DE69914959T2

DE69914959T2 - Abriebsbeständige gegenstände

Info

Publication number: DE69914959T2
Application number: DE1999614959
Authority: DE
Inventors: Callum David Kenilworth JOHNSON
Original assignee: Dunlop Aerospace Ltd
Current assignee: Meggitt Aerospace Ltd
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: AU1286600A; ES2212856T3; DE69914959D1; EP1233934B1; CN1193963C; GB0031160D0; US20010001189A1; GB2356642A8; GB2356642B; ATE259763T1; EP1233934A1; CN1379745A; WO2001038256A1; GB2356642A; US6660355B2

Description

Die Erfindung betrifft verschleißfeste Gegenstände und insbesondere Bremsscheiben, z. B. zur Verwendung in Flugzeugen. Ferner betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung derartiger Gegenstände und insbesondere zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von scheibenförmigen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundkörpern.
Bei einer Flugzeug-Bremsanlage handelt es sich um einen Stapel von ringförmigen Statorscheiben, zwischen denen ringförmige, sich drehende Rotorscheiben zusammen mit einer Druckvorrichtung angeordnet sind, um die Stator- und Rotorscheiben in gegenseitigen Reibungseingriff zu bringen. Dabei besteht ein Bedürfnis nach Scheiben mit Seiten, die eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweisen.
Mechanismen für den Verschleiß von Kohlenstoff wurden von Aswasthi und Wood (Advanced Ceramic Materials, Bd. 3, Nr. 5 (1988), S. 449–451), Murdie et al., (Carbon, Bd. 29, (1991), S. 335–342) und Hutton et al., (Carbon, Bd. 39 (1999), S. 907–916) vorgeschlagen. Ein starker Verschleiß von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Reibungsflächen ist im allgemeinen mit der Erzeugung und dem Verlust von Abriebteilchen von den Oberflächen bei geringer Bremsenergie verbunden. Ein geringer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Abrieb ist im allgemeinen bei hoher Bremsenergie mit der Retention von Abriebteilchen auf der Oberfläche verbunden, wobei die Teilchen unter Einfluss einer Scherwirkung zu einem Film auf der Reibungsoberfläche modifiziert werden.
EP-0721835-A2 beschreibt eine geformte, filamentöse Struktur und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei Segmente einer Scheibe, die eine Bremsscheibe bilden soll, multidirektionale Filamente umfassen, die sich in mindestens zwei Richtungen erstrecken. Die Filamente sind so angeordnet, dass sie im allgemeinen parallel zur Trage- oder Abrieboberfläche der Scheibe verlaufen. Die Segmente sind so zusammengesetzt, dass sie eine überlappende, zusammenhängende Struktur in einer helikalen Form bilden, wobei die gesamte Anordnung so vernadelt ist, dass die Schichten vernetzt sind und eine Vorform, die sich für ein Verdichtungsverfahren eignet, ergeben.
In EP-0424988-A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines geformten, filamentösen Gegenstands beschrieben, der in einem Flugzeug-Bremssystem verwendet werden kann. Um eine derartige Struktur zu erzeugen, werden Ringsegmente unter Bildung einer Schicht auf einem Substrat abgelegt, wobei jedes Segment entweder radiale oder tangentiale Fasern umfasst. Anschließend werden die Segmente mit dem Substrat vernadelt, wobei eine relative Drehung des Substrats und der Schichten relativ zum Vernadelungskopf vorgenommen wird. Auf diese weise wird eine Scheibe aufgebaut, die nach Aufbau der angestrebten Anzahl von Schichten vom Substrat abgelöst werden kann, um eine weitere Behandlung, z. B. eine Verdichtung, vornehmen zu können.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Körpers, z. B. einer Bremsscheibe, wobei die Fasern so orientiert sind, dass die Scheibe eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist, wodurch sich eine erhöhte Lebensdauer der Bremse oder ein verringertes Gewicht bei gleicher Lebensdauer sowie weitere Vorteile ergeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Ringkörper mit einer im allgemeinen zentralen Öffnung und mit einer Mehrzahl von in einer Kohlenstoffmatrix gehaltenen Schichten bereitgestellt, wobei die Schichten im allgemeinen parallel zueinander und zu entgegengesetzten Seiten des Körpers hin angeordnet sind, wobei der Körper aus einer Anzahl von Segmentabschnitten besteht, die im allgemeinen Seite an Seite zueinander angeordnet sind, wobei der Ringkörper dadurch gekennzeichnet ist, dass jeder Segmentabschnitt eine Mehrzahl von Fasern aufweist, die sich im allgemeinen in einer parallelen Anordnung vom Innenumfang des Abschnitts zu seinem Außenumfang erstrecken, wobei mindestens eine der gegenüberliegenden Seiten eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist.
