Es gibt zwei Arten von Gestängesteller : manuelle Gestängesteller und automatische Gestängesteller. Bei beiden handelt es sich um mechanische Vorrichtungen, die in Druckluftbremssystemen von Nutzfahrzeugen, Anhängern und Bussen verwendet werden, um den richtigen Abstand – den sogenannten Stößelhub – zwischen der Bremskammer und den Bremsbacken aufrechtzuerhalten. Wenn dieser Spalt aufgrund von Belagverschleiß zu groß wird, sinkt die Bremswirkung gefährlich. Gestängesteller kompensieren diesen Verschleiß und halten das System innerhalb sicherer Grenzen. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Typen ist einfach: Bei manuellen Gestängestellern muss ein Techniker sie regelmäßig manuell einstellen, während sich automatische Gestängesteller bei jedem Bremsvorgang selbst nachstellen.
Es ist wichtig, beide Typen zu verstehen, egal ob Sie Fuhrparkmanager, Berufskraftfahrer, Bremstechniker oder jemand sind, der einen CDL-Abschluss macht. Die bundesstaatlichen Vorschriften gemäß FMCSA 393.47 legen strenge Grenzen für den Stößelweg fest, und wenn eine Inspektion wegen nicht richtig eingestellter Bremsen nicht bestanden wird, kann dies dazu führen, dass ein Fahrzeug sofort liegen bleibt. Wenn Sie wissen, wie jede Art von Gestängesteller funktioniert – und was dabei schief gehen kann –, bleiben Ihre Fahrzeuge konform, sicher und auf der Straße.
Manuelle Gestängesteller sind seit Jahrzehnten eine Standardkomponente in Druckluftbremssystemen. Dabei handelt es sich um einen Schneckengetriebemechanismus mit Keilverzahnung, der an der Bremsnockenwelle befestigt ist. Wenn die Stößelstange der Bremskammer ausfährt und den Gestängestellerarm drückt, dreht sie den S-Nocken, wodurch die Bremsbacken nach außen gegen die Trommel gedrückt werden. Da sich das Bremsbelagmaterial mit der Zeit abnutzt, muss die Stößelstange einen weiteren Weg zurücklegen, um den gleichen Kontakt herzustellen. Durch den größeren Federweg verringern sich die Bremskraft und die Reaktionszeit.
Um dies zu korrigieren, muss ein Techniker regelmäßig die Einstellschraube – normalerweise ein 9/16-Zoll-Sechskantanschluss – an der Seite des Gestängestellers drehen. Durch Drehen im Uhrzeigersinn wird die Einstellung verschärft, wodurch der Weg, den die Stößelstange zurücklegen muss, effektiv verkürzt wird. Die FMCSA legt dies fest Der freie Hub sollte zwischen 1/2 Zoll und 3/4 Zoll liegen und der gesamte Stößelhub bei der Anwendung dürfen die durch die Kammergröße definierten Grenzwerte nicht überschreiten. Für eine Kammer vom Typ 30 beträgt der maximal zulässige Hub beispielsweise 2 Zoll.
Manuelle Gestängesteller müssen in der Regel alle 10.000 bis 15.000 Meilen unter normalen Betriebsbedingungen überprüft und eingestellt werden, in Umgebungen mit hohem Verschleiß wie auf dem Bau oder beim Fahren in den Bergen häufiger. Viele Fuhrparks umfassen in jedem vorbeugenden Wartungszyklus eine manuelle Kontrolle der Einsteller. Der Vorgang selbst dauert bei korrekter Ausführung nur wenige Minuten pro Radende, erfordert jedoch, dass das Fahrzeug sicher blockiert, die Feststellbremse gelöst wird und der Techniker den Hub vor und nach der Einstellung mit einem Lineal oder Maßband misst.
Ein häufiger Fehler bei manuellen Gestängestellern ist das zu starke Anziehen. Wenn der Einsteller zu fest angezogen wird, schleifen die Bremsen, was zu beschleunigtem Belagverschleiß, Hitzestau und möglicherweise einem Bremsschwund führt. Durch schleifende Bremsen kann die Trommeltemperatur auf über 500 °F steigen , was den Verschleiß der Auskleidung erheblich beschleunigt. Die Techniker werden darin geschult, nach dem Kontakt der Schuhe mit den Schuhen ein wenig zurückzuweichen, um den richtigen Laufabstand zu schaffen.
