Mit dem SLS auf Härtetest rund um den Globus

In Los Angeles konnte Mercedes-Benz bei der LA Motor Show gerade verkünden, der SLS AMG sei für 2010 ausverkauft. Aber der Weg bis zu solchen Erfolgsmeldungen ist lang, gerade auch für die Bremsanlage des Supersportlers.

Kaum ein System im Fahrzeug muss so unterschiedliche Anforderungen erfüllen wie die Bremse, und beim Mercedes-Benz SLS AMG hatten die Entwicklungs-Ingenieure und Testfahrer dabei sogar ihre Mammutaufgabe gleich zwei Mal zu bewältigen.

Grenzbereiche

Für den Flügeltürer mussten sie die AMG Verbund-Bremsanlage mit Aluminium-Graugussscheiben und die AMG Keramik-Verbundbremsanlage entwickeln und erproben. Großglockner-Hochalpenstraße im Juni 2009, 19:30 Uhr. Die Sonne ist bereits hinter den schneebedeckten Dreitausendern verschwunden. Es wird langsam dunkel, und es ist kühl. Die hochalpine Stille wird jäh unterbrochen, als der getarnte SLS „Erlkönig“ langsam näher kommt. Mit 40 km/h rollt der schwarze Flügeltürer bergab. Das schabende Geräusch aus den Radkästen lenkt die Blicke auf die Räder. Die glühenden Bremsscheiben und rote Funken von den Bremsbelägen machen klar: Hier ist einer am [foto id=“118281″ size=“small“ position=“right“]absoluten Limit unterwegs.

Am Steuer des SLS sitzt Christian Flessa, Leiter Entwicklung Bremse & Achse bei Mercedes-AMG. Routiniert steuert er den Prototyp ins Tal. Seine Mission: das Nachlassen der Bremswirkung bei immer heißer werdenden Bremsen zu überprüfen, auch Fading genannt. Der 36-jährige Ingenieur startet bei 2571 Meter über Normalnull auf der Edelweißspitze und spult auf den 15 Kilometern bis zur Mautstation 1500 Höhenmeter ab. Durchschnittlich gut zehn Prozent Gefälle treibt den Supersportwagen an. Das MCT-Sportgetriebe befindet sich im Leerlauf, also gibt es keinerlei Motorbremswirkung, die den SLS verzögern könnte. Dafür steht Flessa permanent auf dem Bremspedal, um zusätzlich Hitze zu erzeugen – eine gnadenlose Wärmebelastung für Bremsscheiben, -sättel, -beläge und -flüssigkeit.

Tempo

Das Tempo: anfangs 30 km/h, später 40 km/h. Das geringe Tempo verhindert zusätzlich eine effektive Kühlung aller Komponenten. „Wir simulieren bei diesem Test quasi den unwissentlichen Missbrauch der Bremsanlage. Unten im Tal folgt als ultimativer Test noch eine Vollbremsung aus Tempo 100. Selbstverständlich müssen dann alle Regelsysteme wie Bremsassistent, ABS und ESP hundertprozentig funktionieren.“ Anschließend wird das Auto abgestellt, so dass sich alle Komponenten richtig aufheizen.

Aufwändige Messtechnik samt im ganzen Auto installierten Temperatur- und Drucksensoren liefert eine Fülle an Daten, die Christian Flessa während der Bergabfahrt mithilfe spezieller Displays stets im Blick behält: Temperaturen der Bremsscheiben von bis zu 500 Grad bei den Aluminium-Gussscheiben und 550 Grad bei der [foto id=“118282″ size=“small“ position=“left“]Keramikvariante sind bei diesem Härtetest keine Seltenheit. Die Bremsflüssigkeit darf den – bei einer zweiprozentigen Hygroskopie angenommenen – Siedepunkt von 200 Grad nicht erreichen, sonst setzt die gefürchtete Dampfblasenbildung ein, und ein Bremskreis könnte ausfallen. Aber auch die Drücke im Bremssystem, die Verzögerungswirkung, der Pedalweg und die Temperaturen in den Radlagern und an den Bremsschläuchen stehen unter Beobachtung.

Doch im Tal gibt es entspannte Gesichter als Flessa mit seinen Kollegen die Daten auswertet und die Bremsanlage einer ausgiebigen Sichtprüfung unterzieht. „Alles im grünen Bereich“, so sein Fazit. Beide Bremsanlagen sind freigegeben für die Serienproduktion. „Die Großglockner-Hochalpenstraße ist die einzige Strecke in Europa mit einem so langen Gefälle. Daher wird sie von zahlreichen Automobilherstellern genutzt. Schon in den Fünfziger Jahren waren die Mercedes-Entwickler hier mit dem 300 SL unterwegs“, weiß Flessa.

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Video: Mercedes-Benz SLS AMG

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Dabei sind die Testfahrten am höchsten Berg Österreichs nur ein Teil der AMG-Bremsenentwicklung und -erprobung. Am Anfang steht die Grundlagenforschung: Wie groß muss die Scheibe dimensioniert sein? Wie ist die ideale Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse? Fest- oder Faustsattel? Vier oder sechs Bremskolben? Welche Form der Bremsenkühlkanäle? Welche Mischung für die Bremsbeläge?

