Tipps zur Fehlerbehebung bei Bremsunwucht

Das Folgende wurde im Air Brake Book von CCJ, 11. Auflage, veröffentlicht, gesponsert von SilverbackHD. Das Air Brake Book von CCJ ist eine ergänzende Branchenressource, dank unserer Partnerschaft mit SilverbackHD, dem Technology and Maintenance Council und der Commercial Vehicle Safety Alliance. Das gesamte Air Brake Book können Sie hier herunterladen.

Bei einem ausgewogenen Bremssystem werden alle Bremsen des Fahrzeugs etwa gleichzeitig betätigt und gelöst, wobei jede Bremse die für ihre jeweilige Last geeignete Bremskraft entwickelt.

Wenn man sich dieses Konzept vor Augen führt, ist es nicht schwer, sich die Sicherheits- und Wartungsprobleme vorzustellen, die unausgeglichene Bremsen bei einem Nutzfahrzeug verursachen können.

Wenn beispielsweise ein Traktor stärker bremst als der Anhänger, den er zieht, ist ein ungleichmäßiger Bremsenverschleiß die offensichtlichste Folge, da die Beläge der am stärksten arbeitenden Bremsen schneller verschleißen als die Bremsen, die nicht ihren gerechten Teil der Arbeit leisten. Schlimmer noch, dieser Zustand könnte dazu führen, dass ein Anhänger gegen die bremsende Zugmaschine stößt, einknickt oder unbeabsichtigt in Panik stoppt, weil die Bremsen blockieren.

Die Häufigkeit von Bremsunwuchtsituationen ist dank verbesserter Bremstechnologie etwas zurückgegangen. Heutige Bremssysteme bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, die alle ordnungsgemäß und in der richtigen Reihenfolge funktionieren müssen, um ein sicheres und effizientes Bremsen zu gewährleisten. Wenn nur eine dieser Komponenten ausfällt, beginnt das Bremssystem des Fahrzeugs unsynchronisiert zu wirken.

Ein Bremsungleichgewicht ist ein Frühwarnzeichen dafür, dass ein Bremssystem nicht ordnungsgemäß funktioniert. Drehmomentungleichgewicht, Druckungleichgewicht und unterschiedliche Reifengrößen sind häufige Probleme, die zu einem Bremsungleichgewicht führen können.

Jeder dieser Umstände kann durch die extremen Temperaturen, unter denen Fundamentbremsen arbeiten, noch komplizierter werden. Für viele Techniker kann das Aufspüren der Ursache eines Bremsungleichgewichts wie ein forensischer Ermittler sein, der versucht, einen Tatort herauszufinden. Viele Möglichkeiten müssen geprüft und verworfen werden, bevor der Täter identifiziert wird.

Bei der Untersuchung der Ursachen von Bremsungleichgewichten ist zu beachten, dass sich der Bremsweg eines mit Trommelbremsen ausgestatteten Fahrzeugs verlängert, wenn alle Bremsen eines schwer beladenen Kombinationsfahrzeugs kühl, aber schlecht eingestellt sind.

Wenn diese schlecht eingestellten Bremsen heiß werden, dehnen sich ihre Trommeln auf natürliche Weise aus, was dazu führt, dass die Beläge verblassen und der Hub der Bremskammer zunimmt. In diesen Fällen kann es bis zu 75 % länger dauern, bis das Fahrzeug vollständig zum Stillstand kommt. Automatische Gestängesteller sollen diesem Problem entgegenwirken, reagieren jedoch aufgrund verschlissener Teile nicht immer richtig.

Eines der häufigsten Bremsungleichgewichtsszenarien wird durch ein Drehmomentungleichgewicht verursacht – ein Mangel an gleichmäßigem Reibmaterial, das mit der Bremstrommel oder dem Bremsrotor des Fahrzeugs in Kontakt kommt.

Das ist gesunder Menschenverstand: Eine Bremsbacke oder ein Bremsbelag mit dickerem Reibmaterial greift schneller und aggressiver als ein Bremsschuh oder Bremsbelag an einem anderen Radende mit einer dünneren Materialschicht.

