DE10139288A1 - Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC

Info

Publication number
DE10139288A1
DE10139288A1 DE10139288A DE10139288A DE10139288A1 DE 10139288 A1 DE10139288 A1 DE 10139288A1 DE 10139288 A DE10139288 A DE 10139288A DE 10139288 A DE10139288 A DE 10139288A DE 10139288 A1 DE10139288 A1 DE 10139288A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compound
injection molding
bmc
tool
ceramic brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10139288A
Other languages
English (en)
Inventor
Gert Ehnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Menzolit Fibron GmbH
Original Assignee
Menzolit Fibron GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Menzolit Fibron GmbH filed Critical Menzolit Fibron GmbH
Priority to DE10139288A priority Critical patent/DE10139288A1/de
Priority to SK372-2003A priority patent/SK3722003A3/sk
Priority to DE50112343T priority patent/DE50112343D1/de
Priority to PCT/EP2001/010800 priority patent/WO2002027208A1/de
Priority to AT01969735T priority patent/ATE359457T1/de
Priority to PT01969735T priority patent/PT1328737E/pt
Priority to KR10-2003-7004504A priority patent/KR20030038776A/ko
Priority to ES01969735T priority patent/ES2284690T3/es
Priority to DK01969735T priority patent/DK1328737T3/da
Priority to US10/381,518 priority patent/US7175796B2/en
Priority to AU2001289893A priority patent/AU2001289893A1/en
Priority to EP01969735A priority patent/EP1328737B1/de
Priority to CZ2003838A priority patent/CZ295450B6/cs
Publication of DE10139288A1 publication Critical patent/DE10139288A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/34—Feeding the material to the mould or the compression means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
    • B29C45/561—Injection-compression moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/573—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/34—Feeding the material to the mould or the compression means
    • B29C2043/3433—Feeding the material to the mould or the compression means using dispensing heads, e.g. extruders, placed over or apart from the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
    • B29C2045/001—Bulk moulding compounds [BMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2303/00—Use of resin-bonded materials as reinforcement
    • B29K2303/04—Inorganic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2503/00—Use of resin-bonded materials as filler
    • B29K2503/04—Inorganic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/16—Frictional elements, e.g. brake or clutch linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7482—Brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben. DOLLAR A Erfindungsgemäß besteht dieses Verfahren aus folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A a) Herstellung eines BMC-Compound (2) mit einer Matrix aus Phenolharz und mit Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff, wobei die Länge der Kohlenstofffasern zwischen 6 mm und 50 mm liegt, DOLLAR A b) Herstellung eines Grünlings der Keramikbremsscheiben aus dem BMC-Compound (2) im Spritzpress- oder im Spritzprägeverfahren, DOLLAR A c) Pyrolisieren des Grünlings zur Herstellung eines porösen Formkörpers und DOLLAR A d) Schmelzinfiltration des porösen Formkörpers mit einer Schmelze, vorzugsweise mit einer Siliziumschmelze, zur Herstellung eines Formkörpers mit reaktionsgebundenen Fasern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben.
Der Einsatz von kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff (CFC-Werkstoffen) in Bremsscheiben ist wegen der Oxydationsanfälligkeit der Kohlenstofffasern auf etwa 500°C begrenzt. Eine Anwendung erfolgt z. B. bei Formel 1 Fahrzeugen. Eine exakte Abstimmung der CFC Scheibenqualität entsprechend den herr­ schenden Witterungsbedingungen ist erforderlich. Die Haltbarkeit erstreckt sich nur über ein Rennen. Für den Gebrauch in Serienfahrzeugen ist der Werkstoff nicht geeignet. Von Nachteil ist der hohe Preis, der hohe Verschleiß und der wit­ terungs- und temperaturabhängige Reibungskoeffizient.
Mit kurzkohlenstofffaserverstärkten Keramikkörpern (Ceramic Matrix Composites (CMC)) lässt sich eine höhere Festigkeit bei hohen Temperaturen erreichen. Vielfach wird jedoch keine ausreichende Schadenstoleranz für Hochleistungsan­ wendungen erreicht, wie z. B. für Bremsscheiben gefordert. Die Herstellung eines solchen Materials mit Kurzfaserverstärkung erfolgt nach dem sogenannten Auf­ baugranulationsverfahren, wie in DE 197 11 829 C1 beschrieben.
