Eigenfrequenzen von Bremsscheiben – Chancen und Einschränkungen des Werkstoffdesigns

Exklusiv
GIESSEREI PRAXIS 12/19
Forschung
Werkstoffe

Hören Sie während des Bremsvorgangs eines PKWs ein Geräusch? Diese Frage können Sie vermutlich in den allermeisten Fällen mit „Nein“ beantworten, denn während der Phase der Bauteilentwicklung wird neben den mechanischen Kennwerten wie Härte und Festigkeit dem Komfortmerkmal Geräusch ein großes Augenmerk gewidmet.

Dieser Artikel soll die Möglichkeiten des Werkstoffdesigns von Bremsscheiben auf Basis eines hochgekohlten Gusseisens mit Lamellengraphit (EN-GJL 150HC) beleuchten, aber auch die Prozessrandbedingungen und damit die Einschränkungen aus Sicht des Gießers benennen. Hierbei soll der Fokus der Betrachtung auf den belüfteten, einteiligen Bremsscheiben liegen, welche vorwiegend auf der Vorderachse von Pkws zum Einsatz kommen.

Die technische Produktspezifikation von Bremsscheiben (Kundenzeichnung) beinhaltet insbesondere Vorgaben hinsichtlich der Geometrie und der Werkstoffausführung. In Einzelfällen sind bereits Angaben zu den Eigenfrequenzen im Anfragestatus verfügbar. Dies kann unter Umständen zu einem überbestimmten Gesamtsystem führen, dessen Betrachtung Gegenstand dieses Artikels ist.

Natural Frequencies of Brake Discs – Opportunities and Constraints
of the Material Design

Do you hear a noise during the brake event of a passenger car? You can answer this question presumably with no in most cases, because during the phase of the component development noise issues would be spend a high attention as a comfort characteristic beside the mechanical parameters like hardness and strength.

This article should light up the opportunities of the material design of brake discs based on a grey cast iron with lamella graphite and high carbon content (EN-GJL 150HC), but name also the process boundary conditions and with it (thus) the constraints from the point of view of the caster. The focus of this occasion should be on a ventilated, onepiece brake disc which are mainly used on the front axle of a passenger car.

The technical product specification of brake discs (customer drawing) contains in particular defaults concerning the geometry and the material implementation. In isolated cases, statements are already available to the natural frequencies in the inquiry status. This can lead to an overdetermined system whose consideration is an object of this article.

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