Scheibenbremse

Eine Scheibenbremse wandelt hydraulischen oder mechanischen Druck in Reibung um, indem Bremsbeläge gegen eine rotierende Scheibe, die sogenannte Bremsscheibe, gepresst werden. Die Bremsscheibe ist am Radnaben befestigt und dreht sich mit dem Rad. Beim Bremsen drücken Bremssättel von beiden Seiten der Scheibe Reibmaterial, üblicherweise organische oder halbmetallische Mischungen, direkt auf die Scheibenoberfläche. Dieser unmittelbare Kontakt bremst das Rad wirksamer als die ältere Trommelbremse.

Bremsscheiben gibt es in verschiedenen Ausführungen. Vollscheiben sind die einfachste Variante und kommen bei vielen Personenwagen zum Einsatz, wo Gewicht und Kosten eine Rolle spielen. Belüftete Scheiben haben innere Kühlrippen, die Luft durchlassen und die Wärme schneller ableiten; diese findet man bei schwereren Fahrzeugen und Hochleistungsautos. Gelochte oder geschlitzte Scheiben verbessern die Kühlung und Gasentlüftung durch Kanäle in der Scheibenoberfläche zusätzlich. Kohlenstoff-Keramik-Scheiben aus verklebten Schichten von Kohlenstoff und Keramikmatrix halten extreme Temperaturen aus und bieten längere Lebensdauer in Racing- und Hochleistungsanwendungen, kosten aber erheblich mehr und erfordern spezielle Belagmischungen.

Scheibenbremsen zeichnen sich durch hervorragende Wärmeableitung aus, weil beide Seiten der Scheibe der Luft ausgesetzt sind. Das ist wichtig bei längerem Bremsvorgang oder Bergabfahrten, wo Bremsflüssigkeit in Trommelsystemen überhitzen kann und zum Fade führt. Scheibensysteme widerstehen auch Wassereinlass besser als Trommeln; leichter Regen beeinträchtigt die Bremsleistung nicht. Allerdings erfordern Scheibenbremsen präzise Fertigung und erzeugen mehr Bremsstaub durch Belagverschleiß, was auf Fahrzeugen, wo Staubbildung unerwünscht ist, zu Wartungsproblemen führt.

Bremsbeläge sind das Verschleißteil. Hersteller kleben Reibmaterial mit Kunstharz oder gesintertem Metall auf eine Stahlträgerplatte. Organische Beläge aus Kohlenstoff, Gummi und Kunstharz bieten sanfte Anfangswirkung und geringen Lärm, verschleißen aber schneller und funktionieren schlecht bei Hitze. Halbmetallische Beläge enthalten Eisen, Kupfer oder Graphit in der Reibmischung; sie vertragen Wärme besser und halten länger, können aber quietschen und mehr Staub erzeugen. Gesinterte Beläge aus verdichteter Metallpulver widerstehen extremen Temperaturen und eignen sich für Geländefahrten und schwere Anwendungen, erfordern aber steife Scheiben, um Risse zu vermeiden.

Der Bremssattel, der die Beläge hält und Druck aufbringt, kann schwimmend, fest oder gleitend ausgeführt sein. Feste Sättel sind starr an der Aufhängung befestigt und haben Kolben auf beiden Seiten der Scheibe für gleichmäßige Druckverteilung. Schwimmende Sättel bewegen sich beim Bremsvorgang leicht und nutzen einen einzelnen Kolben auf einer Seite sowie mechanisches Gleichgewicht, um den anderen Belag zu ziehen. Schwimmende Ausführungen sind kostengünstiger und tolerieren Scheibenschlag besser, weshalb sie auf vielen Personenwagen standard sind. Verschleißanzeiger, kleine Metallplättchen, die auf Belagträgerplatten geklebt sind, erzeugen beim Verschleiß auf Warndicke einen hohen Pfeifton, aber nicht alle Beläge haben sie.

Die Wartungsintervalle hängen von Fahrweise, Scheibentyp und Belagmischung ab. Typische organische Beläge halten 40 000 bis 110 000 Kilometer, je nach Fahrzeuggewicht und Bremsfrequenz. Scheiben halten üblicherweise zwei bis drei Belagwechsel, bis die Dickengrenzwerte einen Austausch erzwingen. Ungleichmäßiger Verschleiß, unterschiedliche Bremsleistung zwischen Rädern oder Pulsation beim Bremsen deuten auf Sattelprobleme, festsitzende Kolben oder Scheibenschaden hin. Feuchtigkeit, die sich über Zeit in Sätteln festsetzt, fördert Korrosion von Kolbendichtungen und den Kolben selbst.