Es ist Stand der Technik, zur Erhöhung der Schadenstoleranz eine Lang­ faserverstärkung mit Kohlenstofffasergewebe einzubringen. Der Prozess ist sehr aufwendig und kostenintensiv bezüglich der Zuschnittsvorbereitung, Verschnitt­ menge und der Kohlenstofffaser-Halbzeugkosten.
Die Herstellung von Bremsscheiben aus Ceramic Advanced SMC mit Kurz- und Langfaserverstärkung nach PCT/EP 00/00253 und DE 199 01 215 A1 ist eine kostengünstigere Alternative mit höherer Schadenstoleranz als die Verstärkung mit Kohlenstofffasergewebe. Die Zuschnittsvorbereitung für das Pressen der Bremsscheiben ist jedoch wegen des Aufwands immer noch zu kostenintensiv.
Für die Großserienherstellung von Bremsscheiben wird eine in die Zukunft ge­ richtete moderne und rationelle Verfahrenstechnik benötigt.
Es wird daher ein Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC vorgeschlagen, umfassend folgende Verfahrensschritte:
  • a) Herstellung eines BMC-Compound (2) mit einer Matrix aus Phenolharz und mit Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff, wobei die Länge der Kohlenstofffa­ sern zwischen 6 mm und 50 mm liegt,
  • b) Herstellung eines Grünlings der Keramikbremsscheiben aus dem BMC- Compound (2) im Spritzpress- oder im Spritzprägeverfahren,
  • c) Pyrolisieren des Grünlings zur Herstellung eines porösen Formkörpers und
  • d) Schmelzinfiltration des porösen Formkörpers mit einer Schmelze, vorzugs­ weise mit einer Siliziumschmelze, zur Herstellung eines Formkörpers mit reaktionsgebundenen Fasern.
BMC-Formmassen und deren Zusammensetzung sind z. B. beschrieben im Kunststoff-Handbuch, Wilbrand Woebcken, Ausgabe 10, Duroplaste, Hanser Verlag, 1988, S. 312-323.
Merkmale der vorliegenden Erfindung
  • - Herstellung eines BMC mit keramischer Matrix und Kohlenstofffaserverstär­ kung.
  • - Problemlose Fertigung größerer Stückzahlen. Im Vergleich zum SMC- Herstellprozess kann BMC in der CMC-Verfahrenstechnik (Continous Moul­ ding Compound) in der für das Spritzgieß- oder Spritzpressverfahren geeig­ neten Halbzeugform rationell gefertigt werden. Diese Verfahrenstechniken sind rationeller, weniger kosten- und manpowerintensiv als die Verarbeitung von SMC im Pressverfahren. Größere Stückzahlen können problemlos ge­ fertigt werden.
  • - Erzeugung der erforderlichen Faserstruktur für die Bremsscheibe bei der Verarbeitung des Compounds zu Bremsscheiben.
Erfindungsgemäß wird als Compound BMC mit einer Matrix aus Phenolharz und einer Kohlenstofffaserverstärkung verwendet. Die Verstärkungfaserlänge kann zwischen 6 mm und 50 mm liegen. Zur Optimierung der Keramikeigenschaften kann mit mehreren verschiedenen Faserlängen in einem Compound gearbeitet werden.
Die Herstellung des BMC erfolgt auf einer kontinuierlich arbeitenden Anlage (Continious Impregnated Compound). Das in dieser Verfahrenstechnik herge­ stellte Compound hat nur eine geringe Schädigung der Kohlenstofffaser und wird daher bevorzugt. Die Fertigung des keramischen BMC ist jedoch ebenfalls in den für die BMC-Herstellung üblichen Knetern möglich.