Typischerweise weisen bei einer Scheibe mit zwei Abnutzungsoberflächen beide Oberflächen die gleiche Anordnung auf.
Typischerweise weisen die Segmentabschnitte eine Ringgröße auf, die in einer Schicht keine ganze Zahl von Segmenten ergibt, um eine Ausrichtung von Segmentverbindungen über benachbarte Schichten hinweg zu vermeiden, wodurch sich über die Dicke der Scheibe hinweg eine spiralförmige Ablage ergibt. Der Segmentwinkel kann beispielsweise 20 bis 70°, vorzugsweise etwa 40 bis etwa 50° und insbesondere 48° betragen.
Vorzugsweise sind die im allgemeinen parallelen langen Fasern durch kurze Verbindungsfasern verbunden. Verfahren zum Einführen der kurzen Verbindungsfasern umfassen das Vernadeln der langen Fasern unter Verwendung von Bartnadeln oder vorzugsweise das Vernadeln eines Stapelfilzes von kurzen gekräuselten Fasern mit den langen Fasern, wobei die kurzen Fasern im Stapelfilz im allgemeinen senkrecht zu den langen Fasern ausgerichtet sind.
Die Fasern können aus einer stabilisierten oder oxidierten Form von Reyon, Polyacrylnitril; Holz; Pech oder dergl. oder aus einer beliebigen Kombination, die bei Wärmebehandlung Kohlenstofffasern ergibt, gefertigt sein. Die langen Fasern in der Vorform können in einem Längenbereich entsprechend der Größe des zu bildenden Körpers liegen. Die Länge der kurzen Verbindungsfasern liegt im üblichen Bereich.
Es gibt mehrere bekannte Verfahren zur Herstellung von Verbundreibungsmaterialien, insbesondere von solchen, die Kohlenstofffasern in einer Kohlenstoffmatrix enthalten. Handelsübliche Verbundprodukte umfassen willkürlich gehackte Fasern in einem zweidimensionalen, dreidimensionalen oder vernadelten Faseraufbau in einer Matrix, die sich von Pech- oder Harzvorläufern ableitet oder die durch chemische Dampfinfiltration oder Abscheidung oder durch eine beliebige Kombination der vorstehenden Maßnahmen erhalten worden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkörpers, der eine Mehrzahl von in einer Kohlenstoffmatrix gehaltenen Schichten umfasst, bereitgestellt, wobei das Verfahren folgendes umfasst:

– Ausbilden einer Platte, die sich in Längsrichtung erstreckende, im allgemeinen parallel angeordnete lange Fasern enthält, und Verbinden dieser langen Fasern mittels kurzer Längsabschnitte von Fasern;
– Carbonisieren von Fasern in der Platte zur Bildung einer carbonisierten Platte;
– Ausschneiden von Segmentabschnitten aus der carbonisierten Platte, wobei die Segmentabschnitte einen äußeren und einen inneren gekrümmten Rand aufweisen, und wobei in den Segmentabschnitten die langen Fasern im allgemeinen parallel zueinander liegen und sich von dem inneren Rand zu dem äußeren Rand erstrecken;
– Anordnen der Segmentabschnitte in Kreisform zur Bildung einer Ringschicht;
– Aufbauen einer Mehrzahl der Schichten zur Bildung einer Vorform; und
– Verdichten der Vorform durch Einführen von kohlenstoffhaltigem Dampf zur Bildung der Kohlenstoffmatrix.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Flugzeugbremsscheibe bereitgestellt, das folgendes umfasst:

– Herstellen einer Platte, die aus in Längsrichtung sich erstreckenden, im allgemeinen parallelen langen Fasern und relativ kurzen Abschnitten von Fasern besteht, wobei die parallelen Fasern mittels der genannten relativ kurzen Abschnitte der Fasern miteinander verbunden sind;
– Carbonisieren der Fasern in der Platte zur Bildung einer carbonisierten Platte;
