DE3437800A1 - Wiederverwendbare reibscheibe aus kohlenstoff-verbundmaterial und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Wiederverwendbare reibscheibe aus kohlenstoff-verbundmaterial und verfahren zur herstellung derselben

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DE3437800A1
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Description

Wiederverwendbare Reibscheibe aus
Kohlenstoff-Verbundmaterial und Verfahren zur Herstellung derselben
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gegenstände aus kohlenstoffhaltigen Reibwerkstoffen (Friktionswerkstoffen) , etwa Bremsbeläge und Kupplungsbeläge der Art, wie sie in Flugzeugen, Kraftfahrzeugen und auf industriellen Anwendungsgebieten verwendet werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen erneuerten kohlenstoffhaltigen Brems- oder Kupplungsbelag und das Verfahren zur Erneuerung verschlissener Beläge, bei dem, statt die verschlissenen Beläge wegzuwerfen, leichtgewichtige, sehr verschleißfeste Materialien in bisher nicht bekannter Weise auf den verschlissenen Abschnitten der Belagsscheiben befestigt werden und diese dadurch wieder in den betriebssicheren, ihre Anwendung ermöglichenden Zustand versetzt werden.
Bremsbeläge und Kupplungsflächen aus Kohlenstoff- oder Graphit-Werkstoffen werden seit einiger Zeit technisch genutzt. Derartige Beläge werden auf verschiedene Weise aus faserförmigen Kohlenstoff-Werkstoffen in Form von Filzen oder gewebten Materialien gefertigt. Oft werden die Beläge dadurch hergestellt, daß die faserförmigen Kohlenstoff-Werkstoffe in ringförmige Stücke geschnitten werden, die geformten Stücke zu einem Stapel übereinander gelegt werden, der Stapel mit einem Klebstoff getränkt wird und dann der Stapel pyrolysiert wird, wodurch eine Kohlenstoff-Scheibe gebildet wird. Eine solche Arbeitsweise ist in der US-PS 3 794 509 beschrieben. Eine etwas ähnliche Arbeitsweise ist in der US-PS 3 730 320 beschrieben.
Aus Kohlenstoff- oder Graphit-Werkstoffen gefertigte Bremsbeläge und Kupplungsbeläge erleiden während des Gebrauchs Oxidation und entwickeln im Inneren, von der Reiboberfläche entfernt, eine beträchtlich höhere Porosität als die 10 oder 15 % Porosität, die sie im Neuzustand besitzen. Wenn diese verschlissenen Reibwerkstoffe der maschinellen Bearbeitung zur Herstellung der mit neuem, porösen faserverstärkten Verbundmaterial zu versehenden Kerne unterzogen werden, liegt ihre Porositat in der Größenordnung von 15 bis 25 %, die als hochgradig durchlässig und porös angesehen wird. Die Erfindung beschrieb dann chemisch und mechanisch die Verbindung zweier poröser Segmente miteinander, die beide aus mit Kohlenstoffasern verstärkten Kohlenstoff-Matrix-
Verbundstoffen bestehen.
Vielleicht der erfolgreichste kohlenstoffhaltige Reibwerkstoff zur Verwendung für die Herstellung von Bremsbelägen und das Verfahren zur Herstellung der Reibwerkstoffe ist in den US-PSen 3 895 084 und 3 991 248 an
Bauer offenbart. Bei dem Bauer-Verfahren werden die kohlenstoffhaltigen Werkstoffe nicht mit einem Klebstoff getränkt, sondern das Verfahren bedient sich der Arbeitsweise der chemischen Abscheidung aus der Dampfphase (CVD), um zur Fertigstellung der Bremsbeläge in
den Zwischenräumen der kohlenstoffhaltigen Werkstoffe pyrolytischen Kohlenstoff abzulagern.
Verschiedene Wege zur Erneuerung verschlissener Kohlenstoff-Bremsbelagsscheiben wurden bisher vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die US-PS 3 712 427 an Cook et al. eine Bremsbelagsscheibe, die auf beiden Seiten mit Kohlenstoff-Verschleißplatten belegt ist, die an dem Kern mit Hilfe von Nieten befestigt sind.
Die US-PS 3 956 548 an Kovac et al. offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsbelagsscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial, in dem eine oder mehrere Schichten aus Kohlenstoff-Filz zu einem wiederverwendbaren Kohlenstoff-Verbundmaterial-Kern mittels eines hochkohlenstoffhaltigen Zements verklebt werden. Wie in der Patentschrift hervorgehoben wird, ist ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung von Kovac et al. der Einsatz der Kohlenstoff-Filz-Schicht. In der Tat lehrt die US-PS 3 956 548 speziell, daß Schichten aus Kohlenstoff-Tuch und dergleichen für die Verwendung bei der Herstellung der in jener Erfindung beschriebenen Bremsbelagsscheibe nicht geeignet sind und daß gefunden wurde, daß letztere Schichten keine gute Klebeverbindung
liefern.
Im Zentrum der vorliegenden Erfindung steht die Verwendung einer oder mehrerer Kohlenstoff-Tuch-Schichten zur Herstellung des Grenzschicht-Materials an Stelle der Kohlenstoff-Filz-Schichten, die Kovac et al. für we-
sentlich gehalten haben. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nicht nur Tuch-Schichten verwendet, sondern das neue Verfahren der Befestigung der Tuch-Schichten an dem wiederverwendbaren Kern liefert eine erneuerte Bremsbelagsscheibe, deren Verschleiß- und Klebeeigen-
schäften bisher unübertroffen sind.