Die Verarbeitung des erfindungsgemäßen Ceramic Advanced BMC erfolgt im Spritzpress- oder im Spritzprägeverfahren. Die Vorteile dieser Verfahrenstechnik liegen in der rationelleren Verarbeitung mit weniger manuellem Aufwand, als im Pressverfahren mit SMC mit der aufwendigen Zuschnittserstellung. Zur Anpas­ sung der Materialeigenschaften an die Anwendung für Bremsscheiben kann die Faserstruktur beim Einbringen des Compounds in das Formwerkzeug erzeugt werden. Durch die Verwendung der Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik können mehrere Compounds mit verschiedenen Faserlängen gleichzeitig in das Werk­ zeug eingebracht und entsprechende Faserstrukturen erzeugt werden.
Bevorzugt kann das Spritzpressverfahren eingesetzt werden. Das Spritzpress­ verfahren ist die Kombination der Presstechnik mit einem Einspritzzylinder in der Mitte des Werkzeugs. Über einen zentralen Zylinder und Kolben, in dem die er­ forderliche Compoundmenge eingebracht wurde, wird die Formmasse in das ge­ schlossene oder leicht geöffnete Werkzeug eingespritzt. Der Zylinder kann auch über eine Spritzgießmaschine oder einen Extruder gefüllt werden.
Das Spritzprägeverfahren ist eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der erfin­ dungsgemäßen Bremsscheiben bzw. des Grünlings hierfür. Das Ceramic Advan­ ced BMC wird auf einer Spritzgießmaschine, die in der Druck und Temperatur­ einstellung an die keramische Matrix angepasst wurde, in das geschlossene oder leicht geöffnete Werkzeug eingespritzt. Nach dem Einbringen der Compound­ menge in das beheizte Werkzeug wird das Werkzeug geschlossen und das Compound in der Form verteilt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren hergestellten Formkörper, bzw. die Bremsscheiben Lüftungs­ rippen am Innendurchmesser auf beiden Seiten der Keramikbremsscheibe auf. Hierdurch ist die Kühlung durch Umgebungsluft verbessert.
Zusätzlich sind vorteilhafterweise auf beiden Seiten der Keramikbremsscheibe an deren Oberfläche durchgehende Lüftungskanäle in gerader, kreisförmiger oder evolvendenförmiger Anordnung zur Wärmeabführung angeordnet.
Zweckmäßigerweise liegt der Querschnitt der Lüftungskanäle in eckiger oder runder Form und Breiten zwischen 1 mm und 10 mm.
Die vorliegende Erfindung beschreibt im einzelnen:
  • - BMC mit keramischer Matrix und Kohlenstofffaserverstärkung für Keramik­ bremsscheiben
  • - Verstärkungsfaserlängen von 6 mm bis 50 mm
  • - Eine oder mehrere Faserlängen in einem Compound
  • - Faseranteile von 10 Vol % bis 60 Vol %
  • - Extrudieren des BMC zu zylindrisch geformten Portionen oder Extrudieren in Plastiksäcken zur einfachen Beschickung in Spritzgießmaschinen
  • - Verarbeitung des keramischen BMC auf Spritzgießmaschinen im Spritzprä­ geverfahren oder auf geeigneten Pressen im Spritzpressverfahren
  • - Erzeugung der Faseranordnung durch Quellströmung des keramischen BMC beim Einbringen der Formmasse in das Bremsscheibenwerkzeug bzw. die Presse.
  • - Erzeugung von Faserorientierungen in Umfangsrichtung der Keramikbrems­ scheibe.
  • - Durch Variation der Werkzeugöffnung beim Einbringen des keramischen BMC kann eine Beeinflussung der Faserorientierung in Umfangsrichtung erfolgen. Verzahnung und Ausrichtung in der zweiten und dritten Dimension erfolgen beim Schließen des Werkzeugs.
  • - Scheibendesign mit Lüftungsrippen am Innendurchmesser auf beiden Sei­ ten der Keramikbremsscheibe.
  • - Durchgehende Lüftungskanäle in gerader, kreisförmiger oder evolvenden­ förmiger Anordnung auf beiden Seiten der Keramikbremsscheibe zur Wär­ meabführung an der Bremsscheibenoberfläche.
