Keramische Leichtbaubremsen

Abstract

Reibungsbremsen kommen in der Technik in einer großen Vielfalt und in unterschiedlichen Systemen zum Einsatz, wobei Grauguss in seinen verschiedenen Modifikationen trotz hoher Dichte und begrenzter Temperaturfestigkeit noch immer die erste Wahl als Bremsenwerkstoff darstellt. In besonders gewichtssensitiven Anwendungen haben sich jedoch die wesentlich leichteren C/C-Werkstoffe (kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffe, Carbon/Carbon) etabliert, welche allerdings gravierende Nachteile bei kalter und nasser Bremse aufweisen. Keramische Verbundwerkstoffe (Ceramic Matrix Composites, CMC), und hier speziell die nach dem Flüssigsilicier-Verfahren (Liquid Silicon Infiltration, LSI) hergestellten C/C-SiC Faserkeramiken, zeigen aufgrund ihrer mehrphasigen Matrixzusammensetzung und ihres dichten Gefüges deutliche Vorteile gegenüber C/C in Bezug auf Verschleiß und Reibwertverlauf. Die Leistungsfähigkeit heutiger Bremssysteme kann mit diesen, ursprünglich für den Hitzeschutz von Raumfahrzeugen entwickelten Faserkeramiken deutlich gesteigert und die ungefederte Masse des Fahrzeugs beträchtlich reduziert werden. Neben der Verwendung in innovativen Leichtbaubremsen für leistungsstarke PKW wird zukünftig ein Einsatz auch in LKW, Zweirädern, Hochgeschwindigkeitszügen, Flugzeugen und in Sicherheitsbremsen des Maschinen- und Anlagenbaus erwartet.