Bei Fahrzeugen zählt jedes Gramm Gewicht, will man anspruchsvolle Ziele bei der Kraftstoffeffizienz und beim CO2-Ausstoß erreichen. Daher hat der internationale Automobilzulieferer Continental eine neue Festsattelbremse für mittelschwere Pkw entwickelt. Verglichen mit derzeit verbreiteten Faustsattelbremsen lässt sich mit der neuen Konstruktion bis zu 1,5 Kilogramm Gewicht pro Rad einsparen. Um diesen Fortschritt auf einem hohen akustischen Niveau zu ermöglichen, hat Continental seine langjährige Erfahrung mit den FN Faustsattelbremsen in die Entwicklung der neuen Festsattelbremse (Fixed Caliper) übertragen. So verfügt der neue Aluminium-Monoblock-Bremssattel über gezogene Bremsbeläge und ist grundsätzlich deutlich robuster hinsichtlich Bremsenquietschen - bisher ein Manko von Festsätteln. "Wir unterstützen die Fahrzeughersteller dabei, den CO2-Ausstoß neuer Modelle weiter zu senken. Das Gewicht spielt dabei eine Schlüsselrolle. Gleichzeitig darf Leichtbau keine Probleme in anderen Bereichen verursachen. Um etwa das Quietschen von Festsattelbremsen zu beseitigen, haben wir für die neuartige Festsattel-Konstruktion Erkenntnisse von unseren Faustsattelbremsen genutzt", sagte Dietrich Golz, Entwicklungsleiter für Radbremsen im Geschäftsbereich Hydraulische Bremssysteme bei der Continental-Division Chassis & Safety.
Der neue Festsattel ist vorrangig für die Vorderachse ausgelegt, kann aber auch für die Hinterachse skaliert werden. Zudem gibt es auf Basis des Konzepts Überlegungen, für das Hochleistungssegment ebenfalls eine Lösung zu entwickeln.
Vielfältige Anforderungen an Scheibenbremsen
Scheibenbremsen sind das Rückgrat der aktiven Fahrsicherheit und müssen extrem hohe Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Wirkung erfüllen. Über ihre Kernfunktion hinaus spielen ihr Gewicht, der akustische Komfort, das Pedalgefühl und das Aussehen eine große Rolle. Je höher die Anforderungen an die Kraftstoffeffizienz werden, desto größer wird beispielsweise der Stellenwert des Gewichts. So ist es zu erklären, dass die Nachfrage der globalen Märkte zunehmend in Richtung Festsattelbremse geht.
Anders als die Faustsattelbremse verfügt der Festsattel über Bremszylinder auf beiden Seiten der Bremsscheibe. Die neue 4MF Festsattelbremse (vier Kolben im Monoblock-Festsattelgehäuse) verfügt entsprechend über vier Bremszylinder. Der Bremssattel ist in sich starr und muss keine Reaktionskraft von der Seite mit den Bremszylindern auf die gegenüberliegende Scheibenseite übertragen. Festsättel können deshalb im Bereich der massiven Brücke, die die Bremsscheibe überspannt, aber auch an den Seiten des Sattels mit geringeren Materialstärken ausgeführt werden. Technisch vorteilhaft ist der Festsattel auch bei sogenannten Restbremsmomenten, wenn die Bremse nicht betätigt ist: Der Abstand zwischen den Bremsbelägen und der Oberfläche der Bremsscheibe - Lüftspiel genannt - kann beim Festsattel kleiner und gleichmäßiger sein. Genau das ist bei dem neuen Festsattel gelungen. Dadurch spricht die Bremse besonders schnell an und das Pedalgefühl ist präzise.
"DNA-Transfer" von der Faustsattelbremse
So vorteilhaft die Festsattelbremse ist, bisher hatte sie eine hörbare Schwachstelle: Da ihr Rahmen starr ist, kann er keine Schwingungen dämpfen. Festsättel neigen daher beim Bremsvorgang zum Quietschen. Um diese Nebenwirkung zu beseitigen, hat Continental im Zuge eines Simultaneous Engineering die charakteristische Form gezogener Bremsbeläge auf den Festsattel übertragen. Ein umfassendes Verständnis der Kinematik gezogener Beläge war dafür nötig. Die Bremsbeläge werden bei der neuen Bremse nicht durch einzelne Bolzen mit Belagbefederung in ihrer Position fixiert, sondern durch eine zentrale Haltefeder mit integrierter Bolzensicherung. In Kombination mit der Formgebung der Belagrückenplatte zur Belagabstützung wird so die Schwingungsenergie beim Bremsvorgang stark reduziert.