„Selbst die Abnutzung der Bremsbacken oder Beläge sorgt für ausgeglichene Bremsen“, sagte Keith Roth, Vice President of Operations bei SilverbackHD. „Ungleichmäßiger Verschleiß bedeutet unausgeglichene Bremsen.“

Auch andere Faktoren können die Bremskraft des Reibmaterials beeinträchtigen. Dazu gehören Öl oder Fett auf dem Belag oder Schuh, glasiertes Reibmaterial, polierte Trommeln oder Rotoren oder Beläge und Beläge mit Mischreibungsfähigkeiten an einem oder mehreren Rädern.

Nicht den Spezifikationen entsprechende Trommeln oder Rotoren, falsch eingestellte Bremsen, unterschiedlich große Bremskammern, falsch installierte automatische Bremseinsteller, nicht funktionsfähige oder falsch eingestellte Antiblockier-Radsensoren und falsch spezifiziertes zulässiges Gesamtgewicht der Achsen können ebenfalls Probleme mit der Bremsunwucht verursachen .

Unterschiede zwischen den Belägen sind meist dann eine böse Überraschung, wenn Sie es am wenigsten erwarten. Das liegt daran, dass die Reibung, das Ausbleichen und die Erholungseigenschaften des Belags bei verschiedenen Temperaturen stark variieren können.

In den Anfängen asbestfreier Auskleidungen schwollen einige Reibmaterialien übermäßig an, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt wurden. Aus diesem Grund führten die aufgequollenen Beläge häufig dazu, dass fest eingestellte Bremsen nach dem Loslassen des Pedals schleiften. Allerdings war nicht immer damit zu rechnen, dass die Auskleidung nach dem Abkühlen wieder auf ihre vorherigen Abmessungen schrumpfte. In extremen Fällen erforderte dieses permanente Belagwachstum, dass die Bremsen gelockert werden mussten, bevor die Bremsen gelöst werden konnten.

Andere reibungsbedingte Unwuchtprobleme bleiben bestehen. Zum Beispiel Kantencodes, die eine einfache Identifizierung der Aggressivität einer Auskleidung ermöglichen.

Randmarkierungen verschleißen jedoch häufig, da das Reibmaterial während des Bremsvorgangs abgenutzt wird. Das ist jedoch kein großer Verlust, denn selbst innerhalb desselben Kantencodes kann die Reibung um bis zu 40 % variieren.

Um ein gewisses Maß an Konsistenz zu gewährleisten, verwenden Sie bei Traktoren und Anhängern immer die gleiche Marke und Art der Auskleidung und verwenden Sie für die Unterfütterung das gleiche Material. Ein guter Leitfaden ist TMCs RP 628C „Aftermarket Brake Lining Classification“, das eine ständig wechselnde Liste verschiedener Marken und Typen von FMVSS-121-konformen Belägen und deren Drehmomentwerte bietet.

Selbst wenn Traktoren und Anhänger zunächst gut aufeinander abgestimmt sind, kann sich das Drehmomentgleichgewicht mit der Zeit verschlechtern. Das Reibungsmaterial kann durch undichte, unsachgemäß installierte Raddichtringe oder unangemessene und übermäßige Schmierung der Nockenbaugruppe bei Trommelbremsen verunreinigt werden.

Undichte Öldichtungen an neuen Geräten erfordern eine stichprobenartige Überprüfung anderer Einheiten an der Zugmaschine oder dem Anhänger, da Fehler am Fließband dafür verantwortlich sein können. Undichte Dichtungen an älteren Fahrzeugen und Geräten könnten darauf hindeuten, dass Dichtungen höherer Qualität spezifiziert oder Techniker in ordnungsgemäßen Schmierverfahren geschult werden müssen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei neuen Geräten über die Spezifikation „einheitlicher“ (abgedichteter) Naben nachzudenken.

Im Laufe der Zeit können Bremstrommeln tiefe Riefen oder Ausbuchtungen aufweisen, und Scheibenbremsscheiben können „gewölbt“ werden und einen gleichmäßigen Kontakt mit dem Reibmaterial an einem oder mehreren Rädern verhindern. Gehen Sie auch niemals davon aus, dass neue Trommeln oder Ersatztrommeln automatisch einsatzbereit sind. Sie können vom Hersteller kommen und Mängel aufweisen, wie z. B. ein spitz zulaufendes oder exzentrisches Profil, sodass sie auf einer Drehmaschine nachgedreht werden müssen. In manchen Fällen kann für eine gute Passung ein Radiusschleifen der Auskleidungen erforderlich sein. Während eine leichte Hitzeprüfung akzeptabel ist, sollten Trommeln oder Rotoren mit tiefen Rissen verschrottet werden.

