe. Daher ist es sehr wichtig, dass das Bremselement bei verschiedenem Fahrzeuggewicht (sowohl bei dem Fahrer allein, als auch bei kompletter Passagierbesatzung und vollem Kofferraum) und bei verschiedenen Geschwindigkeiten korrekt funktioniert. Man sollte auch bedenken, dass Wärme, die beim Bremsen entsteht (als Ergebnis der Reibung des Belags gegen die Scheibe) größtenteils von der Bremsscheibe absorbiert wird. Somit sind ihre Bauweise, ihre Absorbierungsfähigkeit der Wärme, die beim Bremsen entsteht und später das Abstoßen dieser Wärme von kolossaler Bedeutung für die Fahrsicherheit.
Theoretisch ist es am besten, solches Material für Bremsscheiben zu benutzen, die Wärme minimal absorbieren (Keramik-Scheiben). Diese Lösung ist jedoch teuer und Fahrzeugproduzenten bieten sie nur als Alternative bei Sportmodellen an (beispielsweise: eine keramische Bremsanlage der Firma AMG für einen über 250 000 Euro werten Mercedes AMG GT mit 462 PS würde ungefähr einen Aufpreis von 20 000 Euro bedeuten). Daher werden wir uns nicht in das Thema „Top-Lösungen“ begeben und uns nur mit den klassischen Metall-Bremsscheiben befassen, die in den meisten Autos genutzt werden.
Natürlich hängt die Wärme-Absorption von der Wärmekapazität der Scheibe ab, je größer und dicker die Scheibe, desto höher ist sie (mehr Material bedeutet mehr Kapazität). Gleichzeitig ist eine schnelle Abkühlung der Scheibe notwendig, um dem Fading*-Phänomen vorbeugen zu können. Deswegen arbeiten spezielle Forschungslabore an der Wahl des entsprechenden Gusseisens zur Produktion von Bremsscheiben. Neue mechanische Lösungen und Gestalten werden ständig erarbeitet und immer öfter werden Bremsscheiben mit inneren Rippen genutzt, die für schnellere Abkühlung sorgen. Ergebnisse der Forschungsarbeiten der Firma Master-Sport, die sich auf neue Material- und Konstruktionslösungen konzentriert, ist u.a. die Verkleinerung der Scheibentemperatur durch das Platzieren von Ventilationsöffnungen, die einen zusätzlichen Luftstrom ermöglichen (diese Technologie wird auch im professionellen Rennsport genutzt und ist im Master-Sport-Angebot in der Kategorie Sport Extreme erhältlich).
Jedoch ist sogar die beste Bremsscheibe nicht vor ungeeigneter Nutzung und somit vor schnellerer Abnutzung geschützt. Die Abnutzung kann zwar nicht komplett eliminiert werden, sie kann aber wesentlich begrenzt werden.
Man sollte an guten Reibbelag denken
Beim Entwurf jedes Mechanismus ist es ein primäres Ziel jedes Ingenieurs, dass das billigere Element schneller abgenutzt wird. So ist es auch beim Design des Paars Bremsscheibe/Bremsklotz. Weil Bremsklötze billiger und einfacher zum Austauschen sind, werden sie als schwächeres, schneller abgenutztes Element betrachtet als die Bremsscheibe, mit der sie zusammenarbeiten. Man sollte jedoch die Bremseffektivität auf die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung der Bremsklötze optimieren (d.h. einen effektiven Abnutzungsverlauf erzielen). Beispielsweise wurden in den Master-Sport-Laboren spezielle Keramik-Bremsklötze entworfen, deren Technologie diese Bedingungen optimal erfüllt.
Im Falle von billigen Austauschteilangeboten, wo die Laborforschungen ausgelassen wurden, hat ein Bremsklotz des Öfteren falsche Bestandteile des Reibbelags, wodurch er die Bremsscheibe beschädigt (Risse, ungleichmäßige Abnutzung). (mehr zu diesem Thema schreiben wir in einem separaten Text „Bremsklötze sind mehr als nur eine Platte mit aufgeklebtem Reibbelag“).
Man sollte das Fahrwerk und die Lenkung bedenken
Leider denken nur wenige Personen daran, dass beschädigte Elemente der Aufhängung, der Lenkung, falsch eingestellter Radsturz oder sogar die Unausgewogenheit der Räder direkten Einfluss auf Beschädigungen der Bremsscheiben haben. In dem Fall werden geometrische Parameter, bei beschädigten Elementen der Aufhängung, verändert und außer der Kraft, die der Reibbelag auf die Scheibe ausübt, wirken auch zusätzliche Stärken auf die Bremsscheiben, die beim Entwurf nicht in Betracht genommen worden waren. Praktisch sieht man die Effekte beschädigter Aufhängungselemente als Dellen, Kerben oder sogar komplette Deformierungen der Scheibe, die durch plötzliche Wirkungen von Stärken auf den Druck der Reibungselemente entstehen.
