Neue Edelstahl-Bremsscheiben – Die Zukunft der Bremstechnik beginnt mit Euro 7

Hussein Khanafer
vor 3 Tagen
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Weniger Feinstaub, längere Lebensdauer und mehr Sicherheit Mit der Einführung der Euro-7-Abgasnorm rückt ein Thema in den Fokus, das bisher kaum Beachtung fand: Feinstaub durch den Abrieb von Bremsen. Während in den vergangenen Jahrzehnten vor allem die Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren reduziert wurden, gelten heute Bremsen und Reifen als bedeutende Quellen von gesundheitsschädlichem Feinstaub.

Ein deutsches Forschungskonsortium hat nun eine völlig neue Generation von Bremsscheiben entwickelt. Anstelle der seit Jahrzehnten verwendeten Grauguss- bzw. Gusseisen-Bremsscheiben kommt künftig gehärteter (nitrierter), rostfreier Edelstahl zum Einsatz. Entwickelt wurde diese Technologie speziell für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen Gesamtgewicht.

Auto in schwarz, Limousine auf Landstraße; Infografik zu Feinstaubbelastung durch Bremssystem, Bremsscheiben, mit Text zu Gesundheit und Umwelt. — Umweltbelastung durch Feinstaubpartikeln

Zwei Bremsscheiben im Vergleich: links neues Bremssystem, gehärtet rostfrei, Edelstahl Lange haltbar, rechts stark verschlissen; Text: je nach Fahrweise 70.000–100.000 Km. — Kurze Lebensdauer einer Bremsscheibe je nach Fahrweise

Müssen Bremstechnik überhaupt verändert werden

Herkömmliche Bremsscheiben bestehen überwiegend aus Grauguss. Bei jedem Bremsvorgang pressen die Bremsbeläge mit hohem Druck auf beide Seiten der Bremsscheibe. Dabei entsteht Reibung, die das Fahrzeug abbremst.

Der Nachteil: Schnelle Abnutzung

Abgenutzte, rostige Bremsscheibe mit Detailvergrößerung auf die Rillen vor grauem Hintergrund. — Verschlissene Bremsscheibe mit Rost- und Riefenbildung an der Kante

Die Bremsscheibe nutzt sich ständig ab.
Gleichzeitig verschleißen auch die Bremsbeläge.
Dabei entstehen feinste Metall- und Reibpartikel.

Ein großer Teil dieser Partikel besitzt einen Durchmesser von unter 10 Mikrometern (PM10). Noch kleinere Partikel können sogar tief bis in die Lungenbläschen gelangen und gelten als gesundheitsschädlich.

Mit der Euro-7-Norm werden deshalb erstmals Grenzwerte für den Bremsenabrieb vorgeschrieben.

Die Lösung: Bremsscheiben aus gehärtetem Edelstahl

Im Forschungsprojekt „Ufo-Brems“ entwickelten Experten eine Bremsscheibe aus nitriertem, rostfreiem Edelstahl.

Durch die besondere Materialeigenschaft besitzt diese Bremsscheibe:

eine deutlich höhere Härte,
eine wesentlich bessere Korrosionsbeständigkeit,
einen extrem geringen Verschleiß,
eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit.

Zusammen mit speziell entwickelten anorganischen Bremsbelägen konnte der Verschleiß gegenüber heutigen Grauguss-Bremsscheiben um über 85 Prozent reduziert werden.

Nahaufnahme einer rotierenden Bremsscheibe im Labor für zukünftige Bremstechnik. — Bild TU Chemnitz

Deutlich weniger Feinstaub

Die größte Stärke dieser neuen Bremstechnik liegt im Umweltschutz.

Da sich Edelstahl wesentlich langsamer abnutzt als Grauguss, entstehen erheblich weniger Feinstaubpartikel.

Die neue Bremsanlage erfüllt bereits heute die strengen Anforderungen der kommenden Euro-7-Norm, welche erstmals Grenzwerte für Bremsenemissionen festlegt.

Gerade in Städten mit hohem Verkehrsaufkommen könnte diese Entwicklung einen

wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Luftqualität leisten.

Dunkler Pkw auf Landstraße mit Infografik zu moderner Bremstechnologie; Text: Weniger Feinstaub. Mehr Lebensqualität und Umweltfreundlich. — Durch der neuen Bremstechnik weniger Feinstaubpartikel

Nicht-Abgas-Emissionen werden zum Hauptproblem

In vielen Städten stammen die Feinstaubemissionen des Straßenverkehrs heute nicht mehr hauptsächlich aus dem Auspuff. Laut einer Studie von EIT Urban Mobility, Transport for London und der Greater London Authority machen Nicht-Abgas-Emissionen in Städten wie London, Mailand und Barcelona 68 bis 88 Prozent der verkehrsbedingten PM10-Emissionen aus. Bei PM2,5 können es bis zu 78 Prozent sein.

Euro 7: Grenzwerte für Bremsstaub

Mit Euro 7 werden Bremsstaub-Emissionen erstmals gesetzlich begrenzt. Für reine Elektrofahrzeuge gilt ein PM10-Grenzwert von 3 mg/km, für andere Antriebsarten zunächst 7 mg/km. Ab 2035 soll ein einheitlicher Grenzwert von 3 mg/km gelten.

Infografik: Neue Bremsscheibe aus rostfreiem Edelstahl vs. alte Grauguss-Scheibe, mit technischen Daten und Schnittbild. — Vergleich zwischen der heutigen und der Zukünftigen Bremsscheiben

Eine Bremsscheibe für das gesamte Fahrzeugleben

Besonders beeindruckend ist die prognostizierte Lebensdauer.

Während herkömmliche Grauguss-Bremsscheiben – abhängig von Fahrweise, Korrosion und Einsatzbedingungen – häufig bereits nach 40.000 bis 80.000 Kilometern ersetzt werden müssen, rechnen die Entwickler bei der neuen Edelstahl-Bremsscheibe mit einer Lebensdauer von bis zu 300.000 Kilometern.

Damit könnte bei vielen Fahrzeugen kein Bremsscheibenwechsel mehr erforderlich sein.

Warum profitieren auch Elektrofahrzeuge

Elektrofahrzeuge verzögern im Alltag häufig über die Rekuperation. Dadurch werden die mechanischen Bremsen wesentlich seltener beansprucht. Bei herkömmlichen Grauguss-Bremsscheiben führt dies häufig zu Rostbildung.

Edelstahl ist dagegen nahezu korrosionsfrei. Dadurch bleiben Bremsleistung und Optik auch nach längeren Standzeiten erhalten. Gerade für E-Fahrzeuge ist dies ein entscheidender Vorteil.