DE19651798A1 - Reibeinheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibeinheit, insbesondere eine Bremsscheibe, die mindestens eine Reibfläche aufweist, mit einem Reibkörper und mit mindestens ei­ nem Formkörper, wobei der Reibkörper aus kohlenstoff-faserverstärktem Verbundwerk­ stoff gebildet und fest mit dem Formkörper zusammengefügt ist.

Eine derartige Reibeinheit ist in der DE-A1 44 38 456 beschrieben. Diese Reibeinheit zeichnet sich durch einen Kernkörper und mindestens einen mit diesem fest verbunde­ nen Reibkörper aus, wobei der Reibkörper mit dem Kernkörper auf einer der Reibfläche abgekehrten Seite verbunden ist. Die Verbindung beider Körper erfolgt über eine hoch temperaturbeständige Verbindungsschicht. Vorzugsweise ist die Verbindungsschicht im wesentlichen aus Siliziumkarbid gebildet. Ein wesentliches Problem bei solchen Brems­ scheiben bzw. bei Bremsscheiben überhaupt ist dasjenige, ausreichend die auf der Reibfläche gebildete Wärme abzuführen. Aus diesem Grund weist der Kernkörper dieser Bremsscheibe Hohlräume auf, die ausreichend Kühlluft den Innenseiten der Reibkörper zuführen. Aufgrund dieser Kühlkanäle und Hohlräume wird eine große Ober­ fläche bereitgestellt, um Wärme an die Umgebungsluft abzuführen. Gemäß einer Aus­ führungsform sind zwei Reibkörper durch einen Kernkörper, der aus Stegen gebildet ist, auf Abstand gehalten, wobei zwischen den Stegen jeweils Hohlräume entstehen. Die Stege sind in Nuten auf der Innenfläche des jeweiligen Reibkörpers eingesetzt und mit dem Reibkörper fest verbunden.

Ausgehend von dem vorstehend angegebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Reibeinheit, insbesondere eine Bremsscheibe, derart weiterzubilden, daß die auf der Reibfläche entstehende Wärme im Vergleich zu den bekannten Maßnahmen, so wie sie vorstehend geschildert sind, effektiver abgeführt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Reibeinheit nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der mindestens eine Formkörper mit dem Reibkörper derart verbunden ist, daß mindestens ein Teil davon einen Bereich der Reibfläche bildet und der Formkörper in Richtung der auf der Reibfläche stehenden Flächennormalen eine höhere Wärmeleitung aufweist als die Reibfläche selbst.

Mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen, die zum einen darin liegen, daß die Form­ körper bis an die Oberfläche der Reibfläche des Reibkörpers reichen, zum anderen dar­ in, daß die Formkörper eine bevorzugte Wärmetransportrichtung aufweisen und in Be­ zug auf diese Wärmetransportrichtung so ausgerichtet sind, daß diese Richtung im we­ sentlichen in Richtung der Flächennormalen der Reibfläche verläuft, wird über diese Formkörper, aufgrund eines definierten Wärmegradienten, sichergestellt, daß die in der Reibfläche entstehende Wärme definiert von dieser Fläche abgeführt wird und somit ein Wärmestau in der Reibfläche vermieden wird. Die Reibflächenbereiche, die nicht durch die jeweils in der Reibfläche endenden Formkörper gebildet sind, können in Bezug auf den Reibkoeffizienten optimiert werden, so daß die Bremsscheibe einerseits in diesen Bereichen eine gute Reibeigenschaft aufweist, zum anderen aber auch durch einen gu­ ten Abtransport der Wärme über die Formkörper gekennzeichnet ist. Gerade dieser schnelle Abtransport der Wärme ist wesentlich, da mit zunehmendem Temperaturan­ stieg an der Reiboberfläche die Reibeigenschaften der Reibeinheit stark herabgesetzt werden. Außerdem kann mit zunehmender Reibflächentemperatur der Verschleiß an­ steigen, was durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gemindert werden kann.

Vorzugsweise werden auch die Formkörper aus einem kohlenstoff-faserverstärkten Ver­ bundwerkstoff gebildet, d. h. aus einem zu dem Reibkörper artspezifischen oder artglei­ chen Material. In einer solchen Ausbildung der Formkörper werden die Kohlenstoff-Fa­ sern, im Gegensatz zu dem Aufbau des eigentlichen Reibkörpers, derart orientiert, daß mindestens 50% dieser Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers in ihrer Längsrichtung zu der Oberfläche des Reibkörpers hin so ausgerichtet sind, daß deren Längsachsen und die Flächennormalen der Reibfläche einen Winkel ≦ 45° einschließen; die Kohlenstoff- Fasern im Reibkörper sollten dagegen im wesentlichen parallel zur Reibfläche verlau­ fen. Bevorzugt beträgt der Winkel zwischen den Flächennormalen und der Längsachse der Fasern des Formkörpers < 30°, noch bevorzugter maximal 10°; im Idealfalle würden diese Fasern senkrecht zur Reiboberfläche oder parallel zu den Flächennormalen der Reibfläche enden. Der Anteil solcher senkrecht zur Oberfläche bzw. in Richtung der Flä­ chennormalen verlaufenden Fasern sollte hierbei mehr als 75% betragen; vorzugsweise liegt dieser Anteil bei über 90%. Im Idealkörper werden der oder die Formkörper durch Faserbündel gebildet, deren Fasern zueinander parallel ausgerichtet sind und in Rich­ tung der Flächennormalen, zumindest im Oberflächenbereich der Reibfläche, verlaufend orientiert sind.

