Lkw-/Pkw-Bremsenprüfstände

Ein Bremsenprüfstand ist eine technische Vorrichtung, die im Wesentlichen dem Prüfen der Bremsanlage von Kraftfahrzeugen dient. Da die Überprüfung der Bremsen, wie sie beispielsweise in § 29 StVZO (Österreich: § 57 KFG) gefordert wird, auf der Straße kaum möglich ist, verwendet man Bremsenprüfstände. Hierbei kommen meistens Rollenbremsenprüfstände zum Einsatz.

Eine weitere Form ist der Plattenbremsenprüfstand.

 

Technische Regeln

Bei Fahrzeugen, welche in den EU-Ländern zugelassen werden sollen, gelten gemäß den EG-Richtlinien bestimmte Anforderungen für die maximalen Betätigungskräfte am Pedal. Damit das Fahrzeug den geltenden technischen Richtlinien entspricht, darf der Unterschied der Bremswirkung nur eine bestimmte Abweichung vom Höchstwert betragen.

Erlaubte Differenzen der Bremswirkung der Räder einer Achse:

bei der Betriebsbremse maximal 25 % vom größeren Wert

bei der Feststellbremse, die während der Fahrt betätigt werden kann, maximal 50 % vom größeren Wert

bei der Feststellbremse, die nicht während der Fahrt betätigt werden kann (vorrangig die neuen elektronischen oder Lkw-Anhänger-Feststellbremsen), maximal 95 % vom größeren Wert

Auch die prozentuale Abbremsung ist gesetzlich vorgeschrieben und muss beim Pkw und Lkw bestimmte Mindestwerte erreichen.

 

Prozentuale Abbremsung:

Betriebsbremse mindestens 50 %; bei einer Pedalkraft von ≤ 500 Newton

Feststellbremse mindestens 15 %; bei einer Handkraft von ≤ 400 Newton oder Fußkraft von ≤ 500 Newton

Um richtige Ergebnisse zu erzielen, muss der Reifendruck im vorgeschriebenen Bereich liegen.

Aufbau und Funktion des Lkw und Pkw-Rollenbremsenprüfstand

Damit auf dem Bremsenprüfstand die beiden Räder einer Achse gleichzeitig geprüft werden können, hat er zwei gleiche Rollensätze. Jede der Rollen treibt bei der Prüfung ein Rad an. Angetrieben werden die Antriebsrollen über einen mittels Getriebe gekoppelten Elektromotor. Zur Blockierschutzüberwachung und zum automatischen Ein- und Ausschalten dient eine Tastrolle. Die Ermittlung der Bremskräfte erfolgt bei modernen Rollenbremsenprüfständen über die Antriebsrolle und die Bremsmomentrolle. Von der Bremsmomentrolle wird die Reaktionskraft über eine Messdose auf die Anzeige übertragen. Für die Anzeige der Messwerte können sowohl digitale als auch analoge Instrumente verwendet werden. Außerdem können die gemessenen Werte über einen angeschlossenen Drucker zwecks Protokollierung ausgedruckt werden. Für Fahrzeuge, welche mit Permanent-Allradantrieb ausgerüstet sind, müssen spezielle Prüfstände verwendet werden.

 

Allradfahrzeuge mit einem Bremsenprüfstand prüfen

Trotz Benzinpreisschock ist der Allrad-Boom ungebremst. Der Trend zu 4x4-Pkw, SUV und Geländewagen begann bereits in den 1990er Jahren. Somit sind solche Fahrzeuge inzwischen immer häufiger in der Werkstatt und damit auf den Bremsenprüfständen zu Gast.

Angesichts der Vielfalt der Allrad-Technik kann hier etwas zusammenkommen, was nicht zusammen gehört. Daher hat asp bei den Herstellern Details zur Technik ihrer Allradantriebe und ihre Empfehlungen zur Bremsenprüfung abgefragt.

Viele Bremsentester haben eine Anlaufautomatik, eine Schlupfabschaltung, eine automatische Messwertspeicherung und eine Ausfahrhilfe. Mit speziellen Modellen können die Kfz-Betriebe auch Allradfahrzeuge testen. Hierbei misst der Tester die tatsächlichen Bremskräfte der Radbremsen, da die Prüftechnik der Allrad-Regelsätze den Allradantrieb während der Bremsprüfung unwirksam macht.

