Magazin erstellt am 03.11.2012 um 22:14:51 [ voriger | nächster ]

Carbon-Keramik-Bremse: Eine innovative Technologie? - neu im BMW M6 (F12/F13) und M5 (F10)

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BMW M6 (F12/F13) und M5 (F10) bekommt Carbon-Keramik-Bremse: Eine innovative Technologie?

Ab März 2013 wird die bisher vergeblich erwartete Carbon-Keramik-Bremsanlage für den BMW M6 (F12/F13) und BMW M5 (F10) verfügbar sein. Leuchtend mattgoldene Festsättel, ein M-Logo und riesige Scheiben geben dann den dezenten Hinweis auf die Hightech-Stopper. Neben verbesserten Bremseigenschaften sorgt die neue Carbon-Keramik-Bremsanlage für verbesserte Fahrdynamik in den leistungsstarken M-Modellen. Dafür müssen nicht unerhebliche 8.700 Euro Aufpreis auf den Tresen in Garching gelegt werden.

Neues Zeitalter der Sportwagen - neue Bremsen

Bereits die Stuttgarter (Mercedes-Benz CL 55 AMG F1 Edition, E63 AMG...), Zuffenhausener (Porsche Boxster S, Carrera GT, Cayenne...) und Ingolstädter (Audi A8 W12, S8, R8, RS6...) Konkurrenz setzte in den vergangenen Jahren bei mehreren Top-Modellen serienmäßig oder optional auf die hochmoderne Technologie. Auch die Italiener vertrauen jüngst auf hochwertiges Carbon-Keramik (Ferrari 458 Italia, California, Enzo, F430 oder Lamborghini Gallardo, Murciélago...). Selbst edle Luxuslimousinen, die für Rundstreckenrennen weniger gedacht sind, wollten versuchen, ihr hohes Fahrzeuggewicht durch eben jene Bremsanlagen zu begleichen (Bentley Arnage T, VW Phaeton W12...). Im Jahr 2001 war es erstmals der Sportwagen-Hersteller Porsche, der am 911er GT2 serienmäßig auf Carbon-Keramik-Bremsscheiben setzte. Heute reicht das Einsatz-Spektrum vom ultimativen Sportwagen, über den schwergewichtigen Komfort-Dampfer bis hin zum hochbeinigen Luxus-SUV.

Das kommt nicht von ungefähr: Innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte verfügten Sportwagen und Luxuslimousinen über leistungsstärkere Motoren und mehr Sicherheitstechnik als nie zuvor. Auch immer mehr Komfort- und Multimedia-Highlights werden vom Mittelklassewagen bis hin zum Supersportwagen immer beliebter. Deshalb legen Fahrzeuge - und es ist praktisch egal ob Mittelklassewagen oder Supersportler - mehr an Gewicht denn je zu. Die damit resultierende Negativspirale findet kaum ein Ende: Um so schwerer die Fahrzeuge, um so größer sind die Anforderungen an verbaute Bremsen-Komponenten, die in Folge dessen gleichermaßen immer größer und schwerer werden. Dem versucht man nun mit Carbon-Keramik-Bremsen entgegenzuwirken.






Produktionskosten noch zu hoch

Die Vorteile einer solchen Bremsanlage liegen auf der Hand und werden trotzdem häufig diskutiert. Zwar wiegt die Carbon-Keramik-Bremsscheibe im Schnitt rund 50 Prozent weniger als eine herkömmliche Grauguss-Bremsscheibe, kostet aber deutlich mehr. Das liegt weniger an den hochfesten, temperaturbeständigen Carbon-Fasern. Vielmehr ist es die aufwendige Produktion. Denn zur endgültigen Produktion einer Carbon-Keramik-Scheibe sind deutlich mehr Fertigungsschritte als bei einer konventionellen Bremsscheibe nötig.

Brembo, MOV'IT und die SGL Carbon

Derzeit gibt es nur sehr wenige Hersteller, die sich mit der Entwicklung und Fertigung derartiger Hochleistungs-Bremssysteme beschäftigen. Da wäre zum einen das italienische Unternehmen Brembo, welches sich in der Vergangenheit nicht nur als Lieferant für verschiedene Fahrzeughersteller, sondern auch als sehr beliebter Anbieter im Zubehör- und Motorsport-Segment etablierte. Zum anderen sind es die deutschen Unternehmen MOV'IT und SGL CARBON, die im Bereich Carbon-Keramik marktführend sind. SGL aus Wiesbaden beschäftigt sich allerdings nicht nur mit innovativen Lösungen für Bremssysteme - auch Kupplungskomponenten im PKW-Segment sowie ein breit gefächertes Produkt-Portfolio für die Medizin, Windkraft, Nukleartechnik, dem Umweltschutz oder der Halbleiterindustrie umfasst das Angebot. Ende letztes Jahres erwarb die BMW AG zu 15,16 Prozent Anteile an der SGL Carbon SE mit dem Ziel, die Themen Leichtbau und carbonfaserverstärkte Kunststoffe im hauseigenen Automobilbau weiter auszurichten. Mit dem Joint Venture legte die BMW AG und das junge Unternehmen SGL Carbon den Meilenstein für die Produktion des innovativen BMW i3 und BMW i8 im Werk Leipzig. Das gemeinsam errichtete Carbonfaser-Werk in Moses Lake (Washington) ist das Anfangsglied dieser automobilen Zukunft. Denn die dort produzierten Carbon-Fasern werden erst in Wackersdorf zu Carbon-Gelegen weiterverarbeitet, am BMW-Standort Landshut zu Karosserie-Komponenten hergestellt und im Leipziger Werk für die Fertigstellung der i-Modelle schlussendlich zusammengefügt.