– Ausschneiden von Segmentabschnitten aus der carbonisierten Platte, wobei die Segmentabschnitte einen äußeren und einen inneren gekrümmten Rand aufweisen, und wobei in den Segmentabschnitten die langen Fasern im allgemeinen parallel zueinander liegen und sich von dem inneren Rand zu dem äußeren Rand erstrecken;
– Anordnen der Segmentabschnitte in einer der Reihe nach aneinander anliegenden Anordnung der Art, dass die Abschnitte eine Helixstruktur bilden;
– axiales Komprimieren der so gebildeten Helixstruktur; und
– Verdichten der komprimierten Helixstruktur durch Einführen von kohlenstoffhaltigem Dampf zur Bildung einer Kohlenstoffmatrix.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachstehend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1 einen Grundriss einer Vorform zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe;
2 einen vergrößerten Grundriss der in 1 eingekreisten Fläche II; und
3 ein Fließdiagramm zur Erläuterung der Stufen bei der Herstellung der Bremsscheibe unter Verwendung einer Vorform von 1.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden lange Fasern 1 parallel abgelegt und durch Vernadeln unter Verwendung von Bartnadeln so vereinigt, dass einige Abschnitte von Fasern ausgefasert und in die benachbarten Fasern so eingebunden werden, dass sich kurze vernetzende Verbindungsfasern 2 ergeben, wie in 2 dargestellt ist. Das erhaltene kohärente plattenartige Material 3 umfasst ein Netzwerk der langen Faserabschnitte, die durch kurze Querfaserabschnitte verbunden sind. Die Platten werden sodann in einen Ofen gelegt, bis die Fasern carbonisiert sind. Segmentabschnitte 10 werden sodann aus den Platten geschnitten und anschließend mit einem Segmentwinkel α (1) kreisförmig unter Bildung einer Ringform abgelegt (1). Die Segmentabschnitte weisen somit einen inneren gekrümmten Rand 10a und einen äußeren gekrümmten Rand 10b auf, wobei der äußere Rand eine relativ größere Länge aufweist. Die Schichten sind um einen (nicht dargestellten) zentralen Zapfen angeordnet, so dass sich eine Öffnung 11 ergibt. Vorzugsweise sind aufeinanderfolgende Schichten von Segmenten in einer spiralförmigen Anordnung so gestapelt, dass die Verbindungslinien an den Verbindungen zwischen den Segmenten von einer Schicht radial gegenüber den Verbindungslinien zwischen Segmenten in benachbarten Schichten versetzt sind, um zu vermeiden, dass sich im Verbundstoff Schwächungslinien ergeben. Die Vorform wird aus einer Anzahl von Schichten gebildet, von denen jede eine Struktur von sich in Längsrichtung erstreckenden langen Fasern, die mittels vernadelten kurzen Fasern miteinander verbunden sind, aufweist, wobei sich die langen Fasern im allgemeinen parallel zur vorgesehenen Verschleißoberfläche erstrecken. Schichten von textilen Werkstoffen können sodann in bekannter Weise auf das erforderliche Faservolumen verpresst werden. Die Vorform wird sodann auf bekannte weise verdichtet.
Eine erfindungsgemäße Bremsscheibe weist eine verbesserte Verschleißfestigkeit (bestimmt durch den Gewichtsverlust) auf, verglichen mit einer Bremsscheibe, bei der sich sämtliche Fasern in Umfangsrichtung erstrecken, und verglichen mit einer anderen Bremsscheibe, bei der die Segmente in der Vorform nicht-radiale Fasern aufweisen, die sich mit Segmenten mit radialen Fasern abwechseln.
Nachstehend wird die Erfindung anhand des folgenden Beispiels näher beschrieben.
Beispiel 1
Bremsscheiben zur Durchführung eines Reibungs- und Abriebtests wurden auf die nachstehend beschriebene Weise hergestellt, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird.
