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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlefaser-Bremseinheit wie einer Kohlefaser-Ringscheibe, insbesondere einer ringförmigen und/oder scheibenförmigen Kohlefaser-Bremsscheibe oder eines Kohlefaserbremsbelags, gemäß Anspruch 1.
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Weiter betrifft die Erfindung eine Kohlefaser-Bremseinheit, insbesondere eine ringförmige und/oder scheibenförmige Kohlefaser-Bremsscheibe oder einen - Bremsbelag, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Zudem betrifft die Erfindung eine Verwendung der Kohlefaser-Bremseinheit wie der Kohlefaser-Ringscheibe als Bremsscheibe oder Bremsbelag gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Bremseinheiten wie Bremsbeläge oder Bremsscheiben, insbesondere Kohlefaserbremsscheiben und deren Herstellung sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei werden mehrere kurze Kohlefaserabschnitte in einer Masse, beispielsweise in einem Kunstharz, angeordnet und verbacken. Das Verbacken umfasst eine Temperaturbehandlung unter bestimmten Umgebungsgas- und Umgebungsdruckbedingungen.
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Aus der
DE 692 00 762 T2 ist beispielsweise eine Scheibe für einen Reibungsmechanismus, wie eine Bremse oder eine Kupplung bekannt, welche Scheibe zueinander parallele Flächen zur Anlage an gegenüberliegende Flächen zugehöriger Glieder des Reibungsmechanismus aufweist, wobei die Scheibe ein einziges, einteiliges Scheibenelement und ein Einsatzglied umfasst, das während des Betriebes des Reibungsmechanismus eine positive Vibrationsdämpfung des Scheibenelementes bewirkt, wobei das Scheibenelement aus einem Reibungsmaterial aus einem Kohlenstoff-Verbundwerkstoff hergestellt und das Einsatzglied vollständig innerhalb des Scheibenelementes angeordnet und darin abgeschlossen ist. Hieraus ist auch ein Verfahren zur Herstellung der Scheibe bekannt. Eine Temperaturbehandlung, wie sie beispielsweise in der
DE 692 00 762 T2 beschrieben ist, wird auch allgemein als Verbacken bezeichnet.
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Aus der
DE 692 18 696 T2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer geformten Faserstruktur mit den folgenden Schritten bekannt: Bilden eines geflochtenen Faserbandes mit einer Breite, die im Wesentlichen derjenigen der zu bildenden Faserstruktur entspricht; Auflegen wenigstens einer Faserschicht auf eine Schicht eines derartigen geflochtenen Faserbandes; Vernadeln der übereinanderliegenden Schichten zum Bewirken einer Querverbindung der Schichten durch aus den Schichten heraus ragenden Fasern, die sich in einer zu den Flächen der Schichten im wesentlichen senkrechten Richtung erstrecken.
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Aus der
US 2 599 826 A ist ein Reibbelag; bekannt, umfassend einen ringförmigen Körper aus einer gehärteten Reibmasse und darin eingebettete ringförmige Ringe aus gestricktem Metallgewebe, die einen Verstärkungskörper bilden, der im Wesentlichen über die Masse verteilt ist und im Wesentlichen auf den gegenüberliegenden Seiten davon freiliegt.
