DE10327095A1 - Support for structural components to be thermally treated, comprises frame with limbs, and grid of intersecting strands - Google Patents

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DE10327095A1 DE2003127095 DE10327095A DE10327095A1 DE 10327095 A1 DE10327095 A1 DE 10327095A1 DE 2003127095 DE2003127095 DE 2003127095 DE 10327095 A DE10327095 A DE 10327095A DE 10327095 A1 DE10327095 A1 DE 10327095A1
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    • C21D9/0025—Supports; Baskets; Containers; Covers

Abstract

A support (10) for structural components that are subjected to thermal treatment, comprises a frame (11) with limbs (12, 14, 16, 18), and a grid (20) of intersecting strands. The frame is made from a temperature-resistant material, and the strands are made of carbon fibers or ceramic fibres and extend from the limbs.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger für einem Wärmebehandlungsprozess zu unterziehende Bauteile, umfassend einen Schenkel aufweisenden Rahmen mit von diesem ausgehenden Gitter aus sich kreuzenden Strängen. Ferner nimmt die Erfindung Bezug auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus sich kreuzenden Strängen. Auch bezieht sich die Erfindung auf ein Gitter an sich.The The invention relates to a carrier for a heat treatment process to undergo Components comprising a leg having frame of this outgoing grid of intersecting strands. Furthermore, the invention takes Referring to a method of making a component from intersecting Strands. Also, the invention relates to a grid per se.

Um schlanke metallische bzw. keramische Bauteile und Komponenten bei Wärmebehandlungsprozessen zu positionieren bzw. zu fixieren, werden diese in Halterahmen eingesetzt. Bei den Wärmebehandlungsprozessen handelt es sich z.B. um Sintervorgänge, Härtungs-, Vergütungs- oder Lötprozesse. Übliche Prozesstemperaturen liegen zwischen 700 °C und 2600 °C, wobei typischerweise zwischen 800 °C und 1600 °C gearbeitet wird.Around slim metallic or ceramic components and components Heat treatment processes To position or fix, they are used in holding frame. In the heat treatment processes is it e.g. sintering, hardening, tempering or Soldering processes. Usual process temperatures lie between 700 ° C and 2600 ° C, typically operating between 800 ° C and 1600 ° C.

Nach dem Stand der Technik bestehen entsprechende Gitter aufweisende Rahmen aus Metall. Die Gitter werden dabei durch Stränge in Form von Rundstäben mit z.B. einem Durchmesser von 2 mm gebildet. Entsprechende Haltevorrichtungen zeigen jedoch erhebliche Nachteile, die im Folgenden zu sehen sind:

  • – Verzug bei thermischen Zyklen,
  • – Kriechen der gesamten Struktur durch Temperatureinwirkung,
  • – hohes Eigengewicht,
  • – hohe Wärmekapazität,
  • – geringe Lebensdauer durch Versprödung,
  • – hoher Richtaufwand, um Einsatzfähigkeit zu verlängern,
  • – erhöhter Ausschuss der zu behandelnden Teile durch Verzug der Haltevorrichtung.
According to the state of the art, corresponding grids are made of metal. The grids are formed by strands in the form of round rods with eg a diameter of 2 mm. However, corresponding holding devices show considerable disadvantages, which are to be seen in the following:
  • - delay in thermal cycles,
  • Creep of the entire structure by the effect of temperature,
  • - high dead weight,
  • - high heat capacity,
  • - short life due to embrittlement,
  • - high straightening effort to extend operational capability,
  • - Increased rejects of the parts to be treated by delaying the holding device.

Insbesondere durch eine verminderte Formstabilität bereitet es häufig Probleme, entsprechende Haltevorrichtungen mittels Handhabungsgeräten wie Roboter zu be- bzw. entladen.Especially due to reduced dimensional stability, it often causes problems corresponding holding devices by means of handling devices such as robots to load or unload.

Aus der DE 109 57 906 A1 ist ein Faserverbundteil in Gitterstruktur bekannt, das im Hochtemperaturofen- und -anlagenbau, in der Härtereitechnik oder Sintertechnik als Rost benutzt wird. Zur Herstellung wird ein Faservorformling benutzt, der insbesondere nach der TFP (Tailored Fiber Placement) Technologie hergestellt und sodann pyrolysiert, d. h. carbonisiert bzw. graphitiert wird.From the DE 109 57 906 A1 a fiber composite part in lattice structure is known, which is used in high-temperature furnace and plant construction, in the hardening technology or sintering technology as rust. For the production of a fiber preform is used, which in particular produced according to the TFP (Tailored Fiber Placement) technology and then pyrolyzed, that is carbonized or graphitized.

