Bremsbeläge aus Zement

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Bremsbeläge aus Zement
Bremsbeläge aus Zement?

Der italienische Weltmarktführer in Sachen Bremsanlagen hat die Nase wieder einmal vorne. Die Grundidee ist, die Kunststoffe bei der Herstellung von Bremsbelägen durch den Rohstoff Zement zu ersetzen. So will Brembo den Energie- und Wasserverbrauch des Herstellungsprozesses um ca. 95 % reduzieren.

Die Forschungsgruppe Cobra

Das interfakultativ gestrickte Expertenteam des Brembo-Forschungsprojektes Cobra hat sich auf dem Campus des Wissenschaft-und Technologiepark Kilometro Rosso, am Fuß der Alpen in Bergamo, zusammengefunden um dort an der Zement-Bremse zu forschen und zu arbeiten.

Das Ziel

Das Forschungsziel ist klar umrissen und klingt fast futuristisch. Unter Verwendung eines zementbasierten, innovativen Rohstoffes soll, bei der Herstellung von Bremsbelagrohmasse, eine Verringerung der dazu benötigten Energie-und Wassermengen, in der Größenordnung von 90-95 Prozent erreicht werden, so die Erwartungen des italienischen Bremsenherstellers Brembo. Bereits im Juli 2014 startete der Vorstoß in die neue Bremsenwelt mit den ersten Versuchen Reibbeläge, aus Phenol-Formaldehyd-Harz (Kunststoff), durch Zement zu ersetzen.

Der Kurs ist abgesteckt

Eine Bremsanlage besteht im Wesentlichen aus den Hauptkomponenten wie Bremssätteln, Bremsscheiben und den Reibbelägen. Beim Abbau der Geschwindigkeit, durch starke Reibung an den Oberflächen von Bremsscheibe und Bremsbelag, entstehen enorm hohe Temperaturen. Um diesen Temperaturen zu widerstehen, wird bisher in der Regel ein Kunstharzgemisch aus Phenol-Formaldehyd-Harzen eingesetzt. Diese Harze, welche die sonstigen Bestandteile eines Bremsbelags bei diesen Temperaturen zusammenzuhalten, sollen nun durch die neuartigen, zementbasierten Bindemittel ersetzt werden. Daran arbeitet der Forschungsverbund Cobra unter Mitwirkung des Zementherstellers Italcementi, des Instituto Mario Negri, im Bereich der biomedizinischen Forschung und der PNO-Gruppe der Firma Ciao Tech. Italcementi, führend im Bereich der Zementverarbeitung, bringt die innovativen Gedanken in geeignete Formen, wobei das Instituto Mario Negri sich um die evtl. aufkommende Schadstoffwirkung auf Umwelt und Gesundheit kümmert. PNO von Ciao Tech befasst sich derweil mit der Bewertung von Umweltauswirkungen und fungiert unterstützend bei den Innovationsprozessen und dem interfakultativen Technologieaustausch.

Der Ort des Entstehens und die Basics der Theorie

Wo könnte man die visionäre Idee des Bremsenexperten Brembo besser umsetzen als an einem Ort, wo Branchenvielfalt, Unternehmergeist, Universitätswissen und die Wissenschaft in einem interdisziplinären Dialog stehen? Das Zentrum Kilometro Rosso bietet diesen Campus für Interaktionen, mit dem Ziel Ressourcenmanagment, Energiewirtschaft und Umwelt an der bahnbrechenden Idee von Brembo teilhaben zu lassen.

Kilometro Rosso Brembo
Kilometro Rosso © Brembo

Die Theorie: Bindemittel/Harze sollen durch Zement ersetzt werden. Die Rechnung ist einfach, für die Herstellung eines Kilogramms Phenolharz ist ein Energieaufwand von 75 bis 83 Megajoule nötig, die äquivalente Herstellung der gleichen Menge Zement benötigt nur drei bis vier Megajoule Energie. Ein weiterer Aspekt betrifft die drastische Reduzierung des Wasserverbrauchs bei der Herstellung. Phenol-Formaldehyd-Harze verschlingen bei der Herstellung pro Kilogramm 94 bis 281 Liter Wasser. Durch den Zementeinsatz wird der Verbrauch auf nur 1,7 bis 5,1 Liter reduziert.

Fortschritt hat seinen Preis: Gesamtkosten des Cobra-Projektes 3,8 Millionen Euro

Brembos bahnbrechende Idee hat die Europäische Gemeinschaft überzeugt. So fließen 1,48 Millionen Euro Subventionen aus dem Programm LIFE+ in den Topf für das COBRA-Projekt. Die restlichen Kosten von 2,32 Millionen Euro trägt der weltweite Bremsen-Marktführer Brembo. Brembo betont, dass im Rahmen des Projektes besonderen Wert auf die Beurteilung der Umweltverträglichkeit der verwendeten Materialien gelegt wird.

Die Mannschaft, das Projekt

Die Forschungsmannschaft des Projektes Cobra hat bereits am 1. Juli 2014 begonnen, die Eigenschaften des Zements auf seine Eignung, als Bestandteile einer Bremse der Zukunft, zu prüfen und zu untersuchen. Die Forschungsgruppe besteht aus 41 Forschern aller tangierten Bereiche. Sie haben es sich zum Ziel gesetzt bis zum Laufende des Cobra-Projekts, am 31. Mai 2018, Bremsbeläge auf Zementbasis vorstellen zu können. Die hohe Motivation, mit der Brembo das ehrgeizige Cobra-Projekt vorantreibt, wird von wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Aspekten gespeist. Die Reduzierung des Energie- und Wasserverbrauchs um bis zu 95 Prozent wirkt sich nicht nur ressourcensparend aus, der neue Bremsbelag auf Zementbasis soll auch deutlich leistungsfähiger ausfallen, als die heutigen Kunstharz-Produkte.

Last but not least

Die Entwicklung der neuen Reibflächen auf Zementbasis wird von Getriebe- und Kupplungsherstellern aufmerksam beobachtet. Die innovative Fertigungstechnik könnte auch in diesen Bereichen Einzug halten und somit dort zur Schonung der Ressourcen beitragen.

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