Wer später bremst, ist länger schnell!
Diese Weisheit aus dem Rennsport hat Ingenieure zu vielen kreativen Lösungen angespornt, die wir heutzutage fast alle nutzen. Bei immer größeren Geschwindigkeiten und schwereren Fahrzeugen mussten auch die Bremssysteme im Laufe der Zeit immer weiter entwickelt werden. Welche Anforderungen an Bremsen gestellt werden, wie sie funktionieren, wie man sie zerlegt, überholt und wieder fachgerecht zusammenbaut, dies alles durften unsere Schülerinnen und Schüler an zwei Tagen im Fahrzeugdidaktischen Labor der Uni Siegen praxisnah erfahren.
Nach einer kurzen Sicherheitseinweisung von Herrn Straberg, dem Leiter des FDL ging es dann los: Beim TÜV muss jedes Fahrzeug eine Abbremsung von mindestens 50% erreichen-ein Zahlenwert der aus mehreren Messungen am Bremsenprüfstand berechnet wird. Also ab auf den Prüfstand, Schüler ins Auto und „in die Eisen“! Nach mehreren Versuchen und etwas Rechnerei stand dann das Ergebnis fest: 57% - Herr Diehl hat zumindest bremsentechnisch bei der nächsten Hauptuntersuchung nichts zu befürchten!
Die nächsten Fragen waren nun: „Wie schafft man es eigentlich, mit Muskelkraft etliche tausend Newton Bremskraft zu erzeugen?“ und „Was genau macht eine Werkstatt, wenn diese 50% nicht erreicht werden?“ Hierzu standen drei Fahrzeuge zur Verfügung, an denen nun zunächst die Räder demontiert wurden, um an die Scheibenbremsen zu gelangen. Dann ging es mit aller Kraft an die Befestigungsschrauben der Bremssättel. Nach der Reinigung von Rost und dem Einfetten der Gleitflächen konnte nun wieder alles zusammengebaut werden. Tatkräftig angeleitet und unterstützt wurden unsere „jungen Ingenieure“ dabei von Frau Schäfer, Herrn Scholz , Herrn Straberg und nicht zuletzt Herrn Prof. Dr. Dreher, Leiter des Lehrgebiets „Technikdidaktik am Berufskolleg“ und Gründer des FDL.
„Die Schüler waren durchweg motiviert und mit großem Ernst bei der Sache. Erklärungen wurden abgefordert und Tipps unsererseits angenommen“, so Herr Straberg und Frau Schäfer ergänzte:
“Von Praxisscheu war nichts spüren, stattdessen immer wieder sehr präzise Fragen zu dem, was im Unterricht bereits lief und dem, was sich jetzt auf der Hebebühne am Fahrzeug zeigte.“
Der nächste Tag begann mit etwas Theorie zu Trommelbremsen. Ob „Duplex-“, „Servo-“, oder „Duo-Servobremse“ - alles geniale Erfindungen, um mithilfe der sogenannten „Selbstverstärkung“ mit kleinen Pedalkräften große Bremskräfte zu erzeugen! Dies durchschauten auch schnell unsere Schülerinnen und Schüler, die nach kurzen Recherchen die Funktion der einzelnen Bauweisen in Kurzvorträgen präsentierten. Anschließend ging es dann wieder an die Autos, um zu erfahren, wie diese Technik in der Praxis eingesetzt wird.
Neben der möglichst guten Bremskraft müssen Bremsen eine weitere Herausforderung meistern, nämlich die in Wärme umgewandelte Bewegungsenergie an die Umgebung abgeben. „Die dabei auftretenden Temperaturen können unter Rennbedingungen kurzzeitig so extrem ansteigen, dass der Stahl einer Bremsscheibe an der Oberfläche „verdampft“ und sich an der Felge niederschlägt. Hierzu sind etwa 4000°C nötig“ erklärt Prof. Dr. Dreher. Aber auch bei Fahrten auf Passstraßen können heiß gefahrene Bremsscheiben, die zu schnell abkühlen so stark belastet werden, dass „Martensitbildung“ eintritt. Was dies genau bedeutet, musste natürlich ausprobiert werden – nicht in Italien, sondern vor der Werkstatthalle der Uni Siegen! Statt im Fahrzeug eingebaut, wurden nun alte Bremsscheiben mit dem Schweißbrenner zur Rotglut gebracht und anschließend in Wasser abgeschreckt. Die Strukturänderungen im Stahl machen die Bremsscheibe nun so spröde, dass einige Hammerschläge ausreichen, um die Bremsscheibe zu zerstören. Wie die Bilder beweisen, hatten unsere Schülerinnen und Schüler nach anfänglichem Zögern sichtlich Spaß an dieser lehrreichen Zerstörung.
Abschließend möchten wir uns herzlich bei Prof. Dr. Dreher und seinem Team für die lehrreichen, praxisnahen und spannenden zwei Tage bedanken! Sie alle haben maßgeblich dazu beigetragen, dass die Junior-Ingenieur-Akademie junge Menschen über den Tellerrand der Schule hinausblicken lässt und sie für den MINT-Bereich begeistern kann.
Herzlichen Dank und bis bald wieder!
Markus Diehl
