Hochfrequente Schwingungen in der Grenzschicht von Hochlastkontakten am Beispiel der Scheibenbremse

Ein prominentes Beispiel, an welchem die Komplexität der Reibung demonstriert wird, ist die Fahrzeugbremse. Schwingungsuntersuchungen des Reibkontakts im Bremssystem konzentrieren sich in der Regel auf Betriebsschwingformanalysen und Modalanalysen der Bremsscheibe oder anderer Komponenten. Vor dem Hintergrund des Fahrzeugkomforts finden diese Untersuchungen im fühl- und hörbaren Frequenzbereich des menschlichen Gehörgangs statt. In der Literatur wird jedoch postuliert, dass höherfrequente Schwingungen vorhanden sind, die das tribologische Verhalten beeinflussen können [Ost09][Ost10]. Um diese These zu validieren und einen Beitrag zu dem komplexen Thema Reibung zu leisten, ist es das Ziel dieser Arbeit, den tribologischen Kontakt auf reibinduzierte Schwingungen im Ultraschallbereich zu untersuchen. Nach der Identifizierung signifikanter Frequenzen im Bereich zwischen 10 kHz bis 80 kHz wird die Existenz dieser nachgewiesen. Dabei lässt sich u.a. feststellen, dass die Schwingungen unabhängig der Versuchseinrichtung mittels unterschiedlichen Messprinzipen erfassbar, sowie dass die Prozesse und Systemparameter des Reibkontaktes maßgeblich für die auftretenden Frequenzen verantwortlich sind. Neben dem Nachweis lassen sich anhand eines eigens entwickelten Maßes zur Frequenzbeeinflussung Größen wie z.B. Normalkraft, Reibwert, Grenzschicht usw. identifizieren, die eine Frequenzverschiebung der hochfrequenten Schwingungen zur Folge haben. Als weiteres Werkzeug, um ein Verständnis für die Frequenzen zu schaffen, erweist sich ein passives Verfahren zur SchwingungsreduktionamTribokontakt. Dadurch war eine Tilgung spezifischer Frequenzen möglich.