Während die meisten neuen Nutzfahrzeuge in Nordamerika seit Mitte der 1990er Jahre mit automatischen Gestängestellern ausgestattet sind – größtenteils aufgrund der FMCSA-Vorschriften, die 1994 für Traktoren und 1995 für Anhänger in Kraft traten – sind manuelle Gestängesteller immer noch zu finden an:
Manuelle Gestängesteller sind im Vorfeld kostengünstiger – normalerweise im Bereich von 15 bis 40 $ pro Einheit – weshalb sie in budgetbewussten Betrieben oder Regionen mit geringerer Regulierungsaufsicht nach wie vor üblich sind.
Automatische Gestängesteller – auch ASAs oder automatische Gestängesteller genannt – erfüllen die gleiche grundlegende Aufgabe wie ihre manuellen Gegenstücke, verfügen jedoch über eine interne Kupplung und einen Betätigungsmechanismus, der den Stößelhub bei normalen Bremsbetätigungen automatisch korrigiert. Jedes Mal, wenn die Bremsen vollständig betätigt und gelöst werden, erkennt der interne Sensormechanismus, ob der Hub innerhalb akzeptabler Grenzen liegt. Wenn der Hub zu lang ist, dreht sich das Schneckengetriebe leicht, um den Durchhang auszugleichen.
Das am weitesten verbreitete Konstruktionsprinzip bei automatischen Gestängestellern umfasst a Sperrklinken-Ratschen-System oder kupplungsbasiertes System verbunden mit einem Steuerarm, der den Drehwinkel während der Bremsbetätigung erfasst. Wenn die Drehung den voreingestellten Schwellenwert überschreitet – was darauf hinweist, dass die Beläge abgenutzt sind und der Hub zugenommen hat – bewegt der interne Mechanismus das Schneckenrad um den Bruchteil einer Umdrehung weiter und reduziert den Hub wieder auf den richtigen Bereich.
Innerhalb der Kategorie der automatischen Gestängesteller gibt es zwei primäre Konstruktionsansätze, die von den Herstellern verwendet werden:
Beide Designs erreichen das gleiche Ziel, verwenden jedoch eine unterschiedliche interne Logik zur Verschleißerkennung. Flottenmechaniker entwickeln ihre Präferenzen häufig auf der Grundlage der Fahrzeugmarke, die sie am häufigsten warten, da bestimmte OEM-Paarungen für bestimmte Einstellerkonstruktionen optimiert sind.
Einer der gefährlichsten Mythen bei der Wartung von Nutzfahrzeugen ist, dass automatische Gestängesteller keine Aufmerksamkeit erfordern. Dies ist falsch und hat zu schweren Bremsunfällen beigetragen. FMCSA-Daten haben gezeigt, dass Verstöße gegen die Bremseinstellung regelmäßig zu den häufigsten Betriebsstörungen gehören, die bei Straßenkontrollen festgestellt werden – auch bei Fahrzeugen mit automatischer Nachstellung.
Wenn festgestellt wird, dass ein automatischer Gestängesteller ständig nicht richtig eingestellt ist, ist dies ein Symptom eines zugrunde liegenden Problems und kein Kalibrierungsproblem. Zu den häufigsten Ursachen gehören:
Techniker werden angewiesen, einen automatischen Gestängesteller niemals manuell nachzujustieren, um chronische Fehlanpassungen zu beheben. Dadurch wird vorübergehend ein mechanisches Problem verschleiert, das erneut auftritt und sich mit der Zeit verschlimmert. Die richtige Reaktion besteht darin, die Grundursache zu identifizieren und zu beheben.
Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zwischen manuellen und automatischen Gestängestellern in den wichtigsten Leistungs- und Wartungskategorien zusammen:
| Funktion | Manueller Gestängesteller | Automatischer Gestängesteller |
|---|---|---|
| Anpassungsmethode | Handbuch vom Techniker | Selbstnachstellend während der Bremsbetätigung |
| Anpassungshäufigkeit | Alle 10.000–15.000 Meilen | Kontinuierlich / bei jedem Bremszyklus |
| Stückkosten (ca.) | 15–40 $ | 35–100 $ |
| Arbeitskosten im Zeitverlauf | Höher (regelmäßige Anpassungen erforderlich) | Niedriger (weniger Routinewartung) |
| Risiko menschlichen Versagens | Höher (abhängig vom Techniker) | Niedriger (mechanische Automatisierung) |
| Regulatorische Anforderung (USA) | Zulässig für Fahrzeuge vor 1994 | Seit 1994/1995 für Neufahrzeuge vorgeschrieben |
| Diagnostische Klarheit | Einfache Inspektion | Eine mangelnde Anpassung weist auf tiefere Probleme hin |
| Interne Komplexität | Einfacher Schneckengetriebemechanismus | Kupplungs-/Klinkenmechanismus hinzugefügt |
Um vollständig zu verstehen, warum Gestängesteller wichtig sind, ist es hilfreich, ihre genaue Position im Druckluftbremssystem zu kennen. Wenn ein Fahrer bei einem Fahrzeug mit einem S-Nocken-Trommelbremssystem das Bremspedal betätigt, strömt Druckluft in die Bremskammer. Im Inneren der Kammer drückt eine Membran gegen eine Metallplatte, die den Stößel nach außen verlängert. Diese Stößelstange ist mit einem Ende des Gestängestellerarms verbunden. Wenn die Stößelstange ausfährt, dreht sie den Gestängesteller, der über eine Keilwelle den S-Nocken dreht. Der S-Nocken drückt die Bremsbacken nach außen gegen die Innenseite der Bremstrommel.
Der Gestängesteller fungiert effektiv als Hebel zwischen der Bremskammer und der Nockenwelle. Seine Länge – normalerweise 5,5 Zoll oder 6,5 Zoll für Standardanwendungen – wirkt sich direkt auf den auf die Nocke ausgeübten mechanischen Vorteil aus. Ein längerer Arm erhöht das Drehmoment, verringert jedoch das Verhältnis von Hub zu Rotation. Die richtige Abstimmung der Gestängestellerlänge auf die Kammergröße und die Nockensteuerung ist für eine optimale Bremsleistung von wesentlicher Bedeutung und wird im Bremsenspezifikationsblatt jedes Fahrzeugs angegeben.
Wenn die Bremsen vollständig gelöst sind und sich das System im Ruhezustand befindet, sollte der Gestängestellerarm ungefähr senkrecht zur Stößelstange positioniert sein und einen Winkel von nahezu 90 Grad bilden. Diese Geometrie maximiert die mechanische Effizienz beim Bremsen. Befindet sich der Arm im Ruhezustand in einem deutlich anderen Winkel, deutet dies entweder auf eine falsche Installation oder einen zu großen Hub hin, was beides zu einer Verringerung der Bremsleistung führt. Während einer Inspektion vor Fahrtantritt kann ein Fahrer einen stark falsch ausgerichteten Gestängesteller visuell erkennen, was einer der Gründe dafür ist, dass die CDL-Schulung die Grundlagen der Bremssystemprüfung beinhaltet.
Unabhängig davon, welcher Typ installiert ist, ist die Inspektion des Gestängestellers ein obligatorischer Bestandteil der Einhaltung der Sicherheitsvorschriften für Nutzfahrzeuge. Hier ein praktischer Überblick über den Prüfablauf ausgebildeter Bremsentechniker:
Darüber hinaus drücken und ziehen Techniker den Gestängestellerarm bei gelösten Bremsen manuell. Eine freie Bewegung von mehr als 1 Zoll weist auf verschlissene Nockenwellenbuchsen oder lockere Fundamentkomponenten hin Dies wirkt sich unabhängig vom Typ auf die Leistung des Einstellers aus.