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Aus der
DE 197 21 473 A1 ist eine Reibeinheit zum reibenden Eingriff mit einem Gegenkörper, insbesondere Brems- oder Kupplungskörper bekannt, mit einem Kernkörper und mindestens einem mit diesem fest verbundenen Reibkörper mit einer frei zugänglichen Reibfläche, wobei der Kernkörper und der Reibkörper im Wesentlichen aus einem mit Kohlenstoff-Fasern verstärktem keramisierten Verbundwerkstoff gebildet sind, wobei zumindest im Reibbereich mindestens der Kohlenstoff-Fasern des Reibkörpers in ihrer Längserstreckung derart ausgerichtet sind, dass sie mit der Flächennormalen der Reibfläche einen Winkel < 45 einschließen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsscheibe mit multidirektional ausgerichteter Kohlefaser zu realisieren, welche verbesserte Eigenschaften, insbesondere Reibeigenschaften aufweist und die einfacher herzustellen ist. Zudem ist es eine Aufgabe, eine homogenere oder gezieltere Verteilung der Kohlefaser zu schaffen.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, einer Kohlefaser-Bremseinheit nach Anspruch 5 und einer Verwendung nach Anspruch 10.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden nachstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erfindungen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass bei einem Verfahren zur Herstellung einer Kohlefaser-Bremseinheit wie einer Kohlefaser-Ringscheibe, insbesondere einer ringförmigen und/oder scheibenförmigen Kohlefaser-Bremsscheibe oder eines Kohlefaserbremsbelags die Schritte vorgesehen sind: Formen einer Kohlefaserscheibe, beispielsweise als Ringscheibe, wobei das Formen die Schritte umfasst Erzeugen eines als Maschenware ausgebildeten Rundgestricks aus mindestens einem Kohlefaserfaden und/oder einer Kohlenstofffaser und wobei das erzeugte Rundgestrick axial mittels Umstülpen, insbesondere wiederholtem, teilweise Umstülpen zu einem Ringkörper aufgerollt wird und anschließend zu einer Ringscheibe verpresst wird. In einem ersten Schritt wird eine Kohlestofffaser oder kurz Kohlefaser zu einem Rundgestrick, genauer einem Gestrickschlauch rundgestrickt. Der Gestrickschlauch erstreckt sich in eine Längsrichtung, Schlauchrichtung oder axiale Richtung. Eine Mantelfläche oder ein Mantel ist radial beabstandet von der Schlauchachse radial um die Schlauchachse angeordnet. An den axial gegenüberliegenden Enden weist der Gestrickschlauch oder das Rundgestrick jeweils einen Rand, insbesondere einen Rand mit offenen Maschen, auf. In einem nächsten Schritt wird einer der Ränder oder auch beide Ränder nach außen entlang des Mantels aufgerollt. Ein Aufrollen kann in einer Ausführungsform auch nach innen erfolgen. Dabei wird ein korrespondierender Abschnitt oder Teil des Schlauchgestricks umgestülpt und mit einer inneren Seite nach außen gewendet. Das Aufrollen erfolgt kontinuierlich, bis das gesamte Schlauchgestrick aufgerollt ist und sich um eine innere Durchgangsöffnung eine Ringwulst aus dem Schlauchgestrick gebildet hat. Nach dem Aufrollen wird der so gebildete Ringkörper oder kurz Ring mit mindestens einer Kraft in axiale Richtung zusammengepresst, sodass der Ringkörper, der Ring oder auch die Ringwulst zu einer Ringscheibe verpresst wird, wobei sich dessen Erstreckung in axiale Richtung reduziert. Durch das Verpressen wird eine Ringscheibe erzeugt. Innerhalb dieser Ringscheibe ist die Kohlefaser in unterschiedlichste Richtungen abschnittsweise ausgerichtet. Die Richtungen sind multidirektional. Bevorzugt ist die Ausrichtung abschnittsweise zumindest dreidimensional. Dabei ist die Kohlenstofffaser abschnittsweise sowohl in einer Scheibenebene in unterschiedliche Richtungen angeordnet wie auch aus der Scheibenebene hinaus in unterschiedliche Richtungen. Durch das Rundstricken und das Verpressen, vorzugsweise mit einem geeigneten Presswerkzeug, ist die Verteilung der Kohlefaser gleichmäßiger, gezielter und homogener. Zur Erzeugung einer Keramikbremsscheibe aus dem verpressten Rundgestrick wird dieses in einer Ausführungsform in ein Harz oder ein anderes Trägermaterial eingebettet. Bevorzugt wird das verpresste Rundgestrick, mit oder ohne das Trägermaterial, verbacken. Dabei wird das Rundgestrick unter einer vorbestimmten Gasatmosphäre mit einem vorbestimmten Druck bei einem vorgegebenen Temperaturprofil zu einem keramischen oder quasikeramischen Werkstoff umgewandelt. Die so erzeugte keramische Platte oder Scheibe ist dann ggf. nach einer geeigneten Nachbehandlung als Bremsscheibe oder Bremsbelag einsetzbar. Die keramische Platte weist dabei mit dem bloßen Auge nicht mehr erkennbar eine multidirektionale Ausrichtung der Kohlefaser auf. Das verpresste Rundgestrick ist als solches nicht mehr erkennbar, sondern aufgrund des Verbackens entsprechend als einheitlicher Keramikkörper ausgebildet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem Umstülpen und Aufrollen der jeweils äußere Rand nach außen entlang des Rundgestricks aufgerollt wird. Das Umstülpen erfolgt dabei abschnittsweise unter gleichzeitigem Abrollen des äußeren Randes des Rundgestricks. Der jeweils neu gebildete Rand des Rundgestricks wird wieder umstülpend aufgerollt, solange bis das gesamte Rundgestrick aufgerollt ist. Je nach Länge des Rundgestricks ist eine mehr oder weniger dicke Ringstruktur realisiert. Das Umstülpen und Aufrollen umfasst in einer Ausführungsform auch das Umstülpen und Falten. Dabei wird der Rand nicht aufgerollt, wie etwa, wenn ein Strumpf von einem Bein abgerollt wird, sonder wie bei einem Aufkrempeln eines Hemdärmels an einem Arm, mittels abschnittsweisem Falten. Auch eine Kombination von Aufrollen und Falten ist möglich. Dieser Ringkörper oder die Ringstruktur wird anschließend verpresst, bevorzugt durch Aufbringen einer Kraft in axiale Richtung. Durch das Verpressen wird eine Ringscheibe realisiert.