Um ein stabiles Gefüge mit einer guten Wärmeableitung zu erhalten, sollte der Formkör­ per den Reibkörper in seiner gesamten Dicke durchdringen. Es sollte eine Vielzahl von Formkörpern vorgesehen sein, die, wie vorstehend beschrieben, in den Reibkörper inte­ griert sind. Diese einzelnen Formkörper werden zueinander gleichmäßig beabstandet, so daß jeweils zwischen den Flächen der Formkörper, die in der Reibfläche enden, ein ausreichender Bereich der Oberfläche der Reibeinheit mit den entsprechenden Reibei­ genschaften verbleibt. In einer solchen Anordnung der Formkörper sind bolzenartig auf­ gebaute Formkörper bevorzugt, die mit einer Stirnfläche jeweils in der Reibfläche enden. Bevorzugt sollte die Summe der in der Reibfläche endenden Stirnflächen der einzelnen Formkörper zwischen 30 und 50% der Gesamtfläche der Reibfläche der Reibeinheit ausmachen. Für den Durchmesser der Bolzen bzw. für den Durchmesser der in der Reibfläche endenden Stirnflächen der Formkörper werden Durchmesser von 10 bis 20 mm, bevorzugt zwischen 12 und 14 mm, gewählt.

Je nach Aufbau und Einsatzart der Reibeinheit können die Formkörper bolzenartig aus­ gebildet sein und über die jeweilige Reibfläche bzw. den Reibkörper hervorstehen, was für die Kühlung einen zusätzlichen Vorteil dahingehend hat, daß die freie Oberfläche des Formkörpers durch diesen über die Reibfläche vorstehenden Bereich erhöht wird.

Die bolzenartigen Formkörper können sich von der Reibfläche aus zu der der Reibflä­ che gegenüberliegenden Fläche hin verjüngen. Dies bedeutet, daß solche Formkörper, von der Reibfläche aus gesehen, in sich verjüngende Öffnung eingesetzt sind. Ein sol­ cher Aufbau hat unter anderem den Vorteil, daß die Formkörper in dem Reibkörper auch unter hoher Wärmeeinwirkung klemmend durch den sich verjüngenden, beispielsweise konischen Querschnitt gehalten werden. In Bezug auf den abgestuften Querschnitt, ob er sich nun erweitert oder verjüngt, können Schulter- oder Anschlagflächen gebildet wer­ den, die jeweils eine sichere Lage und Orientierung des Formkörpers und des Reibkör­ pers zueinander gewährleisten. Aus fertigungstechnischer Sicht sollten die Formkörper einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In einem solchen Querschnitt können Faserbündel kompakt zusammengefaßt werden, mit einer gleichmäßigen, radial verteil­ ten Orientierung.

Wie bereits vorstehend angegeben ist, sind Formkörper der Art bevorzugt, die eine Schulter- oder Anschlagfläche aufweisen. Mit so aufgebauten Formkörpern können zwei Reibkörper mit Abstand zueinander orientiert werden, so daß der Schulterbereich der Formkörper in Bezug auf den jeweiligen Reibkörper, den sie halten, als Anschlagfläche zum Anlegen an der der Reibfläche gegenüberliegenden Rückseite des Reibkörpers dient. Der Bereich bzw. der Hohlraum zwischen den zwei durch die Formkörper auf Ab­ stand gehaltenen Reibkörpern kann dazu genutzt werden, unter Drehung der Reibein­ heit, in den Hohlräumen eine starke Luftzirkulation zu erzeugen, um unmittelbar den mittleren, zwischen den beiden Reibkörpern freiliegenden Bereich der Formkörper zu umströmen und dort die Wärme abzuführen.

Um den Wärmetransport zu der Oberfläche der Formkörper, die in dem mittleren Be­ reich der jeweiligen Formkörper, der zwischen den beiden auf Abstand gehaltenen Reibkörpern frei liegt, zu fördern, sind die Kohlenstoff-Fasern in diesem Bereich derart ausgerichtet, daß sie im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Faserlängsrichtung der an die Reibfläche angrenzenden Faserschicht verlaufen und somit senkrecht einer Kühlströmung verlaufend ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Fasern wird demzufol­ ge von der Reiboberfläche zu der freien Oberfläche des mittleren Bereichs der Formkör­ per hin definiert so umorientiert, daß eine optimale Wärmeableitung erzielt werden kann, und zwar unter Ausnutzung einer Vorzugsrichtung des Wärmetransports in Längs­ richtung der Fasern. Bei einer innenbelüfteten Bremsscheibe kann von gleichmäßigen Beabstandungen der Formkörper abgesehen werden, wobei die Formkörper dann auch so angeordnet werden können, daß sie die Wände von Kühlkanälen bilden.

Im Bereich des Zwischenraums zwischen zwei Reibeinheiten, die unter einem definier­ ten Abstand zueinander beabstandet sind, beispielsweise durch die erfindungsgemäßen Formkörper, können weitere Formkörper eingefügt werden, die von der Reibfläche aus in diesen Zwischenraum hinein vorstehen. Solche Formkörper dienen vorzugsweise zur Abführung der Wärme von der Reiboberfläche. Sie können geeignet in der Länge di­ mensioniert und darüberhinaus als Hohlkörper ausgebildet sein, wobei darauf geachtet werden sollte, daß im Bereich der Reibfläche die Fasern im wesentlichen senkrecht zu der Reibfläche verlaufen, während sie im Bereich des freien, in den Zwischenraum hin­ einstehenden Endes in Richtung der Kühlluftströmung, die den Formkörper anströmt, orientiert werden, um geeignet die Wärme abzuführen.

Die erfindungsgemäßen Formkörper können auch eine bevorzugte Anwendung als Hal­ teteile oder Krafteinleitungselemente der Reibeinheit finden.

Falls die Formkörper einen ausreichenden Querschnitt aufweisen, können sie auf der der Reibfläche abgewandten Seite einen oder mehrere Hohlräume aufweisen, um die freie Oberfläche für die Wärmeabfuhr zu erhöhen. Sie können auch rohr- oder hülsen­ förmig ausgebildet werden mit einer Öffnung im wesentlichen senkrecht zu der Reibfläche.

