Bremsprüfstand Maha
Bremsenservice

Hintergrundwissen zur Bremsprüfung von Allradfahrzeugen auf Rollenprüfständen

Um bei der Bremsprüfung von Allradfahrzeugen unverfälschte Verzögerungswerte ermitteln zu können, ist für viele solcher Modelle ein Prüfstand mit speziellem Allradmodus notwendig. Bild: Schmidt

Mit den seit einigen Jahren als chic geltenden SUVs bekommen es mittlerweile auch die freien Werkstätten häufiger zu tun. Weil diese Fahrzeuge zwar nicht immer, aber überwiegend mit permanentem Allradantrieb ausgestattet sind, stehen Kfz-Profis mit entsprechender Klientel nach einer Bremsenreparatur oder hinsichtlich einer bevorstehenden Hauptuntersuchung zunehmend vor der Frage: Lässt sich die Bremskraft bei nicht manuell abschaltbarem Vierradantrieb überhaupt in einem herkömmlichen Rollenprüfstand messen?

Im Grunde handelt es sich um kein neues Problem. Denn diese Frage stellt sich auch für normale Pkw und bewegt Mechaniker spätestens seit den 1990er-Jahren, als beispielsweise Volkswagen seine Synchro-Modelle in gößeren Stückzahlen oder auch BMW-Allradfahrzeuge auf den Markt brachte. Damals wie heute birgt der Bremstest in einem herkömmlichen, nicht allradtauglichen Rollenprüfstand nämlich das Risiko, dass es zu Verspannungen, eventuell auch Überbeanspruchungen im Antriebsstrang kommt. Dadurch übertragen sich die Bremskräfte, sodass es zu einem verfälschten, nicht den tatsächlichen Bremskräften entsprechenden Prüfwert kommen kann. In solchen Fällen ist dann ein Fehldiagnose hinsichtlich der Bremsleistung nicht auszuschließen.

Zwar gibt es durchaus Allradfahrzeuge, deren Bremsen sich unter Beachtung gewisser Bedingungen in einem herkömmlichen Prüfstand testen lassen – aber weiß eine freie Werkstatt welche das sind? Auch wenn Manfred Rudhart, Experte für Prüftechnik bei Maha, dazu einige – später folgende – Tipps parat hat, sagt er: „Weil die verschiedenen Hersteller von Allradfahrzeugen unterschiedliche Konzepte zur Kraftverteilung verfolgen, lässt sich keine pauschale Aussage darüber treffen, welches Fahrzeug unter welchen Bedingungen auf einem nicht für Allradfahrzeuge geeigneten Rollenbremsprüfstand prüfbar ist.“

Prüfung nicht möglich

Aber was passiert eigentlich, wenn man mit einem ‚Allradler’ in einem nicht dafür ausgelegten Prüfstand einen Bremstest vornimmt? „Bestenfalls und wohl in den meisten Fällen“, so Rudhart, „schaltet sich der Bremsprüfstand ab oder das Fahrzeug wird aus dem Rollensatz gedrückt.“ Zum Abschalten kommt es, wenn der Prüfstand über seine Anlauferkennung einen zu hohen ‚Rollwiderstand’ erfasst. Das passiert, beispielsweise, wenn die nicht im Rollenprüfstand befindlichen und fest auf dem Boden stehenden Räder über den Antriebsstrang einen zu hohen Roll- beziehungsweise Drehwiderstand an den vom Prüfstand angetriebenen Rädern hervorrufen. Das ist dann der Fall, wenn das Allradsystem per Kraftschluss die Verbindung zwischen Vorder- und Hinterachse herstellt – beispielsweise arbeiten Haldex- und Viscokupplung auf diese Art. Denn obwohl diese einen gewissen Schlupf zulassen, kann durch das Aneinanderreiben der darin befindlichen Kupplungslamellen ein geringer Kraftfluss von der Hinter- zur Vorderachse und umgekehrt gegeben sein.

Ist dieser sehr hoch – etwa, wenn die Haldexkupplung im aktiven Zustand an ihren Kupplungslamellen keinen oder kaum Schlupf zulässt – überträgt sich das Drehmoment der vom Bremsenprüfstand angetriebenen Räder an die auf dem Werkstattboden stehenden Räder. Durch deren Drehbewegung wird das Fahrzeug dann aus dem Prüfstand gedrückt.

