Die Wiederentdeckung der innenumgriffenen Scheibe
Der Autozulieferer Continental meldet die Entwicklung eines Rad-Bremsen-Konzepts für Elektrofahrzeuge. Es handelt sich um die konsequente Weiterentwicklung eines schon länger bekannten Prinzips: Man besann sich dazu auf die spezifischen Fähigkeiten der innenumgriffenen Scheibenbremse
Der Autozulieferer Continental stellt ein Rad-Bremsen-Konzept für Elektrofahrzeuge vor. Es handelt sich um die konsequente Weiterentwicklung eines schon länger bekannten Prinzips: Man besann sich dazu auf die spezifischen Fähigkeiten der innenumgriffenen Scheibenbremse.
Erstmals am Auto hatte Audi dieses Konzept am Audi V8 in Serie gebracht. Um eine möglichst große Bremsscheibenfläche (der Hersteller ATE gibt rund 30 Prozent an) in den damals noch kleineren Felgentöpfen unterbringen zu können, entschied man sich für eine in einem zusätzlichen Topf außen aufgehängte Scheibe mit einem Bremssattel, der innen an der Scheibe angriff. Mit dieser wegen ihrer Form scherzhaft als „UFO-Bremse“ bezeichneten Vorrichtung vergrößerte Audi allerdings die ungefederte Masse durch die Dopplung des Topfs (einer für die Felge, ein zusätzlicher für die Bremsscheibe).
Die Wiederentdeckung der innenumgriffenen Scheibe (5 Bilder)
(Bild: EBR)
Audi sparte vor allem Platz
Das ist einerseits absurd, andererseits verständlich: Hätte man konsequent die Scheibe an der Felge befestigt, wäre nicht nur der Topf weggefallen, sondern Audi wäre auch mit leichteren Felgen belohnt worden. Andererseits ist auch aus heutiger Sicht sehr gut verständlich, dass der Großserienanbieter Audi lieber bei den weitverbreiteten, „normalen“ Serienfelgen (15 Zoll mit der Reifendimension 215/60R15) bleiben wollte. Es blieb bei dieser kleinen Serie, die sich auf wenige tausend Autos beschränkte.
Der erste, der die Vorteile dann auch vollumfänglich umsetzte, war der amerikanische Motorrad-Kleinserienhersteller Buell. Serienmäßig hatten seine sportlichen Zweizylinder-Krafträder eine außen an der Felge befestigte Einscheiben-Vorderradbremse. Durch diese Befestigung wirken die Bremskräfte direkt auf die Felge, ohne Torsionskräfte auf die Radspeichen auszuüben. Dies erlaubt die Verwendung besonders leichter Felgen, was die ungefederten Massen deutlich verringert. Leichtere Räder ermöglichen, die Dämpfung feinfühliger abzustimmen und das Abtastverhalten des Fahrwerks zu optimieren. Die Straßenlage verbessert sich, weil die Traktion in Kurven und beim Bremsen steigt.
Buell ging es ums Fahrverhalten
Buell taufte die Angelegenheit folgerichtig „ZeroTorsionalLoad“, hier heißt es dann auch „Perimeterbremsscheibe“. Sie erlaubt zudem eine deutlich größere Bremsscheibenoberfläche und gleichzeitig mehr Bauraum für Bremssättel mit mehreren Bremskolben. Der nutzbare Durchmesser wächst knapp auf Felgendurchmesser und erspart so auch den bei konventionellen Motorradbremsen üblichen Einbau einer zweiten Scheibe.
Etwas anders liegen die Anforderungen in Elektroautos, doch bieten innenumgriffene Scheiben auch hier unbestreitbare Vorteile. Continental erinnert daran, dass im Interesse der Reichweite möglichst häufig rekuperativ mit dem Elektromotor gebremst wird. Das speist einen Teil der Bremsenergie in die Traktionsbatterie zurück.
Weil dadurch aber die Radbremse seltener gebraucht wird, kann Rostbildung oder ein Salznebelbelag die Bremswirkung herabsetzen. Nach einer Reihe von Bremsungen kann es dazu kommen, dass Rost an der Scheibe nicht mehr „abgebremst“ wird sondern sich hartnäckig hält und stattdessen die Bremsbeläge abfräst. Dann trägt der Belag nicht mehr vollflächig auf der Scheibe und die Bremsleistung sinkt dauerhaft so stark, dass Scheibe und Beläge getauscht werden müssen. Diese teure Art des Sparens ist leider nicht selten bei Elektroautos, wie sie bereits seit vielen Jahren auf der Straße sind.
In einer innenumgriffenen Bremsscheibe können nun einerseits wegen der größeren Oberfläche, andererseits wegen des deutlich günstigeren Hebels der weit außen liegenden Scheibe die Kräfte auf die Scheibe und deren Erhitzung deutlich geringer gehalten werden. Das ermöglichte den Ingenieuren bei Continental, statt der ursprünglich aus Stahl gefertigte Bremsscheibe ein Bauteil aus Aluminium zu verwenden. Sie korrodiert nicht wie eine Stahlscheibe und bietet den Nebennutzen einer weiteren Erleichterung der ungefederten Massen und einer Lebensdauer auf dem Niveau des Gesamtfahrzeugs.
Continental bringt als dritten Vorteil Leichtmetall ins Spiel
Continental nennt das „New Wheel Concept”. Die Felge besteht aus zwei Aluminiumteilen, einem inneren Tragstern sowie der Bremsscheibe und dem äußeren Felgenbett mit dem Reifen. Der Bremssattel mit seinen Belägen ist am Radträger der Achse befestigt und umgreift die Bremsscheibe von innen. Der Wegfall der Torsionskräfte beim Bremsen bietet einen angenehmen Nebeneffekt: Weil die Kraftübertragung weitgehend symmetrisch ins Zentrum der Achse erfolgt, kommt es beim Bremsen auch seltener zu Geräuschen als bei konventionellen Bremsen. Das dürfte gerade in leisen Elektroautos Anklang finden.
Wann der Zulieferer einen Kunden von den Vorteilen des neuerfundenen Rades kann, wurde nicht mitgeteilt. Vielleicht interessiert sich ja auch der eine oder andere Tuner dafür. (fpi)