  • - Querschnitt der Lüftungskanäle in eckiger oder runder Form und Breiten von 1 mm bis 10 mm.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschreiben sind. Es zeigen:
Fig. 1a-1c das Spritzprägen des Grünlings von Keramikbremsscheiben,
Fig. 2a-2d das Spritzpressen des Grünlings von Keramikbremsscheiben,
Fig. 3 die Faserorientierung durch ein zentrales Einspritzen,
Fig. 4 eine Keramikbremsscheibe mit einem speziellen Rippende­ sign, und
Fig. 5 und 6 jeweils eine Keramikbremsscheibe mit speziellen Lüftungska­ nälen.
Die Fig. 1a bis 1c zeigen das Spritzprägen des Grünlings von Keramikbrems­ scheiben auf einer Spritzgießmaschine, die aus einem Oberteil 9 und einem Un­ terteil 10 besteht. Über eine zentral im Oberteil 9 angeordnete Düse 11, im ge­ zeigten Fall mit zwei Einspritzkanälen 12, wird die erforderliche Menge BMC- Compound 2 in das geschlossene oder leicht geöffnete Werkzeug 6 eingespritzt. Anschließend wird das Werkzeug 6 geschlossen, d. h. das Oberteil 9 in Richtung Unterteil 10 verschoben und dabei das Compound 2 in die gewünschte Form ge­ presst bzw. geprägt. Das Unterteil 10 und das Oberteil 11 haben eine Form, die dem Design der gewünschten Keramikbremsscheibe entspricht.
Fig. 1a zeigt das Werkzeug 6 im geöffneten Zustand vor dem Einspritzen des Compounds. Fig. 1b zeigt das Werkzeug 6 in leicht geöffnetem Zustand, d. h. das Oberteil 9 ist geringfügig vom Unterteil 10 abgehoben. In diesem Zustand wird das Compound 2 über die Düse 11 mit den Einspritzkanälen 12 eingespritzt. Die Temperatur des Werkzeugs 6 und der Druck sind an die Erfordernisse des Compounds 2 angepasst.
Fig. 1c zeigt das eigentliche Pressen bzw. Prägen, d. h. das Oberteil 9 wird in Richtung Unterteil 10 gefahren und so der Grünling gepresst bzw. geprägt. An­ schließend wird das Werkzeug 6 geöffnet, der Grünling entnommen und der weiteren Bearbeitung wie Pyrolisation und Schmelzinfiltration zugeführt.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen das Spritzpressen des Grünlings für Keramikbrems­ scheiben.
Fig. 2a zeigt das Werkzeug 4 in weit geöffnetem Zustand, d. h. das Oberteil 9 ist weit vom Unterteil 10 abgehoben. In der Mitte des Werkzeugs 4, d. h. des Un­ terteils 10 ist ein Einspritzzylinder 3 angeordnet, der einen verschiebbaren Kol­ ben 5 beinhaltet.
Fig. 2b zeigt das Werkzeug 4 im teilgeschlossenen Zustand, wobei im Einspritz­ zylinder 3 auf dem Kolben 5 die erforderliche Menge Compound 2 angeordnet ist. Diese wird auf üblichem Wege eingefüllt bzw. auch eingespritzt. Der Kolben 5 ist in dieser Figur im eingefahrenen Zustand gezeigt.
Fig. 2c zeigt das Werkzeug 4 kurz vor der Fertigstellung des Grünlings. Der Kol­ ben 5 befindet sich in nahezu ausgefahrener Stellung und das Compound 2 füllt schon nahezu die gesamte Form aus.
Fig. 2d Zeit das Werkzeug 4 nach dem Spritzpressvorgang. Das Werkzeug 4 ist jetzt vollständig geschlossen und der Koben 5 befindet sich in seiner Endstel­ lung. Der Grünling ist geformt und kann nach dem Öffnen des Werkzeugs 4 ent­ nommen werden.
Fig. 3 zeigt in einem Schnitt durch einen Grünling 13 die Faserorientierung 15. Eine Vororientierung der Fasern erfolgt durch das zentrale Einspritzen über die Düse 14. Beim Schließen des Werkzeugs, wie oben beschrieben, erfolgt an­ schließend eine weitere Orientierung der Verstärkungsfasern in radialer Rich­ tung.