Im Folgenden sind die maximal zulässigen Hübe für gängige Bremskammertypen gemäß den FMCSA-Vorschriften aufgeführt:
| Kammertyp | Außendurchmesser (Zoll) | Max. Schlaganfall (in) |
|---|---|---|
| Typ 9 | 6.4 | 1.75 |
| Typ 12 | 7.1 | 1.75 |
| Typ 16 | 7.9 | 1.75 |
| Typ 20 | 8.8 | 2.00 |
| Typ 24 | 9.5 | 2.00 |
| Typ 30 | 10.5 | 2.00 |
| Typ 36 | 11.3 | 2.25 |
Beide Arten von Gestängestellern können ausfallen, und beide Arten von Ausfällen können zu Verstößen gegen die Außerbetriebnahme des Fahrzeugs oder, was noch wichtiger ist, zu einem Bremsversagen auf der Straße führen. Das frühzeitige Erkennen der Warnzeichen verhindert kostspielige Pannen und sorgt dafür, dass Fahrzeuge die Vorschriften einhalten.
Beim Austausch eines Gestängestellers – egal ob an Lenkachse, Antriebsachse oder Anhänger – müssen mehrere Spezifikationsgrößen genau auf das vorhandene Bremssystem abgestimmt werden. Der Einbau eines körperlich kompatibel aussehenden Einstellers mit falscher interner Kalibrierung oder Armlänge kann zu einem sofortigen Ungleichgewicht der Bremse führen.
Zu den wichtigsten Auswahlkriterien gehören:
Große Hersteller von Gestängestellern, darunter Haldex, Bendix, Meritor und Gunite, veröffentlichen alle detaillierte Querverweise und Anwendungshandbücher. Überprüfen Sie vor dem Einbau immer die Teilenummern anhand des Bremsendatenblatts des Fahrzeugs oder der OEM-Dokumentation.
Die Abkehr der Branche von manuellen Gestängestellern in den Vereinigten Staaten wurde hauptsächlich durch Daten vorangetrieben, die zeigten, dass die Einstellung der Bremsen einer der Hauptfaktoren für schwere Lkw-Unfälle war. In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren durchgeführte Studien ergaben, dass bei einem erheblichen Prozentsatz der am Straßenrand kontrollierten Lkw mindestens eine Bremse nicht richtig eingestellt war, wobei unsachgemäße Wartung der manuellen Nachsteller die Hauptursache war.
Der Vorgänger der FMCSA, die Federal Highway Administration (FHWA), führte das Mandat für automatische Gestängesteller durch 49 CFR Part 393 ein. Lkw, die am oder nach dem 20. Oktober 1994 hergestellt wurden, müssen an allen Bremspositionen mit automatischen Gestängestellern ausgestattet sein. Für Anhänger, die am oder nach dem 20. Oktober 1995 hergestellt wurden, gelten die gleichen Anforderungen. Diese Regelung war Teil eines umfassenderen Pakets zur Verbesserung der Bremssicherheit, das auch die Anforderungen an den Bremsweg des Bremssystems berücksichtigte.
Kanada folgte mit ähnlichen Anforderungen durch die Transport Canada-Vorschriften, und viele andere Gerichtsbarkeiten haben gleichwertige Standards übernommen. Das Ergebnis war eine messbare Verbesserung der Compliance-Raten bei der Bremseinstellung bei Straßenkontrollen, obwohl Verstöße nach wie vor so häufig vorkommen, dass die Bremseinstellung bei Einsätzen wie den jährlichen Roadcheck-Inspektionen der Commercial Vehicle Safety Alliance (CVSA) weiterhin einen großen Anteil an außer Betrieb befindlichen Bestellungen auslöst.
Trotz des regulatorischen Vorstoßes ist dies erwähnenswert Automatische Gestängesteller machen Inspektionen des Bremssystems nicht überflüssig – Sie verlagern lediglich den Fokus des Technikers von der routinemäßigen Einstellung auf die Untersuchung der Grundursache und die Wartung der Komponenten der Grundbremsen.
Sowohl manuelle als auch automatische Gestängesteller benötigen eine ordnungsgemäße Schmierung, um ordnungsgemäß zu funktionieren und ihre Nennlebensdauer zu erreichen. Die meisten modernen Gestängesteller sind mit Schmiernippeln ausgestattet und sollten bei jedem vorbeugenden Wartungsintervall gefettet werden – normalerweise alle 25.000 Meilen oder wie vom Hersteller angegeben, je nachdem, was zuerst eintritt.
