Zweikreisbremsanlage

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Zweikreisbremsanlage (HT-Aufteilung)

Als Zweikreisbremsanlage bezeichnet man im Fahrzeugbau eine Bremsanlage, deren Betriebsbremsen über zwei voneinander unabhängige Leitungskreise betätigt werden. Sie kommen sowohl als Hydraulikbremsen in Personenkraftwagen − mit einem Hauptbremszylinder – als auch als Druckluftbremsen oder kombinierte Hydraulik-/Druckluftanlagen in Lastkraftwagen oder Großmaschinen vor. Durch die zwei unabhängigen Kreise ist es möglich, beim Ausfall eines Bremskreises ohne Einsatz der Feststellbremse das Fahrzeug noch mit der Betriebsbremse zum Stillstand zu bringen.

Anfänge und gesetzliche Vorschriften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Patent auf eine hydraulische Bremse (Rad- und Hauptbremszylinder) erhielt 1917 Malcolm Loughead.[1][2][3] Das erste Pkw-Modell mit dieser hydraulischer Bremsanlage − auf alle vier Rädern wirkend – war das Modell A von Duesenberg (1921), in größeren Stückzahlen das Modell Chrysler B-70 (1924).[4] Die Vermarktungsrechte für Deutschland erhielt 1926 Alfred Teves, im gleichen Jahr wurde der Adler Standard 6 damit ausgerüstet. Bis auf wenige Ausnahmen führten alle Hersteller bis Ende der 1930er Jahre die Öldruckbremse ein: Maybach (Pkw) hatte bis zur Produktionseinstellung 1941 mechanische Vierradbremsen und der VW Käfer (Standard) bis März 1962 Seilzugbremsen.

Ein Patent zugunsten von Vincent Hugo Bendix über einen Tandem-Hauptbremszylinder wurde am 2. Januar 1934 eingetragen.[5] ATE führte den Tandemhauptbremszylinder 1937 ein.[6] Als erstes Pkw-Modell mit Tandem-Hauptbremszylinder gilt der Bugatti Type 57 (1938).[7][8] Zwei Druckzylinder hatte der Simca-Fiat 11 CV (1934 bis 1938).[9][10] Die Pkw-Fahrzeuge Jaguar C-Type (1953) und Aston Martin DB3 S (1955) hatten wie der Simca-Fiat 11 CV die Schwarz-Weiß-Aufteilung (Vorder- und Hinterräder getrennt). Die diagonale Trennung wurde erstmals bei Saab 95 und Saab 96 (1963) verwendet.[11]

Für Kraftomnibusse wurde die Zweikreisbremsanlage in der Bundesrepublik Deutschland zum 1. Juli 1963 gesetzlich vorgeschrieben.[12] Für Kraftfahrzeuge und deren Anhänger wurde durch die Verordnung 71/320/EWG vom 30. Juli 1971 die Zweikreisbremse vorgeschrieben, die zum 30. Januar 1973 in den Ländern der EG umgesetzt werden musste.[13][14] Die entsprechende US-Regelung (FMVSS) trat zum 1. Januar 1976 in Kraft.[15]

Fünf Systeme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

TT-Aufteilung (Schwarz-Weiß-Aufteilung)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dabei werden die Räder einer Achse durch jeweils einen Kreis angesteuert. Beim Ausfall eines Kreises stehen damit die Bremsen an den Rädern einer Achse zur Verfügung. Da bei einem Bremsvorgang die Bremsen an der Vorderachse den größeren Anteil der Bremsleistung erbringen, kann es zu einem verlängerten Bremsweg bei deren Ausfall kommen. In Kurven besteht die Gefahr des Ausbrechens. Bei Bremsungen entsteht allerdings kein Giermoment um die Fahrzeughochachse, sodass nicht zwingend ein negativer Lenkrollradius verwendet werden muss. Die TT-Aufteilung hat sich bei Nutzfahrzeugen als zweckmäßig erwiesen.[16] Bei Rennfahrzeugen wird diese Art eingesetzt, weil damit auf einfache Weise die Bremskräfte auf Vorder- und Hinterachse verstellt werden können, bei der Formel 1 ist sie vorgeschrieben.[17]