Die Bremse ist keine Fußstütze
Eine weitere schlecht Gewohnheit, die durch das Unwissen der Fahrer entsteht, ist das Halten des Fußes auf dem Bremspedal nach längerem Bremsen und vor dem Stillstand im Winter. Im ersten Fall kommt es zur Erhitzung der Bremsscheiben (Erinnerung: die Temperatur am Kontaktpunkt der Scheibe mit dem Klotz überschreitet 500 Grad und die äußerste Schicht der Bremsscheibe wird bis zu 400 Grad erhitzt) und zur Unmöglichkeit, diese Wärme vom Kontaktpunkt Scheibe/Klotz abtransportieren zu können. Im zweiten Fall kommt es zum Blockieren der Bremsen und… nicht zum Rücksprung der Klötze (was normalerweise automatisch bei der Radbewegung passiert). Im Endeffekt bleibt der Klotz an der Scheibe „hängen“, verfängt sich in ihr und eine Klotz/Scheiben-Ritze entsteht.
In jedem dieser Fälle kommt es zur Beschädigung der Bremsscheibe, durch Eindellungen, Kratzer oder durch Wellungen der Oberfläche. Natürlich kann dabei die „Scheibenglättung“ helfen, d.h. das mechanische Aufsammeln aller Unebenheiten und die Rückkehr zu fabrikeigenen Parametern. Dies wird jedoch von Produzenten nicht empfohlen, da Bremsscheiben eine minimale Dicke besitzen und wenn sie unterhalb dieses Wertes reduziert werden, kann es zu Beschädigungen der ganzen Bremsanlage führen. Außerdem gibt uns „Scheibenglättung“ nur temporären Erfolg und den auch nur zur Hälfte. Erstens wird die Wärmekapazität der Scheibe durch diese Operation verkleinert, wodurch hingegen die Erhitzung/Abkühlung schlechter funktionieren wird. Zweitens, je dünner die Scheibe (geringere Wärmekapazität), desto mehr ist sie den oben beschriebene Phänomenen ausgesetzt und Probleme desto schneller werden neue Problem auftreten.
Deswegen sollte bei mechanischen Beschädigungen (tiefe Ritzen, geringe Dicke und manchmal Lärm durch zu hohe Erhitzung und die Deformierung des Materials) die ganze Bremsscheibe ausgetauscht werden. In dem Fall sollte man sich auf einige Parameter, die die Bremsscheibe beschrieben, konzentrieren.
Erstens, sollte man bedenken, welchen Fahrstil wir haben und ob uns eine traditionelle Bremsscheibe genügt, oder ob wir doch eine mit zusätzlicher Kühlung (dies betrifft besonders Sportwagen, für die wir im Master-Sport-Angebot SPORT-extreme-Bremsscheiben vorbereitet haben).
Zweitens, ungeachtet, ob wir die billigste oder die teuerste Bremsscheibe wählen, sollten wir auf das Material, das zur Produktion gewählt wurde, und auf die Qualität des Produktionsprozesses Acht geben. Natürlich wird uns der Inhalt der Legierung wenig helfen und die Art der Qualitätskontrolle im Produktionsprozess ist ein Geschäftsgeheimnis (beispielsweise bei der Master-Sport-Firma wird jede Bremsscheibe durchleuchtet), aber eine wichtige Information für den Kunden ist die Annotation, ob das Produkt die Ersteinbaubedingungen erfüllt, weil dies die Qualität versichert, die der Fahrzeughersteller erfordert. Außerdem muss jedes zum Verkauf zugelassene Produkt ein permanentes ECE-Siegel tragen. Das ECE-Symbol garantiert eine hohe Qualität und dass die Zustimmung akkreditierter Laboratorien vorhanden ist, die das Produkt vielseitig getestet haben).
Drittens, sollten wir uns bewusst sein: nur Laborforschungen machen das Angebot eines guten Produkts auf dem Markt möglich. Somit ist es eine gute Idee zu prüfen, ob der Produzent Laborforschungen durchführt, oder ob erst unser Fahrzeug zum Versuchskaninchen wird (über die Laborarbeiten der Firma Master Sport schreiben wir im Text „Bremsen geschieht nicht nur durch Bremsscheiben und Bremsklötze – erklären Master-Sport-Ingenieure“, also im Master-Sport-Labor).
Wenn man ein Produkt nur dem kleinsten Preis nach kauft, bekommt man oft schlechtere Qualität, und infolge dessen schnellere Abnutzung und schlechtere Bremseffektivität.
Zum Schluss sollte man noch auf die korrekte Montage der Produkte Acht geben. Wenn dies unfachmännisch, fahrlässig und ohne korrekte Einschätzung der Qualität der einzelnen Elemente ausgeführt wird, kann es nicht nur zum schnelleren Aufbrauchen der Elemente kommen, sondern auch zu Beschädigungen anderer Autoteile. Deswegen sollte ein Austausch immer Fachkräften aufgetragen werden, deren Angestellten über die entsprechenden Qualifikationen verfügen.
* (Fading entsteht aufgrund hoher Temperaturen (beim Bremsen und beim Kontakt zwischen Klotz und Scheibe überschreitet die Temperatur sogar 500 Grad Celsius) und als Effekt von Gasen, die durch die Reibung des Bremsbelags entstehen und durch physikalische Veränderung des erhitzten Reibungsmaterials. Somit entsteht ein „Luftpolster“ an der Kontaktstelle zwischen Scheibe und Klotz und/oder die Materialstruktur verändert sich. Dadurch wird der Reibungskoeffizient verkleinert und der Bremsbelag kann nicht korrekt arbeiten und das Fahrzeug wiederum seine Geschwindigkeit nicht entsprechend verliert).