„Geschieht das nicht und schaltet sich der Prüfstand auch nicht ab, kommt es zu Überlastungen respektive Verspannungen im Antriebsstrang – die früher oder später zu teuren Reparaturen führen können“, erklärt Rudhart. Denn auch wenn nicht sofort ein Schaden entsteht, dürfte jedem Kfz-Profi klar sein, dass Verwindungen im Antrieb oder unnötige starke Reibung an Lammellenkupplungen zumindest den Verschleiß fördern und damit die Lebensdauer beeinträchtigen. Bedenkt man außerdem, dass ein Fahrzeug im Lauf der Jahre mehr als nur einer Bremsprüfung unterzogen wird, sollten Werkstätten die Fahrzeuge ihrer ‚Allradkundschaft’ nur auf einem geeigneten Prüfstand prüfen.

Prinzip: Gegenlauf

Maha empfiehlt seinen Kunden, zur Allradprüfung ihren Rollenprüfstand mit einer vollautomatischen Allraderkennung auszustatten und auf den geregelten Gegenlaufmodus zu setzen. Während dieses Prüfprozesses treibt der Prüfstand das rechte und linke Rad entgegengesetzt an. Durch den Aufbau und die Funktion des Achsdifferenzials führt der Gegenlauf dazu, dass kein Drehmoment auf die Kardanwelle und letztlich auf die nicht im Prüfstand befindliche Achse wirkt. Verspannungen im Antriebsstrang sind demzufolge ausgeschlossen. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass sich beide Räder und damit die rechte und linke Antriebswelle gleich schnell drehen. Denn wie jeder Kfz-Profi in seiner Praxis bei angehobenen Fahrzeugen schon beobachtet haben dürfte, steht die Kardanwelle nur vollkommen still, wenn sich das linke und rechte Rad mit derselben Geschwindigkeit gegenläufig zueinander drehen.

„Wie von uns durchgeführte Tests gezeigt haben“, so Rudhart, „liegt genau in diesem Punkt der Vorteil des geregelten zum ungeregelten Gegenlauf“. Dazu muss man wissen: Beim ungeregelten Gegenlauf werden beide Räder stets mit Standardgeschwindigkeiten angetrieben. Jedoch lassen sich diese durch unterschiedliche Bremskräfte leicht beeinflussen und die Raddrehzahlen weichen dann voneinander ab. Ist das der Fall, kann es trotz Gegenlaufs zu Verspannungen im Antriebsstrang kommen, weil das Differenzial Kräfte an die Kardanwelle überträgt. Unterschiedliche Reifenluftdrücke und Profiltiefen zwischen dem rechten und linken Rad und daraus resultierende unterschiedliche Radumfänge, die wiederum die Raddrehzahlen beeinflussen, können ebenfalls dazu führen. Wobei diese Faktoren im Pkw-Bereich in der Regel zu solch geringen Drehzahlunterschieden führen, dass sie vernachlässigbar sind.

Geregelter Gegenlauf

Im Unterschied zum ungeregelten Gegenlauf erfasst ein Prüfstand mit geregeltem Gegenlauf eine mögliche Drehzahldifferenz zwischen dem rechten und linken Rad. Damit kann die Steuerelektronik die Geschwindigkeit des linken und rechten Rollenpaares aufeinander abstimmen und stets eine gleiche Drehgeschwindigkeit der beiden im Prüfstand befindlichen Räder gewährleisten. Das soll den Vorteil haben, dass kein Übertragen von Bremskräften von rechts nach links oder umgekehrt während der Bremsprüfung erfolgt.

Denn wie Maha nach eigenen Angaben in einem Praxisversuch mit einseitig deaktivierter Bremse herausgefunden hat, kann dies bei bestimmten Allradfahrzeugen im ungeregelten Gegenlaufmodus vorkommen. Dabei zeigte sich nämlich, dass die Bremswirkung der intakten Bremse über den Antriebsstrang auch eine Verzögerung am Rollenpaar auf der Achsseite mit deaktivierter Bremse nach sich zog. Mit der Folge, dass sich trotz fehlender Bremswirkung an der entsprechenden Anzeige ein Verzögerungswert darstellte – der auf eine vermeintlich intakte Bremsanlage schließen ließ.