Im Hinblick auf die erheblichen Kosten, die mit der Herstellung kohlenstoffhaltiger Bremsbelagsscheiben entweder durch Tränken oder durch die CVD-Infiltrations-Verfahren verbunden sind, bewirkt das Erneuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sehr erhebliche Kosteneinsparungen. Weiterhin besitzt die erneuerte Bremsbelagsscheibe wegen des neuen Verfahrens
der Befestigung der Beläge aus Kohlenstoff-Tuch an dem Kern ein Qualitäts-Niveau, das in jeder Hinsicht dem der ursprünglich gefertigten Scheibe gleichkommt, so daß Bremsbelagsscheiben mit dieser Bauart als neu eingesetzt werden können.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine erneuerte kohlenstoffhaltige Bremsbelagsscheibe und ein Verfahren zur Erneuerung verfügbar zu machen, das eine kostengünstige Erneuerung verschlissener Bremsbelagsscheiben und Klötze der Art, wie sie in Flugzeugen, Kraftfahrzeugen und auf industriellen Anwendungsgebieten verwendet werden, ermöglicht.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, erneuerte Bremsbelagsscheiben der vorgenannten Kennzeichnung verfügbar zu machen, die von hoher Qualität und Zuverlässigkeit sind und die ein Gebrauchsverhalten zeigen, das in jeder Hinsicht dem der ursprünglich neu hergestellten Bremsbelagsscheiben gleicht.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren
zur Erneuerung verfügbar zu machen, das die Erneuerung sowohl stark verschlissener als auch Ausbruchstellen aufweisender oder anderweitig beschädigter kohlenstoffhaltiger Bremsbelagsscheiben eines Typs ermöglicht, der entweder durch Tränken mit Harz oder Pech oder durch
CVD-Infiltrations-Techniken hergestellt ist.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erneuerung verfügbar zu machen, das nicht eine Verwendung von Kohlenstoff-Filz-Belagswerkstoffen einschließt, sondern stattdessen Kohlenstoff-Textilmaterial oder gewebte Kohlenstoff-Tuch-Materialien ver-
schiedener Typen wie Rayon, PAN, Pech, Cellulose und dergleichen Materialien zur Bildung einer Verbindungsschicht zwischen dem wiedereinzusetzenden Kern und dem neuen Verschleiß-Belag verwendet.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren der im vorhergehenden Absatz beschriebenen Art verfügbar zu machen, in dem eine bisher nicht dagewesene Kombination aus carbonisierbaren Haftmitteln und CVD-Infiltrierung mit pyrolytischem Kohlenstoff dazu eingesetzt wird, die Verschleißbeläge an dem Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial zu befestigen und nach dem Schritt der Infiltration eine integrierte Scheibe neu als Originalgerät bereitzustellen.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, eine Bremsbelagsscheibe der beschriebenen Klasse verfügbar zu machen, die in hohem Maße zuverlässig in ihrem Gebrauchsverhalten ist und beim Gebrauch nicht ausbricht, abblättert oder reißt.
Es ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, eine erneuerte Bremsbelagsscheibe, wie sie in den vorhergehenden Absätzen beschrieben ist, verfügbar zu machen, die Verschleißcharakteristiken zeigt, die den Verschleißcharakteristiken der Original-Bremsbelagsscheibe gleich oder sogar überlegen sind.
Figur 1 stellt eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die die an dem Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial befestigte Kern-Deckschicht zeigt.
Figur 2 stellt eine stark vergrößerte Teilansicht der Grenzfläche zwischen Kern-Deckschicht und Kern an dem durch die Zahl 2 in Figur 1 bezeichneten allgemeinen Ort der Fläche dar.
Figur 3 ist eine photographische Darstellung des Materials an der Grenzfläche zwischen Kern-Deckschicht und Kern in 40-facher Vergrößerung.
Begriffsdefinitionen:
1. Kohlenstoffasern sind Fasern, die durch Wärmebehandlung sowohl natürlicher als auch synthetischer Fasern aus Stoffen wie, beispielsweise, Wolle, Rayon, Polyacrylnitril, Cellulose und Pech bei Temperaturen in der Größenordung 10000C erzeugt werden.
2. Graphitfasern sind Fasern, die durch Wärmebehandlung von Kohlenstoffasern bei Graphitisierungs-Temperaturen in der Größenordung 20000C erzeugt werden.
3. Pyrolytischer Kohlenstoff, so wie der Begriff hier verwendet wird, ist die Bezeichnung für Kohlenstoff-Material, das auf den Kohlenstoffasern innerhalb der offenen Porosität des vorgefertigten Kerns und auf der Grenzfläcghe zwischen dem Kern und der Kern-Deckschicht abgelagert wird durch
thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen wie Erdgas.
4. Ablagerung in Zwischenräumen bezeichnet die Ablagerung von pyrolytischem Kohlenstoff durch Techniken chemischer Abscheidung aus der Dampfphase in den Zwischenräumen der faserförmigen Kohlenstoff-Materialien.
5. Kohlenstoffhaltiges Bindemittel ist ein Material, das entweder getrennt von oder in Kombination mit dem pyrolytischen Kohlenstoff-Material zum Verkleben von faserförmigen Kohlenstoff- und Graphit-Materialien und zum Aufkleben der Kern-Deckschicht auf den Kern verwendet wird. Verschiedene Pech- und Harz-Stoffe, darunter Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Phenolharz, Polysaccharide wie Maisstärke, Epoxyharz, Polyimidharz, Furfuralalko-
hol und deren Mischungen haben sich als zufriedenstellend für einen Einsatz als Bindemittel erwiesen.
6. Gewebematerial bezeichnet ein Textilmaterial, das durch Verschlingung von Ketten- und Schußfäden auf einem Webstuhl oder dergleichen hergestellt ist.
7. Reibbelagscheibe oder Eeibbelagklotz ist eine Scheibe oder ein Klotz, die bzw. der für den Gebrauch als Reibelement in einer zusammengebauten Bremse oder Kupplung der Art, wie sie in Flugzeugen oder Kraftfahrzeugen unter trockenen oder nassen Arbeitsbedingungen zum Einsatz gelangt.