Ein Träger für Härtegut wird in dem DE 295 12 569 U1 beschrieben. Der Träger besteht dabei aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff(CFC)-Material, der eine Schutzschicht aus SiC, BN oder TiN aufweisen kann. Der Träger umfaßt zusammensteckbare Seitenschenkel mit zueinander fluchtenden Aussparungen, durch die zu härtendes Gut durchgesteckt wird.A carrier for hardness is in the DE 295 12 569 U1 described. The support consists of carbon fiber reinforced carbon (CFC) material, which may have a protective layer of SiC, BN or TiN. The carrier comprises mating side legs with mutually aligned recesses, is pushed through the material to be hardened.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen Träger sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Trägers der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass auch bei starken thermischen Belastungen bzw. Temperaturschwankungen ein verzugsfreier Träger zur Verfügung gestellt wird, um Bauteile im gewünschten Umfang einer Wärmebehandlung unterziehen zu können. Nach einem weiteren Aspekt soll sichergestellt werden, dass Kontaktreaktionen zwischen zu behandelnden Bauteilen und dem Träger bzw. dem Gitter verhindert werden. Der Träger bzw. das Gitter selbst soll mit konstruktiv einfachen Maßnahmen herstellbar sein.Of the The present invention is based on the problem, a carrier as well a method for producing a carrier of the aforementioned To develop the type so that even with strong thermal loads or temperature fluctuations a distortion-free carrier is provided, to components in the desired Extent of a heat treatment to be able to undergo. According to another aspect, it should be ensured that contact reactions be prevented between components to be treated and the carrier or the grid. The carrier or the grid itself should with structurally simple measures be produced.

Das Problem wird durch einen Träger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der Rahmen aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff oder Faserkeramik und die Stränge aus temperaturbeständigem Material wie Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern oder Graphit bestehen, die von den Schenkeln des Rahmens ausgehend das Gitter bilden. Dabei sind insbesondere die aus den als Faserbündel bezeichneten Fasern bestehenden Stränge in Kette-Schuss-Webstruktur zwischen den Schenkeln des Rahmens verlaufend angeordnet.The Problem is caused by a carrier of the aforementioned type according to the invention essentially solved by that the frame made of carbon fiber reinforced carbon or fiber ceramics and the strands made of temperature-resistant material like carbon fibers or ceramic fibers or graphite, which form the grid starting from the legs of the frame. There are in particular those consisting of the fibers called fiber bundles strands running in chain-weft weave structure between the legs of the frame arranged.

Hierdurch ergibt sich eine grobe Webstruktur, deren Maschenweite individuell ausgelegt werden kann, um Bauteile gewünschter Größe aufzunehmen.hereby results in a rough weave structure, the mesh size individually can be designed to accommodate components of desired size.

Das Gitter kann durch ein- oder mehrlagige Faserstränge (Rovings) oder verzwirnte Rowings oder verzwirnte Fasern oder Garne in Form von z.B. Kordel gebildet sein. Auch kommen vorgefertigte Gittergewebe oder eine mittels TFP (Tailored Fiber Placement) hergestellte Gitterstruktur in Frage.The Lattice can be through single or multi-layered fiber strands (rovings) or twisted Rowings or twisted fibers or yarns in the form of e.g. cord be formed. Also come prefabricated mesh fabric or a TFP (Tailored Fiber Placement) lattice structure in question.

Bei der Verwendung von Faserbündeln ist insbesondere vorgesehen, dass das Gitter durch ein einziges zwischen den Schenkeln des Rahmens verlaufendes – quasi endloses – Faserbündel gebildet ist.at the use of fiber bundles is provided in particular that the grid by a single between the legs of the frame extending - quasi endless - fiber bundle is formed.

Losgelöst hiervon, ob ein- oder mehrlagige Faserstränge bzw. verzwirnte Fasern bzw. Garne als Faserbündel verwendet werden, die aus Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern bestehen, weisen die Schenkel des Rahmens längsrandseitig Aussparungen auf, die von Abschnitten des Faserbündels zum Spannen des Gitters durchsetzt sind. Die Aussparungen selbst bilden insbesondere eine Kammgeometrie im jeweiligen Längsrand.Detached from it, whether single or multi-layer fiber strands or twisted fibers or yarns are used as fiber bundles, the consist of carbon fibers or ceramic fibers, have the Leg of the frame along the edge Recesses on that of sections of the fiber bundle for tensioning the grid are interspersed. The recesses themselves form a particular Comb geometry in the respective longitudinal edge.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Schenkel mit Durchbrechungen wie Bohrungen versehen sind, die von dem Faserbündel durchsetzt sind. In Abhängigkeit von der Po sition der Aussparungen bzw. Durchbrechungen bzw. deren Nutzung kann mit einfachen Maßnahmen der Gitterabstand, d. h. die Maschenweite des Gitternetzes variiert werden.alternative it is possible, that the legs are provided with apertures such as holes, that of the fiber bundle are interspersed. Dependent on From the Po position of the recesses or openings or their Usage can be with simple measures the grid spacing, d. H. the mesh size of the grid varies become.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass das in Webstruktur verlegte Faserbündel unter Vorspannung zwischen den Schenkeln verläuft, wodurch sichergestellt ist, dass das fertige Gitter nicht durchhängen kann, also eine Ebene aufspannt.Of It is further provided that the fiber bundle laid in a woven structure Preload runs between the legs, thereby ensuring is that the finished grid can not sag, so a plane spans.

