Verbundstoff-Bremsklotzsohlen

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1 Innovationsprojekt LäGiV Lärmreduzierter Güterverkehr durch innovative Verbundstoff-Bremsklotzsohlen (V-BKS) Ziel: Entwicklung der 2. Generation von Verbundstoff-Bremsklotzsohlen Berlin, InnoTrans LäGiV InnoTrans Folie 1 von 29

2 Projektpartner LäGiV InnoTrans Folie 2 von 29

3 Entwicklungsschwerpunkte der Hersteller von V-BKS in LäGiV LL-Sohle K-Sohle LL-Sohle-organisch LL-Sohle-gesintert K-Sohle-organisch Konfiguration Bg / Konfiguration Bg / Konfiguration Bg / Hersteller Bgu Bgu Bgu Becorit Bremskerl 2 2 Federal-Mogul l Fi Friction 2 3 Federal-Mogul Bremsbelag GmbH (ex Honeywell) 2 1 TMD Summe In LäGiV werden von 5 Herstellern aktuell 14 LL- sowie 11 K-Varianten entwickelt mit dem Ziel, diese durch die UIC homologieren zu lassen. LäGiV InnoTrans Folie 3 von 29

4 Entwicklungsziel Entwicklung und Homologation von Verbundstoffbremsklotzsohlen, die bei der gleichen akustischen Verbesserung der Radlauffläche, deutliche günstigere Verschleißeigenschaften in Bezug auf die Sohle und das Rad aufweisen! Das Entwicklungsgelände stellte sich als sehr unwegsam und voller Überraschungen heraus! LäGiV InnoTrans Folie 4 von 29

5 Zeitplan LäGiV Das geplante Projektende ist 2015 Entwicklung AP 1-5 Validierung nach UIC Betriebserprobung AP 6 Gutachten Serie LäGiV InnoTrans Folie 5 von 29

6 Partner in LäGiV LäGiV InnoTrans Folie 6 von 29

7 UIC Merkblatt : Maßstab für die Validierung in LäGiV 1.1 UIC Programm A1a/A2a (Bremsleistung) 1.2 UIC Programm A1b/A2b (Bremsbewertung) 1.3 UIC Programm A 4 (Metalleinschlüsse) 1.4 UIC Programm A 5 (Winterprogramm) 1.5 UIC Programm A 6 (feste Bremse) 1.6 UIC Programm A 7 (Shuntage) 1.7 UIC Programm A 12 (stat. Reibwert) Dieses Programm muss für ein marktfähiges Produkt mit universeller Einsetzbarkeit erfolgreich durchlaufen werden! 1.8 Abhängeversuche UIC Betriebserprobung UIC LäGiV InnoTrans Folie 7 von 29

8 LäGiV Prozessschritte zur neuen V-BKS M30 Projektstart AP 1-5 AP 6 M10 Gutachten Werkstoffkompositionen M23 Betriebserprobung b Musterfertigung M22 Projektende M11 Entwicklungsbegleitende Tests M12 Fertigungsprozess Iteration UIC-Abhängeversuche M21 UIC-Prüfstandsversuche M20 Vorserienfertigung M13 Meilenstein nicht bestanden LäGiV InnoTrans Folie 8 von 29

9 Becorit LäGiV InnoTrans Folie 9 von 29

10 Zielkonflikt: Verbesserung der thermischen Stabilität Projektaufgabe: deutliche Verbesserung der LCC (Life Cycle Cost) Entscheidend hierfür ist die thermische Stabilität des Verbundwerksstoffes. Diese Verbesserung darf nur im Temperaturfenster unter 600 C wirksam sein. Tm max. 560 C Ab 600 C muss ein hoher Sohlenverschleiß eingestellt werden. Die UIC Programm A6 Limits: (Abbruch beim Erreichen) Max. 25 Minuten über 600 C. Max. 5 Minuten über 700 C Max. 850 C Nach 60 Minuten = Programmende Bei 16 mm Verschleiß je Sohle LäGiV InnoTrans Folie 10 von 29

