NL8202003A

NL8202003A - Werkwijze voor het vervaardigen van wrijvingsschijven.

Info

Publication number: NL8202003A
Application number: NL8202003A
Authority: NL
Original assignee: Lorraine Carbone
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-01-03
Also published as: NL181888B; JPS58643A; FR2506672A1; IT1151237B; GB2099365A; IT8221473A0; CA1198268A; FR2506672B1; DE3220306A1; NL181888C; DE3220306C2; GB2099365B

Description

- 5* i VO 3361

Titel: Werkwijze voor het vervaardigen van wrijvingsschijven.

De uitvinding heeft betrekking op de vervaardiging van samenge-stelde koolstof- koolstof wrijvingsschijven, in het bijzonder bestemd om te worden benut als wrijvingsorganen met structurele sterkte in rem-5 men of koppelingen, die edn of meer schijven omvatten, samenhangende met andere schijven of met schoenen.

Het is voor het verwezenlijken van een samengesteld koolstof- koolstof element bekend,een vezelige onderlaag van koolstof of een koolstof gevend materiaal, dat wordt verkoold, wordt bereid, waarna wordt overge-10 gaan tot een verdichting van deze onderlaag. Zodoende wordt een element verkregen, bestaande uit koolstof vezels, gebed in een verkoolde "matrix”.

De verdichting van de onderlaag kan bijvoorbeeld worden bereikt door het chemisch in dampfase afzetten van koolstof, door het den of een aan-tal malen impregneren met vloeibare, verkoolbare materialen - verkoling -15 grafitering, of door vereniging van deze twee technieken.

Het is eveneens bekend, dat de eigenschappen van het verkregen uit-eindelijke element in grote mate afhankelijk zijn van de uitvoering van de oorspronkelijke vezelige onderlaag.

Het wezenlijke doel van de uitvinding is het verkrijgen van vezelige 20 onderlagen, in het bijzonder in de vorm van een schijf, die - enerzijds van een gemakkelijke en economische vervaardiging zijn, - en anderzijds aan schijven, verkregen na de gebuikelijke bewerkingen van - verkoling en/of verdichting, uitstekende werkingen geven op het gebied van de wrijving.

25 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt en bestaat uit een werkwijze, waarbij ·ορ een cylindrische doom, een band van een uit vezels . bestaand materiaal wordt gewonden, en die is gekenmerkt, doordat zij air?-· thans ddn van de volgende bewerkingen omvat: a) te zelfder tijd dat de band van het uit vezels bestaande materiaal wordt 30 gewonden, wordt hij onderworpen aan een radiale naaldbewerking, waar- door de band dan bestaat uit een aantal vliezen met vezels van ver-schillende lengte en richting, b) de verkregen winding wordt radiaal samengedrukt voor het doen verschij-nen van omtreksgolvingen in alle lagen van het samengestelde product.

35 De naar de.ene of de andere of de twee bewerkingen verkregen rol 8202003 -2- wordt eventueel: - verkoold indien de gebruikte vezels bestaan nit een koQlstof gevend materiaal, - vervolgens loodrecht op haar hartlijn in stukken gesneden voor het ver-· 5 wezenlijken van een groot aantal ringen, welke ringen de onderlaag vormen van een aantal schijven indien de breedte van de band zichhiertoe leent.

i

De rol of de ringen worden vervolgens* onderworpen aan een verdi ch.-^ tings behandeling: 0 10 - door ze in een oven te plaatsen teneinde bij 1000 Ceen •chemische afzet^ ting van koalstof in de dampfase, die de matrix vonnt van het materiaal, op te nemen, - of door het ze laten ondergaan van althans een impregnering door vloei-bare koolwaterstoffen, zoals koolteer, gevolgd door een verkoling en 15 grafitering.

Deze tweede mogelijkheid, bestemd voor hetf indien nodxg, opheffen van plaatselijke porositeiten van de onderlaag of voor het verminderen van de totale tijdsduur van de verwezenlijking van de matrix/ kan liggen' tussen het derde: en viervijfde van het verkrijgen van de einddichtheid 20 door de chemische dampfase afzetting.

De verdichte schijven ondergaan vervolgens een thermische behande-0 ling tussen 1600 en 2500 C in afhankelijkheid van het gebruik, waarvoor zij zijn bestemd.

De belangrijkste voordelen, die de overeenkomstig de werkwijze ver-25 wezenlijkte remschijven geven, zijn de volgendes: - geen verspilling van vezels tijdens de verwezenlijking van de schijf/ - gemak en snelheid van de afzetting van de matrix dank zij de vorm van de onderlaag, - gemak van het industrieel verkrijgen van de onderlaag, 30 - zeer goede mechanische sterkte als remkoppel, - goede weerstand tegen :slijtage dank zij de in het algemeen sterk schuine richting van de vezels ten opzichte van de wrijvingsoppervlakken, - uitstekende afmetingsstabiliteit van de schijf bij verwarming als gevolg van remmen: 35 Enerzijds op de schaal van de schijf dank zij een uitzettingsco§ffi- ' 8202003 “ -3- v- * cient van 0 over de dikte (behoud van de evenwijdigheid van de eindvlak-ken),