 

Welcher Allradler und wie, kann auf einen Bremsenprüfstand ohne automatische Allraderkennung geprüft werden

 

Pkw und Lkw-Bremsenprüfstände von Sherpa und Allrad-Fahrzeuge

 

Bei einem Einachsantrieb starten die beiden Räder auf dem Rollen-Bremsenprüfstand in eine Richtung und die Kardanwelle dreht bei Getriebeleerlauf frei durch. Wenn die Achswellen einer Antriebsachse durch die Kardanwelle gebremst sind, wie dies bei Allradverbindung oder bei eingelegtem Gang der Fall ist, verursacht das Differential der Achse bei dem gegenüberliegenden Rad eine Gegenbewegung. Sherpa Bremsen-Prüfstände starten generell mit einem leichten seitenverzögerten Anlauf, wobei das linke Rad in einer Vorwärtsbewegung startet. Bei gebremster Kardanwelle macht das rechte Rad eine Rückwärtsbewegung, die vom Bremskraft-Meßsystem erkannt wird. Daraufhin startet das rechte Rad automatisch im Gegenlauf zum anderen Rad und schaltet auch die Messwertanzeige um.

Nachdem die meisten „Allrad-Fahrzeuge“ mit Scheibenbremsen ausgestattet sind, erübrigt sich bei Drehrichtungsumkehr der Pedalkraftmesser für die Differenzmessung. Der Bremsunterschied ist bei vorwärts- und rückwärtsdrehenden Scheibenbremsen sehr gering.

Die Prüfzeit ist dieselbe wie bei Einachsangetriebenen Fahrzeugen, eine etwas längere Zeit wird nur benötigt wenn der Prüfstand automatisch eine Gegenkontrolle macht.

Falls die Bremskraftdifferenz zu hoch ist, erfolgt automatisch ein zweiter Prüfschritt in die umgekehrte, gegenseitige Drehrichtung. Der Schwellwert für die Gegenprüfung kann im Kalibrier-Programm hinterlegt werden. In diesem Fall werden die Bremskräfte des jeweils vorwärts drehenden Rades zur Berechnung herangezogen.

 

Bei Pkw- und Transporterfahrzeugen wird üblicherweise kein permanenter starrer Allradantrieb verwendet, weshalb sich während der Bremsprüfung eine Geschwindigkeitsregelung für die Achswellen erübrigt.

Allradantriebe mit starrer Verbindung sind bei PKW-Fahrzeugen in der Regel manuell zu- und abschaltbar.

Bei den meisten Pkw- und Transporterfahrzeugen mit Allradantrieb werden variable Allradsysteme verwendet, die selbst bei starker Allradverbindung, während der Bremsprüfung in Drehrichtungs-umkehr, einen Ausgleich der Drehzahldifferenz der Achswellen über die Kardanwelle zulassen.

 

Anders jedoch bei Lkw-Fahrzeugen und Lkw-Bremsenprüfstand

Bei Lkw-Fahrzeugen mit Doppelachsantrieb finden wir des Öfteren eine starre Verbindung zwischen den Antriebsachsen vor.

Bei diesen Fahrzeugen ist zur „Automatischen Allraderkennung, mit automatischer gegenläufiger Dreh- und Messrichtungsumkehr und automatischem Prüfablauf“ auch eine „Automatische Geschwindigkeitsregelung“erforderlich.

Mit der „Automatischen Geschwindigkeitsregelung“ werden die beiden gegeneinander drehenden Achswellen des Kraftfahrzeuges in der Prüfgeschwindigkeit angeglichen und auf den geringsten Rollwiderstand gebracht. Damit erfolgt eine automatische Entkoppelung der Antriebseinheiten die den gegenseitigen Kraftübertrag aufhebt.

 

Die Messung Messprinzip des Pkw-Bremsenprüfstandes

Die Bremskräfte werden an den Laufflächen der Räder gemessen. Sobald die Räder abgebremst werden, entsteht ein Bremsmoment, welches der Rollendrehrichtung entgegengesetzt ist. Mit steigender Pedalkraft, bis zum Blockieren der Räder, gibt der Verlauf der Bremskräfte Aufschluss über mögliche Fehler im Bremssystem. Mit dem Rollenbremsenprüfstand kann für jedes Rad separat folgendes gemessen werden:

Rollwiderstand

Bremskraft

Schwankung der Bremskraft, Unrundheit der Bremsscheibe etc.

