Entwicklung eines Werkstoff- und Bauweisenkonzepts für keramische Verbundbremsscheiben (PDF)

Keramische Verbundbremsscheiben aus Kohlenstofffaser verstärktem Siliziumkarbid (C/SiC, ugs. Carbon Keramik), hergestellt nach dem Flüssigsilizierverfahren (Liquid Silicon Infiltration, LSI), haben sich seit ihrer Markteinführung im Jahr 2001 im Sportwagenbereich und in leistungsfähigen Serienfahrzeugen etabliert, jedoch verhinderten bisher vor allem die hohen Kosten eine Stückzahlerhöhung und weitere Verbreitung in stückzahlattraktivere Fahrzeugklassen. Um die Anstrengungen zur Kostenreduzierung zu unterstützen, wurde in dieser Arbeit ein für eine wirtschaftliche Serienherstellung geeignetes Werkstoff- und Bauweisenkonzept entwickelt. Anhand einer festgelegten Referenzvariante wurden alternative Werkstoff- und Bauweisenkonzepte für den Bremsscheibenring, den Bremsscheibentopf und die Verbindungstechnik entwickelt, bezüglich ihrer Herstellbarkeit und Eigenschaften untersucht und untereinander vergleichend bewertet. Hierzu wurden alle Einzelschritte der Herstellung, ausgehend von der Faser bis zur einbaufertigen Bremsscheibe, betrachtet. Resultierend aus den Ergebnissen der Material- und Bauteilanalysen konnte abschliessend ein unter funktionalen, fertigungsspezifischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten verbessertes Gesamtkonzept aufgezeigt werden.