DE2230931A1 - Verfahren zur herstellung von kohlenstoffbremsscheiben - Google Patents
Verfahren zur herstellung von kohlenstoffbremsscheibenInfo
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Description
The Goodyear Tire & Rubber Company, A k r ο n/Ohio 44 316 - USA
"Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffbremsscheiben"
Die Erfindung betrifft ein .Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff
brems scheiben durch Formen von Scheibenrohlingen aus Kohlenstoff material, Imprägnieren des Rohlings mit Harz und
Härten des imprägnierten Rohlings bei kontrollierten Temperaturen.
Derzeit werden Kohlenstoffscheiben beispielsweise für Flugzeugscheibenbremsen
durch Auflegen von Graphit oder Kohlenstoffgeweben zur Bildung eines Rohlings, wiederholtes Harzimprägnieren
und Sintern zur Verringerung der Dichte des Rohlings, hergestellt, wobei anschließend die Scheibenform aus dem Rohling
geschnitten und auf die endgültige Abmessung gebracht wird.
- 2 ■ -
209884/0860
Während derartig hergestellte Scheiben ausgezeichnete Reibungseigenschaften aufweisen, sind sie der Oxidation ausgesetzt,
insbesondere bei hohen Arbeitstemperaturen, wie sie bei Flugzeugbremsen auftreten,,
Der Oxidation unterliegen am meisten die freiliegenden Oberflächen
der Scheiben und daraus ergibt sich eine Abnutzung der Scheiben und eine Verkürzung ihrer Lebensdauer«
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffscheiben zu schaffen, die eine verbesserte
Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation aufweisen. Ferner soll die Widerstandsfähigkeit wesentlich an den Stellen verbessert
werden, die während der Benutzung am meisten der Oxidation ausgesetzt sind.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch
angegebenen Merkmale.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind Merkmale der Unteransprüche
.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Verfahrens,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer nach der Erfindung hergestellten Bremsscheibe und
Fig. 3 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2
Wie aus der Figur 1 zu entnehmen ist, beinhaltet das Verfahren gemäß der Erfindung die Schritte: Herstellen des Scheibenrohlings
aus Graphit- oder Kohlenstoffgewebe 10, Imprägnieren des
Rohlings mit Harz und anschließendes Härten 12, wobei das Imprägnieren und Härten eine Anzahl von Malen wiederholt wird.
- 3 209884/0360
Der Scheibenrohling wird dann zur fast fertigen Form und Abmessung bearbeitet 14.
Die Reibungsfläche der Scheibe, die Fläche, die während der
Bremsung in Berührung mit der benachbarten Scheibe ist, wird etwas mit Übermaß bearbeitet und die Scheibe wird anschließend
einer zusätzlichen Imprägnierung und Härtung unterworfen 18, um einen harten, gegen Oxidation widerstandsfähigen Überzug auf
allen Flächen der Scheibe zu schaffen„ Nach Abschluß der Imprägnierung
und Härtung werden die Reibungsflächen der Scheibe auf ihre gewünschte Endabmessung gebracht (20). Beides, die
Anzahl der Imprägnierungen und Härtungen vor der Bearbeitung des Scheibenrohlings und die gesamte Anzahl der Zyklen kann
variieren. Ein typisches herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffbremsscheiben beinhaltet ein erstes Härten
bei niedrigen Temperaturen oder einen Aushärtungsschritt gefolgt
von drei Härtungsschritten bei niedrigen Temperaturen, einer zweiten Härtung bei hoher Temperatur und zwei Härtungen bei
niedriger Temperatur und einer letzten Hochtemperaturhärtung,^ wobei der Scheibenrohling vor jeder Härtung imprägniert wird,
beispielsweise durch Eintauchen des Scheibenrohlings in flüssiges Harz. Jeder Imprägnierungs- und Härtungsschritt vergrößert
die Dichte des Scheibenrohlings, wobei die Vergrößerung zu Beginn des Verfahrens schneller ist. Die vorliegende Erfindung
erfordert es, daß der Scheibenrohling aus der Verfahrensfolge
herausgenommen wird, wenn die Dichte zur Bearbeirung des Rohlings ausreichend ist.
Dies ist der Fall, wenn die Dichte des Rohlings etwa 40 bis 80 % der endgültigen Dichte erreicht hat. Abhängig von der besonderen
Imprägnierungs-. und Härtungsfolge die angewandt wird, kann der Scheibenrohling zu jeder Zeit zwischen 1/2 und 3/4
der Folgen zur Bearbeitung herausgenommen werdeno
In einigen Fällen wird die Scheibe anfänglich zu der endgültigen Form oder Abmessung geformt, wie eine streifenförmige oder ge-
209884/0860
wundene Scheibe0
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es einfach, genügend Härtungen zum Aushärten oder Graphitisieren des Harzes und
der Fasern in der Scheibe durchzuführen, um so die Bildung des gewünschten, gegen Oxidation beständigen Überzuges auf
den nicht aufeinander reibenden Flächen zu erreichen.