Bedenken Sie, dass sich die Rückholfedern der Bremsbacken mit der Zeit ausdehnen oder sogar brechen können. Deshalb ist es eine gute Idee, die Federn jedes Mal auszutauschen, wenn die Bremsen erneuert werden, auch wenn sie gut aussehen. Die gleiche Regel sollte für Walzen gelten, die flache Stellen aufweisen.

S-Nocken können so stark verschleißen, dass auch das Bremsmoment stark beeinträchtigt wird. Ebenso können verschlissene Nockenwellen und deren Keilnuten und Buchsen die Bremsleistung beeinträchtigen. Achten Sie besonders auf den Zustand der Buchse, da diese für die Zentrierung der Nocken- und Schuhbaugruppe in der Trommel verantwortlich ist. Buchsen sollten ebenso wie Federn bei jeder Neubelegung der Bremsen ausgetauscht werden.

Im Laufe der Jahre wurde mehr als ein Ankerstift durch Hitze und Hammer entfernt. Dies kann jedoch dazu führen, dass sich die Spinne verzieht und verbogene Spinnen den Kontakt zwischen Belag und Trommel beeinträchtigen. Verwenden Sie zum Entfernen der Ankerstifte bei der Wartung der Bremsen nur leichte Schläge oder, noch besser, speziell entwickelte Abzieher.

Gleitende Scheibenbremssättel können festfressen, was zu einem beschleunigten Verschleiß des inneren Scheibenbremsbelags führt. Um dieses Problem zu bekämpfen, stellen Sie sicher, dass die Bremssattelstifte und Gleitflächen ordnungsgemäß geschmiert sind, um die ordnungsgemäße Funktion des Scheibenbremssattels sicherzustellen. Harz- und Kohlenstoffablagerungen aus mit Öl und Wasser verunreinigter Luft können im Laufe der Zeit Ventile verstopfen und dazu führen, dass sie langsamer werden oder ausfallen. Es gibt eine einfache Möglichkeit, dieses Übel zu vermeiden: Stellen Sie sicher, dass die Lufttanks regelmäßig entleert werden, und richten Sie einen Lufttrockner ein, falls Sie noch keinen verwenden.

Das Nachrüsten von Bremszylindern oder Gestängestellern mit der falschen Größe verändert die Leistung und Kompatibilität.

Es wird ebenfalls nicht empfohlen, automatische Gestängesteller zweier Marken an derselben Achse zu verwenden, da diese nicht die gleiche Leistung erbringen und zu ungleichmäßigem Bremsenverschleiß führen. Und obwohl es sich um äußerst zuverlässige Komponenten handelt, kann es bei automatischen Gestängestellern mit der Zeit zu Fehlfunktionen oder Verschleiß kommen. Schmieren Sie sie ordnungsgemäß und messen Sie, ob beim Betätigen der Bremsen ein übermäßiger Stößelhub auftritt. Die Überprüfung der Baugruppe auf übermäßig verschlissene Löcher im Joch und Gestängesteller, verschlissene Gabelbolzen und allgemeine Lockerheit sollte ebenfalls zu den Standardwartungsverfahren gehören.

Um eine ordnungsgemäße Leistung zu gewährleisten, müssen ABAs im richtigen Winkel montiert werden, der anhand von Installationsvorlagen bestimmt wird, die je nach Anwendung und Marke variieren. In der Praxis kann der Montagewinkel jedoch durch Spielprobleme beim OEM beeinträchtigt werden. Aus diesem Grund sollte vor einer Änderung der Einbaulage das Spiel überprüft werden.

Mit Niederquerschnittsreifen können Sie an der Kraftstoffpumpe Geld sparen, aber nicht passende Niederquerschnittsreifen an Traktor und Anhänger können zu Problemen mit der Bremskompatibilität führen. Und das Nachrüsten von Reifen ohne Neukonfiguration der Bremsanlage des Fahrzeugs ist ein Fehler.

