Untersuchungen zu Normalkontakteigenschaften von Bremsbelägen

Das Hauptaugenmerk der Untersuchungen liegt auf einer systematischen Analyse der Oberflächentopografie, der Kontaktfläche sowie der Kontaktsteifigkeit der Reibpaarung Bremsbelag/Bremsscheibe in Abhängigkeit von der Reibmaterialmischung und der Lasthistorie. Zu diesem Zweck werden ausgewählte Bremsbeläge einer eigens für die vorliegenden Untersuchungen konzipierten Testprozedur unterworfen. Anschließend werden ihre Oberflächen optisch vermessen. Auf Basis der Messwerte werden ausgewählte Rauheitskennwerte berechnet. Weiterhin werden mithilfe eines im Rahmen dieser Arbeit erweiterten numerischen Algorithmus unter Verwendung der messtechnisch erfassten Oberflächentopografiedaten die tatsächliche Kontaktfläche und die Kontaktsteifigkeit der Tribopaarung Bremsbelag/Bremsscheibe ermittelt. Eine anschließende Gegenüberstellung der Oberflächenrauheit, der Kontaktfläche sowie der Kontaktsteifigkeit ergibt, dass sowohl die Lasthistorie als auch die Reibmaterialmischung einen erheblichen Einfluss auf die untersuchten Systemgrößen besitzen. Weiterhin zeigen die Ergebnisse, dass ein Zusammenhang zwischen der Oberflächenrauheit und der Kontaktsteifigkeit existiert. Darüber hinaus weist der Verlauf der Bremsbelagssteifigkeit der untersuchten Proben im Gegensatz zu vielen bisherigen Annahmen einen quadratischen Charakter auf. Diese Erkenntnisse sind für die Kontaktmodellierung der Tribopaarung Bremsblag/Bremsscheibe von erheblicher Bedeutung, denn die untersuchten Kenngrößen haben einen wesentlichen Einfluss auf das Stabilitätsverhalten des Bremssystems. Sie zeigen, dass insbesondere die mikrogeometrischen Oberflächeneigenschaften von Bremsbelägen, ihre Reibmaterialzusammensetzung sowie der Einfluss der Lasthistorie bei der Modellbildung berücksichtigt werden sollten.