Bremsscheiben und Bremssättel: Schlüsselfunktionen, Herstellungsüberlegungen und Materialanforderungen

I. Funktionen und Herstellungsanforderungen der Bremsscheibe (Bremsrotor).

1. Bremsscheibenfunktionen:

Die Hauptfunktion der Bremsscheibe besteht darin, zusammen mit den Bremsbelägen die kinetische Energie des Fahrzeugs durch Reibung in Wärme umzuwandeln und so das Fahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten. Zu den spezifischen Funktionen gehören:

• Reibung erzeugen: Die Bremsscheibe arbeitet mit den Bremsbelägen zusammen, um Reibung zu erzeugen, die Geschwindigkeit zu reduzieren oder das Fahrzeug anzuhalten.
• Wärmeableitung: Beim Bremsvorgang entsteht eine erhebliche Menge Wärme, die schnell abgeführt werden muss, um einen Ausfall der Bremse zu verhindern. Bremsscheiben sind häufig mit Belüftungslöchern oder -rillen versehen, um die Wärmeableitung zu verbessern und die Leistung aufrechtzuerhalten.
• Verschleißfestigkeit: Bremsscheiben müssen eine ausreichende Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen, um längerem Gebrauch und Reibung ohne übermäßigen Verschleiß standzuhalten.
• Hohe Temperaturbeständigkeit: Die Temperatur der Bremsscheibe kann beim Bremsen dramatisch ansteigen, daher muss das Material hohen Temperaturen standhalten können, um sicherzustellen, dass die Bremswirkung nicht beeinträchtigt wird.

2. Bremsscheibengussverfahren:

Der Bremsscheibengussprozess umfasst mehrere wichtige Schritte und Überlegungen:

• Materialauswahl: Bremsscheiben bestehen typischerweise ausGrauguss(z. B. GG20, GG25) aufgrund seiner hervorragenden Gießbarkeit, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit, wodurch es für Bedingungen mit hoher Hitze und hoher Reibung geeignet ist.
• Casting-Prozess: SandgussoderMetallformgusswird häufig zur Herstellung von Bremsscheiben verwendet. Diese Prozesse gewährleisten Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität und verhindern Fehler wie Porosität und Risse.
• Wärmebehandlung: Nach dem Gießen werden Bremsscheiben häufig einer Wärmebehandlung (z. B. Glühen oder Normalisieren) unterzogen, um die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Eine ordnungsgemäße Wärmebehandlung erhöht die Härte und Zähigkeit und verbessert die Ermüdungsfestigkeit.
• Qualitätskontrolle: Jede Phase des Gussprozesses erfordert eine strenge Qualitätskontrolle, einschließlich der Prüfung des Aussehens, der Maßhaltigkeit, der Härte und von Oberflächenfehlern (z. B. Porosität, Risse).

3. Spezifikationen der Bremsscheibe:

Zu den endgültigen Spezifikationen einer Bremsscheibe gehören typischerweise:

• Maßgenauigkeit: Der Außendurchmesser, der Innendurchmesser, die Dicke und andere Abmessungen der Bremsscheibe müssen strengen Toleranzen entsprechen, um die Kompatibilität mit anderen Komponenten des Bremssystems sicherzustellen.
• Gewicht: Das Gewicht der Bremsscheibe muss genau kontrolliert werden. Eine zu schwere oder zu leichte Scheibe kann die Bremsleistung beeinträchtigen.
• Oberflächenbeschaffenheit: Die Oberfläche der Bremsscheibe sollte glatt und frei von nennenswerten Gussfehlern sein. Die Oberflächenrauheit wird normalerweise innerhalb bestimmter Grenzen kontrolliert, um eine wirksame Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Scheibe sicherzustellen.