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Die Erfindung sieht weiter vor, dass die verpresste Ringscheibe zu einer Keramik- und/oder keramikähnlichen Struktur verbacken wird. Das Verbacken erfolgt wie vorstehend beschrieben. Dabei wird unter Hitzeinwirkung bei einer vorgegebenen Gasatmosphäre unter Aufbringen eines Drucks eine einheitliche Keramikstruktur geschaffen, in welcher das Rundgestrick als solches nicht mehr erkennbar ist. Bei einem Schnitt durch die Keramikstruktur und unter dem Elektronenrastermikroskop ist die Ausrichtung der Kohlefaser nachweisbar. Hierbei ist die multidirektionale Ausrichtung der Kohlefaser erkennbar. Diese ist abschnittsweise in drei Dimensionen ausgerichtet.
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Auch sieht die Erfindung weiter vor, dass das Verbacken ein Einbetten der verpressten Ringscheibe in ein Harz oder dergleichen und/oder eine Temperaturbehandlung umfasst. Statt eines Harzes ist eine andere geeignete Trägermasse verwendbar.
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Zudem wird erfindungsgemäß die Maschenware mit einer Maschenweite von 3 mm bis 8 mm vorgesehen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für die verwendete Kohlenstofffaser eine zu einem Bündel aus 3000 Filamenten oder 6000 Filamenten zusammengefasste Kohlenstofffaser vorgesehen wird.
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Zudem sieht eine Ausführungsform vor, dass als Faser eine Faser mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 0,3 mm vorgesehen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bremsscheibe als Carbon-Keramik-Bremsscheibe oder Bremsbelag als mit Kohlenstofffasern verstärkter keramischer Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff ausgebildet wird.
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Die Erfindung schließt auch die technische Lehre ein, dass bei einer Kohlefaser-Bremseinheit wie einer Kohlefaser-Ringscheibe oder Kohlenstofffaser-Ringscheibe, insbesondere einer ring- und/oder scheibenförmigen Kohlefaser-Bremsscheibe, vorgesehen ist, dass die Ringscheibe und/oder die Bremseinheit nach einem vorstehend beschrieben Verfahren hergestellt ist. Die Kohlefaser- oder Kohlenstofffaser-Bremseinheit ist bevorzugt als Carbonbremseinheit oder Carbonbremsscheibe ausgebildet.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ringscheibe eine einzige verstrickte Kohlefaser aufweist. In anderen Ausführungsformen sind auch zwei oder mehrere zusammenhängende, insbesondere miteinander verstrickte Kohlefasern vorgesehen. Die Ringscheibe oder die Bremsscheibe ist bevorzugt mittels einer zusammenhängenden Kohlefaser hergestellt. Die Kohlefaser ist oder die Kohlefasern sind als Rundgestrick ausgebildet und somit abschnittsweise in unterschiedlichste Richtung ausgerichtet. Zudem ist die Kohlefaser als in axiale Richtung aufgerolltes Rundgestrick ausgebildet. Weiterhin ist die Kohlefaser in axiale Richtung verpresst. Durch das Aufrollen und Verpressen ergibt sich eine homogene Verteilung der Kohlefaser, dessen Abschnitte gezielt multidirektional ausgerichtet sind. Unter Ringscheibe ist im Sinne der Erfindung ein beliebig geformter, scheibenförmiger Körper zu verstehen, der beabstandet von einem Rand eine Durchgangsöffnung aufweist. Eine bevorzugte Form der Ringscheibe ist eine ringzylindrische Form. Andere Formen, beispielsweise mit in einer Draufsicht eckigen, insbesondere dreieckigen, viereckigen, rechteckigen, quadratischen, mehreckigen oder polygonalen, elliptischen oder anderen Formen sind ebenfalls unter Ringscheibe zu verstehen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ringscheibe ein mittels axialem Umstülpen aufgewickelten und anschließend in axiale Richtung verpressten Ring aus dem Kohlefaser-Rundgestrick umfasst. Das aufgerollte Rundgestrick ist bevorzugt mittels eines Presswerkzeugs verpresst. Dabei wird beispielsweise die unverpresste Ringscheibe in eine Form eingelegt, welche im Wesentlichen die Außenkontur der verpressten Ringscheibe bestimmt. Mit einem entsprechend geformten Stempel, bevorzugt komplementär zu der Form, wird die Ringscheibe im Wesentlichen in axiale Richtung verpresst. Dabei wird die Kohlefaser zumindest teilweise oder abschnittsweise in durch die Maschen gebildeten Freiräume gepresst und dort angeordnet. Auf diese Weise wird die Ringstruktur komprimiert. Insbesondere wird eine axiale Erstreckung reduziert.