Eintritt der Blockierneigung

Bei fehlerhaften Bremswerten oder bei Funktionsfehlern muss eine systematische Fehlersuche erfolgen.

 

Neue gesetzliche Vorschriften:

Zum 01.10.2011 trat in Deutschland eine neue Richtlinie für Bremsenprüfstände in Kraft. Diese neue Bremsenprüfstandsrichtlinie beinhaltet neue Vorgaben zum Prüfablauf und einer papierlosen Datenübertragung zwischen Prüfstand und standardisierter Prüfsoftware.

Alle ab dem 01.10.2011 in den Verkehr gebrachten Prüfstände unterliegen dieser neuen Bremsenprüfstandsrichtlinie. Bereits im Verkehr befindliche Bremsprüfstände haben bis zum 01.01.2020 Bestandsschütz und müssen bis dahin entsprechend der neuen Vorgaben ausgestattet oder ausgetauscht werden.

Die Vorgaben der neuen Bremsenprüfstandsrichtlinie haben weitreichende technologische Anpassungen erforderlich gemacht. So muss bei Plattenbremsenprüfständen u.a. die Auffahrtgeschwindigkeit gemessen und für den Prüfvorgang erfasst werden.

Darüber hinaus wurde die ASA Livestream Schnittstelle mit dem entsprechenden Übertragungsprotokoll installiert.

Bild:

 

Bremsprüfungen und Berechnungen von Bremskräften bei Pkw und Lkw-Bremsenprüfständen

Bremsverzögerung, Hochrechnung und Messung der Verzögerung bzw. Abbremsung auf Bremsenprüfständen

Hierzu gib es zwei Möglichkeiten:

1. Die Ermittlung der Abbremsung z in % mit Hilfe eines Bremsenprüfstandes (Rollen- oder Plattenprüfstand)
2. Die Ermittlung während der Verzögerung im Fahrversuch mit Hilfe eines Verzögerungsmessgerätes (schreibend oder nichtschreibend). Während ein nichtschreibendes Gerät nur die Höhe der maximalen Bremsverzögerung anzeigt, zeichnet ein schreibendes Gerät darüber hinaus auch noch den zeitlichen Verlauf der Ansprech- und Schwelldauer auf.

Die Bremsprüfung im Fahrversuch auf der Straße ist zeitraubend und bei der heutigen Verkehrsdichte auch gefährlich. Deshalb werden zur Überprüfung der Bremsanlagen nach § 29 StVZO überwiegend Bremsenprüfstände (bei Nutzfahrzeugen in erster Linie Rollenprüfstände) eingesetzt.
Nur Fahrzeuge, die aufgrund ihrer Bauart auf einem solchen Prüfstand nicht geprüft werden können, sind auf der Straße mit einem schreibenden Verzögerungsmessgerät zu prüfen.

Ermittlung der Abbremsung eines Lkw  auf dem Bremsenprüfstand

Auf einem Rollenprüfstand werden die max. Bremskräfte pro Rad gemessen. Addiert man diese Bremskräfte und stellt die Summe prozentual dem jeweiligen Fahrzeuggewicht gegenüber, so erhält man nach der schon bekannten Gleichung die prozentuale Abbremsung des Fahrzeugs:

