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Dienstag, 23. Januar 2018

Automobil

Schub für die Bremsenentwicklung

Von Peter Kellerhoff | 21. Dezember 2017 | Ausgabe 51

Neue Bremsscheiben emittieren bis zu 90 % weniger Feinstaub.

BU Bremsen
Foto: Bosch

Weniger Abrieb und damit geringere Feinstaubemissionen, dafür sorgt Wolframcarbid bei dieser Bremse.

Rund ein Drittel (32 %) der Partikelemissionen im Straßenverkehr stammt laut Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg von Bremsen und Reifen. Etwa die Hälfte davon ist Bremsstaub. Neue Bremsscheiben sollen nun für bis zu 90 % weniger Feinstaubemissionen sorgen als herkömmliche Bremsanlagen. Vor dem Hintergrund hoher Feinstaubbelastung in Innenstädten und drohender Fahrverbote ist das ein wichtiger Schritt.

Foto: P. Kellerhoff

Bremst Elektromobile: Das neue Konzept von Continental setzt auf Aluminium und größere Bremsscheibendurchmesser.

Um weniger Feistaub zu emittieren, hat z. B. die neue Bremsscheibe namens iDisc von der Bosch-Tochter Buderus Guss eine Hartmetallbeschichtung aus Wolframcarbid. Basis ist eine Grauguss-Bremsscheibe, deren Reibring mechanisch, thermisch sowie galvanisch behandelt und abschließend beschichtet wird. Wolframcarbid besteht aus den chemischen Elementen Wolfram und Kohlenstoff, wobei das Übergangsmetall Wolfram durch Aufkohlen mit Kohlenstoffatomen angereichert wird, welche sich zwischen die Gitterplätze des Wolframs legen. Mit 2785 °C besitzt Wolframcarbid einen sehr hohen Schmelzpunkt und ist nahezu so hart wie Diamant.

Neben dem reduzierten Abrieb gibt es laut Bosch weitere Vorteile: So sorge die neue Bremsscheibe für mehr Sicherheit, da die Bremsleistung nah an der einer Keramikbremse liege. Auch beim Fading – dem Nachlassen der Bremswirkung nach mehreren aufeinanderfolgenden Bremsmanövern – soll sich die iDisk deutlich robuster als herkömmliche Bremsen verhalten.

In Sachen Verschleiß kann die neue Bremsscheibe laut Hersteller ebenfalls punkten. „Je nach Stärke der Hartmetallbeschichtung hält die iDisc doppelt so lang wie eine normale Bremsscheibe“, erklärt Gerhard Pfeifer, Geschäftsführer von Buderus Guss. „Riefenbildung und Korrosion sind ebenfalls kein Thema“, meint Pfeifer und verweist zusätzlich auf die optisch ansprechende, glänzende Hartmetallbeschichtung.

Neben dem Umweltschutz ergibt sich für alle Autobesitzer ein angenehmer Nebeneffekt: Wo weniger Bremsstaub entsteht bleiben die Felgen länger sauber. Das reduziert den Reinigungsaufwand mit teilweise aggressiven Mitteln.

Bosch beziffert den weltweiten Bedarf an Bremsscheiben auf mehr als 330 Mio. Stück jährlich. Daher zeigt sich Bosch-Geschäftsführer Dirk Hoheisel auch zuversichtlich, was die Marktchancen angeht: „Die iDisc ist die Bremsscheibe 2.0 und verfügt über riesiges Marktpotenzial.“ Buderus-Guss-Geschäftsführer Pfeifer pflichtet ihm bei: „Sie bringt alles mit, um die herkömmliche Grauguss-Bremsscheibe abzulösen und zum neuen Standard im Bremsscheibenmarkt zu werden.“ Kleiner Wermutstropfen: Noch ist die iDisc dreimal so teuer wie eine normale Grauguss-Bremsscheibe, doch mit steigenden Stückzahlen dürfte der Preis fallen.

Auch bei anderen Herstellern tut sich etwas: Eine Bremsscheibe mit Wolframcarbidschicht hat auch Porsche jüngst unter dem Namen „Surface Coated Brake“ (PSCB) als Option exklusiv für Cayenne-Modelle vorgestellt. Die PSCB gibt es allerdings nur in Kombination mit 21 Zoll großen Rädern, die Rolle des Topsystems im Porsche-Bremsprogramm übernimmt weiterhin die Keramikbremse PCCB.

Eine weitere Entwicklung speziell für Elektrofahrzeuge kommt von Continental mit dem „New Wheel Concept“. Dabei besteht die Felge aus zwei Aluminiumteilen (Al), dem inneren Al-Tragstern sowie der Al-Bremsscheibe und dem äußeren Al-Felgenbett mit dem Reifen. Während bei herkömmlichen Bremssystemen der Bremssattel oben auf der Bremsscheibe liegt und auf sie zugreift, greift die Bremse beim New Wheel Concept von innen in die Al-Scheibe ein. Dadurch kann sie einen deutlich größeren Durchmesser haben als konventionelle Systeme, was den Einsatz einer Aluminiumscheibe ohne Bremsleistungsverlust erlaubt.

„Elektromobilität braucht auch für die Bremsentechnologie neue Lösungsansätze“, sagt Matthias Matic, Leiter des Geschäftsbereichs Hydraulische Bremssysteme bei Continental. Eine Nutzung konventioneller Bremsen sei daher wenig zielführend. „Das New Wheel Concept dagegen bildet die Anforderungen des elektrischen Fahrens an die Bremse ab“, meint Matic.

Durch den Einsatz von Aluminiumkomponenten wird nicht nur das Gewicht ungefederter Massen gesenkt – Continental setzt hierbei auch auf die Steigerung der Bremsleistung durch nicht mehr korrodierende Bremsscheiben. Die gute Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs Aluminium und die große Oberfläche sorgen laut Conti für zuverlässigen Abtransport der beim Bremsvorgang entstehenden Reibungswärme. Die Wärmeleitfähigkeit ist bei Aluminium zwar viermal höher als bei Stahl, die Warm- und Verschleißfestigkeit jedoch geringer.

Doch bei der Elektromobilität, wo die E-Motoren „mitbremsen“, spielt das eine eher untergeordnete Rolle – vor allem, wenn die Reibfläche wie beim New Wheel Concept größer ist als sonst üblich. Nach ersten Tests erwartet der Hersteller, dass die Bremsscheibe nicht verschleißt. Durch die lange Hebelwirkung an der großen Bremsscheibe genügen laut Conti bereits vergleichsweise geringe Klemmkräfte im Bremssattel, um eine hohe Bremsleistung zu erreichen.

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