Figur 1 zeigt eine Teilansicht einer Scheibe 10 aus einem Kohlenstoff-Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, die für den Einsatz als Reibelement in
Bremsanlagen oder Kupplungen der Art, wie sie in Flugzeugen, Kraftfahrzeugen und bei anderen Anwendungen im Bereich von Industrie-Maschinen verwendet werden, ausgelegt ist. Die Kohlenstoff-Verbundmaterial-Scheibe 10
umfaßt einen wiederverwendbaren Kern 12 aus Kohlenstoff-Verbundmaterial und eine der Reibung ausgesetzte Kern-Deckschicht 14, die auf wenigstens einer Seite des Kerns 12 befestigt ist.
Die Deckschicht 14 umfaßt wenigstens eine Schicht aus
einem gewebten Kohlenstoff-Textilmaterial, dessen Einzelfasern an ihren Uberkreuzungspunkten durch pyrolytisches Kohlenstoff-Material miteinander verklebt sind, das in den Zwischenräumen des Gewebematerials abgelagert ist.
Der wiederverwendbare Kohlenstoff-Kern 12 ist vorzugsweise ein faserverstärktes Kohlenstoff-Verbundmaterial-Erzeugnis, das mittels eines Verfahrens hergestellt wird, in dem biegsam hochfeste faserförmige Kohlenstoff- oder Graphit-Materialien in die Form eines Trä-
gers gebracht werden, der für die Anwendung des Endprodukts aufgrund der genauen Kontrolle seiner Form, seiner Querschnitts-Konfiguration, seiner Dichte, seines Faser-Volumens und seiner inneren Faser-Orientierung optimiert ist. Bei der Fertigung des Verbund-Produkts
wird der optimierte Träger mit einem pyrolytischen Material in der Weise durchsetzt, das die Fasermaterialien, die den Träger bilden, mit ihren Strukturen zusammengeklebt werden. Der auf diese Weise gebildete Gegenstand wird in gesteuerter Weise dadurch verdich-
tet, daß weiter pyrolytisches Material bis zu dem Grade in ihn infiltriert wird, der zur Erzielung der gewünschten Dichte des Endprodukts erforderlich ist. Die
Einzelheiten der Fertigung des Verbund-Produkts sind in der weiter oben genannten US-PS 3 895 084 an Bauer angegeben .
Der Verbundstoff-Kern 12 kann auch eine mit Harz verklebte Struktur, hergestellt aus einem Kohlenstoff-Grundmaterial und Faser-Schichten, umfassen. Zweckmäßigerweise sind die Kohlenstoff-Grundmaterialien Furfuralalkohol, Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Epoxyharz, Polyimidharz, Phenolharz sowie deren Mischungen. Derartige Stoffe haben einen relativ hohen Verkokungswert und vermögen bei der Pyrolyse im wesentlichen ein Kohlenstoff-Material zu liefern.
Nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kern-Deckschicht 14 in einzigartiger Weise mit dem Kern 12 aus Kohlenstoff-Verbundmaterial mittels einer Kombination aus pyrolytischem Kohlenstoff und einem geeigneten bindenden Klebstoff verbunden. Ein bindender Klebstoff, der sich in der Praxis des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung bewährt hat, ist ein Furfuralalkohol-Material, das von Union Carbide hergestellt und unter der Bezeichnung "C-34" vertrieben wird. Jedoch kann jede geeignete Mischung aus einem speziellen Füllstoff und Furfuralalkohol oder einem ähnlichen Material zur Verbindung der benachbarten Feststoffe wahrem* der Verfahrensschritte des Härtens und der CVD verwendet werden, sofern der Klebstoff einen hinreichend hohen Kohlenstoff-Gehalt hat. Weiterhin muß der Klebstoff sich durch Wärme in ein poröses, bindendes Kohlenstoff-Zwisehenproelukt-Skelett umwandeln lassen, das seinerseits wiederum befähigt ist, durch den aus der Dampfphase chemisch abgeschiedenen Kohlenstoff (CVD) geklebt zu werden.
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Die der Reibung auszusetzende Kern-Deckschicht 14 wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß mehrere Schichten aus Kohlenstoff-Textilmaterial oder gewebten Kohlenstoff-Tuch-Materialien, die in passender Größe und Form zugeschnitten sind, übereinander gestapelt werden, kann jedoch auch aus vorimprägnierter (prepregged) Kohlenstof faser-Vlies-Formmasse hergestellt werden; in diesem Fall wird eine Schicht aus gewebtem Material zwischen dem Kern und der Deckschicht verwendet. Die auf diese
Weise gebildete Anhäufung wird dann verdichtet und in einen geeigneten Ofen für die Vakuumabscheidung gebracht, in dem pyrolytischer Kohlenstoff in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Trägers abgelagert wird. Dieser Schritt der Ablagerung kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, daß pyrolytischer Kohlenstoff aus einem kohlenstoffhaltigen Gas wie Methan abgeschieden wird, das unter dem Einfluß der Wärme dissoziiert. Die Abscheidung erfolgt vorzugsweise in einem Ofen unter einem Druck im Bereich von 1,33 bis 1013 mbar (1 bis 760 mmHg) (wobei letzteres der Atmosphärendruck ist) und gewöhnlich im Bereich von etwa 1,33 bis 66,5 mbar (1 bis 50 mmHg). Die Temperatur des Ofens kann im Bereich von 7600C bis 126O0C (14000F bis 23000F) liegen und beträgt vorzugsweise etwa 982°C
(18000F). Die Zeitdauer der Infiltration während des Ablagerungsschritts kann von 10 bis 200 Stunden variieren und hängt wiederum von der gewünschten Verwendung des Endprodukts und der Ofen-Größe ab.
Die beim Aufbau der der Reibung auszusetzenden Kern-0 Deckschicht verwendeten faserförmigen Materialien sind ausgewählt aus der aus carbonisierter Wolle, Rayon, Pech, Cellulose, Polyacrylnitril und deren Mischungen
bestehenden Gruppe. In allen Fällen wird jedoch Kohlenstoff-Tuch, sei es in Form einer einzelnen Schicht oder in Form mehrerer Schichten, bei der Fertigung der der Reibung auszusetzenden Kern-Deckschicht verwendet,
die an dem wiederverwendbaren Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial befestigt werden soll.