Um die Wärmeleitfähigkeit der Formkörper weiter zu erhöhen, wird in dem Formkörper Metall eingelegt. Solche Metallteile, beispielsweise dünne Metallspäne oder Metalldräh­ te oder -fasern, werden so ausgerichtet, daß sie sich senkrecht zur Reibfläche in den Formkörper hinein erstrecken. In Verbindung mit der bevorzugten Orientierung der Koh­ lenstoff-Fasern ist diese Metalleinlage parallel zu den Fasern ausgerichtet.

Alternativ zu der Metalleinlage, oder zusätzlich dazu, werden zur Erhöhung der bevor­ zugten Wärmeleitung, mindestens 50% der Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers mit ei­ ner höheren Wärmeleitfähigkeit ausgewählt als diejenige der Fasern, aus denen der Reibkörper aufgebaut ist. Als solche Fasern kommen Hoch-Modul-Fasern mit einem Zug-E-Modul größer als 300 GPa auf Polyacrylnitril-(PAN-) oder Pechbasis in Betracht.

Die erfindungsgemäße Reibeinheit wird bevorzugt aus einem Kohlenstoff-Faserkörper mit der jeweiligen, bevorzugten Orientierung der Fasern im Bereich des Reibkörpers und der Formkörper aufgebaut, wobei die Fasern des Reibkörpers und/oder des Form­ körpers in einer weiteren, bevorzugten Ausbildung in Siliziumkarbid eingebettet werden. Dieses Siliziumkarbid wird während der Herstellung der Reibeinheit in Form von flüssi­ gem Silizium in eine Mikrorißstruktur im Bereich des vorbereiteten Kohlenstoff-Faserge­ rüsts infiltriert und unter Wärmeeinwirkung mit freiem Kohlenstoff zu Siliziumkarbid um­ gewandelt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, einen porösen Vorkörper als Rohling zu fertigen, der die jeweiligen Orientierungen der Reibkörper und der Formkörper in ih­ ren Vorzugsrichtungen umfaßt, wonach dann die Einheit mit der Infiltration von Silizium und der Wärmebehandlung zu einem festen Verbundkörper fertiggestellt wird.

Unter dem Begriff Reibeinheit, wie er hier verwendet wird, sind nicht nur Bremsscheiben und Bremsklötze zu verstehen, sondern auch Reibbeläge, die für Kupplungen, oder der­ gleichen, eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung einer Reibeinheit, wobei im Bereich der Reibfläche vier Formkörper enden,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Formkörpers, wie er in Verbindung mit der Reibeinheit der Fig. 3 einsetzbar ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch zwei Reibeinheiten, die mit einem Formkörper, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, zueinander auf Abstand gehalten sind,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei der Formkörper zu den Reibflächen hin verjüngende Querschnittskonturen aufweist,

Fig. 5 einen Formkörper, der als Abstandsteil einsetzbar ist,

Fig. 6 schematisch einen Längsschnitt durch eine Reibeinheit mit einem einzelnen Reibkörper, wobei verschiedene darin eingebettete Formkörper im Schnitt ge­ zeigt sind,

Fig. 7 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch zwei Reibeinheiten mit zwei Formkörpern, die die Reibeinheiten auf Distanz halten, sowie zusätzlichen Kühl-Formkörpern, die von der Reibfläche in den Zwischenraum hineinragen,

Fig. 8 eine mit der Fig. 6 vergleichbare Darstellung, wobei zwei Varianten von Formkörpern dargestellt sind, die jeweils über die Reibfläche vorstehen,

Fig. 9A bis 12A sowie die Fig. 9B bis 12B jeweils in einer stirnseitigen Drauf­ sicht sowie in einem Schnitt entsprechend der angegebenen Schnittlinien Formkörper mit schematisch dargestelltem Faserverlauf, um die erfindungsge­ mäßen Maßnahmen sowie verschiedene Variationsmöglichkeiten zu erläutern,

Fig. 13 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen, maßstäblichen Bremsscheibe, und

Fig. 14 einen Schnitt entlang der Schnittlinie XIII-XIII in Fig. 13.

In Fig. 1 ist schematisch eine Reibeinheit in Form einer Bremsscheibe 1 dargestellt, die ringförmig mit einer zentralen Öffnung 2 aufgebaut ist. Typischerweise weist eine solche Bremsscheibe einen Außendurchmesser 3 von ca. 300 bis 350 mm auf, während die Dicke 4 zwischen 8 und 15 mm beträgt.

Die Bremsscheibe 1 umfaßt einen Reibkörper 5 aus kohlenstoff-faserverstärktem Ver­ bundwerkstoff sowie verschiedene, bolzenartige Formkörper 6, die gleichmäßig um den Umfang der Bremsscheibe 1 herum verteilt in den Reibkörper 5 eingesetzt sind. Diese Formkörper 6 enden mit ihrer Stirnfläche in der Reibfläche 7 des Reibkörpers 5 und bil­ den einen Teil dieser Reibfläche, wie sie in Fig. 1 zu erkennen ist. Diese Formkörper 6 reichen von der Oberseite des Reibkörpers 5, d. h. von der Reibfläche 7 aus, bis zu der der Reibfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Reibkörpers 5. Die Formkörper, die in den gezeigten Beispielen aus Kohlefasern in ihrem Grundgerüst aufgebaut sind, die­ nen dazu, gezielt, durch eine bevorzugte Wärmetransportvorrichtung, Wärme, die auf der Reibfläche 7 beim Bremsen erzeugt wird, abzuführen. Hierzu ist den Formkörpern 6 eine bevorzugte Wärmeleitrichtung gegeben, und zwar dadurch, daß diese Formkörper, vorzugsweise Kohlenfasern in einem hohen Volumenprozentanteil enthaltend, so orien­ tiert sind, daß im Bereich der Formkörper 6 eine Wärmesenke gebildet ist, und die Wär­ me gezielt über diese Formkörper 6 abgeführt wird. Während der Reibkörper 5, bei­ spielsweise aus einem Kohlenfasergerüst hergestellt, in seiner Faserorientierung derart aufgebaut ist, daß er eine hohe Festigkeit besitzt, d. h. die Fasern verlaufen im wesentli­ chen parallel zur Reibfläche 7, sind die Fasern der bolzenartigen Formkörper 6 senk­ recht zu der Reibfläche 7 verlaufend, d. h. im wesentlichen in Richtung der auf der Reib­ fläche 7 stehenden Flächennormalen. Es hat sich gezeigt, daß gerade eine solche defi­ nierte Faserorientierung in Richtung der Flächennormalen zu einem optimierten Ab­ transport der Wärme von der Reibfläche 7 führt. In Fig. 1 sind zwar nur vier bolzenarti­ ge Formkörper 6 dargestellt, um den prinzipiellen Aufbau der Reibeinheit zu erläutern, allerdings ist für einen optimierten Aufbau einer Bremsscheibe eine Vielzahl von bolzen­ artigen Formkörpern 6 von Vorteil, wie dies in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, die nachfolgend noch erläutert werden.

