Bei der Scheibenbremse sitzt eine spezielle Bremsscheibe auf der Achswelle. Bremsscheiben von Schienenfahrzeugen werden jedoch meist als Doppelscheiben ausgeführt. Die Stege zwischen den Scheiben dienen dabei zur Wärmeabfuhr und Stabilisierung der Doppelscheibe.

Beim Bremsvorgang presst das zangenförmige Bremsgestänge die aus wärmebeständigem Material gefertigten Bremsbeläge gegen die Scheibe, wodurch die Bremswirkung entsteht. Die Betätigung erfolgt durch Öldruck-, Druckluft- oder Vakuumzylinder, früher auch durch das Bremssolenoid.

Bei neueren Fahrzeugen, insbesondere bei Niederflurfahrzeugen mit engen Platzverhältnissen oder ohne konventionelle Drehgestelle, kann die Bremsscheibe auch auf der Motorwelle sitzen. Eine weitere Variante ist die Radscheibenbremse, bei welcher der Radkörper selbst als Bremsscheibe dient oder bei welcher zwei Bremsscheiben jeweils an der Innen- und Aussenseite des Rades angebracht sind.

Die Scheibenbremse hat einige Vorteile gegenüber der Klotzbremse. So hat das Bremsverhalten einen – auf die Geschwindigkeit bezogen – fast linearen Verlauf. Der Verschleiss und damit auch die Verschmutzung ist geringer als bei der Klotzbremse.

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