Ein Fahrzeug oder Traktor mit Niederquerschnittsreifen, deren Radius 18 % kleiner ist als bei Originalreifen, kann zu einer Überbremsung des Fahrzeugs führen. Tatsächlich kann eine Reduzierung des Rollradius um 18 % zu einer Erhöhung der Bremskraft um 18 % führen, was dazu führt, dass leicht beladene Anhänger ohne ABS beim normalen Bremsen blockieren.

Und weil kleinere Reifen bei einer bestimmten Straßengeschwindigkeit schneller rotieren, greifen die Beläge bei höherer Drehzahl in die Trommeln ein und werden heißer, insbesondere beim Bremsen an Gefällen. Wenn Sie Niederquerschnittsreifen spezifizieren möchten, denken Sie über die Spezifizierung der nächstkleineren Kammer am Fahrzeug nach, wodurch das Drehmoment um etwa 20 % reduziert wird. Und der Wechsel zu einem weniger aggressiven Belag – oder, mit technischer Genehmigung, das Einbringen einer Art Druckmodifikator in das System – kann ebenfalls dazu beitragen, das Problem einer Überbremsung zu lösen.

Ständige Überhitzung, örtlicher Verschleiß durch mangelnden gleichmäßigen Reibmaterialkontakt oder Kontakt mit abrasivem Material können Trommeln und Rotoren beschädigen. Überprüfen Sie bei Neuauskleidungsarbeiten stets Rotoren und Trommeln. Alle Reibflächen mit einer spiegelähnlichen Oberfläche sollten mit Schmirgelleinen der Körnung 80 aufgeraut werden und sollten bei gleichzeitiger Verglasung der Schuhe oder Beläge nach einem geeigneteren Reibmaterial gesucht werden.

Fremdscheuermittel können auch an den Kanten der Kontaktfläche der Anhängerverkleidung oder in Bereichen, die mit den Nietlöchern der Verkleidung zusammenfallen, zu übermäßigem Verschleiß führen. Wenn dies passiert, entfernen Sie den unteren Staubschutz (falls vorhanden), um den Fremdkörpern einen Austritt zu ermöglichen. Wenn Sie eine Trommel auf übermäßigen Verschleiß prüfen, sollte ihr Innendurchmesser nicht mehr als 0,12 Zoll über der Originalspezifikation liegen.

Beim Erneuern der Trommeloberfläche sollte der fertige Innendurchmesser nicht mehr als 0,08 Zoll über der ursprünglichen Spezifikation liegen und der Rundlauf sollte 0,01 Zoll nicht überschreiten. Das Gleiche gilt für Scheibenbremsscheiben. Bei der Überprüfung der Rotordicke sollten sie nicht mehr als 0,12 Zoll unter der Originalspezifikation liegen und nicht mehr als 0,08 Zoll unter der Originalspezifikation wieder auftauchen. Der Seitenschlag sollte 0,01 Zoll nicht überschreiten. In jedem Fall ist es wichtig, die Dreh- und Endbearbeitungsanforderungen der einzelnen Hersteller zu befolgen.

Ein pneumatisches (oder Luftdruck-) Ungleichgewicht entsteht, wenn das Luftsystem eines Sattelzuges den Bremskammern des Fahrzeugs nicht ordnungsgemäß Luftdruck zuführt. Dies wird oft durch falsch spezifizierte oder fehlerhaft funktionierende Relaisventile verursacht, obwohl Schnellverschlussventile auch den Luftdruckausgleich stören können. Weitere häufige Ursachen für ein Luftdruckungleichgewicht sind Luftlecks, eine Verschmutzung des Luftsystems, ein Begrenzungsventil an der Vorderachse und übermäßiger Gebrauch des Handsteuerventils des Anhängers. (Weitere Informationen finden Sie in SAE J1505 und 1860.)

Ein Timing-Ungleichgewicht entsteht, wenn einige Bremsen schneller Luft bekommen als andere. Häufige Ursachen sind übergroße Steuerleitungen (bei Anhängern vor 1991), die die Bremsbetätigung behindern; schlechte Sanitärplanung oder unsachgemäße Installation; und das Versäumnis, gegebenenfalls Verstärkerventile zu verwenden.