Fig. 4 zeigt eine fertige Keramikbremsscheibe 1 mit einem beidseitigen Rippen­ design zur Kühlung der Scheibenoberfläche. Hierzu sind Lüftungsrippen 7 am Innendurchmesser angeordnet. In diesem speziellen Fall erstrecken sich die Lüftungsrippen 7 in radialer Richtung. Die Lüftungsrippen 7 sind in Umfangsrich­ tung gleichmäßig verteilt angeordnet.
Die Fig. 5 und 6 zeigen Lüftungskanäle 8 auf beiden Seiten der Keramikbrems­ scheibe 1. In der Fig. 5 verlaufen diese Lüftungskanäle in radialer Erstreckung zur Oberfläche der Bremsscheibe und in der Fig. 6 in evolvendenförmiger Erstre­ ckung. Diese Lüftungskanäle 8 sind durch schlitzförmige Einbuchtungen direkt beim Spritzpressen bzw. Spritzprägen des Grünlings geschaffen worden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben (1) aus BMC, umfas­ send folgende Verfahrensschritte:
  • a) Herstellung eines BMC-Compound (2) mit einer Matrix aus Phenolharz und mit Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff, wobei die Länge der Kohlenstofffa­ sern zwischen 6 mm und 50 mm liegt,
  • b) Herstellung eines Grünlings der Keramikbremsscheiben aus dem BMC- Compound (2) im Spritzpress- oder im Spritzprägeverfahren,
  • c) Pyrolisieren des Grünlings zur Herstellung eines porösen Formkörpers und
  • d) Schmelzinfiltration des porösen Formkörpers mit einer Schmelze, vorzugswei­ se mit einer Siliziumschmelze, zur Herstellung eines Formkörpers mit reakti­ onsgebundenen Fasern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im BMC- Compound (2) verschiedene Faserlängen befinden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faser­ anteil im Compound (2) zwischen 10 Volumenprozent und 60 Volumenprozent liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Compounds (2) mit unterschiedlichen Faserlängen gleichzeitig in das Spritzpress- bzw. Spritzprägewerkzeug eingebracht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spritzpressverfahren in der Mitte des Werkzeugs (4) ein Einspritzzylin­ der (3) angeordnet ist, in dem die erforderliche Compoundmenge (2) einge­ bracht wird und durch Hubbewegung des Kolbens (5) im Einspritzzylinder (3) in das geöffnete Werkzeug (4) eingespritzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzprägeverfahren auf einer Spritzgießmaschine erfolgt, die in der Druck- und Temperatureinstellung an das BMC-Compound (2) angepasst wurde, und das Compound (2) in das geschlossene oder leicht geöffnete Werkzeug (6) eingespritzt wird und anschließend das Werkzeug (6) ge­ schlossen und dabei das Compound (2) in die gewünschte Form gepresst bzw. geprägt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikbremsscheiben (1) Lüftungsrippen (7) am Innendurchmesser auf beiden Seiten der Keramikbremsscheibe (1) aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Keramikbremsscheibe (1) an der Bremsscheibenober­ fläche durchgehende Lüftungskanäle (8) in gerader, kreisförmiger oder evol­ vendenförmiger Anordnung zur Wärmeabführung angeordnet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Lüftungskanäle (8) in eckiger oder runder Form und Breiten zwischen 1 mm und 10 mm liegt.
DE10139288A 2000-09-29 2001-08-09 Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC Withdrawn DE10139288A1 (de)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10139288A DE10139288A1 (de) 2000-09-29 2001-08-09 Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC
SK372-2003A SK3722003A3 (en) 2000-09-29 2001-09-19 Method for producing ceramic brake disks from BMC
DE50112343T DE50112343D1 (de) 2000-09-29 2001-09-19 Verfahren zur herstellung von keramikbremsscheiben aus bmc
PCT/EP2001/010800 WO2002027208A1 (de) 2000-09-29 2001-09-19 Verfahren zur herstellung von keramikbremsscheiben aus bmc
AT01969735T ATE359457T1 (de) 2000-09-29 2001-09-19 Verfahren zur herstellung von keramikbremsscheiben aus bmc
PT01969735T PT1328737E (pt) 2000-09-29 2001-09-19 Método para produzir discos de freio cêramicos de bmc.