Gemäß GB-Patent 2 012 671 wurde ein Faservlies hergestellt, das eine Schicht aus oxidiertem Polyacrylnitril (O-PAN)-Stapelfaserfilz, die mit langen parallelen O-PAN-Fasern vernadelt war, umfasste. Das Verhältnis des Gewichts der langen Fasern zum Gewicht der Stapelfasern betrug 3 : 1. Dieser textile Werkstoff wurde sodann unter gemäß dem Stand der Technik üblichen Bedingungen carbonisiert, um flüchtige Bestandteile zu entfernen. Es blieb ein textiler Werkstoff mit einem Flächengewicht von etwa 400 g/cm² und mit einer chemischen Zusammensetzung von etwa 85% + Kohlenstoff zurück.
Segmentabschnitte wurden aus dem carbonisierten textilen Werkstoff ausgeschnitten, wobei der Schnitt so vorgenommen wurde, dass die kontinuierlichen Fasern im allgemeinen radial im Segment verliefen, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Ein Segmentwinkel von 48° wurde herangezogen, um eine Ausrichtung von Segmentverbindungen von benachbarten Schichten zu vermeiden. Die Segmente wurden spiralförmig um einen zentralen Zapfen so abgelegt, dass sich eine ringförmige Gestalt (1) ergab. Der Aufbau wurde fortgesetzt, bis eine ausreichende Anzahl von Segmenten unter Erzielung eines Faservolumens von 20% erreicht war, wenn der zentrale Zapfen entfernt wurde. Die Anordnung von Segmenten wurde in einer geeigneten Vorrichtung auf ein vorbestimmtes Volumen komprimiert. Der Aufbau wurde sodann durch chemische Dampfinfiltration einer Infiltration mit Kohlenstoff bis zu einer Dichte von etwa 1,3 g/cm³ unterworfen, anschließend aus der Kompressionsvorrichtung entnommen und einer weiteren Infiltration unterzogen, bis eine Scheibendichte von mehr als 1,8 g/cm³ erreicht war. Die infiltrierten Scheiben wurden sodann durch Wärmebehandlung bei 2400°C in einer inerten Atmosphäre graphitisiert und sodann auf die endgültigen Abmessungen zugerichtet.
Ein Reibungs- und Abriebtest wurde an einem Satz von drei Scheiben in einer Konfiguration aus zwei Statoren und einem Rotor vorgenommen. Die Statorscheiben wiesen einen Durchmesser des äußeren Scheibenumfangs von etwa 27,9 cm (11,0 Zoll), einen Durchmesser des inneren Scheibenumfangs von etwa 11,8 cm (4,6 Zoll) und eine Dicke von etwa 1, 14 cm (0,45 Zoll) auf. Die Rotorscheibe wies einen Durchmesser des äußeren Umfangs von etwa 30,4 cm (12,0 Zoll), einen Durchmesser des inneren Umfangs von etwa 14,2 cm (5,6 Zoll) und eine Dicke von etwa 0,97 cm (0, 38 Zoll) auf. Die beiden Statoren wurden um den inneren Umfang eines Drehmomentrohrs befestigt, an dem das Dynamometer-Chassis fixiert war, von dem das Drehmoment über eine Lastzelle gemessen und mit dem Steuercomputer aufgezeichnet wurde, um den Reibungskoeffizient während des Tests unter konstanten Druckbedingungen zu berechnen. Die einzelne Rotorscheibe war zwischen den beiden Statorscheiben angeordnet. Der Rotor war mit dem Rad so verbunden, dass es sich mit dem Rad drehte, das mit einem Motor und einem Schwungrad angetrieben wurde. Während des Tests wurde mit einer hydraulischen Kolbenanordnung, die an einem Ende des Drehmomentrohrs befestigt war, Druck angelegt. Durch den Druck werden die Reibungsoberflächen der Scheiben gegeneinander gedrückt, wodurch zur Erzielung einer Bremswirkung Reibung erzeugt wird. Dadurch werden das Rad und das Schwungrad durch Übertragung des Bremsdrehmoments über den Rotor auf das Rad verlangsamt, bis die Drehung des Rads zum Stillstand kommt.