Als Material für die Rovings bzw. Fasern kommt insbesondere Al2O3, SiC, BN, C oder B4C und/oder Kombinationen dieser in Frage.In particular, Al 2 O 3 , SiC, BN, C or B 4 C and / or combinations of these come into question as material for the rovings or fibers.

Der Rahmen besteht vorzugsweise aus CFC, Graphit oder Faserkeramik. Der Rahmen kann in TFP (Tailored Fiber Placement)-Technik hergestellte Schenkel aufweisen, die durch Steckverbindungen zusammengesetzt werden können. Es ist aber auch die Möglichkeit gegeben, aus einer kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoffplatte einen Rahmen z.B. mittels Wasserstrahl auszuschneiden. Auch können Abschnitt einer entsprechenden Platte zu einem Rahmen zusammengesetzt werden.Of the Frame is preferably made of CFC, graphite or fiber ceramics. The frame can be made in TFP (Tailored Fiber Placement) technique Have legs composed by connectors can be. But it is also the possibility given a carbon fiber reinforced carbon plate one Frame e.g. Cut out with a water jet. Also can section a corresponding plate are assembled into a frame.

Als Fasermaterial kommen insbesondere Al2O3 und/oder SiC und/oder BN und/oder C oder Kombinationen einer oder mehrere dieser in Frage.In particular, Al 2 O 3 and / or SiC and / or BN and / or C or combinations of one or more of these are suitable as the fiber material.

Ferner kann eine Matrix für die Webstruktur vorgesehen sein, die aus nachstehenden Werkstoffen und/oder Kombinationen dieser bestehen kann: Kohlenstoff, B4C, Al2O3, SiC, Si3N4 oder Mullit. Dabei kann die Matrix aus der Gasphase mittels CVD und/oder CVI abgeschieden werden oder durch Pyrolyse eines Precursormaterials wie Phenolharz, Furanharz oder Silizium Precursoren hergestellt werden. Eine Kombination entsprechender Prozessschritte ist gleichfalls möglich.Furthermore, a matrix for the weave structure may be provided, which may consist of the following materials and / or combinations thereof: carbon, B 4 C, Al 2 O 3 , SiC, Si 3 N 4 or mullite. In this case, the matrix can be deposited from the gas phase by means of CVD and / or CVI or can be produced by pyrolysis of a precursor material such as phenolic resin, furan resin or silicon precursors. A combination of corresponding process steps is also possible.

Um Kontaktreaktionen zwischen thermisch zu behandelnden Bauteilen und dem Träger bzw. Gitter auszuschließen, kann zusätzlich eine Oberflächenbeschichtung auf die faserkeramische Haltestruktur aufgebracht werden. Die Oberflächenbeschichtung kann aus Oxiden, Nitriden und/oder Carbiden der 3. und 4. Hauptgruppe und/oder 3. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder Kohlenstoff bestehen.Around Contact reactions between components to be thermally treated and the carrier or exclude grid, can additionally a surface coating be applied to the fiber ceramic support structure. The surface coating may consist of oxides, nitrides and / or carbides of the 3rd and 4th main groups and / or 3rd to 6th subgroup of the periodic table and / or carbon consist.

Die Stege des fertigen Gitters weisen typischerweise einen Durchmesser zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugterweise zwischen 2 mm und 4 mm auf.The Webs of the finished grid typically have a diameter between 1 mm and 10 mm, preferably between 2 mm and 4 mm.

Der Rahmen ist vorzugsweise quadratisch oder rechteckig mit einer Schenkellänge bis 2000 mm und/oder einer Höhe zwischen 10 mm 300 mm. Typische Abmessungen können sein:
450 × 450 × 50 mm3 bzw.
900 × 600 × 40 mm3.The frame is preferably square or rectangular with a leg length of up to 2000 mm and / or a height of between 10 mm and 300 mm. Typical dimensions can be:
450 × 450 × 50 mm 3 or
900 × 600 × 40 mm 3 .