Für bestimmte Anwendungszwecke ist es wünschenswert, eine geringe Menge eines geeigneten kohlenstoffhaltigen Bindemittels zu verwenden, um die Fasern der Schichten aus Kohlenstoff-Tuch, die die Kern-Deckschicht bilden, miteinander zu verbinden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird eine kleine Menge eines geeigneten kohlenstoffhaltigen Bindemittels, etwa ein Phenolharz, Furanharz, Epoxyharz, Polyimidharz oder ähnliches Material, auf jede Schicht aus Kohlenstoff-Tuch aufgetragen. Anschließend werden die Schichten aus Kohlenstoff-Tuch zu einem grundlegenden oder Ausgangs-Substrat zusammengesetzt, das ein Volumen aufweist, das größer ist als das gewünschte Volumen der Kern-Deckschicht. Dieses Substrat wird dann gesteuerten Temperaturen und Drücken in einer hydraulischen Presse oder Spannvorrichtung ausgesetzt, wodurch ein verdichtetes geformtes Substrat gebildet wird, das einen hohen Grad offener Porosität, ein bekanntes Volumen und eine Form besitzt, die im
wesentlichen der Form der Endprodukt-Kern-Deckschicht entspricht. Während dieses Schrittes des Pressklebens oder Verdichtens werden die einzelnen Fasern des faserförmigen Kohlenstoff-Materials durch das Bindemittel selektiv an mehreren Stellen zusammengeklebt. Diese
Bindungen oder "Klebestellen" verleihen dem Substrat Steifigkeit, so daß es sich während des Verdichtungsschrittes leicht handhaben läßt. Schließlich wird das
geformte Substrat teilweise oder vollständig verdichtet durch chemische Ablagerung pyrolytischer Materialien aus der Dampfphase in Zwischenräumen des Substrats. Wenngleich bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung gewöhnlich pyrolytischer Kohlenstoff in den Zwischenräumen des Substrats abgeschieden wird, können für spezielle Anwendungen auch andere pyrolytische Stoffe wie pyrolytischer Graphit, Bornitrid, Siliciumnitrid, Titan, Tantal, Wolfram, Molybdän, Niob,
Tantalcarbid, Niobcarbid, Zirconiumcarbid, Hafniumcarbid, Titancarbid und Siliciumcarbid verwendet werden. Die chemische Abscheidung dieser Stoffe aus der Dampfphase ist in der Technik wohlbekannt und wird in der bereits genannten US-PS 3 895 084 erörtert.
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wird nach der Fertigung der der Reibung auszusetzenden Kern-Deckschicht nach einem der beiden in den vorhergehenden Absätzen beschriebenen Verfahren der wiederverwendbare Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial
0 durch maschinelle Bearbeitung auf die gewünschte Größe und in die gewünschte Form gebracht. Es ist anzumerken, daß der wiederverwendbare Kohlenstoff-Verbundmaterial-Kern aus neu hergestelltem Material mit vorher festgelegter offener Porosität oder ein Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial mit einem gewissen Grad offener Porosität sein kann, der schon vorher entweder in einer Bremsbelagscheibe oder Kupplungsbelagscheib verwendet wurde und verschlissen, beschädigt oder in anderer Weise für die weitere Verwendung ungeeignet geworden ist.
0 Nachdem der Kohlenstoff-Verbundmaterial-Kern durch die maschinelle Bearbeitung auf die passende Größe gebracht ist, versieht man eine oder beide Seiten des Kerns mit
Rillen oder rauht sie auf, entweder mittels eines manuellen oder mittels eines maschinellen Arbeitsganges. Vorzugsweise erfolgt das Aufrauhen der Fläche des Kerns aus dem Kohlenstoff-Verbundmaterial in der Weise, daß maschinell eine längliche, ununterbrochene sprialförmige Rille gleichmäßiger Tiefe über die Fläche des Kerns hinweg eingeschnitten wird. Das Aussehen des Querschnitts einer solchen spiraligen Rille ist vergrößert in Figur 2 dargestellt und durch die Bezugszahl 16 bezeichnet.
Nach dem Rillenschneiden oder Aufrauhen einer oder beider Oberflächen des Kerns aus item Verbundmaterial wird eine dünne Schicht (etwa 0,25 mm, 0,010 inch) aus "C-34" oder einem anderen geeigneten Harz oder Bindemittel wie Kohlenteerpech, Furfuralalkohol, Erdölpech, Furanharz, Epoxyharz, Pelyiiiidharz;, Phenolharz oder deren Mischungen auf die aufgerauhte Oberfläche des Verbundstoff-Kerns 12 und auch auf die zugehörige Oberfläche der der Reibung zugewandten Kern-Deckschicht 14 aufgetragen. Der auf diese Weise gebildete Materialstapel oder das vorläufige Substrat werden dann bei höherer Temperatur einer Größenordnung von etw& 93 0C (200eF) bis etwa 204*C (400*F) Mit <M*£ ohne Druckeinwirkung gehärtet, w*4«rek erzwungen viri, daß die Kern-Deckschicht auf dem wiederverwendbaren Kern dicht aufliegt. Wenn während «te* Härtungsschritts Druck angewandt wird, werden Kern, Kern-Deckschicht und Harz, die das vorläufige Substrat bilden, unter Drücken zwischen etwa 6,9 bar (100 psi) un# 345 bar (5000 psi) komprimiert. Anschließend wirÄ das Harz ohne Druckeinwirkung bei Temperaturen von etwa 149*t (300#F) bis etwa 2600C (5000F) nachgehärtet. Anschließend wird das gehärtete
Montageprodukt in einen Ofen für die chemische Abscheidung aus der Dampfphase gebracht und mit pyrolytischem Material wie pyrolytischem Kohlenstoff durchsetzt. Der Schritt des Durchsetzens erfolgt im Vakuumofen bei
Drücken unterhalb des Atmosphärendrucks innerhalb des Bereich von 1,33 bis 1013 mbar (1 bis 760 mmHg) und gewöhnlich im Bereich von etwa 1,33 bis 66,5 mbar (1 bis 50 mmHg). Die Temperatur des Ofens wird im Bereich von etwa 76O0C (14000P) bis etwa 12600C (23000F) und
vorzugsweise bei etwa 982°C (18000F) gehalten. Die Zeitdauer der Infiltration während des Ablagerungsschritts liegt zwischen etwa 10 und etwa 200 Stunden.
