Hintergrundwissen zur Bremsprüfung von Allradfahrzeugen auf Rollenprüfständen

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.

Im geregelten Gegenlaufmodus ist aufgrund der variabel anpassbaren Rollengeschwindigkeit für das linke und rechte Rad stets die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit gegeben. Damit überträgt sich kein Drehmoment auf die Kardanwelle und der Antriebsstrang bleibt frei von der Prüfergebnis beinflussenden Verspannungen. Bilder: Maha

Keine Drehbewegung der Kardanwelle

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.

Die automatische Allraderkennung arbeitet auf der Basis des Drehwiderstands der im Prüfstand befindlichen Räder im ungebremsten Zustand. Die Werte geben den Widerstand eines Allradfahrzeugs im Gleichlaufmodus wieder.

Schaltet der Gegenlaufmodus ein, sinkt der Widerstand, weil keine Antriebsmomente auf die Kardanwelle mehr übertragen werden.

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.

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.

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