Auf die richtige Fettsorte kommt es an. Die meisten Hersteller geben ein Lithiumkomplexfett der Kategorie NLGI Nr. 2 an, das für Hochtemperatur- und wasserbeständige Anwendungen ausgelegt ist. Die Verwendung von Standard-Chassis-Fett oder das Mischen von Fetttypen kann bei hohen Betriebstemperaturen zu unzureichender Schmierung oder beschleunigter Korrosion interner Komponenten führen.
Bei ordnungsgemäßer Wartung sollte ein hochwertiger automatischer Gestängesteller eine Lebensdauer von haben 500.000 Meilen oder mehr bei Linientransportanwendungen. Bei beruflichen Anwendungen, bei denen die Bremsen häufig und stark beansprucht werden – etwa bei der Müllabfuhr, bei der Lieferung von Transportbeton oder bei Muldenkippern, die in hügeligem Gelände fahren – sind die Wartungsintervalle in der Regel kürzer und erfordern manchmal einen Austausch nach 150.000 bis 250.000 Meilen. Da es sich bei manuellen Gestängestellern um einfachere Geräte handelt, halten sie oft so lange wie die Bremskomponenten, denen sie dienen, vorausgesetzt, dass die Einstellschraube niemals festsitzt.
Verunreinigungen durch Bremsstaub, Streusalz und Wasser sind der Hauptfeind für die Langlebigkeit von Gestängestellern. Bei jeder Wartung der Bremsen sollten die Bereiche am Radende gereinigt und inspiziert werden. Außerdem sollten Schmiermanschetten oder -abdeckungen auf Risse überprüft werden, durch die Verunreinigungen in das Einstellergehäuse eindringen könnten.
Ja, und es ist im Allgemeinen eine empfohlene Aufrüstung bei der Wartung älterer Fahrzeuge. Beim Austausch müssen die richtige Armlänge, Spline-Anzahl und Drehrichtung für die jeweilige Achse verwendet werden. Auch der Querlenker-Ankerpunkt für den automatischen Versteller muss korrekt montiert werden, da dieses Bauteil bei Achsen, die bisher mit manuellen Verstellern ausgestattet waren, oft fehlt.
Automatische Gestängesteller verfügen zwar über einen Außensechskantanschluss, der zur manuellen Einstellung verwendet werden kann, dies sollte jedoch nur bei der Erstinstallation oder als vorübergehende Maßnahme zur Überprüfung der Systemfunktion erfolgen. Das routinemäßige Zurückziehen oder Vorschieben eines automatischen Nachstellers von Hand ist ein Zeichen dafür, dass etwas anderes im Bremssystem repariert werden muss. Es handelt sich nicht um eine Wartungsmaßnahme, sondern um eine Diagnosemarkierung.
Druckluftscheibenbremsen, die in Nordamerika immer häufiger an Lenk- und Antriebsachsen eingesetzt werden, verwenden keine herkömmlichen S-Nocken-Gestängesteller. Sie verwenden einen integrierten Einstellmechanismus, der in die Bremssattelbaugruppe integriert ist. Die gesetzliche Anforderung zur Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Bremseinstellung gilt jedoch weiterhin, und die in den Scheibenbremssattel integrierte automatische Nachstellfunktion erfüllt denselben Zweck wie ein Gestängesteller an einem Trommelbremssystem.
Der Einbau eines Gestängestellers mit der falschen Hand (links statt rechts oder umgekehrt) führt dazu, dass der Gestängesteller den Nocken beim Bremsen in die falsche Richtung zieht. Das Ergebnis ist eine geringe bis gar keine Bremskraft an diesem Radende, und im Fall einer automatischen Nachstelleinrichtung funktioniert der Selbsteinstellmechanismus umgekehrt – er wird zunehmend gelockert statt festgezogen. Dies stellt ein ernstes Sicherheitsrisiko dar und würde bei einer ordnungsgemäßen Bremshubprüfung nach der Installation sofort erkannt werden.