Um eine Hochleistungs-Reibeinheit bzw. eine Hochleistungs-Bremsscheibe aufzubauen, werden zwei Reibkörper 5, wie sie prinzipiell in Fig. 1 dargestellt sind, mit Abstand zu­ einander angeordnet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Um die beiden Reibkörper 5 auf Abstand zu halten, können die bolzenartigen Formkörper 6 verwendet werden, die be­ reits anhand der Fig. 1 erläutert wurden. In einer Ausführungsform, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist ein Mittelteil 8, beispielsweise einer zylindrischen Form (Fig. 2), mit sich verjüngenden Endabschnitten 9 derart gebildet, daß an der Ober­ gangsstelle zwischen dem Mittelteil 8 und dem Endabschnitt 9 jeweils ein Schulterbereich 10 entsteht. An die jeweiligen Schulterbereiche 10 legt sich dann der obere und der untere Reibkörper 5 jeweils an, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

In der Fig. 3 ist durch die Linien die Hauptfaserorientierung sowohl in den jeweiligen Reibkörpern 5 als auch in dem Formkörper 6 dargestellt. Während in den jeweiligen En­ dabschnitten 9 die Fasern senkrecht zu der Reibfläche 7 verlaufend enden, d. h. in Rich­ tung der auf der Reibfläche 7 stehenden Flächennormalen, und diese Orientierung in den Mittelteil 8 des Formkörpers 6 hineinreicht, sind in der mittleren Zone die Fasern bevorzugt senkrecht zu dieser ersten Faserorientierung ausgerichtet, d. h. etwa parallel zu der Reibfläche 7, wie durch die entsprechende Schraffur 18 angedeutet ist. Aufgrund dieser Faserorientierung erfolgt ein bevorzugter Wärmefluß in Richtung der mit den Be­ zugszeichen 11 bezeichneten Pfeile, insbesondere auch dadurch, daß unter Drehung der Reibeinheit diese bolzenartigen Formkörper 6 durch Kühlluft angeströmt werden. Ein bevorzugter Aufbau einer solchen Reibeinheit ist dann gegeben, wenn sowohl die Reibkörper 5 als auch die bolzenartigen Formkörper 6 aus einem Kohlefasergerüst auf­ gebaut sind, unter Orientierung der Fasern insbesondere in dem Formkörper 6 so, wie dies vorstehend angegeben ist, wobei dieser Formkörper als Kohlenstoffasergerüst- Rohling hergestellt wird und mit flüssigem Silizium infiltriert wird, das sich dann, unter Wärmebehandlung, mit freiem Kohlenstoff zu Siliziumkarbid umwandelt. Nach der Kera­ misierung wird eine hochfeste Bremseinheit erzielt, die zum einen den Anforderungen als Hochleistungs-Bremseinheit gerecht wird, bei der gerade auf der Reibfläche 7 sehr hohe Temperaturen erzeugt werden, die aber andererseits einen extrem hohen Grad ei­ ner Wärmeabfuhr gerade durch die besonders ausgebildeten Formkörper 6 liefert. Für den Aufbau der Formkörper 6 werden vorzugsweise hoch wärmeleitende Fasern, wie sogenannte Hoch-Modul-Fasern eingesetzt, die durch eine Wärmeleitfähigkeit größer 20 W/mK gekennzeichnet sind. Die Fasern der Reibfläche bestehen bevorzugt aus hochfesten HT-(High Tenacity)-C-Fasern mit einem E-Modul < 300 GPa, die z. B. bidi­ rektional als Gewebe vorliegen.

In Fig. 4 ist ein Formkörper 13 gezeigt, der anstelle der sich stufenförmig verjüngenden Endabschnitte 9 des Formkörpers der Fig. 3, einen sich zu seinen freien Enden hin, die in der Reibfläche 7 jeweils enden, einen sich konisch verjüngenden Abschnitt 12 be­ sitzt, der sich in eine entsprechende, konische Ausnehmung in dem jeweiligen Reibkörper 5 einlegt. Auch mit dieser Anordnung ist eine sichere Halterung der jeweiligen Formkörper 6 in den Reibkörpern 5 gewährleistet. Im Gegensatz zu dem Formkörper der Fig. 3 hat der Formkörper 13 der Ausführungsform gemäß Fig. 4 den Vorteil, daß der Obergang zwischen dem konischen Abschnitt 12 und dem Mittelteil 8 quasi-kontinuier­ lich erfolgt, d. h. es ist keine Sprungstelle in Form eines Schulterbereichs 10 vorhanden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Fasern in dem konischen Abschnitt 12 fortlau­ fend in das Mittelteil 8 übergehen und dort vorzugsweise so umorientiert werden, daß sie dann senkrecht zu der Orientierung im Bereich der konischen Abschnitte 12 verlau­ fen, wie dies auch anhand des Beispiels der Fig. 3 erläutert wurde.