Beispiel: F = 96 000 N; Gp = 160 000 N

                       96.000 N
             z = --------------------------- × 100 % = 60 %

                     160 000 N

Der Gesetzgeber schreibt bei den Überprüfungen der Fahrzeuge nach § 29 StVZO (Hauptuntersuchungen HU bzw. Sicherheitsprüfung SP) bestimmte Mindestabbremsungen vor, die das beladene Fahrzeug auf jeden Fall erreichen muss.
Die grosse Mehrheit der Fahrzeuge wird allerdings nicht im vollbeladenen, sondern im leeren oder evtl. teilbeladenen Zustand zur Bremsenprüfung vorgestellt.
Aus diesem Grund muss dann zum Nachweis, dass die gesetzlichen Vorschriften erfüllt werden, eine Hochrechnung vorgenommen werden.
Grund dafür ist, dass im leeren Fahrzeugzustand wegen der fehlenden Radlast auf der Rolle auch nur geringere Bremskräfte zu messen sind, bevor die Blockierschutzschaltung wirksam wird.
Die Bremskraft an den Rädern eines Fahrzeuges nimmt linear mit dem eingesteuerten Bremsdruck zu. Dies gilt für druckluftgebremste Fahrzeuge genauso wie für hydraulisch gebremste Fahrzeuge.
Auf dieser Grundlage lässt sich mit Hilfe der im leeren Zustand gemessenen Bremskräfte und den dabei in die Bremszylinder eingesteuerten Drücken die im beladenen Zustand zu erwartende Bremskraft hochrechnen.

Die Hochrechnung

Zur Hochrechnung wird aus dem vom Fahrzeughersteller angegebenen max. Bremsdruck für die Bremsanlage pN sowie den jeweils in die Bremszylinder der einzelnen Achsen eigesteuerte Druck p der Faktor i unter Berücksichtigung des Anlegedrucks von 0,4 bar errechnet.

                          F1 × i1 + F2 × i2 + …Fn × in

        z   = ---------------------------------------------------------------------- × 100 %

                                       Gz

• Gz = Zul. Gesamtgewichtskraft des Fahrzeugs (N)

•  z = Abbremsung (%)

• F1 = Bremskraft der ersten Achse, die bei dem Druck p1 ermittelt wurde in (N)

• F2 = Bremskraft der zweiten Achse, die bei dem Druck p2 ermittelt wurde in (N)

• Fn = Bremskraft der letzten Achse in (N)

 

Formel:  i1= pN - 0,4 :  p1 - 0,4        i2= pN - 0,4 : p2 - 0,4

 

Index:  pN = der vom Hersteller für die betreffende Achse angegebene max. Bremsdruck (bar Überdruck) siehe Fabrikschild. (Falls pN nicht angegeben ist, so ist wie bisher der Berechnungsdruck

           einzusetzen). p1; p2 = Bremsdruck, der bei der Bremsprüfung in den Radzylindern der jeweiligen Achse eingesteuert wird (bar Überdruck).

 

Darstellung eines Rollen-Bremsenprüfstandes

Sicher Bremsen - Bremsenprüfung auf Basis von Bremsenreferenzwerten  für die Zukunft

 

Die Prüfmethoden der aktuellen Hauptuntersuchung ermöglichen nur mäßig differenzierte Aussagen über die Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Fahrzeugs. Gefahren, welche durch minderwertiges Material entstehen, werden nicht sicher erfasst.

Um diese Sicherheit zu gewährleisten, sollen bei der Hauptuntersuchung zukünftig die Prüfverfahren dem technischen Fortschritt angepasst werden. Die "Referenzwertmethode für den Rollenprüfstand" und die "Referenzwertmethode für die Prüffahrt" würden einen solchen Fortschritt bedeuten. Bei beiden Verfahren kommen Referenzwerte zum Einsatz. Diese begrenzen einen Bereich, in welchem sich das Verhältnis von Bremskraft bzw. Verzögerung des Fahrzeuges zu Bremsdruck, befinden muss, um eine ausreichende Bremswirkung zu gewährleisten. Die Referenzwerte werden für jeden Fahrzeugtyp separat ermittelt, um typspezifische Unterschiede zu berücksichtigen.

Der vorliegende Film erläutert die Durchführung der neuen Methoden der Bremsenprüfung in der Kfz-Werkstatt

 

Pkw-Lkw-Bremsenprüfstände

Die grundsätzliche sicherheitstechnische Bedeutung der Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen erfordert regelmäßige Überprüfungen. Bei diesen Untersuchungen der Fahrzeuge nach § 29 StVZO sowie bei Inspektionsarbeiten in der Kfz-Werkstatt oder Reparaturen beim Bremsendienst werden die Bremsprüfungen auf Bremsprüfständen (hauptsächlich Rollenprüfständen) durchgeführt. Die gemessenen Bremskräfte am Radumfang dienen als Grundlage für die Bewertung von Funktionsfähigkeit und Wirkung der Bremsanlage. Die Bremsprüfstände für die Untersuchungen nach § 29 StVZO müssen den "Richtlinien für die Anwendung, Beschaffenheit und Prüfung von Bremsenprüfständen" des Bundesministers für Verkehr entsprechen.

