Reibmaterialien für Fahrzeugbremsen unterliegen einem kontinuierlich hohen Entwicklungsbedarf. Dies liegt beispielsweise in den immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen der Fahrzeuge, steigenden Komfortansprüchen oder der Notwendigkeit zur Substitution einzelner Bestandteile begründet. Die hierfür erforderliche Entwicklung bzw. Anpassung der Reibmaterialien geschieht bis heute größtenteils experimentell nach der Trial-and-Error-Methode und ist dementsprechend aufwendig bzw. kostenintensiv.
Ziel dieser Arbeit ist es, Ansätze zur Steigerung der Effizienz dieses Entwicklungsprozesses aufzuzeigen. Dazu erfolgt die Durchführung der Reibversuche mit einer im Vergleich zum gesamten Reibbelag deutlich verkleinerten Probengröße, wodurch Dauer und Kosten der Versuche reduziert werden können. Darüber hinaus werden zusätzliche Untersuchungen, insbesondere der Probenoberfläche z.B. in Bezug auf ihre Bedeckung mit Verschleißmaterial, in den Prüfablauf integriert. Diese erlauben es, Rückschlüsse auf die dynamischen Vorgänge in der sich zwischen Reibbelag und Scheibe ausbildenden Grenzschicht zu ziehen und ermöglichen so ein verbessertes Verständnis des Reibprozesses.
Mit Hilfe dieses Ansatzes werden zunächst verschiedene Parameter und Einflussgrößen auf den Reibversuch untersucht. Basierend auf den dabei erzielten Erkenntnissen wird eine Prüfprozedur entwickelt, die eine Charakterisierung der tribologischen Eigenschaften bzw. der zugrunde liegenden Grenzschichtdynamik von Reibmaterialien erlaubt. Diese wird anschließend beispielhaft anhand eines aktuellen Entwicklungsthemas angewendet. Hierbei handelt es sich um die Entwicklung von Hybridbelägen, die die positiven Eigenschaften der klassischen Materialkonzepte Low-Steel und NAO vereinen. Durch die Identifizierung eines vielversprechenden Rohmaterials konnte so exemplarisch das Potential der vorgestellten Prüfmethodik aufgezeigt werden.
Ergänzend wird eine optimierte Vorgehensweise zur Ermittlung des Verschleißes abgeleitet. Diese reduziert die Beeinflussung der Verschleißmessung durch die hygroskopischen und viskoelastischen Eigenschaften des Reibmaterials und erhöht so die Genauigkeit der Messung.
Aktualisiert: 2019-12-12
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