Charakterisierung von Zuständen des Tribosystems Bremsbelag-Bremsscheibe anhand mikroskopischer und mikroanalytischer Untersuchungen von Reibschichten und Reibfilmen

• Applicant: Dr.-Ing. Werner Österle
• Subject Area: Engineering Design, Machine Elements, Product Development
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 47181963

Das Bremsverhalten des Systems: „Polymermatrix-Reibmaterial gegen Scheibe aus Grauguss“ wird maßgeblich durch die Ausbildung eines dritten Körpers, die so genannte Reibschicht, bestimmt. Das Ziel dieses Vorhabens ist es, Kenntnisse über Zusammenhänge zwischen Reibschichtbildung und Reibschichtstruktur und den damit verknüpften lokalen Eigenschaften, vor Allem das Reibungs- und Verschleißverhalten, zu gewinnen. Die Erfahrung zeigt, dass die geforderten Eigenschaften von Reibmaterialien nur durch Mehrkomponentensysteme erreicht werden können, und dass der Ersatz der für die Umwelt kritischen Komponenten wie Asbest und Schwermetallverbindungen zu immer komplexeren Formulierungen führt. Deshalb werden in diesem Projekt nur technisch erprobte Reibmaterialien in Prüfständen definierten, praxisnahen Beanspruchungsbedingungen unterworfen. Lokale Ereignisse werden mit neuen Untersuchungsmethoden analysiert, und zwar mit dem Ziel, ihren Einfluss auf das makroskopische Verhalten zu verstehen. Es hat sich als sehr nützlich erwiesen, die durch Mikro- und Nanocharakterisierung der Reibschichten erarbeiteten Befunde als Eingangsgrößen für eine Modellierung des Reibungsund Verschleißverhaltens mit beweglichen zellulären Automaten (MCA) zu verwenden. Dadurch ist es möglich, im Modell die Auswirkung bestimmter Mikrostrukturmerkmale zu simulieren, und daraus Strategien für die Erzielung der gewünschten Eigenschaften zu entwickeln. In der jetzt beantragten zweiten Phase des Vorhabens stehen zwei neue Aspekte im Mittelpunkt des Interesses: 1. die Frage der Reibwertstabilisierung bei höheren, aber noch ertragbaren Temperaturen und 2. die Analyse der Strukturbildung bei für bessere Komforteigenschaften entwickelte Bremsbelagwerkstoffen, die sich durch die Ausbildung eines stabilen Films auf der Bremsscheibe auszeichnen.

• DFG Programme: Research Grants