 

Aufbau eines Rollenbremsenprüfstand

Ein Rollen-Bremsprüfstand besteht im Wesentlichen aus zwei Rollensätzen für die rechte und linke Prüfstandsseite. Das Fahrzeug wird mit den Rädern der zu prüfenden Achse in diese Rollensätze gefahren.

Das Grundelement für die Rollensätze bildet ein stabiler Rahmen, auf den in Wälzlagern je eine Antriebs- und Auflaufrolle parallel zueinander montiert sind. Ein Kettenantrieb verbindet beide Rollen formschlüssig miteinander. Ein Drehstrommotor treibt die Antriebsrolle über ein Übersetzungsgetriebe an. Diese Antriebseinheit lagert pendelnd auf der verlängerten Welle der Antriebsrolle und stützt sich durch einen am Getriebe angeflanschten Hebel über eine Kraftmesseinrichtung am Rahmen ab. Die Messung der Bremskraft FBr beruht auf der Messung des Reaktionsmoments MR. Die Elektromotoren treiben die Laufrollen mit einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit an und halten diese auch dann nahezu konstant, wenn durch die auf den Laufrollenpaaren abgebremsten Fahrzeugräder ein Bremsmoment entgegenwirkt. Die pendelnd aufgehängte Antriebseinheit mit Hebelarm überträgt das beim Abbremsen wirkende Bremsmoment auf die Kraftmesseinrichtung. Die Kraftmesseinrichtung ist in Form eines Biegebalkens mit Dehnungsmessstreifen ausgeführt.

Bremsenprüfstand-Wirkungsweise
Bestimmung der Bremskraft FBr durch Messen des Reaktionsmoments MR. 1 Fahrzeugreifen, 2 Rollenpaar mit Abstand a, 3 Motor mit Getriebe, 4 Drehmomenthebel mit Länge l, 5 Messwertsensor, 6 Anzeigegerät.

Die digitale Verarbeitung der Messwerte mit Rechner erfolgt bei diesen Systemen so, dass alle in der Bremskraftmessung enthaltenen Informationen wie Bremskraftdifferenz oder Bremskraftschwankung getrennt ausgewertet und je nach Ausführung analog oder digital in übersichtlicher Form angezeigt und über einen angeschlossenen Drucker auch protokolliert werden.

Funktion eines Bremsenprüfstands

Das Einschalten der Antriebsmotoren für die Rollensätze des Prüfstandes erfolgt entweder über Fernbedienung oder aber über die Ein-Ausschalt-Automatik. Sichtbares Kennzeichen einer solchen Automatik sind die beweglich zwischen den Prüfrollen jedes Rollensatzes angeordneten Tastrollen. Das Fahrzeug drückt diese Tastrollen beim Einfahren in den Prüfstand mit den Rädern nach unten und schaltet den Prüfstand ein. Verlässt das Fahrzeug den Prüfstand wieder, so schaltet es den Prüfstand beim Entlasten der Rollen automatisch wieder aus. Steigt beim Abbremsen die Bremskraft über die Reibungskraft zwischen Reifen und Prüfrollen an, beginnt das Rad zu schlupfen und will blockieren. Bei gleitenden Rädern wird jedoch nicht mehr die Bremskraft, sondern der für die Bremsprüfung unbrauchbare radlastproportionale Gleitwiderstand zwischen Reifen und Rollen gemessen. Diese Fehlmessungen und eine mögliche Beschädigung der Reifen verhindert die "automatische Schlupfabschaltung", die den Schlupf über die Drehzahl der Tastrolle erfasst und bei Überschreiten eines eingestellten Maximalwerts den Prüfstand abschaltet. Im Augenblick des Abschaltens zeigt die Bremskraftanzeige den maximale Bremswert an. Eine elektronische Speicherschaltung bewirkt, dass dieser Wert ausreichend lange für eine sichere Ablesung stehen bleibt.