Alles nur ein Image-Problem?

Eben dieses hochaktuelle Know-How dient auch der SGL Carbon SE, im Bereich Performance-Bremsanlagen beste Komponenten anzufertigen. Den fahrenden Zug auf dem Weg zur Carbon-Keramik-Technologie möchte selbstverständlich auch der Münchner Autobauer nicht verpassen. So war es bereits absehbar, dass eine Carbon-Keramik-Bremsanlage mindestens in die derzeitigen Top-Modelle M6 (F12/F13) und M5 (F10) Einzug finden wird. Alles nur ein Image-Problem der Sportwagenbranche? Porsche war schon vor Carbon-Keramik-Entwicklungen bekannt für herausragende Verzögerungswerte und standhafte Bremsen. Dieses Image ist natürlich auch bauartbedingt durch Porsches altbewährtem Heckantrieb. Außerdem hat Porsche schon vor dem aktuellen Carbon-Zeitalter einiges an Mühen und Kosten in spezielle Kühlsysteme (Stichwort Kühlkanal) für konventionelle Bremsen-Systeme mit Graugussbremsscheiben investiert. Trotzdem möchte auch die keramische Scheibe eine Scheibe abhaben - was soll sie heute noch besser machen?

Das steckt hinter den hochmodernen Carbon-Keramik-Bremsanlagen

Zum einen die bereits erwähnte Gewichtsersparnis. Je nach Größe sind bis zu 50% möglich. Beim neuen BMW M6 sollen es 19,4 Kilogramm sein, beim Porsche GT2 beträgt die Gewichtsersparnis gegenüber dem Einsatz eines konventionellen Bremsen-Systems sogar ebenfalls ziemlich genau 20 Kilogramm. Zwar ist das nur ein verschwindend kleiner Teil des PKW-Gesamtgewichts, gleichzeitig aber dennoch eine nicht unerhebliche Reduzierung der rotierenden und ungefederten Massen. Denn dies trägt durch geringere Radlasten zur optimierten Ein- und Lenkbarkeit bei und verbessert die Fahrdynamik spürbar. Carbon-Keramik-Bremsscheiben bestehen aus kohlenstofffaserverstärktem Siliciumcarbid (C/SiC).

Die Matrix dieses Werkstoffs besteht aus Siliciumcarbid, einer Industriekeramik, sowie elementarem Silicium. Die Verstärkung des Werkstoffs wird durch Kohlenstofffasern erreicht. Ersteres, das Siliciumcarbid, verleiht dem Verbundwerkstoff eine große Härte. Schmelzflüssiges Silizium reagiert mit Kohlenstoff zu Siliciumcarbid. Dieses gleicht in seinem Aufbau und Eigenschaften denen eines Diamanten. Bringt man nun auf die Kohlenstoff-Fasern (Carbon) flüssiges Silicium auf, reagiert es und es bildet sich ein SiC-Schutzmantel. Dieser ist hoch fest, kaum spröde und sehr duktil, kann sich also unter Belastung plastisch verformen, bevor er reißt. Das carbonfaserverstärkte Siliciumcarbid C/SiC hat eine hohe Zähigkeit, niedrige Dichte (2,4 g/cm³) sowie hohe Thermoschockbeständigkeit, ist gut reibverschleißfrei als auch bruchfest, dehnt sich bei Wärme nur minimal aus und ist besonders wärmeleitfähig. Zudem ist es oxidationsbeständig - rostet also nicht. Die Vorteile der speziellen kohlenstofffaserverstärkten Siliciumcarbid-Verbundkeramik entsprechen den Anforderungen von standfesten Bremssystemen voll und ganz - kaum verwunderlich also, dass dieser Werkstoff Anwendung in hochkarätigen Sportwagen finden soll. Sowohl Basiskörper als auch beidseitig aufgebrachte Reibschichten der Bremsscheiben bestehen aus kohlenstofffaserverstärktem Siliciumcarbid. Die Bremsscheiben sind sowohl thermisch als auch mechanisch hoch belastbar.