Erfindungsgemäß wird eine faserkeramische Haltestruktur bestehend aus Träger und Gitter zur Verfügung gestellt, mit der metallische und/oder keramische Bauteile oder Komponenten dieser in einem Wärmebehandlungsprozess positioniert bzw. fixiert werden können. Dabei ist insbesondere auf Grund der Gitterstruktur die Möglichkeit gegeben, eine senkrechte Chargierung schlanker Bauteile bzw. Komponenten im gewünschten Umfang vorzunehmen. Hierzu ist entsprechend die Maschenweite des Gitters auszulegen.According to the invention is a fiber ceramic support structure consisting of support and grid provided, with the metallic and / or ceramic components or components this in a heat treatment process can be positioned or fixed. It is in particular due to the lattice structure given the possibility of a vertical Charging slender components or components in the desired Scope. For this purpose, the mesh size of the grid is correspondingly interpreted.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Lehre ergibt sich ein verzugsfreier Träger ungeachtet vorgenommener thermischer Zyklen, so dass ein Richtaufwand nicht gegeben ist. Der erfindungsgemäße Träger zeigt eine Thermoschockbeständigkeit, niedrige Dichte und geringere Wärmekapazität. Eine Kriechneigung ist gleichfalls nicht gegeben. Ferner sind als besondere Vorteile zu nennen, dass eine Versprödung nicht erfolgt. Auch ist eine lange Lebensdauer gewährleistet. Im Vergleich zu metallischen Haltevorrichtungen ist eine erhebliche Ausschussreduzierung festzustellen.On Reason for teaching according to the invention results in a distortion-free carrier regardless of thermal cycles, so that a straightening effort is not given. The carrier according to the invention exhibits thermal shock resistance, low density and lower heat capacity. A creep is also not given. Further, as special benefits to call that an embrittlement not happened. Also, a long life is guaranteed. Compared to metallic fixtures is a significant Determine reject reduction.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die gute Durchströmbarkeit der Gitterstruktur, was große Vorteile beim Einsatz in der Härtetechnik ergibt, z.B. bei der Ol- oder Gasabschreckung.One Another advantage of the invention is the good flow through the grid structure, what big Advantages of use in hardening technology yields, e.g. in the case of oil or gas quenching.

Die zuvor erläuterten Vorteile betreffen nicht nur den Träger an sich, sondern auch dessen Komponenten, insbesondere das Gitter, das als gesondertes Bauteil genutzt werden kann.The previously explained Advantages not only affect the wearer, but also his Components, in particular the grid, as a separate component can be used.

Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gitters aus sich kreuzenden Strängen aus Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern unter Verwendung eines Rahmens, von dem ausgehend die Stränge gewünschter Gitterstruktur entsprechend gespannt werden, sodann in die Fasern Matrix eingebracht und anschließend das Gitter von dem Rahmen entfernt wird. Dabei kann das Gitter von von dem Rahmen ausgehenden Abschnitten getrennt wie abgeschnitten werden. Das Gitter kann auch als Einheit von dem Rahmen entfernt werden, sofern die Stränge von randseitigen Aussparungen ausgehen.Therefore The invention also relates to a method for manufacturing a grid of intersecting strands of carbon fibers or ceramic fibers using a frame from which starting the strands desired lattice structure be stretched accordingly, then introduced into the fibers matrix and subsequently the grid is removed from the frame. The grid of separated from the frame sections as cut off become. The grid can also be removed as a unit from the frame be provided the strands assume marginal recesses.

Die Matrix kann aus der Gasphase abgeschieden und/oder durch Pyrolyse eines Precursormaterials ausgebildet werden. Ferner kann vor Entfernen des Gitters von dem Rahmen eine Oberflächenbeschichtung erfolgen. Als Materialien hierfür können Oxiden, Nitriden und/oder Carbiden der 3. und 4. Hauptgruppe und/oder 3. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder Kohenstoff oder Kombinationen einiger dieser verwendet werden.The matrix can be deposited from the gas phase and / or be formed by pyrolysis of a precursor material. Furthermore, before removing the grid from the frame, a Oberflä chenbeschichtung done. As materials for this purpose, oxides, nitrides and / or carbides of the 3rd and 4th main group and / or 3rd to 6th subgroup of the Periodic Table and / or Kohenstoff or combinations of some of these can be used.