Eine Bremse, die sich sehen lassen kann
Hinzu kommt, dass die neue 4MF-Festsattelbremse optische Stärken hat. Erstens ist die Haltefeder, die die Bremsbeläge fixiert, aus der Sicht des Betrachters nahezu unsichtbar. Zweitens kommt die neue Konstruktion ohne außenliegende Bremsleitungsröhrchen aus. Diese Verbindung zwischen den Bremszylindern der Innen- und Außenseite, werden bei der Herstellung des Sattels in Form von speziellen Verbindungstunneln in die Aluminium-legierung des Sattels eingegossen. Damit kann der Festsattel optisch gefälliger ausgeführt und Verschmutzungsansammlung in diesem Bereich vermieden werden. Der Fahrzeughersteller hat mehr Freiheiten, die äußere Form und Oberfläche der Bremse an seinen Markencharakter anzupassen. Das ist zunehmend relevant, weil immer mehr Fahrzeuge mit großen Felgen und wenigen Speichen ausgerüstet werden, die den freien Blick auf die Bremse geben.
Der neue Festsattel ist vorrangig für die Vorderachse ausgelegt, kann aber auch für die Hinterachse skaliert werden. Zudem gibt es auf Basis des Konzepts Überlegungen, für das Hochleistungssegment ebenfalls eine Lösung zu entwickeln.
Vielfältige Anforderungen an Scheibenbremsen
Scheibenbremsen sind das Rückgrat der aktiven Fahrsicherheit und müssen extrem hohe Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Wirkung erfüllen. Über ihre Kernfunktion hinaus spielen ihr Gewicht, der akustische Komfort, das Pedalgefühl und das Aussehen eine große Rolle. Je höher die Anforderungen an die Kraftstoffeffizienz werden, desto größer wird beispielsweise der Stellenwert des Gewichts. So ist es zu erklären, dass die Nachfrage der globalen Märkte zunehmend in Richtung Festsattelbremse geht.
Anders als die Faustsattelbremse verfügt der Festsattel über Bremszylinder auf beiden Seiten der Bremsscheibe. Die neue 4MF Festsattelbremse (vier Kolben im Monoblock-Festsattelgehäuse) verfügt entsprechend über vier Bremszylinder. Der Bremssattel ist in sich starr und muss keine Reaktionskraft von der Seite mit den Bremszylindern auf die gegenüberliegende Scheibenseite übertragen. Festsättel können deshalb im Bereich der massiven Brücke, die die Bremsscheibe überspannt, aber auch an den Seiten des Sattels mit geringeren Materialstärken ausgeführt werden. Technisch vorteilhaft ist der Festsattel auch bei sogenannten Restbremsmomenten, wenn die Bremse nicht betätigt ist: Der Abstand zwischen den Bremsbelägen und der Oberfläche der Bremsscheibe - Lüftspiel genannt - kann beim Festsattel kleiner und gleichmäßiger sein. Genau das ist bei dem neuen Festsattel gelungen. Dadurch spricht die Bremse besonders schnell an und das Pedalgefühl ist präzise.
"DNA-Transfer" von der Faustsattelbremse
So vorteilhaft die Festsattelbremse ist, bisher hatte sie eine hörbare Schwachstelle: Da ihr Rahmen starr ist, kann er keine Schwingungen dämpfen. Festsättel neigen daher beim Bremsvorgang zum Quietschen. Um diese Nebenwirkung zu beseitigen, hat Continental im Zuge eines Simultaneous Engineering die charakteristische Form gezogener Bremsbeläge auf den Festsattel übertragen. Ein umfassendes Verständnis der Kinematik gezogener Beläge war dafür nötig. Die Bremsbeläge werden bei der neuen Bremse nicht durch einzelne Bolzen mit Belagbefederung in ihrer Position fixiert, sondern durch eine zentrale Haltefeder mit integrierter Bolzensicherung. In Kombination mit der Formgebung der Belagrückenplatte zur Belagabstützung wird so die Schwingungsenergie beim Bremsvorgang stark reduziert.
Eine Bremse, die sich sehen lassen kann
Hinzu kommt, dass die neue 4MF-Festsattelbremse optische Stärken hat. Erstens ist die Haltefeder, die die Bremsbeläge fixiert, aus der Sicht des Betrachters nahezu unsichtbar. Zweitens kommt die neue Konstruktion ohne außenliegende Bremsleitungsröhrchen aus. Diese Verbindung zwischen den Bremszylindern der Innen- und Außenseite, werden bei der Herstellung des Sattels in Form von speziellen Verbindungstunneln in die Aluminium-legierung des Sattels eingegossen. Damit kann der Festsattel optisch gefälliger ausgeführt und Verschmutzungsansammlung in diesem Bereich vermieden werden. Der Fahrzeughersteller hat mehr Freiheiten, die äußere Form und Oberfläche der Bremse an seinen Markencharakter anzupassen. Das ist zunehmend relevant, weil immer mehr Fahrzeuge mit großen Felgen und wenigen Speichen ausgerüstet werden, die den freien Blick auf die Bremse geben.