II. Bremssattelfunktionen und Herstellungsanforderungen

1. Bremssattelfunktionen:

Der Bremssattel (oder das Bremsgehäuse) spielt eine entscheidende Rolle beim Klemmen der Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe, um Bremskraft zu erzeugen. Zu den spezifischen Funktionen gehören:

• Klemmen der Bremsscheibe: Der Bremssattel enthält hydraulische Kolben und Bremsbeläge. Wenn hydraulischer Druck ausgeübt wird, drücken die Kolben die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe und erzeugen so Reibung, um das Fahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten.
• Unterstützung: Der Bremssattel bietet eine stabile Struktur für die Bremsbeläge und die Bremsscheibe und sorgt dafür, dass die Bremsbeläge einen gleichmäßigen Kontakt mit der Scheibe haben.
• Anleitung: Der Bremssattel sorgt dafür, dass die Bremsbeläge beim Bremsen in der richtigen Position und Ausrichtung bleiben und verhindert so ungleichmäßige Reibung.
• Wärmeableitung: Da der Bremssattel im Betrieb Wärme erzeugt, muss er über gute Wärmeableitungseigenschaften verfügen, um eine Überhitzung zu vermeiden, die die Bremsleistung beeinträchtigen könnte.

2. Bremssattel-Gießprozess:

Zu den wichtigsten Überlegungen beim Bremssattelgussprozess gehören:

• Materialauswahl: Bremssättel werden üblicherweise aus hergestelltAluminiumgussoderGusseisen. Aluminium wird wegen seines geringen Gewichts und der guten Wärmeableitung bevorzugt und ist daher ideal für Standard-Pkw. Hochleistungsfahrzeuge können für zusätzliche Festigkeit Gusseisen oder Verbundwerkstoffe verwenden.
• Casting-Prozess: Bremssättel werden typischerweise unter Verwendung von hergestelltPräzisionsgussoderDruckgussMethoden. Präzisionsguss gewährleistet eine hohe Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität, während Druckguss für die Großserienfertigung geeignet ist.
• Wärmebehandlung: Bremssättel unterziehenWärmebehandlung(z. B. Lösungsbehandlung und Alterung) zur Verbesserung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Dies ist besonders wichtig für Aluminium-Bremssättel, da eine Wärmebehandlung deren Ermüdungsbeständigkeit und Lebensdauer erhöht.
• Qualitätskontrolle: Um die Gussqualität des Bremssattels sicherzustellen, ist eine strenge Qualitätskontrolle erforderlich. Dazu gehört die Prüfung auf Dichte, Härte, Oberflächenfehler und Maßhaltigkeit mit Methoden wie Röntgeninspektion, Ultraschallprüfung und Flüssigkeitseindringprüfung.

3. Spezifikationen des Bremssattels:

Zu den Spezifikationen für Bremssättel gehören typischerweise:

• Maßtoleranzen: Der Bremssattel muss genaue Maßtoleranzen einhalten, insbesondere bei wichtigen Merkmalen wie Befestigungslöchern und Schraubenpositionen, um eine ordnungsgemäße Passform mit der Bremsscheibe und dem Fahrzeugsystem sicherzustellen.
• Gewicht: Der Bremssattel muss leicht, aber stark genug sein, um den beim Bremsen auftretenden Kräften standzuhalten. Übergewicht kann die ungefederte Masse erhöhen und das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinträchtigen.
• Oberflächenqualität: Die Oberfläche des Bremssattels muss glatt und frei von Mängeln wie Porosität oder Rissen sein, da diese die Leistung und Haltbarkeit beeinträchtigen könnten.

III. Materialbedarf:

Die verwendeten Materialien sowohl für Bremsscheiben als auch für Bremssättel müssen folgende Eigenschaften aufweisen:

• Hohe Temperaturbeständigkeit: Da beim Bremsvorgang erhebliche Wärme entsteht, muss das Material hohen Temperaturen standhalten, ohne sich zu verformen oder zu versagen.
• Verschleißfestigkeit: Sowohl Bremsscheiben als auch Bremssättel sind Reibung ausgesetzt, daher müssen die Materialien eine hervorragende Verschleißfestigkeit aufweisen, um ihre Lebensdauer zu verlängern.
• Stärke und Zähigkeit: Bremskomponenten müssen stark genug sein, um den beim Bremsen auftretenden mechanischen Kräften standzuhalten, aber dennoch robust genug, um Rissen oder Ausfällen standzuhalten.
• Passende Wärmeausdehnung: Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials muss mit anderen Komponenten im Bremssystem kompatibel sein, um Spannungen aufgrund von Wärmeausdehnungsunterschieden zu vermeiden.