Ein Testprogramm von 50 Testzyklen wurde mit der Bremse durchgeführt, wobei die Testzyklen so konzipiert sind, dass sie die Flugzeug-Wartungszyklen wiedergeben. Jeder Testzyklus simulierte eine Ausroll-Sequenz, einen Wartungs-Auftank-Landungsstopp und eine Anroll-Sequenz. Der Satz von drei Bremsscheiben wurde vor dem Test und nach Beendigung der 50 Testzyklen gewogen. Der Gewichtsverlust während des Testvorgangs (der den Bremsabrieb wiedergibt) ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Erfindungsgemäße Bremsscheiben wurden im Vergleich zu Scheiben, bei denen die langen Fasern anders angeordnet waren, getestet. Bei einer Vergleichscheibe erstreckten sich die langen Fasern tangential und bei einer anderen Scheibe wechselten sich erfindungsgemäße Segmente mit langen Fasern mit Segmenten ab, bei denen sich die langen Fasern im wesentlichen tangential erstreckten (vergl. EP-A-424988).
Tabelle
Die Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäße Bremsscheibe einem wesentlich geringeren Gewichtsverlust unterliegt.
Aufgrund der verbesserten Verschleißfestigkeit weist eine erfindungsgemäße Bremsscheibe eine längere Lebensdauer auf, wenn sie zum Bremsen eines Flugzeugs beim Landen und beim Rangieren am Boden verwendet wird.
Ohne die Erfindung in irgendeiner Weise durch die folgende Theorie einschränken zu wollen, legen unsere Untersuchungen den Schluss nahe, dass einer oder mehrere der folgenden drei Faktoren für die günstigen Ergebnisse verantwortlich sein können oder dazu beitragen. Erstens handelt es sich um die Tatsache, dass sich die Fasern im wesentlichen parallel zueinander und radial in Querrichtung zur Abriebfläche erstrecken. Der zweite Grund lieg in der Tatsache, dass die Fasern durch kurze Verbindungsfasern zusammengehalten werden, die aus Teilen der Fasern ausgefasert sind und sich senkrecht zu den radialen Längsfasern erstrecken. Der dritte Grund besteht in der Tatsache, dass die Orientierung und gegenseitige Verbindung der Fasern eine Struktur mit zugänglichen offenen Poren ergibt, in denen Verschleißbruchstücke eingefangen werden und somit ein Beitrag zur Entwicklung und Beibehaltung eines diese Bruchstücke enthaltenden Oberflächenfilms geleistet wird.
Obgleich die Erfindung und deren Vorteile vorstehend unter Bezugnahme auf eine Flugzeugbremsscheibe beschrieben wurde, ist die Erfindung gleichermaßen auch auf andere Gegenstände, wie Scheiben zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, Motorrädern, Zügen, Kupplungsscheiben oder dergl. anwendbar.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können in der Platte andere Bestandteile enthalten sein. Die langen Fasern können auch auf andere Weise vereinigt werden. Die Fasersegmente können vor der Infiltration durch Vernadelung zusammengehalten werden, so dass eine Kompression in einer Spannvorrichtung nicht erforderlich ist. Die Verdichtung muss nicht durch chemische Dampfinfiltration erfolgen. Die Scheibe kann beispielsweise in einem Kupplungsmechanismus eingesetzt werden. Die Erfindung ist auch auf Verbundfriktionsmaterialien mit Verstärkungsfasern und/oder anderen Matrices als Kohlenstoff, z. B. Siliciumcarbid oder Bornitrid, anwendbar.

Claims

Ringkörper mit einer im allgemeinen zentralen Öffnung und mit einer Mehrzahl von in einer Kohlenstoffmatrix gehaltenen Schichten, die im allgemeinen parallel zueinander und zu entgegengesetzten Seiten des Körpers hin angeordnet sind, wobei der Körper aus einer Anzahl von Segmentabschnitten (10) besteht, die im allgemeinen Seite an Seite zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Segmentabschnitt eine Mehrzahl von Fasern aufweist, die sich im allgemeinen in einer parallelen Anordnung (1) vom Innenumfang (10a) des Abschnitts zu seinem Außenumfang (10b) erstrecken, wobei mindestens eine der gegenüberliegenden Seiten eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist.
Körper nach Anspruch 1, worin beide gegenüberliegende Seiten Abnutzungsoberflächen mit einer verbesserten Verschleißfestigkeit sind.