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Noch eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Ringscheibe mittels Verbacken des verpressten Kohlefaser-Ringkörpers bzw. der Ringscheibe hergestellt ist. Die verpresste Ringstruktur oder die verpresste Ringscheibe ist bevorzugt in eine Trägermasse wie ein Kunstharz oder dergleichen eingebettet. Zudem wird die Ringstruktur, bevorzugt mit der Trägermasse, temperaturbehandelt. Dies erfolgt unter vorgegebenem Druck und unter einer vorgegebenen Atmosphäre. Mittels des Verbackens wird die Ringstruktur „keramisiert“, das heißt, es wird eine keramische oder quasikeramische Struktur realisiert. In der so gebildeten einheitlichen Struktur ist die Kohlefaser multidirektional ausgebildet. Die keramische Struktur weist somit verbesserte Reib- und/oder Haltbarkeitseigenschaften auf.
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Entsprechend ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Ringscheibe multidirektional ausgerichtete Kohlefasern und/oder Kohlefaserabschnitte aufweist. Bevorzugt ist die Ringscheibe aus einer Kohlefaser hergestellt. Die Ringscheibe weist mehrere Kohlefaserabschnitte auf, welche in unterschiedlichste Richtungen zueinander ausgerichtet sind. Bevorzugt ist der Übergang zwischen benachbarten Kohlefaserabschnitten kontinuierlich.
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Weiter schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass eine Verwendung der vorstehend beschriebenen Kohlefaserbremseinheit oder Kohlefaser-Ringscheibe als Bremsscheibe oder Bremsbelag, insbesondere zur Verwendung als Bremsscheibe für Kraftfahrzeuge, Zweiräder, Dreiräder, Mehrradfahrzeuge, Flugzeuge, Lokomotiven, Rennfahrzeuge, Fahrräder, Motorräder, Waggons, Fahrstühlen und andere radaufweisende oder bewegte Vorrichtungen vorgesehen ist. Die Kohlefaserbremseinheit ist dabei als Carbonkohlefaserbremseinheit ausgebildet.
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Zuerst wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein technisches Gestrick hergestellt, das beispielsweise als Bahn oder Schlauch aus mehreren in eine Längsrichtung verbundenen Maschenreihen ausgebildet ist, sodass eine sich in Längsrichtung erstreckende Bahn oder ein Schlauch gebildet ist. In dem Schlauch werden in einer Ausführungsform Ausnehmungen wie Bohrungen und dergleichen eingebracht. Bevorzugt sind keine Ausnehmungen vorhanden. Der Schlauch oder allgemeiner das als Maschenware ausgebildete Gestrick oder Rundgestrick wird nach dessen Erzeugung mehrfach teilweise umgestülpt, das heißt in dessen Schlauchachse oder axialer Achse aufgewickelt. Dies erfolgt beispielsweise wie bei einem Strumpf oder einem Hemdsärmel, welche man von einem Bein abrollt bzw. welche man aufkrempelt. Das Aufrollen mittels mehrfachem Umstülpen umfasst das Aufkrempeln. Hierbei wird ein Rand des Schlauchgestricks nach außen entlang einer Mantelfläche des Schlauchgestricks gerollt oder gefaltet. Dieser Vorgang wird über die gesamte Länge des Schlauchgestricks wiederholt, bis sich ein ringförmiger Körper ergibt. Anders als beim kompletten Umstülpen wird nicht ein Ende des Rundgestricks durch das Rundgestrick geführt, sondern entlang der Mantelfläche außen abgerollt.
