Wie Sie sicher schon erraten haben, handelt es sich um den Heiligen Gral der Bremsmaterialien. Tatsächlich bietet kein anderes Element die gleiche Kombination aus geringem Gewicht, hoher Wärmeleitfähigkeit und fehlender Wärmeausdehnung wie Carbon.

 

Diese Eigenschaften führen zu einem hohen Reibungskoeffizienten, zu einer stabilen und gleichmäßigen Performance und zu einer nahezu sofortigen Hitzedispersion. Um dieses Element besser kennen zu lernen, finden Sie hier 5 Kuriositäten über seine Verwendung.

 


CARBON GIBT ES NICHT NUR IN DER FORMEL 1

Die unglaubliche Brems-Performance der modernen Formel 1-Einsitzer - von 300 km/h auf 0 in weniger als 3 Sekunden - lässt sich nicht von der Verwendung von Carbon Scheiben und Belägen trennen.


Bremsen aus Carbon gibt es jedoch nicht nur in der Formel 1, sondern sie werden seit Jahrzehnten bei den Prototypen verwendet, die bei den 24 Stunden von Le Mans und bei anderen Rennen der WEC (World Endurance Championship) antreten.

 

Um jedoch das Beste aus Carbon in Ausdauerrennen zu machen, muss das Hauptproblem dieser Anwendung überwunden werden: Verschleiß! Das Material für die Reibung muss 24 Stunden ununterbrochener Verwendung standhalten, bei den F1-Grand-Prix-Rennen sind es maximal 2 Stunden.

 

Eine echte Herausforderung für Brembo, das spezifische Lösungen entwickelt hat, um schwerere Fahrzeuge in einem Kontext zu montieren, der sich nicht nur auf die reine Performance bezieht: Der Durchmesser der Scheiben ist anders, da in diesem Fall mit den 18"-Felgen ein Durchmesser von 380 mm erreicht werden kann, aber die Dicke beträgt trotzdem 32 mm.


Die wichtigsten Entwicklungen der letzten Jahre konzentrierten sich vor allem auf die Senkung des Kraftstoffverbrauchs, was zur Entwicklung von Materialien mit geringem Verschleiß geführt hat.

 

Bei einem 24-Stunden-Rennen spart der Verzicht auf den Austausch abgenutzter Scheiben und Beläge während des Rennens wertvolle Zeit und kann für den Ausgang des Rennens "entscheidend" sein. Ein neues Material für die Reibung, das die Laufleistung stark erhöht und eine bessere Wärmeleitfähigkeit garantiert, wurde von Brembo bereits 2001 eingeführt. So konnte der Audi R8 des Joest Teams mit Frank Biela, Emanuele Pirro und Tom Kristensen das Rennen als Erster beenden, ohne dass Scheiben und Beläge auch nur ein einziges Mal ausgetauscht werden mussten.

 

In den letzten Jahren hat der unglaublich geringe Verschleiß dazu geführt, dass die Performance vom Anfang bis zum Ende des Rennens unverändert und wiederholbar blieben.

 

Auch die Formel E setzt auf Carbon. Tatsächlich wird Brembo ab der fünften Saison (2018/19) der exklusive Hersteller für die Bremsanlagen dieser Kategorie sein.

 

Um die Anforderungen eines rein elektrischen Fahrzeugs besser einzuhalten, wird ein anderer Carbon verwendet als in der Formel 1 und der WEC. Außerdem ist die Dicke der Carbon-Scheiben bei der Formel E deutlich geringer: Vorne 24 mm, hinten 20 mm.

 

 

CARBON WIRD AUCH BEI MOTORRÄDERN VERWENDET

Neben den großen Auto-Rennklassen werden Carbon-Scheiben auch in der Motorrad-Weltmeisterschaft verwendet, allerdings nur in der MotoGP.

 

Dieses Material hatte 1988 sein zaghaftes Debüt in der Spitzenklasse gegeben und war innerhalb von fünf Jahren zum absoluten Standard geworden. Zu groß ist der Unterschied in der Performance, aber auch im Gewicht (die Bremsen sind ungefederte Massen) und im Fahrgefühl im Vergleich zu den früher verwendeten Stahlscheiben.