In Fig. 5 ist ein Formkörper 13 gezeigt, der als zusätzliches Abstandsteil zwischen den beiden Reibkörpern 5 dient; dieser Formkörper 13 ist in entsprechende Vertiefungen oder Nuten 14 auf der der Reibfläche 7 gegenüberliegenden Seite der Reibkörper 5 ein­ gesetzt. Auch bei einem solchen Formkörper 13 können die Fasern dann im Mittelteil 8 umorientiert werden (Schraffur 18), um die Fasern in Anströmrichtung der Kühlluft zu orientieren, entsprechend wiederum der Fig. 3, um die Wärmeabflußrichtung bzw. den Wärmegradienten definiert zu beeinflussen.

Unter dem Begriff "umorientiert", wie er vorstehend und in der weiteren Beschreibung verwendet wird, ist zu verstehen, daß den Fasern der Formkörper 6, 13 eine geänderte, neu orientierte Vorzugsrichtung in Bezug auf die Wärmeleitung gegeben wird.

Die Formkörper 13, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind, können in der Quer­ schnittsform in einem strömungsgünstigen Querschnittsprofil ausgebildet werden, vor­ zugsweise als in Strömungsrichtung der vorbeiströmenden Kühlluft bei der Drehung der Reibkörper 5 strömungsgünstiges Profil, so daß auch hohe Luftmengen über die abzu­ kühlenden Oberflächen der Formkörper 13 geführt wird.

Während anhand der Fig. 2 bis 5 Anordnungen erläutert wurden, bei denen zwei Reibkörper 5 mittels der Formkörper 6, 13 zu einer doppelscheibigen Reibeinheit zu­ sammengesetzt wurden, ist in Fig. 6 ein Schnitt einer weiteren Reibeinheit bzw. eines Reibkörpers 5 schematisch dargestellt, der einer Bremsscheibe entspricht, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

Anhand der Fig. 6 sind verschiedene Formkörper 13 gezeigt, die in entsprechende Bohrungen des Reibkörpers 5 eingesetzt sind. Der linke Formkörper 13 besitzt einen über seine Länge gleichbleibenden Querschnitt, wobei wiederum die Fasern, aus denen dieser Formkörper 13 aufgebaut ist, senkrecht zur Reibfläche 7 orientiert sind, d. h. in Richtung der Oberflächennormalen der Reibfläche 7. Der mittlere Formkörper 13 nach Fig. 6 besitzt einen oberen und einen unteren Abschnitt mit einem Schulterbereich 10, mit dem er sich innerhalb des Reibkörpers 5 zusätzlich abstützt. Die rechte Darstellung eines Formkörpers 13 zeigt einen von der Reibfläche 7 zu der gegenüberliegenden Sei­ te hin sich verjüngenden Konus, der, entsprechend dem mittleren Formkörper 13, den Vorteil besitzt, daß er sicher in dem Reibkörper 5 gehalten wird.

Die einzelnen Formkörper können nicht nur kreisförmige Querschnitte aufweisen, son­ dern die Querschnitte werden den jeweiligen Anforderungen angepaßt, jeweils unter Be­ rücksichtigung der Faserorientierung in Bezug auf deren bevorzugte Wärmeleitung.

In Fig. 7 ist eine Reibeinheit schematisch dargestellt, die der Fig. 3 entspricht. In die­ ser Anordnung sind wiederum zwei Reibkörper 5 mittels Formkörper 6, die dem Form­ körper der Fig. 2 entsprechen, auf Abstand gehalten, so daß zwischen den beiden Reibkörpern 5 ein Zwischenraum gebildet ist. In der Anordnung der Fig. 7 sind zwi­ schen den beiden Formkörpern 6 weitere Kühl-Formkörper 23, 23' dargestellt, die nur einen bestimmten Abstand über die Unterseite der jeweiligen Reibkörper 5, in die sie eingesetzt sind, vorstehen. Diese Kühl-Formkörper 23, 23' dienen nur dazu, die Wärme von der Reibfläche 7 abzuführen, wobei wiederum deren Faserorientierung im wesentli­ chen senkrecht zu der Reibfläche 7 von Vorteil ist, um eine bevorzugte Wärmetrans­ portrichtung zu erzielen. Darüber hinaus weist jeder der Kühl-Formkörper 23 eine Mittel­ bohrung 24 auf, die zum einen die Oberfläche des Kühl-Formkörpers 23 vergrößert, zum anderen Abriebmaterial von der Reibfläche 7 aufnehmen kann. Solche Kühl-Formkörper 23 können prinzipiell so aufgebaut werden, wie dies anhand der bereits beschriebenen Formkörper 6, 13 erläutert ist bzw. nachfolgend noch anhand der Fig. 9 bis 12 erläu­ tert wird. Beispielsweise sind Schulterbereiche 10 vorgesehen, mit denen sich die Kühl- Formkörper 23 an den Reibkörpern 5 anlegen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, diese Formkörper 23 als Bolzen bzw. Zylinderteile auszubilden, wie dies der Kühl-Formkörper 23 in Fig. 7 im Bereich des unteren Reibkörpers 5 erläutert. Als wei­ tere Variante ist der Formkörper 23' als massiver Formkörper dargestellt.