K-Aufteilung (Diagonal-Zweikreisbremse)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Diagonal-Aufteilung (auch X-Aufteilung) wird jeweils eines der diagonal gegenüber liegenden Räder der Vorder- und Hinterachse von einem Kreis versorgt. Im Falle des Ausfalls eines Kreises steht damit immer ein Rad an der Vorderachse zur Verfügung. Allerdings entsteht bei Bremsungen mit nur einem Bremskreis ein Giermoment um die Fahrzeughochachse, weil das eine gebremste Vorderrad wesentlich höhere Bremskräfte überträgt als das auf der anderen Fahrzeugseite liegende gebremste Hinterrad. Um eine ausreichende Fahrstabilität zu gewährleisten, ist deshalb ein negativer Lenkrollradius fast unausweichlich. Nachteilig ist auch, dass bei zu hoher thermischer Belastung der Bremsen an der Vorderachse beide Bremskreise gleichzeitig ausfallen können.

Diese Bauform wird vor allem bei frontgetriebenen Fahrzeugen verwendet, weil sie wegen der geringen Hinterachslast zumindest ein gebremstes Vorderrad benötigen, um die gesetzlichen Vorschriften für die Mindestverzögerung bei Ausfall eines Bremskreises erfüllen zu können.

LL-Aufteilung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dabei versorgt jeweils ein Kreis beide Räder der Vorderachse und jeweils ein Rad der Hinterachse. Die Scheibenbremsen der Vorderachse haben doppelte Bremskolben, die unabhängig voneinander angesteuert werden. Bei Ausfall eines Kreises stehen noch 80 Prozent der Bremsleistung zur Verfügung, da weiterhin beide Vorderräder und ein Rad der Hinterachse gebremst werden. Der schwedischen Automobilhersteller Volvo verwendete das System erstmals ab 1966 im Volvo 140.

HT-Aufteilung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Kreis bremst alle Räder ab, der zweite Kreis steuert nur die Vorderachse an. Im Falle des Ausfalls eines Kreises steht zumindest die Vorderachsbremse zur Verfügung. Erstmals verwendet im NSU Ro 80 (1967).[18]

HH-Aufteilung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Jeder Bremskreis versorgt alle Räder. Alle Bremsen haben doppelte Bremszylinder, die unabhängig voneinander angesteuert werden. Beim Ausfall eines Kreises steht trotzdem die volle Bremsleistung zur Verfügung.

Auswirkungen beim Systemausfall[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Vorschriften zur Einführung von Zweikreisbremsen sind aufgrund der Ausfallsicherheit erlassen worden. Moderne Pkw-Bremsanlagen erreichen nach Millionen von Kilometern eine Ausfallsicherheit von 96 Prozent.[19] Fällt bei der K oder LL-Aufteilung ein Systemkreis aus, entsteht beim Bremsen ein Drehimpuls.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise und Anmerkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. US-Patent 1249143
  2. Olaf von Fersen: Ein Jahrhundert Automobiltechnik, S. 31.
  3. Bereits 1895 ließ sich Hugo Mayer aus Rudolfstadt (DRP 84748) eine Flüssigkeitsbremse patentieren. Vgl. Olaf von Fersen, S. 405.
  4. L.J.K. Setright: The Guinness Book of Motorcycling. Facts and Feats. 1982, ISBN 0-85112-255-8, S. 257.
  5. Vgl. [1], [2]
  6. Vgl. [3]
  7. Hugh Conway: Bugatti – le pursang des automobiles. J.H.Haynes, Yeovil Sommerset, 3. Auflage 1974, ISBN 0-85429-158-X, S. 267.
  8. Während Matschinsky (vgl. Radführungen der Straßenfahrzeuge. 2007, S. 320) von einer Zweikreisbremse spricht, erwähnt Conway (vgl. Bugatti. S. 267) dies nicht.
  9. Fiat Ardita
  10. Die Zweikreisbremsanlage von Fiat ist in der Notice d’entretien N. 02161 – VIII – 1936 – XIV – 1000 ersichtlich. Ob das System ab 1934 oder erst ab 1936 eingebaut wurde, geht aus der Druckschrift nicht hervor.
  11. Olaf von Fersen: Ein Jahrhundert Automobiltechnik, S. 419.
  12. Vgl. § 72 und § 41 Abs. 16 StVZO
  13. 71/320/EWG
  14. Amtsblatt 71/320/EWG (PDF)
  15. Standard No. 105
  16. Breuer, Bill, S. 128.
  17. Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik. 2. Auflage. Vieweg und Teubner Verlag, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8, S. 407.
  18. Olaf von Fersen, S. 420.
  19. Bert Breuer, Karlheinz H. Bill: Bremsenhandbuch, S. 15.