 

Heute bevorzugen die meisten MotoGP-Fahrer 340 mm Scheiben, aufgeteilt in High Mass (breite Oberfläche) und Standard (schmale Oberfläche).

Um das gleiche Bremsmoment zu gewährleisten und eine weitere Leichtigkeit zu erreichen, hat Brembo auch die Light-Scheiben mit 340 mm Durchmesser eingeführt.

 

Andere Fahrer werden dagegen weiterhin die Scheiben mit 320 mm Durchmesser verwenden. Außerdem stehen für jede Größe von Scheibe und Belag zwei verschiedene Carbon-Mischungen zur Verfügung. Sie unterscheiden sich durch ihren anfängliche Griffigkeit und ihre Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen.

 

Für Anwendungen, bei denen das Bremsgefühl für den Fahrer entscheidend ist, bietet Brembo insgesamt bis zu 10 verschiedene Bremsscheibenoptionen. Das Fehlen von Carbon-Scheiben in der Moto2 und Moto3 ist eher aufgrund von Kosteneinsparungen zu erklären.

 

Ein ähnlicher Grund liegt dem Ausschluss von Carbon aus der Superbike-Weltmeisterschaft seit 1994 zugrunde: In dieser Meisterschaft werden Scheiben aus rostfreiem Stahl verwendet, von denen die meisten von Brembo hergestellt werden.

 

​CARBON: DIE HOHE LEITFÄHIGKEIT FÖRDERT DIE BELÜFTUNG

Einer der kritischsten Aspekte für die Bremsanlagen von Einsitzern in der Formel 1 war schon immer das Handling der Betriebstemperaturen. Um den Anforderungen an die Wärmeableitung besser gerecht zu werden, wurde die Belüftung der Carbon-Scheiben von Brembo ständig weiterentwickelt.

 

Im Jahr 2005 hatte jede Scheibe etwa hundert Belüftungslöcher, heute sind es aufgrund der fortschreitenden Verkleinerung mehr als 1.400. Die Löcher in den Carbon-Scheiben von Brembo haben derzeit einen Durchmesser von 2,5 mm, sind in 4 oder 5 Reihen angeordnet und werden mit einer Bearbeitungstoleranz von nur 4 Hundertstel Millimetern hergestellt.

 

Die Form und die Nummer der Löcher hängen von den Eigenschaften des Einsitzers ab, auf dem die Scheibe verwendet werden soll. Tatsächlich wird CFD (Computergestützte Strömungsmechanik) für die Entwicklung der Belüftung gemäß den Eigenschaften jedes Fahrzeugs verwendet.


Bei den LMP1-Hybrid-Prototypen, bei denen das regenerative Bremsen größer ist als in der Formel 1, sind die Belüftungslöcher kleiner. Beim Bremsen in der Formel 1 kann die Temperatur der Scheiben sogar Spitzenwerte von über 1.000 Grad Celsius erreichen. Bei den 24 Stunden von Le Mans ist das Problem oft das Gegenteil, denn in der Nacht oder während der Neutralisierungsphasen besteht die Gefahr, dass die Temperatur der Anlage unter 300 ° Celsius fällt.

 

Dies ist die Grenze, unter der das Material der Reibung die gefürchtete Verglasung erleiden kann. Da in der Formel E die Höchsttemperaturen bei rund 800 Grad Celsius liegen, verfügen die Carbon-Scheiben von Brembo derzeit nur über 70 Belüftungslöcher mit einem Durchmesser von 6,2 mm an den vorderen Scheiben und 90 Löcher mit einem Durchmesser von 4,2 mm an den hinteren Scheiben.

 


CARBON FUNKTIONIERT AUCH AUF NASSEN OBERFLÄCHEN

Seitdem Carbon-Scheiben in der Formel 1 dauerhaft verwendet werden, können die Fahrer nicht mehr ohne sie fahren, auch nicht bei Regen.