11 Status BECORIT Becorit K50 K-Sohle organisch (2xBg, 2xBgu und 1xBgu) Ziel Becorit LL20 LL-Sohle organisch (2xBg und 2xBgu) Becorit LL90 LL-Sohle gesintert (2xBg und 2xBgu) Bisheriger Projektverlauf Meilensteine Grundlagenforschung mit neuen Materialien und K-Sohle: Optimierung der Nassreibwerte Lösungsansätzen. LL-Sohle: Verbesserung der thermischen Entwicklung von neuen Reibwerkstoffen für die Stabilität einzelnen Anwendungsklassen (K + LL). Interne Prüfstandsuntersuchungen auf Teilbelag- und Chancen / Risiken Vollbelags-Prüfständen. K-Sohle: 2. Iterationsschleife UIC Prüfstand, Interne Bewertungen nach UIC Programmen. Abnahmeprüfungen auf DB Systemtechnik Prüfstand Risiko ca. 30 % LL- Sohle: 3. Iterationsschleife UIC Prüfstand nach UIC mit: Organic Risiko ca. 50 % K-Sohle Becorit K50 in 2xBgu (nicht bestanden) LL- Sohle: UIC A6 Programm (feste Bremse) Sinter LL-Sohle org. Becorit LL20 (nicht bestanden) Risiko ca. 25 % LL-Sohle gesint. Becorit LL90 (teilweise bestanden) Abhängeversuche 2xBg + 2xBgu Risiko ca. 5 % Das Gesamtprojekt ist verspätet, wird absehbar noch in 2014 die Prüfstandtests erfüllen. Fazit LL Sinter-Sohle ist bei Becorit am weitetesten fortgeschritten. Stopper z.z. (feste Bremse) LL organische, K organische Sohlen benötigen Wiederholungsprüfungen. Abhängeversuche mit LL90 Sintersohlen noch in 2014 möglich. LäGiV InnoTrans Folie 11 von 29

12 LäGiV Becorit CoFren RFPC Wabtec Huaxia InTrans Adantech Dia-Frag FIP FIPSA Wabtec Friction Group Global LäGiV InnoTrans Folie 12 von 29

13 HEADQUARTERS Rumplerstrasse Recklinghausen - Germany MAIN APPLICATIONS Intercity, Regional and Light Train Applications EXECUTIVE MANAGEMENT Dirk Herkrath Managing Director LOCATIONS Manufacture in Recklinghausen Germany High Speed Applications EMPLOYEES 134 PRODUCTS Brake products for railway, industrial and mining applications Freight ; Industrial & Mining SERVICES After-sales services and customer support LäGiV InnoTrans Folie 13 von 29

14 Bremskerl Reibbelagwerke LäGiV InnoTrans Folie 14 von 29

15 Status BREMSKERL REIBBELAGWERKE Ziel Zulassungsfähige Varianten der V-BKS K - Sohle, organisch LL - Sohle, organisch Bisheriger Projektverlauf Meilensteine 11/10: 11/10 03/14: 09/11 08/14: Start der Entwicklung 101 Rezepturvarianten 127 interne Prüfungen 5 externe Validierungsserien (K & LL); (9 Prüfungen) 09/14: M12 Abschluss der internen entwicklungsbegleitenden Tests in 09/14 09/14: M13 Vorserienfertigung 10/14: M20 UIC Prüfstandsversuch Chancen / Risiken Chancen: Start Abhängeversuche in 2014 Betriebserprobung in 2015 Vorläufige Zulassung in /14: Vorbereitung Validierungsversuche Risiken: zeitl. Verzug durch Nichtbestehen oder BREMSKERL 305 (Typ K) nicht beeinflussbare Faktoren im Feldversuch (Wetter,..) BREMSKERL 177 (Typ LL) Ungeklärte Zulassungsfragen Fazit BREMSKERL wird 2016 eine homologierte V-BKS (Typ K und Typ LL) bereitstellen. LäGiV InnoTrans Folie 15 von 29

16 LäGiV InnoTrans Folie 16 von 29

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19 Federal-Mogul Bremsbelag (ex Honeywell) LäGiV InnoTrans Folie 19 von 29

