Wie entsteht das sogenannte „Bremsfading“ im Zusammenhang mit der Scheibentemperatur?

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Das sogenannte Bremsfading (von englisch to fade = dahinschwinden/nachlassen) beschreibt das unerwünschte Nachlassen der Bremswirkung eines Fahrzeugs bei längerer oder wiederholter Betätigung der Bremse. Der entscheidende Faktor hierbei ist die Temperatur der Bremsscheibe und der Bremsbeläge.

Hier ist die schrittweise Erklärung, wie dieses Phänomen im Zusammenhang mit der Temperatur entsteht:

1. Umwandlung von Energie in Hitze

Beim Bremsen wird kinetische Energie (Bewegungsenergie) durch Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe in thermische Energie (Hitze) umgewandelt. Die Bremsscheibe fungiert dabei als Wärmespeicher. Bei Passabfahrten oder Rennstreckenbetrieb kann die Scheibe Temperaturen von 500 °C bis über 800 °C erreichen.

2. Die physikalischen Ursachen des Fadings

Es gibt zwei Hauptarten von Fading, die direkt durch die Scheibentemperatur ausgelöst werden:

A. Reibwert-Fading (Der Klassiker)

Jeder Bremsbelag hat einen optimalen Arbeitsbereich. Steigt die Temperatur der Scheibe über einen kritischen Punkt (meist ab ca. 300–400 °C), verändern sich die physikalischen Eigenschaften des Belags:

  • Die Materialien im Bremsbelag werden weicher.
  • Der Reibwert ($\mu$) sinkt drastisch.
  • Folge: Trotz gleicher Kraft auf das Bremspedal nimmt die Verzögerung ab. Der Fahrer muss immer fester drücken, um die gleiche Bremswirkung zu erzielen.

B. Ausgasen (Gas-Fading)

Bremsbeläge bestehen aus verschiedenen Materialien (Metalle, Füllstoffe), die mit Bindemitteln (Harzen) zusammengehalten werden.

  • Wird die Bremsscheibe extrem heiß, fangen diese Harze im Belag an zu verdampfen bzw. zu „vergasen“.
  • Es bildet sich ein dünner Gasfilm zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe.
  • Dieses Gaspolster wirkt wie ein Schmierfilm (ähnlich wie Aquaplaning bei Wasser). Der Belag wird von der Scheibe weggedrückt.

3. Die Rolle der Bremsflüssigkeit (Dampfblasenbildung)

Obwohl dies oft separat als „Pedalfading“ bezeichnet wird, hängt es direkt mit der Scheibentemperatur zusammen:

  • Die Hitze der Scheibe überträgt sich über die Beläge auf die Bremskolben und damit auf die Bremsflüssigkeit.
  • Wird die Bremsflüssigkeit zu heiß und ist sie bereits gealtert (Wasseranteil), siedet das Wasser und es bilden sich Dampfblasen.
  • Da Gas komprimierbar ist (Flüssigkeit hingegen nicht), lässt sich das Bremspedal bis zum Bodenblech durchtreten, ohne dass nennenswerter Druck aufgebaut wird.

Zusammenfassung des Prozesses:

  1. Hohe Belastung: Dauerbremsen führt zu einem massiven Temperaturanstieg der Scheibe.
  2. Hitzestau: Die Scheibe kann die Wärme nicht schnell genug an die Umgebungsluft abgeben.
  3. Materialveränderung: Die Beläge gasen aus oder verlieren ihre Reibfähigkeit.
  4. Wirkungsverlust: Die Reibungskraft sinkt, der Bremsweg verlängert sich drastisch.

Wie kann man Bremsfading verhindern?

  • Materialwahl: Verwendung von gelochten oder geschlitzten Scheiben (bessere Wärmeabfuhr und Gasableitung).
  • Kühlung: Belüftungskanäle, die Fahrtwind an die Bremsanlage leiten.
  • Fahrweise: Motorbremse nutzen (Runterschalten bei Bergabfahrt), um die mechanische Bremse zu entlasten.
  • Wartung: Regelmäßiger Wechsel der Bremsflüssigkeit (alle 2 Jahre).
  • Upgrade: Hochwertige Bremsbeläge und -scheiben (z. B. Keramikbremsen bei Sportwagen), die für höhere Temperaturen ausgelegt sind.