 

Der geringere Grip aufgrund des nassen Asphalts und der direkte Kontakt mit dem Wasser, der den Wärmeaustausch erhöht, führen zu einem Temperaturabfall. Trotzdem und dank der enormen Brems-Performance dieser Einsitzer brauchen die Fahrer in der Aufwärmrunde nur wenige Abschnitte zum Bremsen, um die ideale Betriebstemperatur zu erreichen, und das bei einer nur geringen Partialisierung des Lufteinlasses. Beim Motorradfahren ist das anders, die Bremsscheiben laufen im Freien und kühlen viel schneller ab.

 

Auch die Tatsache, dass es sich nur um 2 Räder handelt, verhindert, dass die gesamte vom Carbon-Anlage von Brembo erzeugte Bremskraft auf den Boden übertragen wird.


Nicht zufällig wurden spätestens seit eineinhalb Jahren bei Regen die Stahl-Scheiben den Carbon-Scheiben vorgezogen. Letztere konnten nämlich keinen guten Reibungskoeffizienten gewährleisten, da sie die Mindestbetriebstemperatur, die auf 250 °Celsius eingestellt ist, nicht erreichen konnten. Brembo hat jedoch nie aufgehört, die Herstellungsprozesse seiner Materialien zu verbessern.

 

Dank der gesteigerten Performance der Motorräder, der leistungsfähigeren Reifen und der Verwendung von Abdeckungen für die Scheiben ist es also gelungen, die unmögliche Herausforderung zu meistern: 2017, beim GP von Japan, hatten die ersten 9 Fahrer, die die Ziellinie erreichten, trotz des Regens, der den Fahrern während der gesamten 24 Runden keine Pause gönnte und die Temperatur des Asphalts auf nur 15 Grad Celsius sinken ließ, Carbon-Scheiben verwendet.

 

 

AUF DER STRASSE IST CARBON-KERAMIK BESSER

Obwohl die Carbon-Scheiben beim Fahren auf der Rennstrecke die über aufgeführten wesentlichen Vorteile gewährleisten, sind sie für die Verwendung auf der Straße nicht geeignet.

 

Sie sind vor allem in Bezug auf die Performance ungeeignet, da die Bremsanlage im täglichen Fahrbetrieb nicht die Mindestbetriebstemperaturen erreicht, die Carbon erfordert.

 

Ein weiterer Faktor, der sie für den Einsatz in Straßenfahrzeugen ausschließt, ist der hohe Verschleiß: Während der 24 Stunden von Le Mans verliert eine Carbon-Scheibe eines Prototyps 3-4 mm ihrer Dicke und ein Belag 8-10 mm.

 

Selbst wenn ein niedrigerer Verbrauch für Straßen-Supercars anerkannt wird, wäre die Haltbarkeit ohnehin zu gering, um die Kosten zu rechtfertigen. Denn eine weitere Grenze der Carbon-Scheiben sind definitiv ihre hohen Kosten, wie ihr Ausschluss von vielen nicht hochkarätigen Pkw- und Motorrad-Meisterschaften zeigt.


Um die vielen Vorteile, die Carbon bietet, zumindest teilweise auch für Pkw zu nutzen, hat Brembo die Carbon-Keramik-Scheiben entwickelt. Dies ist dem Joint Venture Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes mit der SGL Group, dem weltweit führenden Hersteller, zu verdanken.


Die Carbon-Keramik-Scheiben bieten eine Gewichtsersparnis von 5-6 kg gegenüber herkömmlichen Gusseisenscheiben. Je nach Fahrstil halten sie bis zum Ende der Lebensdauer des Fahrzeugs, in dem sie verbaut sind, und verkürzen den Bremsweg von 100 km/h auf 0 km/h um etwa 3 Meter.

 

Darüber hinaus sind die Carbon-Keramik-Scheiben von Brembo korrosionsbeständig, verziehen sich nicht bei hohen Temperaturen, vibrieren nicht, sind auch bei Regen zuverlässig und bieten auch nach wiederholtem Einsatz und bei niedrigen Temperaturen die gleiche Bremskraft.