20 Status FEDERAL-MOGUL BREMSBELAG GmbH Ziel K-Sohle 1xBgu (Kompaktbremse) LL-Sohle organisch 2xBg und 2xBgu LL-Sohle gesintert Bisheriger Projektverlauf K-Sohle organisch JURID Entwicklungsfokus: LCC-Aspekte (Sohlen- und Radverschleiß); Zulassung der Konfiguration 1 x Bgu (Kompaktbremse). UIC Prüfungen: reibtechnische Prüfungen positiv abgeschlossen, mechanische Festigkeiten beauftragt, Abhängeversuch und Wintertest in der Organisationsphase, Durchführung noch in Q4 Status: vorläufige UIC Homologation 1xBgu formal beantragt. LL-Sohle organisch JURID Entwicklungsfokus: Weiterentwicklung der J 826 aus dem ERS Projekt. UIC Prüfungen: alle Prüfungen erfolgreich absolviert. Vorläufige Homologation wird im Oktober für 2xBg und 2xBgu erwartet. Status: in Q4 soll mit der Betriebserprobung begonnen werden. LL-Sohle gesintert JURID 787-XX Entwicklungsfokus: LCC-Aspekte (Sohlen- und Radverschleiß) => Basis J 777 (vorl. homologiert ERS). Prüfungen: Verschleiß-Teilbelagprüfungen erbrachten keine signifikanten Verbesserungen. Status: Aktivitäten zugunsten org. LL-Sohle vorerst gestoppt. Meilensteine Organische V-BKS: thermische Stabilität (Dauerbremsung A1,2a) vs. Selbstzerstörung (Feste Bremse A6); Nass-Performance bei niedrigen Va und Fb vs. geringe Radverschleiße => abrasiv / schmierend. Gesinterte V-BKS: LCC Aspekte. Hohe Material- und Prozesskosten müssen durch geringe Verschleiße kompensiert werden. Chancen / Risiken Merkblatt UIC 541-4: Überarbeitung der thermischen sowie der einsatzspezifischen Anforderungen (Dauerbremsung / Bremsstörungstest) an den Stand der Technik der aktuellen Produkte. Bewertung des Restrisikos schwer. Technisch: V-BKS technisch hmöglich, zurzeit erprobter Stand der Technik. Anforderungen erfüllt, aber Betreiber erwarten mehr bezüglich LCC. Bestätigen sich Rad- Verschleiße aus Prüfstandsimulationen im Feld? Zulassung: LL V-BKS wahlfreier Tausch noch ungeklärt. Ergänzung des Merkblattes in Aussicht gestellt => UIC Fazit Die Federal-Mogul Bremsbelag konnte einen erfolgreichen Projektfortschritt erzielen. Ziel ist es die LL-Sohle JURID 847 noch in 2015 in den Konfigurationen 2xBg und 2xBgu als Serienprodukt bereit zu stellen. Die K-Sohle JURID 822 für 1xBgu soll zeitnah folgen. LäGiV InnoTrans Folie 20 von 29

21 IMPRESSIONEN Abhängeversuch 2xBg (Eaos-x) Serienfertigung Wintertest bei RTA Wien LäGiV InnoTrans Folie 21 von 29

22 TMD Friction LäGiV InnoTrans Folie 22 von 29

23 Status TMD FRICTION (COSID -VBKS) Ziel K-Sohle 2xBg, 2xBgu und 1xBgu, optimierte LCC, Typ 2. Generation LL-Sohle organisch LL-Sohle gesintert Freie Tauschbarkeit der LäGiV- Sohlen auf GG-Sohlen nötig! Bisheriger Projektverlauf Basis-Entwicklungen mit frühzeitiger Fokussierung auf definierte Plattformrezepturen wurden abgeschlossen. Der Einsatz von DOE-Konzepten zur schnellen Rezepturoptimierung und Abprüfung führte zu einer gesteigerten Entwicklungsgeschwindigkeit. K-Sohle COSID 704 (org.): Alle Prüfstands-Programme (2Bg, 2Bgu) und Abhängeversuche bei DB AG in Minden wurden erfolgreich bestanden. Die Betriebserprobungen für 2Bgu + 2Bg wurden gestartet, der Wintertest ist anhängig. Vorläufige UIC-Freigabe erhalten (2014). 1 Bgu-Abhängeversuch geplant für Q4, LL-Sohlen COSID 740 (org.) + COSID 940 (Sinter): Mehr Gleitmaterial als Reibmaterial! Optimierung der Eigenschaften in internen Entwicklungsschleifen. Der Einsatz spezieller Optimierungs-Modelle ist nur bedingt möglich. Fazit Meilensteine K-Sohle COSID 704: Wintertest, Abschluss der Betriebserprobung (2xBg) bis Feb Weitere LL-Sohlen (org. + sinter) zum Performance-Test bei der DB eingereicht. Chancen / Risiken K-Sohle COSID 704: Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit auf Erteilung des UIC - Zertifikats zum Projektende von LäGiV (2xBg). LL-Sohlen: Der Optimierungsprozess aller geforderten technischen Eigenschaften in der zur Verfügung stehenden Zeit gestaltet sich sehr herausfordernd. Der Projekt-Fortschritt ist nicht konform mit dem ursprünglichen Zeitplan, auch wegen einer verspäteten Mittelbereitstellung. Der Optimierungsprozess der LL-Sohlen läuft zwecks Zielerreichung auf einem hohem Niveau. Der erfolgreiche Entwicklungsfortschritt des K-Blocks lässt die Erreichung eines LäGiV-Projektziels zu.. LäGiV InnoTrans Folie 23 von 29

