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Bremsen

Bremsen bei Fahrzeugen sind für die Betriebssicherheit unerlässlich. Je nach der Bauart unterscheidet man zwischen Trommelbremsen und Scheibenbremsen. In beiden Fällen wird für das Abbremsen von Fahrzeugen die Gleitreibung zwischen speziellen Bremsbelägen und einer Bremstrommel bzw. Bremsscheibe genutzt. Dabei wird mechanische Energie in thermische Energie umgewandelt, die in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

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Bremsen bei Fahrzeugen sind für die Betriebssicherheit unerlässlich. Je nach der Bauart unterscheidet man zwischen Trommelbremsen und Scheibenbremsen. In beiden Fällen wird für das Abbremsen von Fahrzeugen die Gleitreibung zwischen speziellen Bremsbeläge nund einer Bremstrommel bzw. Bremsscheibe genutzt. Dabei wird mechanische Energie in thermische Energie umgewandelt, die in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

Physikalische Grundlagen

Bremssysteme sind hydraulische Anlagen, bei denen zum einen das Gesetz für hydraulische Anlagen und zum anderen die Abhängigkeit der Gleitreibung von der Normalkraft genutzt werden.
Damit die Anpresskraft (Normalkraft) zwischen Bremsbacken und Bremstrommel bzw. Bremsscheibe möglichst groß werden kann, wird die Fläche im Hauptbremszylinder klein und bei den Bremskolben groß gewählt, denn nach dem Gesetz für hydraulische Anlagen verhalten sich die Kräfte an den Kolben proportional zu den Flächen der Kolben. Es gilt:

F 1 F 2 = A 1 A 2

Somit kann man mit einer kleinen Kraft am Bremspedal eine große Kraft am Bremskolben erreichen.
Für die Gleitreibungskraft zwischen Bremsbacken bzw. Bremstrommel gilt:

F R = μ ⋅ F N

Die Normalkraft (Anpresskraft) kann man mit der Kraft am Bremspedal verändern. Sie ist umso größer, je kräftiger man das Bremspedal betätigt. Darüber hinaus werden in modernen Fahrzeugen Bremskraftverstärker genutzt.
Die Reibungszahl hängt von den verwendeten Materialien ab. In der Regel verwendet man spezielle Bremsbeläge, die nicht nur eine relativ hohe Reibungszahl haben, sondern auch möglichst abriebfest und hitzebeständig sein müssen, damit die Betriebssicherheit über einen längeren Zeitraum auch bei hoher Belastung gewährleistet ist.

Bremsen sind besonders wirksam, wenn zwischen Reifen und Straße die Haftreibungskraft und nicht die kleinere Gleitreibungskraft wirkt. Das könnte passieren, wenn man die Bremsen so kräftig betätigt, dass die Räder blockieren.
Um das zu vermeiden, wird in modernen Fahrzeugen ein Antiblockiersystem (ABS) eingebaut. Das ABS sichert elektronisch ab, dass im Grenzbereich die Räder nicht blockieren. Damit wird nicht nur eine bessere Bremswirkung erzielt, sondern es bleibt auch die Lenkbarkeit des Fahrzeuges erhalten.

Trommelbremsen

Den Aufbau einer Trommelbremse zeigt Bild 2. Beim Betätigen des Bremspedals werden durch einen Bremszylinder die Bremsbacken von innen gegen die Bremstrommel gedrückt. Diese Bremstrommel ist fest mit dem Rad verbunden. Damit wirkt zwischen Bremsbacken und Bremstrommel eine Gleitreibungskraft, die das Abbremsen des Fahrzeuges bewirkt.

  • Trommelbremse

Scheibenbremsen

Bild 3 zeigt den Aufbau einer Scheibenbremse. Sie ist so konstruiert, dass die Bremsbeläge durch einen Bremszylinder gegen eine Bremsscheibe gedrückt werden, die fest mit dem Rad verbunden ist. Damit wirkt zwischen Bremsbacken und Bremsscheibe eine Gleitreibungskraft, die das Abbremsen des Fahrzeuges bewirkt. Gut sichtbar sind Scheibenbremsen bei vielen Motorrädern.

  • Scheibenbremse
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Bremsen." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/bremsen (Abgerufen: 20. May 2025, 12:43 UTC)

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Bremsen bei Fahrzeugen sind für die Betriebssicherheit unerlässlich. Je nach der Bauart unterscheidet man zwischen Trommelbremsen und Scheibenbremsen. In beiden Fällen wird für das Abbremsen von Fahrzeugen die Gleitreibung zwischen speziellen Bremsbelägen und einer Bremstrommel bzw. Bremsscheibe genutzt. Dabei wird mechanische Energie in thermische Energie umgewandelt, die in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

DANIEL BERNOULLI

* 08. 02. 1700 Groningen
† 17. 03. 1782 Basel.

Er war ein schweizer Mathematiker, Physiker und Mediziner.
Auf physikalischem Gebiet beschäftigte er sich insbesondere mit der Mechanik der Flüssigkeiten und Gase und fand eine Gleichung zur Beschreibung des Strömungsverhaltens von Flüssigkeiten, die heute als bernoullisches Gesetz bezeichnet wird.

Fahrphysik

Das Fahrverhalten von Kraftfahrzeugen wird im Wesentlichen durch die Konstruktion (z. B. Vorder-, Hinter- bzw. Allradantrieb, Fahrzeugart, Radstand, Spurweite, Achsbelastung) und das Wirken von äußeren Kräften bestimmt und wird bei besonderen Fahrsituationen (z.B. Anfahren, Bremsen, Kurvenfahrten) deutlich. Dargestellt und an Beispielen erläutert sind die unterschiedlichen Fahrzeugbewegungen, die verschiedenen Arten von Reibung, das Beschleunigen, Bremsen, Kurvenfahrten und Achsbelastungen.

Hebel

Hebel sind kraftumformende Einrichtungen. Sie dienen häufig dazu, mit kleinen Kräften größere Kräfte hervorzurufen. Sie werden z. B. bei Brechstangen, Scheren, Schraubenschlüsseln, Flaschenöffnern, Waagen oder Wippen genutzt.
Mit Hebeln wird keine mechanische Arbeit gespart, sondern lediglich die notwendige Kraft zum Bewegen oder Heben eines Gegenstandes verringert, wobei sich der zurückzulegende Weg vergrößert.

Kolbendruck

Den Druck, der auf Kolben oder Stempel wirkt oder der durch diese hervorgerufen wird, nennt man Kolbendruck oder Stempeldruck.

Formelzeichen:p
Einheit:ein Pascal (1 Pa)

Der Kolbendruck oder Stempeldruck ist ein spezieller Druck. Es gelten für ihn aber alle Aussagen, die für den Druck allgemein zutreffen.

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