Während des Infiltrationsschrittes wird pyrolytischer Kohlenstoff gleichmäßig über und um die Fasern des po-
rösen Kerns und der Kern-Deckschicht abgeschieden und wird auch gleichmäßig an der Grenze oder Grenzfläche zwischen dem Kern-Material und dem Material der Kern-Deckschicht abgelagert. Als Ergebnis der Schritte des Härtens und der CVD ist der Klebstoff, der vorher auf
die Oberflächen des Kerns und der Kern-Deckschicht aufgetragen wurde, aus der organischen Form in die anorganische Form überführt worden.
Mittels des in den vorhergehenden Absätzen beschriebenen Verfahrens wird die Kern-Deckschicht 14, die der
Reibung ausgesetzt ist, durch die Kombination aus dem carbonisxerbaren Klebstoff-Material und dem pyrolytischen Kohlenstoff-Material innig und sicher mit dem Kohlenstoff-Verbundmaterial-Kern 12 verbunden. Die Tatsache, daß das pyrolytische Material sowohl an der
Grenzfläche der Stoffe als auch auf den Fasern, die den Kern und die Kern-Deckschicht bilden, und um diese herum abgeschieden wird, bewirkt, daß die so gebildete
Verbundmaterial-Anordnung sehr fest und für die Verwendungszwecke als Bremsbelag und Kupplungsbelag außerordentlich gut geeignet ist. Tatsächlich erzeugt die kombinierte Klebewirkung des pyrolytischen Kohlenstoffs
und des kohlenstoffhaltigen Bindemittels eine Verbundstoff-Scheibe mit einer Festigkeit, die der Festigkeit des Grundmaterials des Kerns sehr mähe kommt. Demgemäß hält die mit Hilfe des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Verbundmaterial-Scheibe
leicht das breite Spektrum von Energie-Unterbrechungen aus, die typischerweise bei Anwendungsformen wie denen der Bremse und der Kupplung auftreten.
Die innige Verbindung der Kern-Deckschicht mit dem Kernmaterial ist deutlich ersichtlich aus der Figur 3,
die eine photographische Aufnahme der Grenzfläche in 40-facher Vergrößerung zeigt. Wie die Untersuchung der Figur 3 erkennen läßt, ist das Material an der Grenzfläche sehr einheitlich. Das weiß aussehende pyrolytische Material, das die Fasern sowohl des Verbundstoff-Kerns als auch der Kern-Deckschicht umgibt und das den Kern mit der Deckschicht an der Klebefläche oder Grenzfläche verbindet, ist in Figur 3 leicht zu erkennen.
Bei typischer Anwendung für Bremse und Kupplung umfaßt die in Figur 1 abgebildete !Struktur normalerweise ein
kreisförmiges Gebilde »it entweder am inneren oder am äußeren Durchmesser Ausgebildeten Kerben, je nach Einsatz als Rotor oder Stator zu Antriebszwecken oder Zwecken des Widerstands gegen ein Drehmoment. Wenn die Scheibe entweder al« l»t*r oder als Stator verwendet
wird, müssen beide Seite» des Kohlenstoff-Verbundmaterial-Kerns aufgerauht oder gerillt sein und die der
Reibung auszusetzende Kern-Deckschicht muß auf beiden Seiten des Verbundstoff-Kerns befestigt werden. Wenn jedoch die Scheibe für geteilte Rotor- oder Stator-Einsatzzwecke und für Endplatten verwendet wird, braucht
nur eine Seite des Verbundstoff-Kerns aufgerauht zu sein, und die der Reibung auszusetzende Kern-Deckschicht braucht nur auf einer Seite des Verbundstoff-Kerns befestigt zu werden.
Es ist festzuhalten, daß die Verbundstoff-Reibscheibe
gemäß der vorliegenden Erfindung für verschiedene Anwendungs formen speziell maßgeschneidert werden kann. Durch Steuerung der verwendeten Harz-Menge und der Menge des pyrolytischen Materials, die in den Zwischenräumen der Kern-Deckschicht abgeschieden wird, können
Dichte und Porosität der Deckschicht präzise und regulierbar variiert werden. In ähnlicher Weise können die während des CVD- oder Infiltrations-Schrittes, der die Kern-Deckschicht mit dem Kern verbindet, angewandten Verfahrensbedingungen präzise gesteuert werden, so daß
die Scheibe für verschiedene Anwendungsformen des Endprodukts speziell maßgeschneidert werden kann.
Wie bereits erwähnt wurde, können auch andere pyrolytische Stoffe als pyrolytischer Kohlenstoff zur Optimierung der Reibscheibe für spezielle Anwendungen verwen-
det werden. Außerdem wurde seitens der Anmelderin gefunden - und dies ist von erheblicher Bedeutung - , daß für gewisse Anwendungen Bor an der Grenzschicht zwischen dem Kern und der Kern-Deckschicht vor dem Infiltrationsschritt zugesetzt werden kann. Die Verwendung
0 von Bor an der Grenzfläche, auch wenn sie nicht zwingend notwendig ist, verbessert die Verbindung zwischen dem Kern und der Kern-Deckschicht erheblich, erhöht die Oxidationsbeständigkeit der Klebenaht und bewirkt die
Bildung einer sehr starken Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial für den Einsatz sowohl bei Bremsen als auch bei Kupplungen.