24 Next Steps Brake Configu- ration Dyno Tes- ting Vehicle Slip Test Preliminary UIC Approval Field Test Final UIC Approval expected 2x Bg Q x Bgu Q x Bgu Q LL organic LL sintered in progress in progress COSID -- Buy It -- Try It Like It LäGiV InnoTrans Folie 24 von 29

25 NISTMD at a Glance In 2011 TMD Friction was acquired by Nisshinbo Holdings Inc. - a Japanese conglomerate. With this acquisition the world s largest supplier of friction material for the automotive industry was founded. MORE THAN 6,000 EMPLOYEES WORLDWIDE MORE THAN 1,000,000 PADS PRODUCED A DAY MORE THAN 1 bn. TURNOVER IN % MARKET SHARE WORLDWIDE Nisshinbo Holdings Inc. is a Nikkei-225-listed conglomerate founded in Employees: ~22,000 Turnover 2013: 3.7 bn Business Areas: Electronic Chemical Products Photovoltaic Module Equipment Textile Paper Products Friction & Brakes TRAILER COMMERCIAL VEHICLE PASSENGER CARS RACING RAIL INDUSTRY LäGiV InnoTrans Folie 25 von 29

26 Status zusammenfassend LäGiV InnoTrans Folie 26 von 29

27 Status V-BKS im Einzelnen Sohle Typ Hersteller Prüfstand Abhängeversuch Betriebserprobung LL20 LL Becorit Zusatzversuch bestellt (Vitry) geplant geplant K50 K Becorit Sohle zurückgestellt geplant LL90 LL Becorit Zusatzversuch bestellt (Vitry) beauftragt beantragt LL 177 LL Bremskerl Versuche beauftragt (Minden) geplant geplant K 305 K Bremskerl Versuche beauftragt (Minden) geplant geplant K3339F K Federal-Mogul Nassbremsung muss offen wiederholt werden L3346F LL Federal-Mogul bestanden in Auswertung beantragt Jurid 822 K Federal-Mogul bestanden beauftragt beantragt Jurid 847 LL Federal-Mogul bestanden bestanden beantragt COSID 704 K TMD bestanden bestanden läuft COSID 740 LL TMD Versuche beauftragt (Vitry) beauftragt COSID 940 LL TMD Versuche beauftragt (Vitry) beauftragt LäGiV InnoTrans Folie 27 von 29

28 Kernbotschaften Die Entwicklung von Bremsklotzsohlen auf eine UIC Homologation hin, bedeutet, ein schwer zu kalkulierendes Entwicklungsrisiko einzugehen. Wir rechnen dennoch in 2016 mit serienreifen und homologierten K- und LL-Sohlen mehrerer Hersteller, die gegenüber dem Status Quo verbesserte Verschleißeigenschaften aufweisen. Parallel schafft die UIC die Verfahrensvoraussetzungen, mit denen der Status wahlfreier Tausch analog zur IB 116* für die LL-Sohlen aus LäGiV erreicht werden kann. Die benötigten Stückzahlen für die Umrüstung und den Ersatzbedarf an Verbundstoffbremsklotzsohlen kann von der Reibbelagindustrie befriedigt werden. LäGiV InnoTrans Folie 28 von 29

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! LäGiV InnoTrans Folie 29 von 29