Die meisten Hersteller geben an, dass die Aufrechterhaltung eines guten pneumatischen Gleichgewichts entscheidend für die Verbesserung des Bremsverhaltens ist. Ein ideales pneumatisches Gleichgewicht wird erreicht, wenn die an jede Achse gelieferte Luft während einer Anwendung mit 10 bis 40 psi nicht um mehr als 2 psi schwankt. Eine Ausnahme von dieser Regel wäre die unüberlegte Kombination eines mit S-Nocken ausgestatteten Traktors mit einem keilgebremsten Anhänger. Da Keilbremsen kleinere Kammern haben und mehr psi benötigen als S-Nocken, um die Beläge mit der Trommel in Kontakt zu bringen, würde der Anhänger mit Keilbremse einen höheren Luftdruck als der Traktor benötigen, um bei Niederdruckanwendungen eine gleichmäßige Bremsung zu gewährleisten.

Bremssystemingenieure sagen, dass etwa 95 % des Bremsvorgangs bei Linientransporten mit einem Anwendungsdruck von weniger als 20 psi erfolgen und etwa 84 % des Bremsvorgangs mit einem Anwendungsdruck von 15 psi oder weniger erfolgen.

Als 1975 der Federal Motor Vehicle Safety Standard 121 in Kraft trat, war es erforderlich, dass Anhänger mit einem Traktorsimulator kompatibel sein mussten, der einen gewaltigen Luftstoß lieferte. Um die Timing-Anforderungen zu erfüllen, benötigten Anhänger Steuerleitungen mit einem Außendurchmesser von 1⁄2 Zoll (3⁄8 Zoll ID) anstelle der Leitungen mit einem Außendurchmesser von 3⁄8 Zoll (1⁄4 Zoll ID). Doch bei normalen Bremsvorgängen liefert ein Traktor nicht genug Luft, um die übergroße Steuerleitung eines Anhängers zu füllen. Dadurch wird das Bremsen des Anhängers verzögert und das Problem verschärft sich bei Kombinationen mit mehreren Anhängern.

In manchen Fällen löst diese verzögerte Luftzufuhr beim Fahrer ein spürbares Geräusch von hinten aus, wenn der Anhänger das Aggregat nach vorne schiebt. Im Extremfall kann sich diese Bodenwelle beim Bremsen auf rutschigem Untergrund oder in einer Kurve schnell in einen heftigen Stoß verwandeln und zum Einknicken führen.

Um die Verzögerung zu beseitigen, hat die National Highway Traffic Safety Administration den Traktorsimulator modifiziert und die maximalen Einsatz-/Freigabezeiten für Anhänger geändert, die am oder nach dem 3. Mai 1991 gebaut wurden, und hat Luftlieferzeiten für Steuerleinen-Gladhands am Heck festgelegt Traktoren, Anhänger und Dollys, die am oder nach dem 3. Mai 1991 gebaut wurden, und dürften heute theoretisch selten vorkommen.

Wenn Sie jedoch mit älteren Traktoren und Anhängern arbeiten, kann das Anstoßen des Anhängers vermieden werden, indem eine kleinere Steuerleitung am Anhänger nachgerüstet wird und Änderungen an der Zugmaschine vorgenommen werden, die das Timing beschleunigen würden. Dies führt dazu, dass die Bremsen des Anhängers bei normalen Bremsvorgängen schneller wirken, ohne dass sich der Bremsweg bei Panikstopps verschlechtert.

Wenn umgekehrt die Bremsen eines Traktors die meiste Arbeit leisten, kann ein Kombinationsfahrzeug nicht schnell abbremsen, ohne dass der Fahrer kräftig auf das Bremspedal drückt.

Und obwohl ABS das Blockieren überbremster Räder verhindert, ist es kein Ersatz für ein richtig ausgewogenes Bremssystem. Eine dauerhafte Hochdruckbremsung eines mit ABS ausgestatteten Traktors ist nicht ratsam, da ein nicht mit ABS ausgestatteter Anhänger (oder ein Anhänger mit nicht funktionierendem ABS) möglicherweise genug Luft erhält, um seine Bremsen zu blockieren, was möglicherweise dazu führt, dass er aus der Fahrspur schwenkt. Schlimmer noch: Bei einem Traktor mit nicht funktionierendem ABS besteht die Gefahr, dass er bei Vollbremsung und Dauerbremsung einknickt. Aus diesen Gründen rät die NHTSA Fahrern, ihre normalen Bremsgewohnheiten beim Fahren von mit ABS ausgestatteten Kombifahrzeugen nicht zu ändern.