Als Fasermaterial kommen insbesondere Al2O3, SiC, BN, C oder Kombinationen bzw. Teilkombinantionen dieser in Frage. Als Werkstoff für die Matrix können Kohlenstoff, B4C, Al2O3, SiC, Si3N4 oder Mullit bzw. Kombinationen oder Teilkombinationen dieser verwendet werden.In particular, Al 2 O 3 , SiC, BN, C or combinations or partial combinations thereof are suitable as fiber material. As material for the matrix, carbon, B 4 C, Al 2 O 3 , SiC, Si 3 N 4 or mullite or combinations or sub-combinations of these can be used.

Ein entsprechendes Gitter weist eigenerfinderischen Gehalt auf.One corresponding grid has its own inventive content.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüche, den diesen zu entnehmen Merkmalen – für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further Details, advantages and features of the invention do not arise only from the claims, the features to be taken from them - for themselves and / or in combination - but also from the following description of one of the drawing taking preferred embodiment.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Trägers und 1 a first embodiment of a carrier and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Trägers. 2 a second embodiment of a carrier.

In der 1 ist rein prinzipiell ein Träger 10 dargestellt, der als faserkeramische Haltestruktur insbesondere zum Positionieren bzw. Fixieren von z.B. metallischen oder keramischen Bauteilen oder Komponenten bei Wärmebehandlungsprozessen zum Einsatz gelangen soll. Bei den Wärmebehandlungsprozessen handelt es sich z.B. um Sintervorgänge, Härtungs-, Vergütungs- oder Lötprozesse, die bei Temperaturen zwischen 700 °C und 2600 °C typischerweise zwischen 800 °C und 1600 °C durchgeführt werden.In the 1 is purely a carrier in principle 10 shown, which is to be used as a fiber ceramic support structure in particular for positioning or fixing of eg metallic or ceramic components or components in heat treatment processes used. The heat treatment processes are, for example, sintering operations, hardening, tempering or soldering processes, which are carried out at temperatures between 700 ° C. and 2600 ° C., typically between 800 ° C. and 1600 ° C.

Damit der Träger 10 ungeachtet auftretender thermischer Zyklen verzugsfrei ist, besteht dieser aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff bzw. einer Faserkeramik und umfaßt einen Rahmen 11 mit Schenkeln 12, 14, 16, 18 sowie ein von diesem ausgehendes bzw. aufgespanntes Gitter 20. Das Gitter 20 ist im Ausführungsbeispiel der 1 über eine kammartige Struktur oberer Längsränder 22, 24, 26, 28 der Schenkel 12, 14, 16, 18 bildende Vorsprünge 30, 32, 34, 36 gespannt und besteht vorzugsweise aus einem Endloskohlenstofffaserstrang. Auch kommt ein keramischer Faserstrang in Frage.So that the carrier 10 irrespective of occurring thermal cycles is distortion-free, this consists of carbon fiber reinforced carbon or a fiber ceramic and comprises a frame 11 with thighs 12 . 14 . 16 . 18 as well as an outgoing from this or spanned grid 20 , The grid 20 is in the embodiment of 1 via a comb-like structure of upper longitudinal edges 22 . 24 . 26 . 28 the thigh 12 . 14 . 16 . 18 forming protrusions 30 . 32 . 34 . 36 strained and preferably consists of a continuous carbon fiber strand. Also, a ceramic fiber strand in question.

Es handelt sich insbesondere um einen ein- oder mehrlagigen Faserstrang (Roving).It is in particular a single or multi-layered fiber strand (Roving).

Der das Gitter 20 bildenden Faserstrang weist als Fasermaterial insbesondere Al2O3, SiC, BN, C oder Kombinationen bzw. Teilkombinationen dieser auf.The the grid 20 forming fiber strand has as a fiber material in particular Al 2 O 3 , SiC, BN, C or combinations or sub-combinations thereof.

Aus CFC- bzw. Keramikmaterial bestehen auch die Schenkel 12, 14, 16, 18, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 2 zusammengesteckt oder in sonstiger Art verbunden sein können. Auch bestünde die Möglichkeit, die Schenkel durchgehend, also den Rahmen integral ausbilden, durch z.B. Ausschneiden aus einer kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoffplatte mittels z.B. Wasserstrahl.CFC or ceramic material also consists of the legs 12 . 14 . 16 . 18 , which according to the embodiment of the 2 be plugged together or connected in any other way. It would also be possible to form the legs continuously, ie the frame integrally, by, for example, cutting out of a carbon fiber-reinforced carbon plate by means of, for example, a water jet.

Sofern das Gitter 20 eine Matrix aufweist, kann diese aus der Gasphase (z.B. CVD/CVI) abgeschieden werden oder durch Pyrolyse eines Precursormaterials wie z.B. Phenolharz, Furanharz oder Si-Precursoren ausgebildet werden.Unless the grid 20 has a matrix, it can be deposited from the gas phase (eg CVD / CVI) or formed by pyrolysis of a precursor material such as phenolic resin, furan resin or Si precursors.