Weiterhin wurde zur Steuerung der Dicke der Klebenaht,
die beim Fertigungsprozel wesentlich ist, eine Arbeitstechnik entwickelt, um eine einzelne Schicht aus Kohlenstoff-Tuch in ein«» der vorstehend erwähnten Bindemittel zu sättigen. Di· auf diese Weise "vorimprägnierte" Tuch-Schicht wird dann zwischen den Kern und die
Kern-Deckschicht gebracht, die beide wie früher beschrieben aufgerauht wurden. Etwa 2 bis 20 Gew.-% Bor-Pulver können ebenfalls mit dem Bindemittel vermischt werden, mit dem die einzelne Tuchschicht imprägniert wird. Es hat sich erwiesen, daß nach dem Verdichten die Anwesenheit der Tuch-Schicht die Dicke der Klebeverbindung präzise reguliert, die sonst von 0,025 bis 1,00 mm (0,010 bis 0,040 inch) schwanken würde. Die Einhaltung der Dicke der Klebenaht gewährleistet die Qualität einer Klebenaht hoher Festigkeit.
Mit Hilfe des Verfahrens gemäB der vorliegenden Erfindung, wie es in den verhergehenden Absätzen beschrieben ist, wird eine einzigartige und in hohe Maße wertvolle Scheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial erzeugt. Die Scheibe löst die Aufgaben der Erfindung und kann spe-
ziell für verschied«|^||^iLfe Verwendungszwecke als Reibelement für Kupplungen, Bremsen oder andere industrielle Anwendungen maßgeschneidert werden. Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Verbundmaterial umfaßt einen wiederverwendbaren Kern aus Kohlen-
stoff-Verbundmaterial uftd eine der Reibung auszusetzende Kern-Deckschicht, die auf wenigstens einer Seite des Kerns befestigt ist. Die Deckschicht umfaßt wenigstens
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eine Schicht aus gewebtem Kohlenstoff-Textilmaterial, dessen einzelne Fasern an ihren Uberkreuzungspunkten durch pyrolytischen Kohlenstoff miteinander verbunden sind, der in den Zwischenräumen des Textilmaterials
abgelagert ist. Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird die der Reibung zugewandte Kern-Deckschicht in einzigartiger Weise an dem Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial vermittels einer Kombination aus kohlenstoffhaltigem Bindemittel und einem
pyrolytischen Material wie pyrolytischem Kohlenstoff befestigt.
Die folgenden Beispiele erläutern das grundlegende Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
Nachdem ein vorher verwendeter Kern für die Wiederaufbereitung ausgewählt worden war, wurde der Kern mittels maschineller Bearbeitung auf die gewünschte Größe und in die gewünschte Form gebracht. Anschließend wurde eine Fläche des Kerns maschinell mit einer spiralförmigen Rille mit im wesentlichen gleichmäßiger Tiefe versehen, die sich über die gesamte Fläche des Kerns erstreckte.
Die der Reibungsbeanspruchung auszusetzende Kern-Deckschicht wurde als nächstes dadurch hergestellt, daß
zuerst Platten aus vollständig carbonisierten Rayon-Fasern in Scheiben mit einem Durchmesser geschnitten wurden, der im wesentlichen dem Durchmesser des maschinenbearbeiteten Kerns entsprach. Danach wurden die Scheiben (20 Stück in diesem Beispiel) übereinander
gestapelt, wodurch ein vorläufiges Substrat (Interimssubstrat) gebildet wurde. Dieses Interimssubstrat wurde dann verdichtet und in einen Vakuuraabscheidungsofen gebracht, in dem pyrolytischer Kohlenstoff in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Substrats abgelagert wurde. Die Arbeitstechniken zur Durchführung dieses Infiltrationsschrittes sind vollständig in der US-PS 3 895 084 beschrieben.
Nach der Fertigstellung der Kern-Deckschicht wurde eine dünne Schicht aus "C-34" auf die Oberfläche der Deckschicht und auf die gerillte Oberfläche des Kerns aufgebracht. Die Kern-Deckechicht wurde dann mit dem Kern paarweise zusammengelegt, wobei die mit dem "C-34" beschichteten Oberflächen zu innigem Kontakt zusammengedrückt wurden. Die auf diese Weise gebildete Anordnung wurde dann etwa 10 h bei einer Temperatur von etwa 149°C (300*F) gehärtet.
Danach wurde die gehärtete Anordnung zum Durchsetzen mit pyrolytischem Kohlenstoff in einen Vakuumofen ge-
bracht. Die Infiltration erfolgte unter einem Druck von etwa 66,6 mbar (50 imHg) und bei einer Temperatur von etwa 982#C (1800#F). Die Infiltrationszeit betrug etwa 100 h. Dann wurde die Anordnung masckinell auf die endgültige Größe gebracht. Während des Infiltrations-
Schrittes wurde der pyrolytische Kohlenstoff innerhalb des porösen Kerns und der Kern-Deckschicht sowie an der Grenze zwischen Kern und Kern-Deckschicht abgelagert.
In diesem Beispiel wurden der Kern und die Kern-Deckschicht im wesentlichen in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise bearbeiten, jedoch mit der Abweichung, daß
eine Oberfläche der Kern-Deckschicht ebenfalls mit einer über die Fläche verlaufenden spiralförmigen Rille versehen wurde. Danach wurden die gerillten Oberflächen des Kerns und der Deckschicht mit einer Schicht aus
Furanharz beschichtet, unter das Bor-Pulver gemischt worden war, und eine einzelne Schicht aus carbonisiertem Rayon-Tuch wurde mit der Mischung aus Furanharz und Bor-Pulver gesättigt. Es wurde gefunden, daß der Zusatz von Bor in wirksamer Weise die thermische Leitfähigkeit der Klebenaht erhöht und dabei außerdem die Oxidation hemmt. Wenngleich verschiedene Mengen Bor-Pulver dem in diesem Fall verwendeten teilchenförmigen Bindemittel zugesetzt werden können, betrug die Bor-Menge etwa 15 Gew.-%. Die Tuch-Schicht wurde dann zwischen die
gerillten Oberflächen des Kerns und der Kern-Deckschicht plaziert, und die auf diese Weise gebildete Anordnung wurde in eine Presse gebracht und einem Druck von 6,9 bar (100 psi) ausgesetzt. Die komprimierte Anordnung wurde dann etwa 20 h bei einer Temperatur von
etwa 26O0C (5000F) gehärtet.