Nach umfangreichen Berechnungen und Simulationen werden die ersten Komponenten gefertigt und auf Prüfständen getestet. Hier lassen sich sämtliche Bedingungen simulieren: Etwa Vollbremsungen aus 300 km/h, um die Bremsleistung zu überprüfen. Aber auch die Komforteigenschaften stehen in diesem frühen Stadium schon im Mittelpunkt. Die umfangreichen Prüfstandversuche helfen beim Optimieren der kompletten Bremsanlage. Erst wenn sich die Bremsen auf dem Prüfstand bewiesen haben, werden die ersten Versuchsfahrzeuge ausgerüstet [foto id=“118283″ size=“small“ position=“right“]und im süditalienischen Nardo gefahren.

Legendär…

Die legendäre Teststrecke ist wegen ihres zwölf Kilometer langen Ovals ein ideales Terrain für die Bremsenerprobung. Bei der Bremsleistungsmessung müssen die SLS-Testfahrzeuge von 225 km/h auf 80 km/h mit dem 0,7-fachen der Erdbeschleunigung verzögern und sofort wieder unter Volllast auf 225 km/h beschleunigen. Die Prüfung wird fünfmal wiederholt, dabei hat die Bremsanlage kaum Zeit sich abzukühlen. Zum Schluss erfolgt eine Vollbremsung aus Tempo 225, und wieder müssen alle Fahrdynamikregelsysteme einwandfrei funktionieren. Entscheidend ist auch, ob sich der Pedalweg verlängert, was beim Fahrer ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen könnte. Oder ob sich das Ansprechverhalten und der Druckpunkt verändern.

Bei diesem Härtetest, der eine maximale Belastung der Bremsanlage im Fahrzeug darstellt, erreichen die Aluminium-Graugussbremsscheiben eine Temperatur von 650 Grad, die Keramikvariante wird sogar noch heißer: Die Messelektronik signalisiert maximal 850 Grad. Dabei ist die höhere Wärmekompensation nicht der einzige Vorteil der AMG Keramik-Verbundbremsanlage. Auch die Bremsleistung liegt mit 823 kW / 1120 PS bei einer Vollbremsung von 250 km/h auf null höher als bei der Bremsanlage mit Stahl-Verbundscheiben.

Zudem bieten die beim SLS AMG und beim E 63 AMG erstmals eingesetzte Reibschichttechnologie einen weitaus höheren Härtegrad, bei gleichzeitig erhöhter Wärmeleitfähigkeit, was eine längere Lebensdauer garantiert. Die aus kohlefaserverstärkter Keramik gefertigten Scheiben sind außerdem korrosionssicher und damit unempfindlich gegenüber Streu- und Flüssigsalzen. Ein weiterer Vorteil der Keramikscheiben ist ihr um rund 40 Prozent geringeres Gewicht. Durch die Verringerung der ungefederten Massen optimieren sie das Handling des Flügeltürers, was sich vor allem in schnell gefahrenen Autobahnkurven auswirkt.

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Quadratur des Kreises

Durch den völlig anderen Werkstoff erfordert die Keramik-Verbundbremsanlage auch andere Bremsbeläge: „Der Bremsbelag ist generell ein sehr spezielles Kapitel. Die Zusammensetzung und die Gestaltung des Belags entsprechen dem sprichwörtlichen Buch mit sieben Siegeln“, schmunzelt Christian Flessa. Die Auswahl der Inhaltsstoffe und Harze, die Gestaltung der Belagfläche sowie des Träger- und Dämpfungsblechs ermöglichen unzählige Kombinationsmöglichkeiten. Kein Wunder, wenn die Bremsenentwicklung mit der Quadratur des Kreises vergleichbar ist, denn hohe Leistungsfähigkeit und optimaler Komfort stehen im Widerspruch. Im Klartext: Je stärker die Bremswirkung, desto mehr hätte der Kunde mit Quietschen und Rubbeln zu kämpfen. Also arbeiten die AMG-Experten stets am bestmöglichen Kompromiss.

Für den optimalen Komforts sind die Versuchsfahrten rund um das südspanische Mojácar unerlässlich. Hier in der wüstenähnlichen Landschaft der Provinz Almería herrschen ideale Bedingungen, denn Sand und salzhaltige Luft machen Scheiben und Belägen das Leben richtig schwer. Die widrigen Bedingungen begünstigen nicht nur das Auftreten von Quietschen, Rubbeln oder Schleifen, auch die Korrosion der Bremsscheiben kann rund um das [foto id=“118285″ size=“small“ position=“right“]spanische Mojácar untersucht werden. Kaum weniger wichtig: Weder die Bremsbeläge, die Bremsschläuche noch der Lack der Bremssättel darf von Felgenreinigern oder Autoshampoo angegriffen werden.

Natürlich muss eine AMG-Bremsanlage grundsätzlich auf Rennstrecken aller Art durch optimale Performance überzeugen: Daher sind die Bremsen-Experten häufig am Hockenheimring und auf der Nürburgring-Nordschleife anzutreffen, wo sie das komplette System bis an seine Grenzen belasten. Praktisch das Gegenteil herrscht bei den Erprobungsfahrten am Polarkreis: In Schwedisch-Lappland rund um Arjeplog und Arvidsjaur muss sich die Bremse auch bei extremer Kälte bei bis zu minus 35 Grad bewähren: harte Zeiten für die Bremse und ihre Entwickler.