Bremsbelag

Bremsbeläge, auch häufig als Reibbeläge oder Reibklötze bezeichnet, sind austauschbare funktionale Verbundschichten innerhalb einer Bremsanlage, die speziell zur Erzeugung von Reibung entwickelt wurden. Sie bieten selbst keine strukturelle Unterstützung, werden aber (durch Nieten oder Kleben) an der Innenseite der metallischen Strukturbauteile der Bremse, wie Bremsbacke oder Bremsband, befestigt.

Leistungskennzahlen und Materialzusammensetzung:

Hoher und stabiler Reibungskoeffizient: Dies bildet die Grundlage für die Erzeugung der Bremskraft. Eine ideale Belag sollte einen konstanten Reibungskoeffizienten bei unterschiedlichen Temperaturen, Luftfeuchtigkeiten und Drücken aufrechterhalten, um erratische Schwankungen der Bremsleistung zu vermeiden.
Außergewöhnliche Verschleißfestigkeit: Diese bestimmt die Lebensdauer des Belags und den Wechselzyklus.
Außergewöhnliche Hitzebeständigkeit: Bremsen erzeugen Temperaturen von mehreren hundert bis zu tausenden Grad Celsius. Der Belag muss bei diesen Temperaturen Zersetzung und Verkohlung widerstehen und sich schnell von thermischer Nachlassigkeit erholen.
Kompatibilität mit Gegenstücken: Während starker Reibung darf der Belag die Bremsscheiben/-trommeln nicht übermäßig abnutzen oder beschädigen.
Mechanische Festigkeit und Schlagfestigkeit: Muss enorme Scherkräfte und Stöße beim Bremsen ohne Bruch aushalten.
Basierend auf diesen Anforderungen sind moderne industrielle Bremsbelagmaterialien typischerweise asbestfrei und fallen in mehrere Hauptkategorien:

Organische Materialien (Organisch/NAO): Verbindungen aus Fasern (z. B. Glasfaser, Aramid), Füllstoffen und Hochleistungsharzen. Vorteile sind geringe Geräuschentwicklung und minimaler Radverschleiß, wobei Hitzebeständigkeit und Abriebfestigkeit relativ schwächer sind. Geeignet für mittlere bis geringe Belastungen.
Halbmetallische Materialien: Enthalten bedeutende Metallanteile wie Stahlwolle und Kupferpulver in organischen Basen. Vorteile sind exzellente Wärmeleitung, Hitzebeständigkeit und starke Bremskraft, ideal für schwere und häufige Bremsanwendungen. Allerdings können sie höhere Geräuschpegel erzeugen.
Gesinterte Materialien: Werden durch Sintern von Metallpulvern (z. B. Kupfer, Eisen) und Keramiken unter hoher Temperatur und Druck hergestellt. Sie bieten die höchste Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit mit nahezu keinem thermischen Nachlassen. Geeignet für die anspruchsvollsten, energieintensiven Bremsanwendungen wie Windkraftanlagen und Bergbauausrüstung.
Die Qualitätsbewertung einer Bremse hängt maßgeblich von der Leistung ihres Belags ab. Es ist kein generisches Bauteil für den gelegentlichen Austausch, sondern eine durchdachte Lösung, die unzählige Male berechnet und getestet wurde, um die Leistung für spezifische Betriebsbedingungen anzupassen. Die Auswahl der optimalen Belagformulierung prüft direkt die Kernkompetenz eines Bremsenherstellers in der Materialwissenschaft.