Nach dem Härtungsschritt wurde die Anordnung in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise infiltriert. Die Verwendung des Bor-Pulvers führte zu einer wesentlichen Verbesserung des Charakters der Klebenaht zwischen dem
Kern und der Kern-Deckschicht.

Claims (1)

  1. VON KREISLER SCHQ^WAtD.i. IiSKQiUT FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER^y g qq
    PATENTANWÄLTE
    Dr.-Ing. von Kreisler 11973
    +1981
    Dr.-Ing. K. Schönwaid
    Dr. J. F. Fues
    The BF Goodrich Company Dipl.-Chem. Alek von Kreisler
    ,. _, . ._.,_,,. . Dipl.-Chem. Carola Keller
    Akron, Ohio (U.S.A.) Dipl.-Ing. G. Selling
    Dr. H.-K. Werner
    DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
    D-5000 KÖLN 1
    15. Oktober 1984
    AvK/GF 1066
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung einer wiederverwendbaren Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial mit den Schritten:
    (a) Fertigung eines Kerns aus porösem Kohlenstoff-Verbundmaterial bestehend aus faserförmigem Kohlenstoff-Material, das mittels eines pyrolysierten Materials ausgewählt aus der aus Kohlenteerpech, Erdölpech, Furfuralalkohol, Furanharz, Epoxyharz, Polysacchariden wie Maisstärke, Polyimidharz, Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe zusammengeklebt ist,
    (b) Fertigung einer porösen Kern-Deckschicht bestehend aus wenigstens einer Schicht aus einem gewebten Kohlenstoff-Gewebematerial, dessen einzelne Fasern an ihren Uberkreuzungspunkten.durch pyrolytischen Kohlenstoff zusammengeklebt sind, der in den Zwischenräumen des Gewebematerials durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase abgelagert worden ist,
    Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln
    (c) Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel ausgewählt aus der aus Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Furfuralalkohol, Epoxyharz, Polysacchariden wie Maisstärke, Polyimidharz, Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe auf wenigstens eine Seite des Kerns aus Kohlenstoff-Verbundmaterial,
    (d) Herrichten eines vorläufigen Trägers dadurch, daß die poröse Kern-Deckschicht mit der dünnen Schicht des Bindemittels belegt wird, und
    (e) Tempern des vorläufigen Trägers in einem kohlenstoffhaltigen Gas bei Drücken unterhalb des Atmosphärendrucks und bei Temperaturen zwischen etwa 982°C (18000F) und etwa 126O0C (23000F) zur Bildung einer integrierten Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial durch Ablagerung von pyrolytischem Kohlenstoff in den Zwischenräumen der porösen Kern-Deckschicht und zwischen der porösen Kern-Deckschicht und dem porösen Kern, wodurch die Fasern der Deckschicht im wesentlichen mit dem pyrolytischen Kohlenstoff beschichtet und durch diesen dauerhaft miteinander verklebt werden und die Deckschicht dauerhaft durch den pyrolytischen Kohlenstoff mit dem Kern verklebt wird, wodurch eine integrierte Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial gebildet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus porösem Kohlenstoff-Verbundmaterial weiterhin pyrolytischen Kohlenstoff enthält, der in den Zwischenräumen des faserförmigen Kohlenstoff-Materials abgelagert ist, um dessen einzelne Fasern miteinander zu verkleben.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Kern-Deckschicht gefertigt wird unter Mitverwendung einer kleinen Menge kohlenstoffhaltigen Bindemittels zum Verkleben der einzelnen Fasern des Kohlenstoff-Gewebematerials an Stellen in gewissen Abständen voneinander entlang der Faserlänge.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des gewebten Kohlenstoff-Gewebematerials aus der aus carbonisierter Wolle, Rayon, Pech, Polyacrylnitril, Cellulose und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem porösen vorläufigen Träger Bor an einer Stelle zwischen dem Kern und der Kern-Deckschicht zugesetzt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zusätzlichen Schritt wenigstens eine der beiden aufeinanderpassenden Oberflächen des porösen Kerns und der porösen Kern-Deckschicht vor dem Aufbringen des kohlenstoffhaltigen Bindemittels eingekerbt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe in Form einer Spiralkurve am Ort der aufzulegenden Oberfläche vorliegt.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Tuch-Schicht mit kohlenstoffhaltigen Bindemitteln gesättigt wird und zwischen den Kern und die Kern-Deckschicht eingeführt wird, um die Dicke der Klebenaht zu regulieren.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zusätzlichen Schritt der vorläufige Träger unter Drücken zwischen etwa 6,9 und 345 bar (100 und 000 psi) zusammengepreßt wird, während der vorläufige Träger Temperaturen von etwa 930C (2000F) ausgesetzt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Bindemittel zwischen 2 und Gew.-% Bor enthält.
