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Empa entwickelt Bremsscheibe der Zukunft High-End-Bremsen aus Hochleistungskeramik?

Redakteur: Luca Meister

Im Labor für Hochleistungskeramik reift ein ehrgeiziges Projekt heran: Keramik-Bremsscheiben für Kleinwagen. Zusammen mit italienischen, spanischen und liechtensteinischen Partnern entwickeln Empa-Wissenschaftler Automobiltechnik von morgen. Nur – lässt sich die Hightech-Lösung auch günstig genug realisieren?

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Im Sport- und Rennwagenbau nichts Neues: Bremsen aus Hochleistungskeramik.
Im Sport- und Rennwagenbau nichts Neues: Bremsen aus Hochleistungskeramik.
(Bild: iStock-Foto)

mei. Bremsen Autos bald auf einer Leichtbaukonstruktion? Während heutige Bremsscheiben aus schwerem, hitzebeständigem Gusseisen gefertigt sind, könnten die Scheiben der Zukunft aus leichtem Aluminium bestehen. Das würde Gewicht sparen und damit Sprit. Zugleich würde sich das Fahrverhalten verbessern, weil die ungefederten Massen im Fahrwerk kleiner werden.

Doch vor dem Erfolg der Leichtbaubremse gilt es, ein Materialproblem zu lösen: Aluminium, das gewünschte Baumaterial, ist weich und für hart zupackende Bremszangen nicht geeignet. Eine Keramikschicht muss daher die Aluminium-Bremsscheiben schützen, die Reibarbeit übernehmen und zusätzlich die entstehende Hitze ableiten. Die Empa entwickelt dieses entscheidende Bauteil.

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Mehrere technische Hürden

Keramikbremsen sind an sich nichts Neues. Im Sport- und Rennwagenbau werden sie seit langem eingesetzt. Nur – sie sind teuer. Beim Porsche 911 etwa sorgen Keramik-Carbon-Bremsen für einen Aufpreis von 12 000 Franken. Für den Einsatz in preisgünstigen Kleinwagen scheint die Technik also kaum geeignet.

Die Empa soll helfen, das Unmögliche Wirklichkeit werden zu lassen: Unter der Leitung des Politecnico di Torino und zusammen mit dem spanischen Bremsenhersteller Fagor Ederlan, dem liechtensteinischen Lötspezialisten Listemann AG und dem Fiat Forschungszentrum C.R.F. soll mit Hilfe von Empa-Know-how eine neuartige Bremsscheibe für massenproduzierte Kleinwagen entstehen. Den schweizerisch-liechtensteinischen Forschungsanteil finanziert die KTI.

Die Bremse muss sich in grossen Stückzahlen rasch fertigen lassen, sie darf nicht teuer sein und sie muss mindestens so lange halten wie bisher übliche Gusseisen-Bremsen. Für den Empa-Keramikspezialisten Jakob Kübler sind das mehrere technische Hürden auf einmal. «Zunächst einmal mussten wir nach einem preisgünstigen, keramischen Material suchen, das Wärme gut leitet und sich auch gut verarbeiten lässt», erläutert der Forscher. Zirkonoxid fällt also aus – es isoliert zu stark. Siliziumcarbid leitet Wärme gut, bricht aber zu leicht. Als Grundstoff bleibt einzig Aluminiumoxid. Der Stoff ist in vielerlei Keramikbauteilen, vom Wasserhahn bis zum Hüftgelenk, enthalten und preisgünstig zu haben.

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