Als Materialien für die Matrix kommen Kohlenstoff, B4C, Al2O3, SiC, Si3N4 oder Mullit bzw. Kombinationen oder Teilkombinationen dieser in Frage.Suitable materials for the matrix are carbon, B 4 C, Al 2 O 3 , SiC, Si 3 N 4 or mullite or combinations or sub-combinations thereof.

Zusätzlich kann eine Oberflächenbeschichtung vorgesehen sein, die aus Oxiden, Nitriden und/oder Carbiden der 3. und 4. Hauptgruppe und/oder 3. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder Kohenstoff oder Kombinationen bzw. Teilkombinationen dieser bestehen kann, um eine Kontaktreaktion zwischen der Haltestruktur und dem thermisch zu behandelnden Bauteilen zu verhindern. Unter Haltestruktur wird der Rahmen 11 und/oder das Gitter 20 verstanden.In addition, a surface coating may be provided, which may consist of oxides, nitrides and / or carbides of the 3rd and 4th main group and / or 3rd to 6th subgroup of the Periodic Table and / or Kohenstoff or combinations or sub-combinations thereof to a contact reaction between the support structure and the components to be thermally treated. Under holding structure becomes the frame 11 and / or the grid 20 Understood.

Ein der 2 zu entnehmender Träger 38 umfaßt ebenfalls einen Rahmen 40 mit Schenkeln 42, 44, 46, 48, die zusammengesteckt sind und zwischen denen ein Gitter 50 gespannt ist. Hierzu weisen die Schenkel 42, 44, 46, 48 Bohrungen 52, 54 auf, die von einem ein- oder mehrlagigen Fasersträngen bzw. verzwirnten Garn durchsetzt sind, die entsprechend der zuvor erfolgten Erläuterungen aus Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern besteht bzw. bestehen.One of the 2 to be removed carrier 38 also includes a frame 40 with thighs 42 . 44 . 46 . 48 which are put together and between which a grid 50 is curious. For this purpose, the legs 42 . 44 . 46 . 48 drilling 52 . 54 on, which are interspersed by a single or multi-ply fiber strands or twisted yarn, which consists or consist of the above explanations of carbon fibers or ceramic fibers.

Die insbesondere aus ein- oder mehrlagigen Fasersträngen (Rovings} oder verzwirnten Fasersträngen (Kordel) bestehenden Kohlenstofffasern zur Bildung der Gitter 20, 50 sind zu einer Webstruktur verlegt, wobei in Abhängigkeit von den von den Schenkeln 12, 14, 16, 18 bzw. 42, 44, 46, 48 ausgehenden und genutzten Vorsprüngen 32, 34, 36, 30 bzw. Bohrungen 52, 54 der Abstand zwischen den Strängen im gewünschten Umfang vorgegeben werden kann. Auch sind die das Gitter 20, 50 bildenden Stränge, also insbesondere die Faserstränge bzw. Garne in einer Webstruktur verlegt (Kette und Schuss).The carbon fibers consisting in particular of single or multilayer fiber strands (rovings) or twisted fiber strands (cord) for forming the grids 20 . 50 are laid to a weave structure, depending on the thighs 12 . 14 . 16 . 18 respectively. 42 . 44 . 46 . 48 outgoing and used protrusions 32 . 34 . 36 . 30 or drilling 52 . 54 the distance between the strands can be specified to the desired extent. They are also the grid 20 . 50 forming strands, so in particular the fiber strands or yarns laid in a woven structure (chain and Shot).

Kann der Träger 10 bzw. 38 zum Positionieren bzw. Fixieren von einem Wärmebehandlungsprozess zu unterziehenden Bauteilen genutzt werden, so besteht auch die Möglichkeit, das jeweilige Gitter 20, 50 an sich zu verwenden. Hierzu kann dieses von dem Rahmen 11, 40 gelöst werden. So ist es bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist es nur erforderlich, dass das Gitter 20 von den Vorsprüngen 30, 32, 34, 36 entfernt also abgezogen wird. Zur Benutzung des Gitters 50 nach der 2 sind die die Bohrungen 52, 54 durchsetzenden Abschnitte abzutrennen.Can the carrier 10 respectively. 38 be used for positioning or fixing of a heat treatment process components to be subjected, so there is also the possibility of the respective grid 20 . 50 to use. This can be done from the frame 11 . 40 be solved. So it is in the embodiment of 1 it is only necessary that the grid 20 from the projections 30 . 32 . 34 . 36 removed so removed. To use the grid 50 after 2 are the holes 52 . 54 separate through passing sections.