    11. Verfahren zur Herstellung einer wiederverwendbaren Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial mit den Schritten:
    (a) Fertigung eines Kerns aus porösem Kohlenstoff-Verbundmaterial bestehend aus faserförmigem Kohlenstoff-Material, dessen Fasern mittels eines pyrolytischen Materials, das in seinen Zwischenräumen abgelagert ist, zusammengeklebt sind,
    (b) Fertigung einer porösen Kern-Deckschicht bestehend aus wenigstens einer Schicht aus einem gewebten Kohlenstoff-Gewebematerial ausgewählt aus der aus Wolle, Rayon, Pech, Polyacrylnitril, Cellulose und deren Mischungen bestehenden Gruppe, dessen einzelne Fasern in Abständen durch ein kohlenstoffhaltiges Bindemittel und an ihren Überkreuzungspunkten durch pyrolytischen Kohlenstoff zusammengeklebt sind, der in den Zwischenräumen des Gewebematerials durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase abgelagert worden ist,
    (c) Einkerben wenigstens einer Seite des Kerns an einer Vielzahl von Stellen,
    (d) Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel ausgewählt aus der aus
    Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Furfuralalkohol, Epoxyharz, Polysacchariden wie Maisstärke, Polyimidharz, Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe auf die eingekerbte Seite des porösen Kerns aus Kohlenstoff-Verbundmaterial,
    (e) Herrichten eines vorläufigen Trägers dadurch, daß die poröse Kern-Deckschicht mit der dünnen Schicht des Bindemittels in Berührung unter Druck gebracht wird,
    (f) Tempern des vorläufigen Trägers unter Druck bei erhöhter Temperatur während einer für die Härtung des kohlenstoffhaltigen Bindemittels ausreichenden Zeitdauer und
    (g) folgend auf diesen Schritt des Härtens Tempern des vorläufigen Substrats in einem kohlenstoffhaltigen Gas bei Drücken unterhalb des Atmosphärendrucks und bei Temperaturen zwischen etwa 982°C (18000F) und etwa 126O0C (23000F) zur Bildung einer integrierten Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial durch Ablagerung von pyrolytischem Kohlenstoff in den Zwischenräumen der Kern-Deckschicht und des Kerns und zwischen der Kern-Deckschicht und dem Kern, wodurch die Fasern der Deckschicht und des Kerns im wesentlichen mit dem pyrolytischen Kohlenstoff beschichtet und durch diesen dauerhaft miteinander verklebt werden und die Deckschicht dauerhaft durch den pyrolytischen Kohlenstoff mit dem Kern verklebt wird, wodurch eine integrierte Reibscheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial gebildet wird.
    12. Scheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial zur Verwendung als Reibelement, wie als Bremsbelag oder Kupplungsbelag, aus
    (a) einem porösen, wiederverwendbaren Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial und
    (b) einer porösen, der Reibung ausgesetzten Kern-Deckschicht, die auf wenigstens einer Seite des Kerns aus porösem Kohlenstoff-Verbundmaterial befestigt ist, wobei diese poröse Deckschicht wenigstens eine Schicht aus Kohlenstoff-Gewebematerial umfaßt, dessen einzelne Fasern an ihren Überkreuzungspunkten durch pyrolytischen Kohlenstoff miteinander verklebt sind, der in den Zwischenräumen des Kohlenstoff-Materials abgelagert ist.
    13. Scheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse, der Reibung ausgesetzte Kern-Deckschicht auf dem Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial durch eine Kombination aus kohlenstoffhaltigem Bindemittel und pyrolytischem Kohlenstoff befestigt ist.
    14. Scheibe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Bindemittels aus der aus Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Furfuralalkohol, Epoxyharz, Polysacchariden wie Maisstärke, Polyimidharz, Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
    15. Scheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der der Reibung ausgesetzten Kern-Deckschicht aus der aus carbonisierter Wolle, Pech, Rayon, Polyacrylnitril, Cellulose und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
    16. Scheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kern und Deckschicht Bor aufgebracht ist.
    17. Scheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial zur Verwendung als Reibelement, wie als Bremsbelag oder Kupplungsbelag, aus
    (a) einem porösen, wiederverwendbaren Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial, wobei dieser Kern wenigstens auf seiner einen Seite mit Rillen versehen ist,
    (b) einer porösen, der Reibung ausgesetzten Kern-Deckschicht aus wenigstens einer Schicht aus Kohlenstoff-Verbundmaterial, dessen einzelne Fasern an ihren Überkreuzungspunkten durch pyroIytisehen Kohlenstoff miteinander verklebt sind, der in den Zwischenräumen des Kohlenstoff-Materials abgelagert ist, und
    (c) einer einzelnen Schicht aus einem Kohlenstoff-Gewebematerial, die zwischen der gerillten Seite des Kerns und der Kern-Deckschicht angeordnet ist, wobei diese Schicht aus Kohlenstoff-Gewebematerial carbonisiert ist und mit einem aus der aus Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Furfuralalkohol, Epoxyharz, Polysacchariden wie Maisstärke, PoIyimidharz, Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählten Bindemittel gesättigt ist, wobei das auf diese Weise gebildete Verbundmaterial bei höheren Temperaturen während einer für die Härtung des Bindemittels und das Verkleben des Kerns, der Kern-Deckschicht und der einzelnen Schicht ausreichenden Zeitdauer zusammengedrückt wird, wodurch die Scheibe aus Kohlenstoff-Verbundmaterial gebildet wird.
    18. Scheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das so gebildete Verbundmaterial einem kohlenstoffhaltigen Gas bei den genannten höheren Temperaturen ausgesetzt ist, wodurch die Deckschicht und die einzelne
    Schicht an dem Kern aus Kohlenstoff-Verbundmaterial durch eine Kombination aus kohlenstoffhaltigem Bindemittel und pyrolytischem Kohlenstoff befestigt sind.
    19. Scheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Bindemittel aus der aus Kohlenteerpech, Erdölpech, Furanharz, Furfuralalkohol, Epoxyharz, Polysacchariden wie Maisstärke, Polyimidharz, Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
    20. Scheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der der Reibung ausgesetzten Kern-Deckschicht aus der aus carbonisierter Wolle, Pech, Rayon, Polyacrylnitril, Cellulose und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
    21. Scheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kern und Deckschicht Bor aufgebracht ist.
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