Übetragen auf die Praxis bedeutet das: Sich einseitig auswirkende Defekte an der Bremse bleiben unentdeckt, obwohl eine scheinbar ordnungsgemäße Bremsprüfung erfolgte.

Bremswert
Der Bremsenprüfstand von Maha erfasst bei der Allradprüfung nur den Bremswert des vorwärtsdrehenden Rades, um realistische, dem Fahrzustand entsprechende Verzögerungswerte zu ermitteln. Bild: Schmidt

Praxistipps

Natürlich soll nicht unerwähnt bleiben, dass sich beispielsweise Fahrzeuge wie der Volkswagen Tiguan, der über eine Haldexkupplung verfügt, bei eingeschalteter Zündung und abgestelltem Motor auch in einem herkömmlichen Prüfstand prüfen lassen. In diesem Betriebszustand ist aufgrund der nicht arbeitenden Ölpumpe für die Haldexkupplung kein oder kaum Kraftfluss zwischen Hinter- und Vorderachse möglich. Außerdem sollen auch ein Großteil der X-Modelle von BMW oder auch bestimmte Quattro-Fahrzeuge von Audi mit Torsendifferenzial ohne Probleme in einem normalen Rollenprüfstand einer Bremsprüfung unterzogen werden können.

„Da aber vor allem in Mehrmarkenbetrieben keine speziellen Herstellervorgaben beziehungsweise Freigaben dazu existieren und oft unklar ist, was für ein System überhaupt verbaut wurde, sollte die Werkstatt sicherheitshalber auf einen allradtauglichen Prüfstand zurückgreifen“, so der Tipp von Rudhart. Außerdem weist er darauf hin, dass bei der Bremsprüfung von Allradfahrzeugen idealerweise ein Pedalkraftmesser zum Einsatz kommen sollte. Dies erklärt er damit: Da für ein exaktes Ermitteln der Bremskraft die Prüfstände von Maha nur den Wert während der Vorwärtsdrehung erfassen, sind im Gegenlaufmodus bei Allradfahrzeugen insgesamt sechs Bremsvorgänge notwendig, um alle Bremswerte der Betriebs- und Feststellbremse zu erfassen. Damit die Ergebnisse nicht durch unterschiedlich starkes Drücken auf das Bremspedal Abweichungen aufweisen, muss die ermittelte Bremskraft stets in Bezug auf die gleiche Pedalkraft bewertet werden.

Abschließend noch ein Tipp: Im Gegensatz zu zweiradgetriebenen Fahrzeugen sollte der Kfz-Profi Allrad-Vehicle bei noch stehenden Rollen aus dem Prüfstand fahren, um unnötigen Verschleiß zu vermeiden.

Neue Bremsprüfstandsrichtlinie

Mit dem Verkehrsblatt Nummer 9/2011 – Veröffentlichung Nr. 107 – hat das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung eine neue Richtlinie für die Anwendung, Beschaffenheit und Prüfung von Bremsprüfständen veröffentlicht. Damit müssen alle ab dem 01.10.2011 neu in Betrieb gehenden Bremsprüfstande die nachfolgend aufgeführten Anforderungen erfüllen. Bis dato bereits sich im Einsatz befindliche Prüfstände müssen dieser Richtlinie spätestens ab den 01.01.2020 entsprechen.

Für Rollen-Bremsprüfstände:

  • Mindestrollendurchmesser: ≥ 200 mm
  • Reibbeiwert zwischen Rolle und Reifen: 0,7 (trocken); 0,6 (nass)
  • Schlupfabschaltung bei tatsächlichem Schlupf :27 Prozent ± 3 Prozent
  • Mindestprüfgeschwindigkeit der Rollen bei Fahrzeugklassen M1+N1: 4 km/h
  • Mindestprüfgeschwindigkeit der Rollen bei sonstigen Fahrzeugklassen: 2 km/h
  • standardisierte Datenschnittstelle

Für Platten-Bremsprüfstände:

  • Reibbeiwert zwischen Platte und Reifen: 0,7 (trocken); 0,6 (nass)
  • Auffahrgeschwindigkeit: circa 8 bis 12 km/h
  • Messung bei circa 5 km/h auf 2 km/h
  • Mindestmesszeit: 0,4 s
  • Verwerfung der Messwerte wenn genannte Parameter nicht eingehalten werden.
  • standardisierte Datenschnittstelle