In der Fig. 8 ist eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung eines Reibkörpers 5 ge­ zeigt, in der bolzenförmige Formkörper 13, die im wesentlichen den Formkörpern 13 der Fig. 6 entsprechen, eingesetzt sind. Zusätzlich ist allerdings ein sich verjüngender Fortsatz 25 vorgesehen, der über die Reibfläche 7 vorsteht. Mit einer solchen Anord­ nung kann ein zusätzlicher Kühleffekt erzielt werden. Dieser Fortsatz 25 kann nicht nur auf der Oberseite über den Reibkörper 5 vorstehen, wie dies anhand des rechten Form­ körpers 13 gezeigt ist, sondern auch über die Unterseite des Reibkörpers 5, wie die lin­ ke Darstellung zeigt. Weiterhin weist der rechte Formkörper 13 der Fig. 8 an dem unte­ ren Ende einen sich erweiternden Fortsatz 25' auf, der an der Unterseitenfläche des Reibkörpers anliegt. Die Fortsätze 25 und 25', insbesondere die Fortsätze 25, die sich über die Reibfläche 7 hinaus verlängern, können als Halteteile oder als Krafteinleitung­ selemente eingesetzt werden, wozu entsprechende Befestigungsmittel in diesen Form­ körpern 13 ausgebildet werden. Für solche Maßnahmen muß allerdings der Fortsatz nicht verjüngt sein, wie dies in der Fig. 8 dargestellt ist, sondern es reicht ein geringes Überstehen über die Reibfläche 7 aus. Weiterhin kann das freie Ende solcher Fortsätze 25, 25' auch dazu dienen, die eigentliche Reibfläche zu bilden. Hierzu muß eine ent­ sprechende Anzahl solcher Formkörper, die ein über die eigentliche Reibfläche 7, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, vorstehende Stirnseite besitzen, vorgesehen werden. Gera­ de eine solche Maßnahme hat den Vorteil, daß zwischen der Oberseite der Reibeinheit 5 und dem auf diesen freien Stirnflächen auflegenden Gegenstück ein schmaler Spalt gebildet wird, in dem Kühlluft zirkuliert, was zusätzlich die Kühlung der Reibeinheit 5 erhöht.

In den Fig. 9 bis 12 sind verschiedene schematische Anordnungen von Formkörpern in Bolzform, d. h. mit etwa kreisförmigem Querschnitt, dargestellt, beispielsweise ent­ sprechend dem linken Formkörper 13 der Fig. 6.

In den Fig. 9A und 9B ist ein Formkörper 13 dargestellt, der aus einem zweidimen­ sionalen Gewebe, das in einzelne Lagen, wie die Fig. 9A zeigt, über den Querschnitt geschichtet, aufgebaut ist. Die Fasern laufen unter 0 Grad und 90 Grad zu der Längs­ achse, in den Figuren mit der strichpunktierten Linie 19, gekennzeichnet. Das Wesen dieses Formkörpers 13 ist darin zu sehen, daß eine Vorzugsrichtung der Kohlenstoff- Fasern in Richtung der Achse 19 verläuft, während ein etwa gleich großer Teil quer da­ zu ausgerichtet ist. Dadurch erfolgt gleichwertig ein Wärmetransport sowohl in Richtung der Achse 19 als auch von der Reiboberfläche weg.

In den Fig. 10A und 10B ist ein Formkörper 13 gezeigt, der aus einem zweidimen­ sionalen Fasergewebe aufgebaut ist, das beispielsweise mit der Achse 19 als Zentrum gewickelt wurde. Wie die Fig. 10A schematisch darstellt, enden die Fasern mit ihren Enden in der Reiboberfläche, so daß die an der Reiboberfläche erzeugte Wärme auf durch die definierte Ausrichtung der Fasern unter einem Winkel von 45 Grad zu der Achse 19, zu der gegenüberliegenden Seite abgeführt wird. Der Vorteil dieser Anord­ nung ist darin zu sehen, daß alle Fasern gleichzeitig in Richtung der Längsachse wie auch quer dazu die Wärme ableiten.

Die Fig. 11A und 11B zeigen einen Aufbau, bei dem im wesentlichen nur zu der Achse 19 parallele Fasern vorgesehen sind. Hierbei handelt es sich quasi um ein Faser­ bündel, in dem die gesamten Fasern parallel orientiert sind, so daß sie senkrecht zu der Reiboberfläche verlaufen.

Die Fig. 12A und 12B zeigen eine Variante mit einem äußeren Mantelbereich, mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet, und einem Kernbereich 21. In dem Kernbereich 21 sind die Fasern entsprechend der Fig. 11A und 11B parallel zu der Achse 19 ausge­ richtet, während der Mantelbereich 20 entsprechend der Ausführungsform der Fig. 9A und 9B aus einem zweidimensionalen Gewebe aufgebaut ist. Mit diesem Aufbau des Formkörpers 14 wird ein abgestufter Wärmegradient zu der Achse 19 und von der Reib­ fläche 7 weg zu der gegenüberliegenden Seite erzeugt, so daß die Wärme definiert von der Reiboberfläche 7 und quer zur Längsachse 19 abgeführt wird.