Wenn der Scheibenrohling aus der Verfahrensfolge entfernt wird, dann wird er zu der ringförmigen Scheibenform geschnitten mit
den inneren und äußeren Abmessungen und Antriebskerben werden auf die endgültigen Abmessungen gebrachte
Die Seiten- oder Reibungsflächen werden mit Übermaß hergestellt, beispielsweise 0,76 mm (0,03 inch) dicker pro Seite als die
fertige Scheibe. Nach Abschluß der Harzimprägnierungs- und der Härtungsfolgen werden die Seiten auf ihre endgültige Abmessung
gebracht, wobei der Harzüberzug von diesen Oberflächen entfernt wird.
Eine entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bremsscheibe 22 ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt*
Die Scheibe 22 weist eine zentrale Öffnung 24, die an ihrem Umfang mit Kerben 26 zur Aufnahme der Keile der Drehmoment übertragenden
Hülse versehen ist, auf. Es sei in diesem-Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die Scheibe 22 zwar eine stationäre
Scheibe einer Flugzeugbremse darstellt, die Erfindung jedoch auch auf Scheiben anderer Konfiguration angewandt werden kann.
Die Scheibe 22 weist parallel gegenüberliegende Reibungsflächen 28 auf. Diese Flächen stehen während des BremsVorganges in Berührung
mit den entsprechenden Oberflächen benachbarter Scheiben, Wenn die Scheibe 22 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
worden ist, dann bildet das gehärtete Harz einen harten Überzug 30, 32 und 34 auf den freiliegenden Flächen der Scheibe
während die Bremsflächen 28 frei vom Überzug sind.
- 5 209884/0860
Es ist klar, daßj> obwohl die Zeichnungen eine scharfe Trennung
zwischen Überzug und Scheibenkörper zeigen, dies nur für die Darstellung so gezeichnet worden ist„ In Wirklichkeit diffundiert
der Überzug in die Scheibenoberfläche.
Der Überzug dient als Schutzschicht zur Verringerung der Oxidation der freiliegenden Flächenteile während der Arbeitsbedingungen
bei hohen Temperaturen.
Die Reibungsflächen 28 sind frei von einem gehärteten Überzug, um eine hohe Reibung zwischen den benachbarten Scheiben zu
bewirken.
- Patentansprüche -
- 6 - . 209884/0 8 60
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffbremsscheiben,
durch
a) Formen des Scheibenrohlings aus Kohlenstoffmaterial,
b) Imprägnieren des Rohlings mit Harz und
9) Härten des imprägnierten Rohlings bei kontrollierten Temperaturen,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) die Schritte b) und c) eine ausreichende Anzahl von Malen wiederholt werden, um die Dichte des Rohlings so
zu erhöhen, daß eine Bearbeitung möglich ist, daß
e) der Rohling auf Scheibenform geschnitten wird, daß
f) die Scheibe mit Harz imprägniert und zur Bildung eines Überzuges auf der Scheibenoberfläche gehärtet
wird und daß
g) die Reibungsflächen der Scheibe auf die endgültige
Abmessung gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierungs- und Härtungsschritte b) und c) so oft
wiederholt werden, bis die Dichte des Scheibenrohlings annähernd 40 bis 80 % der Dichte der fertigen Scheibe beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenrohling im Schritt e) derart geschnitten wird,
daß die Reibungsflächen der Scheibe eine größere Dicke als die endgültige Dicke aufweisen, während die übrigen Flächen
auf die endgültige Abmessung geschnitten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsflächen im Schritt e) mit etwa 0,76 mm (0,03 inch)
Übermaß hergestellt werden.
209884/0860 " 7 "
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die
Härtungen aus einer ersten Härtung bei.niedriger Temperatur, einer zweiten Härtung bei hohen Temperaturen und Harzimprägnierungen
vor jeder Härtung bestehen»
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt f) wenigstens aus einer ersten Härtung bei niedrigen
Temperaturen und wenigstens aus einer zweiten Härtung bei hohen Temperaturen besteht,
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibe aus Harz imprägnierten Geweben bis zur fertigen Abmessung geformt wird, daß die Scheibe wenigstens einer Härtung
bei niedriger Temperatur und wenigstens einer Härtung bei höher Temperatur unterworfen wird und daß sie zwischen jsder
Härtung wieder mit Harz imprägniert wird.
DtoUnfl. fe.t. Meissner
Patentanwalt
203884/0860
Leerseite
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