Aufgrund dessen geben die Hersteller eine Haltbarkeit beziehungsweise Lebensdauer von bis zu 350.000 Kilometern Laufleistung an - bei "normaler" Fahrweise. Für den Einsatz auf der Rennstrecke sind bis zu 50.000 Kilometer drin. Das destruktive "Fading", also das Überhitzen der Scheiben, soll weitestgehend eliminiert sein. Bremsscheiben aus Carbon-Keramik können ohne Probleme thermische Belastungen von bis zu 800 Grad Celsius wegstecken. Auch im gemäßigten und öffentlichen Straßenverkehr ist das gefürchtete "Fading" nicht unüblich. Gerade auf engen Passstraßen kann es auch dem gesinnten Verkehrsteilnehmer passieren, dass die Scheiben überhitzen und an Bremsleistung nachlassen - gerade, wenn man die hohen Fahrzeuggewichte heutzutage berücksichtigt. Zusätzlich entstehen keine - weil die Carbon-Keramik-Bremsscheiben relativ verschleiß- und reibfest sind - hartnäckigen Ablagerungen an Felgen und anderen Bauteilen. Wegen ihres sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten verziehen sich die Hightech-Stopper nicht und speziell entwickelte Bremsbeläge sind gleichermaßen fadingstabil.






410 Millimeter große Scheiben beim M6 machen 20-Zöller nötig

Der neue BMW M6 verfügt serienmäßig über eine Sechskolben-Festsattel-Bremse mit rundum gelochten und innenbelüfteten Bremsscheiben (Vorderachse 400 Millimeter, Hinterachse 396 Millimeter) in Compound-Bauweise, was für den weniger ambitionierten Fahrer eigentlich völlig ausreichen dürfte. Die nun ab März 2013 für zusätzlich 8.700 Euro erhältliche Carbon-Keramik-Anlage fasst an der Vorderachse 410 Millimeter große Scheiben. Bauartbedingt sind in Kombination damit auch nur die - ebenfalls aufpreispflichtigen - 20 Zoll großen M-Felgen erhältlich. Schlussendlich reagiert BMW nicht nur auf den aktuellen Stand der Technik und gleicht sich dem "High-Performance"-Image an, sondern lässt auch Redakteure und Testfahrer einschlägiger Magazine verstummen, welche die Serienbremsanlage des neuen BMW M6 (und M5 F10) als für den Rennstreckenbetrieb zum Teil unterdimensioniert bezeichneten und ein Nachlassen der Bremswirkung kritisierten.

Bleibt also abzuwarten, was die Testfahrer meinen und ob sie ihre (teils dennoch subjektiven) Fahreindrücke in Zukunft ändern werden. Für jemanden, der sich einen BMW M6 leisten kann (aktuell Coupé ab 124.000 Euro, Cabrio ab 131.400 Euro), wird wohl auch eine Carbon-Keramik-Bremsanlage und die größeren 20-Zöller anzukreuzen sein. Außerdem zeigten auch schon andere namhafte Automobilhersteller, dass die hochmodernen und gleichzeitig prestigeträchtigen Systeme nicht nur weggehen wie warme Semmeln, sondern tatsächlich auch eben jene Vorteile mit sich bringen, die sie aus technischer Hinsicht versprechen.
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Autor: Chris_W. [ voriger | nächster ]
ChrisH erstellt am 04.11.2012 um 01:05:57 pn profil zitat link
"Ein adäquater Fahrer ist auch hier von Nutzen - womöglich aus dem Porsche-Lager. Eine gute Auto-Fee könnte ihm drei Worte ins Ohr geflüstert haben: Wozu eigentlich mehr?"

Zitat aus dem Test des BMW 323ti, AMS, Heft 20/1997
75th erstellt am 04.11.2012 um 17:17:09 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 04.11.2012 um 21:23:42 pn profil zitat link
"Ein adäquater Fahrer ist auch hier von Nutzen - womöglich aus dem Porsche-Lager. Eine gute Auto-Fee könnte ihm drei Worte ins Ohr geflüstert haben: Wozu eigentlich mehr?"

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Chris_W. erstellt am 04.11.2012 um 21:29:09 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 04.11.2012 um 21:58:05 pn profil zitat link
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itto erstellt am 05.11.2012 um 15:44:41 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 05.11.2012 um 20:45:44 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 05.11.2012 um 21:48:53 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 05.11.2012 um 21:55:47 pn profil zitat link
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edka181 erstellt am 10.04.2013 um 19:51:21 pn profil zitat link
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Dangermouse erstellt am 11.04.2013 um 22:39:09 pn profil zitat link
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Chris_W. erstellt am 11.04.2013 um 22:42:43 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 11.04.2013 um 23:48:22 pn profil zitat link
"Ein adäquater Fahrer ist auch hier von Nutzen - womöglich aus dem Porsche-Lager. Eine gute Auto-Fee könnte ihm drei Worte ins Ohr geflüstert haben: Wozu eigentlich mehr?"

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Wiesestyle erstellt am 17.04.2013 um 01:36:05 pn profil zitat link
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Brakeeater erstellt am 14.05.2013 um 16:32:27 pn profil zitat link
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ChrisH erstellt am 14.05.2013 um 21:21:03 pn profil zitat link
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Zitat aus dem Test des BMW 323ti, AMS, Heft 20/1997