Zu erwähnen ist des Weiteren, dass der kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffkörper – sei es das Gitter, sei es der Rahmen – durch Silizieren mittels z.B. Kapillar- oder Flüssigkeitsinfiltrationsprozess mit flüssigem Silicium in C-SiC bzw. C/C-SiC umgewandelt werden kann.To mention is further that the carbon fiber reinforced carbon body - be it the grid, be it the frame - through Silicating by means of e.g. Capillary or liquid infiltration process with liquid Silicon in C-SiC or C / C-SiC can be converted.

Claims (26)

Träger (10, 38) für einem Wärmebehandlungsprozess zu unterziehende Bauteile, umfassend einen Schenkel (12, 14, 16, 18, 42, 44, 46, 48) aufweisenden Rahmen (11, 40) und von diesem ausgehendes Gitter (20, 50) aus sich kreuzenden Strängen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (11, 40) aus temperaturbeständigem Material und die Stränge aus Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern bestehen, die von den Schenkeln (12, 14, 18, 42, 44, 46, 48) des Rahmens ausgehend das Gitter (20, 50) bilden.Carrier ( 10 . 38 ) for a heat treatment process components to be subjected, comprising a leg ( 12 . 14 . 16 . 18 . 42 . 44 . 46 . 48 ) ( 11 . 40 ) and from this outgoing grid ( 20 . 50 ) of intersecting strands, characterized in that the frame ( 11 . 40 ) of temperature-resistant material and the strands of carbon fibers or ceramic fibers consisting of the legs ( 12 . 14 . 18 . 42 . 44 . 46 . 48 ) of the frame starting from the grid ( 20 . 50 ) form. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (20, 50) bildende kohlenstofffasernverstärkte Kohlenstoffmaterial bzw. Keramikmaterial ein Faserbündel in Form ein- oder mehrlagiger Faserstränge oder verzwirnter Garne ist und dass das Faserbündel in Kette-Schuss-Webstruktur zwischen den Schenkeln (12, 14, 16, 18, 42, 44, 46, 48,) verläuft.Support according to claim 1, characterized in that the grid ( 20 . 50 carbon fiber-reinforced carbon material or ceramic material is a fiber bundle in the form of monolayer or multilayer fiber strands or twisted yarns and that the fiber bundle in warp-weft weave structure between the legs (FIG. 12 . 14 . 16 . 18 . 42 . 44 . 46 . 48 ,) runs. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (20, 50) durch einen Abschnitt eines zwischen den Schenkeln (12, 14, 16, 18, 42, 44, 46, 48) verlaufenden Endlosfaserbündels gebildet ist.Support according to claim 1 or 2, characterized in that the grid ( 20 . 50 ) through a section of one between the thighs ( 12 . 14 . 16 . 18 . 42 . 44 . 46 . 48 ) running endless fiber bundle is formed. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (12, 14, 16, 18) in ihren jeweiligen Längsrändern Aussparungen aufweisen, die von Abschnitten des Faserbündels zum Spannen des Gitters (20, 50) durchsetzt sind.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the legs ( 12 . 14 . 16 . 18 ) have recesses in their respective longitudinal edges, which portions of the fiber bundle for tensioning the grid ( 20 . 50 ) are interspersed. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen eine Kammgeometrie im jeweiligen Längsrand (24, 26, 28, 30) des Rahmenschenkels (12, 14, 16, 18) bilden.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recesses have a comb geometry in the respective longitudinal edge ( 24 . 26 . 28 . 30 ) of the frame leg ( 12 . 14 . 16 . 18 ) form. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (42, 44, 46, 48) des Rahmens (40) Durchbrechungen wie Bohrungen (52, 54) aufweisen, die von dem Faserbündel durchsetzt sind.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the legs ( 42 . 44 . 46 . 48 ) of the frame ( 40 ) Openings such as holes ( 52 . 54 ) which are penetrated by the fiber bundle. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Webstruktur verlegte Faserbündel unter Vorspannung zwischen den Schenkeln (12, 14, 16, 18, 42, 44, 46, 48) verläuft.Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fiber bundle laid in a woven structure under pretension between the legs ( 12 . 14 . 16 . 18 . 42 . 44 . 46 . 48 ) runs. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (11, 52) integral aus einer kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoffplatte ausgeschnitten ist.Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 11 . 52 ) is cut out integrally from a carbon fiber reinforced carbon plate. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rahmen (40) bildenden Schenkel (42, 44, 46, 48) mittels Steckverbindungen zusammengesetzt sind.Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 40 ) forming legs ( 42 . 44 . 46 . 48 ) are assembled by means of plug connections. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Basis des Rahmens (11, 38) oder dessen Schenkeln (12, 14, 16, 18, 42, 44, 46, 48) ein mittels TFP-Technologie hergestellter pyrolysierter Faservorformling ist.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the base of the frame ( 11 . 38 ) or its thighs ( 12 . 14 . 16 . 18 . 42 . 44 . 46 . 48 ) is a pyrolyzed fiber preform made by TFP technology. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (11, 40) aus aus kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoffplatte wie CFC-Platte insbesondere mittels Wasserstrahlschneiden abgetrenntem Abschnitt bzw. abgetrennten Abschnitten besteht.Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 11 . 40 ) consists of carbon fiber reinforced carbon plate such as CFC plate, in particular separated by means of water jet cutting section or separated sections. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (20, 50) mittels TFP-Verfahren hergestellt ist.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the grid ( 20 . 50 ) is produced by TFP method. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial aus Al2O und/oder SiC und/oder BN und/oder C besteht oder dieses enthält.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fiber material consists of or contains Al 2 O and / or SiC and / or BN and / or C. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (20, 50) eine Matrix aufweist, die aus Kohlenstoff, B4C, Al2O, SiC, Si3N4 und/oder Mullit besteht oder diese enthält.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the grid ( 20 . 50 ) has a matrix consisting of or including carbon, B 4 C, Al 2 O, SiC, Si 3 N 4 and / or mullite. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix aus der Gasphase abgeschieden und/oder durch Pyrolyse eines Precursormaterials ausgebildet ist.Support according to at least one of the preceding claims, characterized in that the matrix is deposited from the gas phase and / or formed by pyrolysis of a precursor material is. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Precursormaterial Phenolharz und/oder Furanharz und/oder Si-Precursor ist. carrier according to at least one of the preceding claims, characterized that the precursor material phenolic resin and / or furan resin and / or Si precursor is. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Gitter eine Beschichtung aus Oxiden, Nitriden und/oder Carbiden der 3. und 4. Hauptgruppe und/oder 3. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder Kohenstoff aufweist oder dieses enthält.carrier according to at least one of the preceding claims, characterized that at least the grid is a coating of oxides, nitrides and / or carbides of the 3rd and 4th main group and / or 3rd to 6th subgroup of the Periodic Table and / or Kohenstoff contains or contains. Träger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (11, 40) aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff, Faserkeramik oder Graphit besteht.Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 11 . 40 ) consists of carbon fiber reinforced carbon, fiber ceramics or graphite. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus sich kreuzenden Strängen aus Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern unter Verwendung eines Rahmens von dem ausgehend die Stränge gewünschter Gitterstruktur entsprechend gespannt werden, sodann in die Fasern eine Matrix eingebracht und anschließend das Gitter von dem Rahmen entfernt wird.Method for producing a component from itself crossing strands from carbon fibers or ceramic fibers using a frame starting from the strands desired Grid structure are tensioned accordingly, then into the fibers introduced a matrix and then removed the grid from the frame becomes. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter von seinen von dem Rahmen ausgehenden Abschnitten getrennt wie abgeschnitten wird.Method according to claim 19, characterized that the grid of its outgoing from the frame sections separated as cut off. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix aus der Gasphase abgeschieden und/oder durch Pyrolyse eines oder mehrerer Precursormaterialien ausgebildet wird.Method according to one of claims 19 and 20, characterized that the matrix is deposited from the gas phase and / or by pyrolysis one or more precursor materials is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder nach Entfernen des Gitters von dem Rahmen das Gitter oberflächenbeschichtet wird.Method according to one of claims 19 to 21, characterized in that before and / or after removal of the grid from the frame Grid surface-coated becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasermaterial Al2O3 und/oder SiC und/oder BN und/oder C verwendet wird.Method according to one of claims 19 to 22, characterized in that as the fiber material Al 2 O 3 and / or SiC and / or BN and / or C is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixmaterial Kohlenstoff und/oder B4C und/oder Al2O3 und/oder SiC und/oder Si3N4 und/oder Mullit verwendet wird.Method according to one of claims 19 to 23, characterized in that as matrix material carbon and / or B 4 C and / or Al 2 O 3 and / or SiC and / or Si 3 N 4 and / or mullite is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter mit Oxiden, Nitriden und/oder Carbiden der 3. und 4. Hauptgruppe und/oder 3. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und/oder Kohenstoff oberflächenbeschichtet wird.Method according to one of claims 19 to 24, characterized that the grid with oxides, nitrides and / or carbides of the 3rd and 4. Main group and / or 3rd to 6th subgroup of the periodic table and / or Kohenstoff surface-coated becomes. Gitter bzw. Verfahren zur Herstellung eines Gitters nach einem der Ansprüche 1-25.Grid or method for producing a grid according to one of the claims 1-25.
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