Körper nach Anspruch 1 oder 2, worin die parallelen Fasern (1) durch kurze verbindende Längsabschnitte von Fasern (2) verbunden sind.
Körper nach Anspruch 3, worin die kurzen verbindenden Längsabschnitte (2) durch Vernadeln von kurzen Stapelfasern mit den langen Fasern gebildet worden sind, wobei die kurzen Fasern (2) in dem Stapelfilz im allgemeinen senkrecht zu den langen Fasern (1) angeordnet sind.
Körper nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Fasern (1, 2) aus einer stabilisierten oder oxidierten Form von Rayon, Polyacrylnitril, Wolle, Pech, oder dergleichen oder einer Kombination aus diesen Stoffen, die bei weiterer Wärmebehandlung Kohlenstofffasern bilden, hergestellt worden sind.
Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Fasern (1, 2) aus Siliciumcarbid oder Bornitrid bestehen.
Körper nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Segmentabschnitte (10) in einem Segmentwinkel (α) von 20 bis 70° angeordnet sind.
Körper nach Anspruch 7, worin der Segmentwinkel (α) 40 bis 50° beträgt.
Flugzeugbremsscheibe, enthaltend einen Körper gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der die Form einer Brems- oder Kupplungsscheibe aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Ringskörpers, der eine Mehrzahl von Schichten aufweist, die in einer Kohlenstoffmatrix gehalten werden, wobei das Verfahren folgende Stufen umfasst: – Ausbilden einer Platte, die in Längsrichtung sich erstreckende, im allgemeinen parallel angeordnete lange Fasern enthält, und Verbinden dieser langen Fasern mittels kurzer Längsabschnitte von Fasern; Carbonisieren von Fasern in der Platte zur Bildung einer carbonisierten Platte; – Ausschneiden von Segmentabschnitten aus der carbonisierten Platte, wobei die Segmentabschnitte einen äußeren und einen inneren gekrümmten Rand aufweisen, und wobei in den Segmentabschnitten die langen Fasern im allgemeinen parallel zu einander liegen und sich von dem inneren Rand zu dem äußeren Rand erstrecken; – Anordnen der Segmentabschnitte in Kreisform zur Bildung einer Ringschicht; – Aufbauen einer Mehrzahl der Schichten zur Bildung einer Vorform; und – Verdichten der Vorform durch Einführen von kohlenstoffhaltigem Dampf zur Bildung der Kohlenstoffmatrix;
Verfahren zum Herstellen einer Flugzeugbremsscheibe mit folgenden Stufen: – Herstellen einer Platte, die aus in Längsrichtung sich erstreckenden, im allgemeinen parallelen langen Fasern und relativ kurzen Abschnitten von Fasern besteht, wobei die parallelen Fasern mittels der genannten relativ kurzen Abschnitte der Fasern miteinander verbunden sind; – Carbonisieren der Fasern in der Platte zur Bildung einer carbonisierten Platte; – Ausschneiden von Segmentabschnitten aus der carbonisierten Platte, wobei die Segmentabschnitte einen äußeren und einen inneren gekrümmten Rand aufweisen, und wobei in den Segmentabschnitten die langen Fasern im allgemeinen parallel zueinander liegen und sich von dem inneren zu dem äußeren Rand erstrecken; – Anordnen der Segmentabschnitte in einer der Reihe nach aneinander anliegenden Anordnung derart, daß die Abschnitte eine Helixstruktur bilden; – Axiales Komprimieren der so gebildeten Helixstruktur; und – Verdichten der komprimierten Helixstruktur durch Einführen von kohlenstoffhaltigem Dampf zur Bildung einer Kohlenstoffmatrix.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, worin die Segmentabschnitte derart geschnitten werden, daß ihre Segmentwinkel in einem Bereich von 20 bis 70° liegen.
Verfahren nach Anspruch 13, worin die Segmentwinkel in einem Bereich von 40 bis 50° liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, worin die Fasern aus einer stabilisierten oder oxidierten Form von Rayon, Polyacrylnitril, Wolle, Pech oder einer Kombination aus diesen Stoffen, die bei weiterer Wärmebehandlung Kohlenstofffasern bilden, hergestellt werden.