Anderzijds op de schaal van de vezels of de vezelgroepen/ waar geen plaatselijke geometrische wijziging kan optreden van het oppervlak, 5 welke wijziging het optreden van hete plekken kan bevorderen, - zeer goede weerstand tegen het radiaal loslaten van de lagen als gevolg van de radiale bewerking met naalden en/of de golvingen, welke twee technieken elk of samen de rampzalige gevolgen van de polaire ani-sotropie van het winden verminderen, 10 - zeer grote sterkte tegen samendrukken en trek.’in de axiale richting van de schijf, - het grote gemak van het verwijderen van calorien als gevolg van wrij-ving naar -het. .inwendige van de schijf,

Opgemerkt wordt, dat deze werkwijze een aantal varianten kan om-15 vatten.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 schematisch het winden en met naalden bewerken toont,

Fig. 2 een voorkeursuitvoeringsvorm toont van omtreksgolvingen, 20 en

De fig. 3A en 3B schematisch middelen tonen voor het verwezenlijken van de in fig. 2 getoonde omtreksgolvingen.

Volgens fig. 1 worden te zelfder tijd vier vezelvliezen om een cylindrische doom 1 gewonden. De matte vliezen 2a en 2b bestaan nit 25 korte vezels.(bijvoorbeeld 3-5 .cm), die willekeurig zijn geplaatst in het vlak van het vlies.

De vliezen 3 en 4 bestaan uit vezels 5, die in d&v richting zijn . geplaatst op eventueel een dunne.idrager van kunststof, die thermisch kan worden verwijderd en ten opzichte van de hartlijn van de doom 1 is ge-30 richt: - naar rechts voor het vlies 3 - naar links voor het vlies 4.

De richtingshoeken kunnen bijvoorbeeld tussen 30 en 60° liggen in afhankelijkheid van het geval. De fig. 1 toont deze hoeken gelijk aan 45^. 35 De doom 1 draait in de richting van de pijl 9.

8202003 i -4-

Terwijl geleidelijk het winden 8 plaatsvindt, doorboort een plank 6 voor het met naalden bewerken, welke plank is voorzien van een groot aantal naalden 7, onafgebroken afwisselend de winding 8. Deze werking heeft dank zij aan de naalden zich bevindende pennen het opheffen tot.

5 gevolg van korte vezels, die zich in eerste instantie op de matte vliezen 2a en 2b met de korte vezels bevinden, en het afzetten daarvan volgens radiale richtingen van de winding 8.

Wanneer de met naalden bewerkte winding 8 een voldoende grote diameter heeft, wordt de doom I gedemonteerd.

10 De winding 8 heeft een zeer goede samenhang en kan zonder bijzondere voorzorgen worden behandeld. Het is voordelig de winding 8 te verwezenlij-ken uitgaande van vezelvliezen van een koolstof gevend materiaal, zoals verknoopte polyacrylonitriel. Het gevolg is een geringere breekbaarheid, die zowel het met naalden bewerken mogelijk maakt als het radiaal samen-15 drukken, In dit geval ondergaat de onderlaag een aanvullende verkoling.

De fig. 2 toont golvingen, die zowel duidelijk zijn in de lagen, die zich. op de inwendige omtrek p^bevinden van de radiaal samengedrukte vd-nding, als in de lagen, die zich. op de uitwendige omtrek bevinden. Voor het verkrijgen van dergelijke golvingen is het duidelijk, dat het 20 tijdens het radiaal samendrukken noodzakelijk is in belangrijke mate en te zelfder tijd de diameters van de uitwendige P„ en inwendige p^omtrek-ken van de winding 8 te verkleinen.

De fio. 2 toont eveneens, dat er werkelijke golvingen aanwezig zijn om een willekeurige omtrek van de winding, waardoor in de uitwen-25 dige en inwendige omtrekken in groepen van vijf geplaatste inkepingen zijn verschaft.

In de fig. 3h en 3B is de met naalden bewerkte winding 8 in het inwendige geplaatst van een stijve cylinder 10 en co—axiaal. ten opzichte daarvan (hartlijn 111.. Tussen deze cylinder 10 en de winding 8 bevinden : 30 -zich. radiale samendruksectoren 12a en -12b, De lengterichting van deze sectoren is en blijft evenwijdig met de hartlijn van de cylinder 10 tin-dens het gehele samendrukken..De lengte van deze sectoren is gelijk aan die van de winding 8 en de cylinder 10.

Een kracht en een radiale beweging worden aan de sectoren 12a en 35 12b zodanig gegeven, dat de sectoren 12b zich sneller radiaal verplaatsen 8202003 ~ ~ -5- dan de sectoren 12a.

In het midden van de met naalden bewerkte winding 8 en co-axiaal ten opzichte daarvan alsmede van de cylinder 10 is een samendrukbare cylindrische kern 13 geplaatst, die dezelfde axiale lengte heeft als-5 de delen 10 en 8.