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In einer Ausführungsform wird das Rundgestrick aus mehreren Kohlestofffasern erzeugt. Bevorzugt wird das Rundgestrick aus einer einzigen Kohlestofffaser mittels Rundstricken erzeugt. In einer Ausführungsform werden mehrere Materialien, beispielsweise mehrere Kohlestoff-Filamente, zu einer Faser, beispielsweise als Filamentbündel integriert. Bei der Wahl einer Faserstärke ist zu beachten, dass der Durchmesser einer Faser mit seiner Lebensdauer verknüpft ist. Um eine Bruchgefahr zu vermeiden, sollte der Durchmesser der Faser nicht zu dünn gewählt sein. Die Faser weist dabei einen Durchmesser von etwa 0,01 mm bis 5 mm, bevorzugt von etwa 0,05 mm bis etwa 1 mm und besonders bevorzugt von etwa 0,1 mm bis etwa 0,3 mm auf. Andere Durchmesser sind ausführbar.
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Neben der Wahl des Fasermaterials werden die Eigenschaften der Maschenware auch durch die Größe und Dichte der Maschen beeinflusst, wobei die Dichte der Maschen in einem formgebenden Verfahrensschritt erhöht werden kann. Dies hat Auswirkungen auf die Eigenschaften der Maschenware, insbesondere auf die Elastizität und damit auch Federung und die Stoßabsorbtion. Die Maschenware weist dabei eine Maschenweite von 0,01 mm bis 50 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 20 mm und besonders bevorzugt von 3 mm bis 8 mm auf. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass eine gestrickte und insbesondere eine rund gestrickte Maschenware bevorzugt ist. Auf diese Weise lässt sich ein als Schlauch ausgebildetes Gestrick realisieren. In einer Ausführnungsform wird das Rundstricken in einem ersten Temperaturbereich durchgeführt, der sich von einem Einsatztemperaturbereich oder zweitem Temperaturbereich, in dem das Rundgestrick eingesetzt wird, unterscheidet. Bevorzugt unterscheidet sich der erste Temperaturbereich von dem zweiten Temperaturbereich um mindestens 2°C, bevorzugt um mindestens 10°C, weiter bevorzugt um mindestens 20°C und am meisten bevorzugt um mindestens 25°C. Bevorzugt liegt der zweite Temperaturbereich im Bereich der Körpertemperatur, also im Bereich um die 37°C plus minus einem Toleranbereich von etwa 5°C. Das Rundgestrick kann als einlagiges Rundgestrick, das heißt mit einem einfachen Mantel ausgebildet sein. In einer anderen Ausführungsform ist das Rundgestrick mehrlagig, beispielsweise doppellagig, das heißt mit einer doppelten Mantelfläche ausgebildet.
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Insbesondere hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass bei der Herstellung das Maschenmaterial rund gestrickt wird und die Maschenware als gestrickter Schlauch vorliegt. In den Schlauch können Ausnehmungen eingebracht werden. Die Dichte der Maschen kann erhöht werden, und zwar wenn die Maschenware als gepresste Maschenware vorliegt. Dies geschieht in einem vorformgebenden Verfahrensschritt. Dies hat dabei Auswirkungen auf die Eigenschaft und verbessert insbesondere die Elastizität und damit die Feder- und Dämpfungseigenschaften. Durch die Maschenware bilden sich in einer Ausführungsform Hohlräume aus, welche beispielsweise als Federwege nutzbar sind oder in die andere Stoffe einbringbar sind. Die Größe der Hohlräume bestimmt zum Beispiel die Eigenschaften hinsichtlich Steifigkeit, Elastizität beziehungsweise Biegeelastizität, Kompressibilität, Federung und Dämpfung. Dabei werden die Elastizität und die Dämpfung und alle anderen Parameter (zum Beispiel Abmessung) entsprechend dem Einsatz oder Anwendungszweck gewählt.
