Image: Neue Konzepte gegen den BremsstaubNeue Materialien und Technologien verringern die Belastung durch Bremsstaub | ebobeldijk
NewsLösung für Feinstaub-Problem in Städten?

Neue Konzepte gegen den Brems­staub

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Feinstaub sorgt für dicke Luft in Städten. Einen großen Anteil daran hat der Straßenver­kehr. Innovative Bremsscheiben könnten erheblich zur Entspannung des Problems beitragen.

11. Dezember 2018

Staub ist lästig, Feinstaub noch mehr, denn mit Partikel­größen unter zehn Mikrometer (zehn Millionstel Meter, PM10) steigt die Gefahr für unsere Gesundheit. Kleinere Feinstaub­par­tikel können bis in die Lungenbläs­chen und von dort in die Blutbahn vordringen. Die unschönen Folgen: Atemwegs- oder Herz-Kreislauf­er­kran­kungen. Um die Feinstaub­be­las­tung zu verringern, werden derzeit Software­up­dates, Nachrüstungen am Abgassystem oder Fahrverbote diskutiert. Doch auch Bremsscheiben rücken zunehmend in den Fokus des Interesses, denn eine deutliche Reduzierung des Bremsstaubs könnte Teil einer umfassenden Lösung werden.

Insgesamt lagen die Emissionen des durch den Menschen verursachten Feinstaubs in Deutschland laut Umweltbun­desamt 2015 bei rund 220.000 Tonnen. Nach einer Untersuchung der LUBW Landesan­stalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg stammen ein Drittel der Partikel­e­mis­sion im Straßenver­kehr von Bremsen und Reifen. Jährlich kommen so rund 14.000 Tonnen Bremsstaub deutschland­weit zusammen. Entschei­dend ist die Abnutzung von Bremsbelägen und -scheiben während des Bremsvor­gangs. Es handelt sich dabei im Wesentli­chen um Feinstaub mit einem hohen Anteil verschie­dener Metalle wie Eisen, Kupfer, Antimon, Zinn, Molybdän – eine ebenso gesundheits­schäd­liche wie umweltbe­las­tende Mischung.

Weniger Emissionen, mehr Betriebs­si­cher­heit

Die Hersteller müssen sich Gedanken über Alternativen machen. Eine hat die Bosch-Tochter Buderus Guss entwickelt. Die sogenannte iDisc erzeugt laut Angaben des Herstellers im Vergleich zu einer herkömmli­chen Bremsscheibe bis zu 90 Prozent weniger Bremsstaub erzeugt. Dies gelingt dank einer Hartmetall-Beschich­tung aus Wolframkarbid. Als Basis dient eine gewöhnliche Grauguss-Bremsscheibe. „Der Vorteil der Bremsstau­bre­du­zie­rung war uns vor neun Jahren, als die Entwicklung der iDisc begann, schon klar, nicht aber die aktuelle Bedeutung, die das Thema in letzter Zeit gewinnt“, sagt Gerhard Pfeiffer, Geschäfts­führer der Buderus Guss GmbH.

Neben der Reduzierung von Bremsstaub sorge die Hartmetall-Beschich­tung auch für mehr Betriebs­si­cher­heit. Die Bremsleis­tung kommt laut Hersteller nah an die von Keramikscheiben heran, die sich trotz ähnlicher Vorteile im Markt wegen hoher Kosten bislang nicht durchsetzen konnten.

Ähnlich der keramischen Alternative verhalte sich die neue Bremsscheibe auch beim Thema Fading sehr robust und lasse in der Verzögerungs­leis­tung kaum merklich nach.

Verbesse­rung auch für Elektroautos

Die neuartigen Bremsscheiben seien zudem für Elektromo­bile geeignet. Wegen der Bremsenergie-Rückgewin­nung – der Rekupera­tion – beanspru­chen E-Autos die Bremse weniger stark und haben deshalb bei herkömmli­chen Bremsscheiben immer wieder mit Flugrost-Bildung an den Reibringen zu kämpfen. Damit ist vorüberge­hend ein etwas schlechteres Ansprech­ver­halten beim Bremsen verbunden, das mit bei der neuen Bremsscheibe nicht mehr auftritt.

Der Markt für Bremsscheiben ist durch die geänderten Anforderungen in Bewegung geraten. Weiter auf Keramik setzen beispiels­weise ATE mit dem Produkt Ceramic oder Jurid mit den White-Bremsbelägen. Bremsenher­steller Brembo forscht unter dem Projektnamen Cobra an einem neuen Bremsbelag, der statt auf Phenolharze auf Zement als Bindemittel setzt. Es geht den Herstellern aber nicht nur um die Reduktion von Bremsstaub: Ein wichtiger Bestandteil vieler Bremsbeläge ist bis heute das Schwerme­tall Kupfer. Die Eco-Friction-Bremsbeläge des Herstellers Ferodo verzichten völlig darauf und leisten so ebenfalls einen erheblichen Beitrag zu mehr Umweltschutz.

EU-weite Grenzwerte

Seit 2005 gelten EU-weit Grenzwerte für Feinstaub der Kategorie PM10, seit 2015 existiert zudem ein verbindlich einzuhal­tender Grenzwert für Feinstaub kleiner als 2,5 Mikrometer (PM2,5). Die Regelungen werden national durch Luftrein­hal­te­pläne umgesetzt, doch in vielen Innenstädten zeigen die Luftdaten massive Überschrei­tungen. Rund ein Drittel des Staubs stammt aus den Emissionen von Verbrennungs­vor­gängen, im Wesentli­chen von Verursachern aus Straßenver­kehr und Haushalten.

Sollten sich die neuen Bremsscheiben-Technolo­gien zum Standard entwickeln, könnte die dicke Luft in deutschen Städten zukünftig auch ohne Fahrverbote zumindest ein wenig dünner werden.