Während die Fig. 1 bis 12 schematische Darstellungen von Bremsscheiben und Formkörpern zeigen, ist in den Fig. 13 und 14 eine in etwa maßstabsgetreue Brems­ scheibe 1 mit einem einzelnen Reibkörper 5 dargestellt. Diese Bremsscheibe 1 besitzt eine zentrale Aufnahmeöffnung, die, entsprechend der Darstellung der Fig. 1, mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist. Weiterhin sind nahe dem Rand der zentralen Öffnung 2 gleichmäßig verteilt Befestigungsbohrungen 15 zu sehen, mittels derer die Bremsscheibe an einer angetriebenen Einheit befestigt werden kann. Der Reibkörper 5 besitzt in einem gleichmäßigen Muster verteilt fünf Reihen von Formkörpern, entspre­ chend der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet, wobei die Formkörper 6 der einzelnen Reihen jeweils in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, so daß zwischen benachbarten Formkörpern 6 jeweils ein schmaler Steg des eigentlichen Reibkörpers 5 verbleibt. Diese Formkörper 6 können beispielsweise eine Querschnitt­ form aufweisen, wie dies in Fig. 6 dargestellt, wobei entsprechend Fig. 14 bolzenarti­ ge Formkörper 6 vorgesehen sind, die über ihre axiale Länge einen gleichbleibenden Querschnitt besitzen. Diese Formkörper 6 haben wiederum eine bevorzugte Richtung eines Wärmetransports, der durch die Faserorientierung einer aus Kohlenstoffasern auf­ gebauten Bremsscheibe hervorgerufen wird, d. h. die Fasern der Formkörper 6 sind wie­ derum senkrecht zu der Reibfläche 7 verlaufend orientiert. Durch die feinverteilte Anord­ nung der einzelnen Formkörper 6 werden die Formkörper über die gesamte Reibfläche 7 verteilt, um die Wärme, die auf der Reibfläche 7 beim Bremsen hervorgerufen wird, in das Innere der Bremsscheibe abzuführen. Die Reibflächen 7, die nicht durch die Flä­ chen der Formkörper 6 gebildet werden, können so ausgelegt werden, daß sie optimale Reibeigenschaften besitzen, während die Formkörper 6 so ausgelegt sind, daß sie ei­ nen optimalen Wärmeabtransport gewährleisten, indem sie Wärmesenken bilden. Eine derartige, aufwendige Struktur, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist, wird bevorzugt in Form eines Fasergrundgerüsts für den Reibkörper 5 gebildet, in den die einzelnen, bolzenarti­ gen Formkörper 6 in Form von zweidimensionalen Gewebelagen analog Fig. 9, die parallel zu den Oberflächennormalen der Reibfläche 7 verlaufen, eingebettet werden. Eine solche Kohlenstoff-Fasermatrix mit der definierten Orientierung der Fasern kann in Form eines Rohlings hergestellt werden, der anschließend, unter vorheriger Bildung ei­ ner definierten Mikrostruktur, mit flüssigem Silizium infiltriert wird, das dann mit freiem Kohlenstoff zu Karbid umgewandelt wird. Nach der Keramisierung ergibt sich eine hoch­ feste Kohlenstoffverbundanordnung, die sehr hohen Temperaturen gewachsen ist, dar­ überhinaus aber auch einen optimierten Wärmeabtransport von der Reiboberfläche weg mit sich bringt. Um eine solche Wärmeleitung von der Reibfläche 7 weg zusätzlich zu unterstützen, können in die Formkörper 6 gut wärmeleitfähige Einlagen vorgesehen wer­ den, beispielsweise in Form von Metalldrähten oder Metallspänen, die allerdings nicht in den Figuren dargestellt sind.

Einzelne oder alle Formkörper 6, die in den Reibkörper 5 eingesetzt sind, können mit ei­ ner Durchgangsöffnung versehen werden, um zum einen einen zusätzlichen Kühleffekt zu erzielen, zum anderen aber auch Freiräume zu schaffen, durch die der auf der Reib­ fläche 7 erzeugte Abrieb abtransportiert werden kann.

Die Bremsscheibe 1, wie sie die Fig. 13 und 15 zeigt, weist einen Durchmesser 16 der zentralen Öffnung von etwa 160 mm auf, während der Außendurchmesser 17 etwa 330 mm beträgt. Die Dicke 22 der Bremsscheibe 1 bzw. des Reibkörpers 5 liegt bei etwa 30 bis 35 mm. Für den Durchmesser der Befestigungsbohrungen 15 wurden 10 mm ge­ wählt. Der Durchmesser der bolzenartigen Formkörper 6 beträgt 13 mm, wobei insge­ samt in den Reibkörper 160 solcher Bolzen 6 eingesetzt sind.

Die verschiedenen Formkörper 6, 13, 23 und 23', wie sie in der vorstehenden Beschrei­ bung erläutert sind, sollen die Funktion erfüllen, eine in Richtung der Flächennormalen der Reibfläche höhere Wärmeleitung zu erzielen als das Material der Reibfläche selbst, um definiert die Wärme von der Reibfläche wegzuführen. Um einen solchen Effekt zu erzielen, bieten sich verschiedene Aufbauten für die Formkörper an, wie zum Beispiel Formkörper aus kohlenstoff-faserverstärktem Verbundwerkstoff, der Einbau von Metalleinlagen in die Formkörper, sowie Formkörper, deren Kohlenstoff-Fasern in Silizi­ umkarbid, das durch Flüssiginfiltration von Silizium und Reaktion mit Kohlenstoff gebil­ det wird, eingebettet sind. Eine weitere Möglichkeit ist eine massive Ausbildung der Formkörper aus Kohlenstoff, vorzugsweise aus Graphit, oder aus monolithischem, un­ verstärktem Material, vorzugsweise Siliziumkarbid bzw. gesintertem Siliziumkarbid oder aus mit Silizium infiltriertem Siliziumkarbid. Von den vorstehenden Materialien sollten monolitische Keramiken dann in einem gewissen Umfang für solche Formkörper einge­ setzt werden, wenn zusätzlich eine Verschleißminderung angestrebt wird, während Formkörper, die wesentliche Anteile an Kohlenstoff, insbesondere an Graphit, enthalten, zur Geräuschdämpfung dienen; darüberhinaus sind Formkörper aus Graphit auch ko­ stengünstig aufbaubar, und schließlich ist deren Wärmeleitfähigkeit sehr gut einstellbar, so daß der angestrebte Wärmegradient im Bereich der Formkörper erreicht wird. So können beispielsweise die Formkörper 6, wie sie in der Bremsscheibe der Fig. 13 ge­ zeigt sind, zum Teil solche sein, die aus Graphit gebildet sind, um diesen Ge­ räuschdämpfungseffekt zu erzielen, während ein Teil aus monolitischen Keramiken gebildet sein kann, um einem Verschleiß entgegenzuwirken. Weiterhin kann durch defi­ nierte Anordnung der Formkörper 6 entsprechend der Ausführungsform der Fig. 13 so, daß diese Formkörper Kanalwände bilden, ein Kühlkanalsystem aufgebaut werden, durch das definiert ein Kühlfluid, beispielsweise die Umgebungsluft, geführt wird.