Druckluft-Scheibenbremsen sorgen bei Traktoren für eine effizientere Bremsung, was bei Anhängern, die noch mit Trommelbremsen ausgestattet sind, ein Problem darstellen kann. Anhänger-Trommelbremsen neigen in Kombination mit Druckluft-Scheibenbremsen von Traktoren dazu, schneller Hitze zu entwickeln und zu schwächen. Infolgedessen arbeiten die Traktorbremsen stärker, um das Gerät zu verlangsamen, was zu einer Unausgeglichenheit der Bremsen führt.

Der Schlüssel zur Lösung dieses Hochdruckungleichgewichts liegt im Öffnungsdruck des Anhängers. Der Öffnungsdruck, ausgedrückt in psi, ist die Luft, die erforderlich ist, um ein Ventil beim Betätigen der Druckluftbremsen zu öffnen. Einige Traktoren leiten Luft schnell an ihre eigenen Bremsen, bevor sie sie an den/die Anhänger hinter ihnen weitergeben. Einige Anhänger lassen sich jedoch nicht mit Luft von einem Traktor versorgen, da sie über ein Relaisventil mit relativ hohem Öffnungsdruck verfügen.

Als allgemeine Regel gilt, dass der Ventilcharakter, einschließlich des Öffnungsdrucks, nur minimale Auswirkungen auf die Hochdruckbremsung hat und hauptsächlich Einfluss auf die Niederdruckbremsung und den Verschleiß hat.

Denken Sie daran, dass der nachträgliche Einbau von wiederaufbereiteten oder nachgerüsteten Luftventilen das pneumatische Gleichgewicht zerstören kann, da der Öffnungsdruck von Relais- oder Schnelllöseventilen, die mit nachgerüsteten Federn ausgestattet sind, erheblich variieren kann. Nur weil ein Ventil „richtig aussieht“ oder „passt“, heißt das nicht, dass es ein geeigneter Ersatz für die Originalausrüstung ist. Selbst wenn Ventile derselben Marke und desselben Modells als Ersatz verwendet werden, können Öffnungsdrücke und Druckunterschiede aufgrund unterschiedlicher Bohrungsgrößen und Herstellungstoleranzen variieren. (Weitere Informationen finden Sie in SAE 1860.)

Ein letztes, aber relativ einfaches Problem, das ein Bremsungleichgewicht verursacht, ist ein Traktor mit Achsen, die für die von ihm transportierten Lasten zu stark dimensioniert sind. Einige Fuhrparks tun dies, um den Wiederverkaufswert des Traktors zu steigern oder die Lebensdauer der Achsen durch den Einsatz größerer Zahnradsätze und Lager zu verlängern. Aber die Sicherheitsaspekte überwiegen bei weitem die Nutzlast- oder Haltbarkeitsgewinne, da der Traktor immer zu stark bremst, wenn die Achslast deutlich unter seiner Nennkapazität liegt. Die gleiche Regelung gilt für Anhänger mit überdimensionierten Achsen. Dies kann zu Kompatibilitäts-, Verschleiß- und Wartungsproblemen führen.

Eine Möglichkeit, das Problem eines überdimensionierten Traktors oder Anhängers zu beheben, besteht darin, auf weniger aggressive Bremsbeläge umzusteigen. Eine andere Möglichkeit (nicht immer möglich) besteht darin, die Kammerstößelstangen an einem anderen Gestängestellerloch anzubringen und so die Bremskraft zu verringern. Beachten Sie jedoch, dass der Abstand zwischen den Löchern für den Gestängesteller je nach Hersteller unterschiedlich ist. Es ist ratsam, vor der Durchführung von Änderungen den technischen Rat Ihres Fahrzeugherstellers oder Bremskomponentenlieferanten einzuholen.

Es ist auch eine gute Idee, vor Ort einen Bremsmoment-Ausgleichstest durchzuführen, bevor Sie flottenweite Änderungen vornehmen. Ein geeignetes Verfahren bietet die „Empfohlene Praxis (RP) 613 „Brake System Torque Balance Test Procedure“, die vom Technology and Maintenance Council der American Trucking Associations angeboten wird.