Deze kern 13 kan van elastomeer zijn of bestaan uit een samenstel van mechanische delen, waarbij haar diameter in het tweede geval echter tijdens het radiaal samendrukken kleiner moet worden. De kern 13 omyat aan haar xamtrek (en over haar gehele axiale lengte1 ui-tsteeksel 13a, 10 waarvan de lengterichting evenwijdig is met de-. hartlijn van de kern .13.

In de hoekruimte, die our de hartlijn II aanwezig is, is een regelmatige afwisseling aanwezig tussen sectoren 12b en uitsteekstels 13a, zodat tijdens het radiaal samendrukken goed herhalende golvingen worden ver-schaft, zoals die, welke zijn te zien in de fig, 2 en 3B.

15 De verkregen gegolfde winding wordt vervolgens loodrecht op haar hartlijn in stukken gesneden tot ringen, die de onderlaag vormen van schijven, en die worden onderworpen aan verdichting.

De uiteindelijk verkregen schijven, voorzien van hun groeven, hebben vele toepassingen. Te noemen zijn; 20 Bij de toepassing van de schijf als rotor:/ vindt haar draal-aandrij- ving door spieSn, bevestigd aan het inwendige van bijvoorbeeld een yliegtuigwielvelg, plaatst door.middel van alle of een gedeelte yan de golvingsgroeven van de uitwendige omtrek van de schijf, en tijdens toepassing van de schijf als stator, vindt haar blokkering 25 door spie§n, bevestigd aan een niet draaiende as,plaats door middel van alle of een gedeelte van de golvingsgroeven. van de inwendige omtrek yan de schijf.

8202003

Claims

1. Werkwijze yoor het vervaardigen van samengestelde koolstof- koolrs stof wrijvingsschijven, welke werkwijze het op een cylindrische doom t winden omvat van een band yan een materiaal, bestaande nit vezels, het met naalden bewerken en het samendrukken, met het kenmerk, dat gelijk— 5 tijdig met het winden van de band van het'nit vezels bestaande materiaal , deze wordt onderworpen aan een radiaal met naalden bewerken, waardoor de band dus bestaat nit een aantal vezelvliezen, waarvan de yezels: yolgens' de lagen' een verschillende lengte en gerichtheid hebben en de yerkregen winding radiaal wordt samengedrukt voor het in alle lagen yan het samen-~ 10 gestelde produkt doen optreden yan omtreksgolyingen,

2. Werkwijze yolgens concluaie 1, met het kenmerk, dat yoor het verkrij-gen van de omtreksgolvingen een cylindrische kern met dezelfde lengte als. de winding zonder speling en co-axiaal ten opzichte daarvan in de winding wordt gehracht, waarna op de omtrek yan de winding afwisselend lange en > 15 korte sectoren worden geplaatst, die aan een radiale middelpunt zoekende kracht worden onderworpen.

3. Werkwijze yolgens· conclusie 2, met het kenmerk, dat de cylindrische kern bestaat uit een samendrukbaar materiaal,. dat zodoende bi j het . radiaal samendrukken van de winding een gelijktijdige verkleining mogelijk 20 maakt van zijn inwendige en uitwendige diameters.

4. Werkwijze yolgens conclusie 3, met het kenmerk:, dat.de cylindrische' kern uitsteeksels draagt.

5. Werkwijze yolgens £en der conclusies 2-4 met het'.kenmerk, dat de omtreksgolyingen zodanig tot stand worden gehracht, dat zij in de uitwen-' 25 dige en inwendige omtrekken van de winding aanleiding geven tot in groepen yan 5 geplaatste groeven, dat wil zeggen dat elke groef van een ' omtrek zich beyindt tegenover het midden’van de boog,· die twee opddnyol-gende groeven yande andere omtrek scheidt,

6. Werkwijze yolgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de groeven 30 zijn yerdeeld en gevormd opdat zij alle of yoor een.gedeelte dienen als spiehanen.

7. Werkwijze yolgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de cylindrische kern bestaat uit een niet samendrukbaar materiaal.

8. Werkwijze yolgens den der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 35 dat de band van het uit vezels bestaande materiaal wordt gevormd door vier 8202003 Γ -7- vliezen, te weten een vlies met willekeurig geplaatste korte vezels, een vlies met in een richting liggende vezels, welke richting sclmin is ten opzichte van de hartlijn van de doom, een vlies met willekeurig geplaatste korte vezels, en een vlies met in een richting lopende 5 vezels volgens een andere schuine richting ten opzichte van de hartlijn van de doom, welke vier vliezen te zelfder tijd worden gewonden en met naalden bewerkt, waarbij de verkregen winding vervolgens een radiaal samendrukken ondergaat.

9. Werkwijze volgens conclusie 8,methet kenmerk, dat de vezels be-10 staan nit een koolstof gevend materiaal zoals verknoopt polyacrylonitriel. IQ. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de verkregen winding dwars in ringen wordt gesneden alvorens te worden onderworpen aan een verdichting. 11. · Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de verkreoen 15 winding wordt verkoold, en vervolgens dwars in ringen gesneden alvorens / te worden onderworpen aan een verdichting. : i . ' -- e· / 8202003