Claims (34)

1. Reibeinheit, insbesondere Bremsscheibe, die mindestens eine Reibfläche auf­ weist, mit einem Reibkörper und mit mindestens einem Formkörper, wobei der Reibkörper aus kohlenstoff-faserverstärktem Verbundwerkstoff gebildet und fest mit dem Formkörper zusammengefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der min­ destens eine Formkörper (6; 13; 23; 23') mit dem Reibkörper (5) derart verbunden ist, daß mindestens ein Teil davon einen Bereich der Reibfläche (7) bildet und der Formkörper (6; 13; 23; 23') eine in Richtung der Flächennormalen höhere Wärme­ leitung aufweist als die Reibfläche (7) selbst.

2. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Formkörper (6; 13; 23; 23') aus kohlenstoff-faserverstärktem Verbundwerkstoff gebildet ist (sind).

3. Reibeinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens 50% Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers (6; 13; 23; 23') in ihrer Längs­ richtung so ausgerichtet sind, daß sie mit der Flächennormalen der Reibflächen ei­ nen Winkel ≦ 45° einschließen, und daß die Kohlenstoff-Fasern im Reibkörper (5) im wesentlichen parallel zur Reibfläche (7) verlaufen.

4. Reibeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel < 30° beträgt.

5. Reibeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel maximal 10° beträgt.

6. Reibeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoff-Fa­ sern des Formkörpers nahezu parallel zur Flächennormalen der Reibfläche (7) verlaufen.

7. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der ausgerichteten Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers (6; 13; 23; 23') mehr als 75% beträgt.

8. Reibeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der ausge­ richteten Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers (6; 13; 23; 23') mehr als 90% beträgt.

9. Reibeinheit nach Anspruch 5 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nahe­ zu die gesamten Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers (6; 13; 23; 23') parallel zu­ einander und in Richtung der Flächennormalen der Reibfläche (7) verlaufen.

10. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6; 13; 23; 23') den Reibkörper (5) in seiner gesamten Dicke durchdringt.

11. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Formkörper (6; 13; 23; 23') vorgesehen sind, die zueinander beabstandet über den Reibkörper (5) verteilt sind.

12. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6; 23; 23') bolzenartig ausgebildet sind mit jeweils einer in der Reibfläche (7) en­ denden Stirnfläche.

13. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formköper (13) bolzenartig ausgebildet sind mit jeweils über die Reibfläche (7) hervorstehenden Stirnflächen.

14. Reibeinheit nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formkörper (6; 13; 23; 23') von der Reibfläche (7) zu der dieser gegenüberliegen­ den Fläche hin verjüngen.

15. Reibeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6; 13) als konisches Bauteil ausgebildet sind.

16. Reibeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ver­ jüngung eine Anschlagfläche (10) gebildet ist.

17. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6; 13; 23; 23') einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

18. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Formkörper (6; 13) über die der Reibfläche (7) gegenüberliegenden Fläche vor­ steht und daß mit dem vorstehenden Teil ein weiterer Reibkörper (5) verbunden ist.

19. Reibeinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6; 13) die beiden Reibkörper (5) einen Zwischenraum bildend beabstandet.

20. Reibeinheit nach Anspruch 3 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich (8) des Formkörpers (6; 13), der den Zwischenraum zwischen den beiden Reibkörpern (5) überbrückt, die Kohlenstoff-Fasern derart ausgerichtet sind, daß sie im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Faserlängsrichtung der an die Reibfläche (7) angrenzenden Schicht verlaufen und in Richtung einer Kühlströ­ mung (11) verlaufend ausgerichtet sind.

21. Reibeinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Formkörper (23) in den Zwischenraum hineinragen und mit Abstand zu dem jeweils gegenüberliegen­ den Reibkörper (5) enden.

22. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (23) als Hohlkörper ausgebildet sind.

23. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6; 13; 23; 23') mindestens eine Metalleinlage aufweist, die sich in ei­ ner an die Reibfläche angrenzenden Schicht im wesentlichen senkrecht zur Reib­ fläche erstreckt.

24. Reibeinheit nach Anspruch 23 und einem der Ansprüche 3 bis Anspruch 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Metalleinlage so ausgerichtet ist, daß sie im wesentlichen parallel zu den Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers verläuft.

25. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens 50% der Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers (6; 13; 23; 23') eine hö­ here Wärmeleitfähigkeit aufweisen als die Kohlenstoff-Fasern des Reibkörpers (5).

26. Reibkörper nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens 50% Kohlenstoff-Fasern des Formkörpers (6; 13; 23; 23') Hoch-Modul-Fasern mit einem Zug-E-Modul < 300 GPa sind.

27. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoff-Fasern des Reibköpers (5) und/oder die des Formkörpers (6; 13; 23) in Siliziumkarbid eingebettet sind, das durch Flüssiginfiltration von Silizium und Re­ aktion mit Kohlenstoff gebildet ist.

28. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6; 13; 23, 23') aus vorzugsweise massivem Kohlenstoff, insbesondere aus Graphit, gebil­ det sind.

29. Reibeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6; 13; 23, 23') aus monolitischer Keramik, insbesondere aus Siliziumkarbid oder gesinter­ tem Siliziumkarbid, gebildet sind.

30. Reibeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der in der Reibfläche (7) endenden Stirnflächen etwa 30 bis 50% der Gesamtfläche der Reibfläche ergibt (Fig. 13).

31. Reibeinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der in der Reibfläche endenden Stirnfläche zwischen 10 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 12 und 14 mm, beträgt.

32. Reibeinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Form­ körper, deren Form und Positionierung so gewählt sind, daß durch die Formkörper eine Kühlkanalstruktur gebildet wird.

33. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6; 13; 23, 23') Halteteile und/oder Krafteinleitungselemente bilden.

34. Reibeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6; 13; 23, 23') über die Oberseite des jeweiligen Reibkörpers (5) vor­ stehen und die Stirnflächen der Formkörper (23, 23') Reibflächen bilden.