Werden zusätzlich zu den Bremskräften auch Fahrzeug- bzw. Achsgewichte über Fernbedienung eingegeben oder am Prüfstand gemessen, errechnet der Prüfstand zusätzlich noch die Abbremsung.

Durch die automatischen Abläufe im Bremsprüfstand lässt sich der Prüfvorgang äußerst rationell ausführen. Der Prüfer kann vom Fahrzeug aus die gesamte Bremsprüfung der Vorder- und Hinterachsen durchführen.

Die Prüfung von Fahrzeugen mit permanentem Allradantrieb und variabler Momenten-verteilung erfolgt auf speziellen Prüfständen. Dabei wird verhindert, dass Momente von der angetriebenen auf die stillstehende Achse übertragen werden.

 

Tachoprüfung § 57b mittels Hilfe eines Bremsenprüfstand für Lkw

§57b Prüfung der Fahrtschreiber und Kontrollgeräte

(1) Halter, deren Kraftfahrzeuge mit einem Fahrtschreiber nach § 57a Abs. 1 oder mit einem Kontrollgerät nach der Verordnung (EWG) Nr. 3821/85 ausgerüstet sein müssen, haben auf ihre Kosten die Fahrtschreiber oder die Kontrollgeräte nach Maßgabe des Absatzes 2 und der Anlagen XVIII und XVIIIa darauf prüfen zu lassen, dass Einbau, Zustand, Messgenauigkeit und Arbeitsweise vorschriftsmäßig sind. Bestehen keine Bedenken gegen die Vorschriftsmäßigkeit, so hat der Hersteller oder die Werkstatt auf oder neben dem Fahrtschreiber oder dem Kontrollgerät gut sichtbar und dauerhaft ein Einbauschild anzubringen. Das Einbauschild muss plombiert sein, es sei denn, dass es sich nicht ohne Vernichtung der Angaben entfernen lässt. Der Halter hat dafür zu sorgen, dass das Einbauschild die vorgeschriebenen Angaben enthält, plombiert sowie vorschriftsmäßig angebracht und weder verdeckt noch verschmutzt ist.

(2) Die Prüfungen sind mindestens einmal innerhalb von zwei Jahren seit der letzten Prüfung durchzuführen. Außerdem müssen die Prüfungen nach jedem Einbau, jeder Reparatur der Fahrtschreiber- oder Kontrollgeräteanlage, jeder Änderung der Wegdrehzahl oder Wegimpulszahl und nach jeder Änderung des wirksamen Reifenumfanges des Kraftfahrzeuges sowie bei Kontrollgeräten nach Anhang I B der Verordnung (EWG) Nr. 3821/85 auch dann, wenn die UTC-Zeit von der korrekten Zeit um mehr als 20 Minuten abweicht oder wenn sich das amtliche Kennzeichen des Kraftfahrzeuges geändert hat, durchgeführt werden.

(3) Die Prüfungen dürfen nur durch einen nach Maßgabe der Anlage XVIIIc hierfür amtlich anerkannten Fahrtschreiber- oder Kontrollgerätehersteller oder durch von diesen beauftragte Kraftfahrzeugwerkstätten und durch nach Maßgabe der Anlage XVIIId anerkannte Kraftfahrzeugwerkstätten durchgeführt werden. Die Prüfungen dürfen nur an Prüfstellen vorgenommen werden, die den in Anlage XVIIIb festgelegten Anforderungen entsprechen.

(4) Wird der Fahrtschreiber oder das Kontrollgerät vom Fahrzeughersteller eingebaut, so hat dieser, sofern er hierfür nach Anlage XVIIIc amtlich anerkannt ist, die Einbauprüfung nach Maßgabe der Anlage XVIIIa durchzuführen und das Gerät zu kalibrieren. Die Einbauprüfung und Kalibrierung kann abweichend von Satz 1 auch durch einen hierfür anerkannten Fahrzeugimporteur durchgeführt werden. Die Einbauprüfung darf nur an einer Prüfstelle durchgeführt werden, die den in Anlage XVIIIb festgelegten Anforderungen entspricht.

 

Mit freundlichen Grüßen

Rösner Kfz-Werkzeuge Werkstattausrüstung