Maßnahmen zur Reduzierung von plastischer Verformung an statischen Druckplatten von Lammellenbremsen infolge einseitig eingebrachter hoher Reibleistung

Die thermisch verursachte, plastische Verformung an statischen Druckplatten von Lamellenbremsen kann das Betriebsverhalten von Bremsen nachhaltig stören und sollte daher vermieden werden. So kann die plastische Verformung der Druckplatte beispielsweise zu einer Verkleinerung des Luftspalts führen und ungewollte Veränderung der Reibverhältnisse verursachen. Während des Bremsvorgangs dehnen sich hoch erwärmte Bereiche nah der Reibfläche aus und werden von den Zonen geringerer Temperatur an ihrer Ausdehnung gehindert. Überschreiten die daraus resultierenden Spannungen die Dehngrenze des Materials, kommt es zu plastischer Verformung. Dieser Artikel erläutert den physikalischen Verformungsprozess detailliert und darauf aufbauend, welche Maßnahmen zu einer Verringerung der Verformung ergriffen werden können. Dazu werden im Rahmen theoretischer Vorüberlegungen drei Ansätze identifiziert, die sowohl die Geometrie als auch die Werkstoffe der Druckplatten betreffen. Radiale Schlitze sollen die Behinderung der thermischen Dehnung verhindern und dadurch Spannungen reduzieren; die Werkstoffauswahl auf Basis der Thermoschockempfindlichkeit reduziert die plastische Verformung. Anhand einer kombinierten Simulation der Thermik und der Mechanik einer Druckplatte wird der Effekt dieser Ansätze an vier Varianten der Druckplatte überprüft. Experimentelle Untersuchungen an realen Prototypen der Druckplattenvarianten bestätigen die Ergebnisse der Simulation und weisen die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Maßnahmen zur Reduzierung der plastischen Verformung nach.