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In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass als Faser eine einzige Kohlenstofffaser mit einer vorbestimmten Zahl an Filamenten verwendet wird, bevorzugt eine Kohlestofffaser mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt mit einem Durchmesser, der in einem Bereich von 0,01 mm bis kleiner gleich 5 mm bevorzugt von größer gleich 0,05 mm bis kleiner gleich 4 mm, weiter bevorzugt von größer gleich 0,075 mm bis kleiner gleich 3,5 mm und am meisten bevorzugt von größer gleich 0,1 mm bis kleiner gleich 3 mm liegt. Der Durchmesser kann eine beliebige Form aufweisen, besonders vorteilhaft hat sich eine runde Querschnittsform erwiesen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass durch das Vorbestimmen der Maschengröße und/oder des Faserdurchmessers eine Federkennlinie bestimmt wird. Die Federkennlinie wird entsprechend einem Einsatzzweck gewählt und kann linear oder nichtlinear ausgeprägt sein.
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Das Rundgestrick bzw. der Schlauch erstreckt sich dabei bevorzugt in eine Längsrichtung. In Querrichtungen sind entsprechend Maschenreihen ausgebildet, die miteinander verknüpft sind. Beispielsweise sind in einer Ausführung mehrere Schläuche oder Rundgestricke miteinander verbunden.
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Auf die vorstehend beschriebene Weise lässt sich eine Ringscheibe herstellen, welche besonders für hohe Temperaturbereiche, für aggressive Umgebungen und hohe Belastungen geeignet ist.
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Die Kohlefaser-Bremseinheit oder die Kohlefaser-Ringscheibe ist insbesondere als Carbon-Keramik-Bremseinheit bzw. -Ringscheibe und weiter als Carbon-Keramik-Bremsscheibe oder Bremsbelag ausgebildet. Entsprechend ist die Ringscheibe als mit Kohlenstofffasern verstärkter keramischer Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff ausgebildet, kurz C/SiC. Die Bremsscheibe ist in einer Ausführungsform als einteilige Bremsscheibe ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist die Bremsscheibe als geteilte oder mehrteilige Bremsscheibe ausgeführt. Die Bremsscheibe kann eine beliebige Form aufweisen. Insbesondere weist die Bremsscheibe eine kreisringförmige Form auf. Die Bremsscheibe weist in einer Ausführungsform eine plane Oberfläche auf. In anderen Ausführungsformen weist die Bremsscheibe Ansätze, Anformungen, Ausnehmungen oder dergleichen auf. Die Ringscheibe ist sowohl als Bremsscheibe als auch als beliebig geformte Bremsbelag ausführbar.
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Die verwendete Kohlenstofffaser umfasst zu einem Bündel zusammengefasste Einzelfasern oder Filamente. Bevorzugt ist die Kohlenstofffaser als Bündel aus 3000 Filamenten, weiter bevorzugt aus 6000 Filamenten oder noch weiter bevorzugt aus 12.000 Filamenten hergestellt. Eine andere Anzahl an Filamenten ist ebenfalls denkbar.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mindestens einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in den Figuren schematisch dargestellt ist. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktive Einzelheiten, räumliche Anordnung und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
- 1 zeigt schematisch ein Kohlefaser-Schlauchgestrick in einer Perspektivansicht,
- 2 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Schlauchgestricks nach 1,
- 3 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein Aufrollen des Schlauchgestricks nach 1 und 2,
- 4 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein weiteres Aufrollen des Schlauchgestricks nach 1 bis 3,
- 5 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein zu einem Ringkörper aufgerolltes Schlauchgestrick nach 1 bis 4 und
- 6 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht den verpressten Ringkörper nach 5.
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Die 1 bis 6 zeigen in unterschiedlichen Ansichten und unterschiedlichen Verfahrensstufen ein Schlauchgestrick zur Verwendung als ringscheibenförmige Carbonbremseinheit. Eine Kohlefaser 10 ist mittels Rundstricken zu einem Rundgestrick 20 gestrickt. Das Rundgestrick 20 weist gegenüberliegende Ränder 30 auf. Bei einem Aufrollen wird ein erster Rand 31 nach außen entlang eines Mantels 40 des Rundgestricks in axialer Richtung A aufgerollt. Dabei wird der neu gebildete Rand 30 jeweils wieder aufgerollt, bis das gesamte Rundgestrick 20 zu einem Ringkörper 50 aufgerollt ist. Durch Aufbringen einer Presskraft F in axiale Richtung wird der Ringkörper 50 entsprechend komprimiert, sodass sich eine verpresste Ringscheibe (60) ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kohle(nstoff)faser
- 20
- Rundgestrick
- 30
- Rand
- 31
- erster Rand
- 40
- Mantel
- 50
- Ringkörper
- 60
- Ringscheibe
- A
- axiale Richtung
- F
- Presskraft
