BrakeClean: Produkt- und Prozessentwicklung für nachhaltige ("clean") Bremsen im Automobilbereich

Abstract

Konventionelle Bremsscheiben aus Grauguss sind im Automobilbereich technisch etabliert, weisen jedoch Grenzen hinsichtlich Gewicht, Verschleiß, Korrosionsbeständigkeit und partikelbedingter Emissionen auf. Bestehende Ansätze adressieren einzelne dieser Herausforderungen, erfüllen die Anforderungen jedoch nur teilweise. An diesen Stand knüpft das Vorhaben mit recyclingbasierten Aluminium-Sandwich-Bremsscheiben und feldunterstützten Sinter - beziehungsweise Diffusionsfügeverfahren an. Ziel des Mercedes-Benz-Teilvorhabens war, die Entwicklung und prototypische Umsetzung eines Prozesses zur Herstellung nachhaltiger Aluminium-Sandwich-Bremsscheiben. Der Trägerkörper sollte aus Sekundäraluminium bestehen, während die Reibflächen als Aluminium-Matrix-Composite-Schicht oder diffusionsgefügtes Stahlblech ausgeführt wurden. Neben der Prozessentwicklung standen die funktionale Bewertung der Prototypen, die Bereitstellung bauteil- und prüfseitiger Anforderungen sowie die Einordnung der Ergebnisse im Hinblick auf Leichtbau und Bremsstaubreduktion im Vordergrund. Das Teilvorhaben belegt die grundsätzliche Herstell- und Funktionsfähigkeit recyclingbasierter Aluminium-Sandwich-Bremsscheiben. Für die Hinterachse eines Fahrzeugs wurde die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Systeme mit einem Leichtbaupotential nachgewiesen, wobei an der Vorderachse weitere Bauteiloptimierungen erforderlich sind. Emissionsseitig bestätigte vor allem die AMC-Variante in Kombination mit einem geeigneten Bremsbelag ein hohes Reduktionspotenzial. Zum Projektende liegt kein serienreifes Bremsscheibenkonzept vor, jedoch ein validierter Prototypenstand mit belastbaren Erkenntnissen zu Werkstoffen, Fügeprozessen, Bauteilverhalten, Emissionen und Nachhaltigkeit. Der MMC-Ansatz besitzt Potenzial für weiterführende Entwicklungen leistungsfähiger Aluminium-Verbundbremsscheiben, während AMC-Systeme insbesondere für Anwendungen mit geringerer thermomechanischer Belastung interessant sind.