KR10-2003-7004504A KR20030038776A (ko) 2000-09-29 2001-09-19 Ｂｍｃ로부터 세라믹 브레이크 디스크를 제조하기 위한 방법
ES01969735T ES2284690T3 (es) 2000-09-29 2001-09-19 Procedimiento para la fabricacion de discos de freno ceramico en bmc.
DK01969735T DK1328737T3 (da) 2000-09-29 2001-09-19 Fremgangsmåde til fremstilling af keramiske bremseskiver af BMC
US10/381,518 US7175796B2 (en) 2000-09-29 2001-09-19 Method for producing ceramic brake disks from bmc
AU2001289893A AU2001289893A1 (en) 2000-09-29 2001-09-19 Method for producing ceramic brake disks from bmc
EP01969735A EP1328737B1 (de) 2000-09-29 2001-09-19 Verfahren zur herstellung von keramikbremsscheiben aus bmc
CZ2003838A CZ295450B6 (cs) 2000-09-29 2001-09-19 Způsob výroby keramických brzdových destiček z BMC

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10049748 2000-09-29
DE10139288A DE10139288A1 (de) 2000-09-29 2001-08-09 Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10139288A1 true DE10139288A1 (de) 2002-04-11

Family

ID=7659023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10139288A Withdrawn DE10139288A1 (de) 2000-09-29 2001-08-09 Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20030038776A (de)
DE (1) DE10139288A1 (de)
PT (1) PT1328737E (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100814370B1 (ko) * 2006-12-19 2008-03-18 한국타이어 주식회사 비석면 마찰재 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030038776A (ko) 2003-05-16
PT1328737E (pt) 2007-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1148960B1 (de) Verfahren zum imprägnieren von porösen werkstücken
DE2256326A1 (de) Verfahren zur herstellung eines formkoerpers aus einem gemisch von alpha-siliziumkarbid, graphit und einem bindemittel
DE102011012900A1 (de) Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil und dessen Herstellung
EP1328737B1 (de) Verfahren zur herstellung von keramikbremsscheiben aus bmc
EP0531840A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoff-Formteils sowie Kunststoff-Formteil
EP0760436A1 (de) Trägerplatte für Reibbeläge
EP2639052A1 (de) Vakuumgestütztes Verpressen
EP1300379A3 (de) Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserverstärkten keramischen Materialien
DE102012104044A1 (de) Verfahren zum wenigstens bereichsweisen Konsolidieren eines Vorformlings zur Herstellung eines Formteils in einem Formwerkzeug
DE102017122584A1 (de) Formwerkzeug für eine Formgebungsmaschine
DE60007903T2 (de) Gas-unterstütztes spritzgiessen
DE102011110206A1 (de) Formwerkzeug
DE10139288A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Keramikbremsscheiben aus BMC
WO2013174885A1 (de) Verfahren zum herstellen eines wärmeisolationskörper
DE3824994C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines hohlen Verbundgegenstands aus einer faserverstärkten Glasmatrix
DE2210950A1 (de) Herstellungsverfahren fur halbmetalh sehe Belage
DE10312159A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Pressen von Hohlkörpern
DE3227135A1 (de) Topfkolben fuer hydraulische oder pneumatische zylinder bei kraftfahrzeugscheibenbremsen
WO2019020337A1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie bauteil
DE10260923A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserverstärkten keramischen Materialien
DE60223953T2 (de) Form und verfahren zur herstellung eines bremsbandes aus verbundwerkstoff mit belüftungskanülen und löchern in den reibflächen
EP1375120A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Formlings
WO1990002034A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur formgebung von halbzeug aus hochmolekularen kunststoffen
DE3729578C2 (de)
DE102012210066A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Graphit-Bipolarplatte einer Brennstoffzelle

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal