DE19510149A1 - Einstellvorrichtungen für die Herstellung einer Verbundkeramikstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur unter Verwendung von Einstellvorrichtungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einstellvorrichtungen bzw. Abstandhalter zur Verwendung bei der Herstellung einer Verbundstruktur einer perforierten Keramikplatte bzw. Lochplatte und eines Keramikrohrs und auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur unter Verwendung der vorhergehend erwähnten Einstellvorrichtungen.

Keramiken haben einen hohen Wärmewiderstand und wärmeisolierende Eigenschaften, elektrische und elektronische Charakteristiken wie etwa Isolation, Leitfähigkeit, magnetische und dielektrische Eigenschaften und hervorragende mechanische Eigenschaften, wie etwa Beständigkeit, und zwar unabhängig davon, ob die Zusammensetzung der Keramiken aus einem Oxid oder einem Monoxid besteht. Diese Keramiken sind bereits als Materialien für verschiedene Strukturen verwendet worden, wobei die Untersuchung und Entwicklung der Keramiken zudem fortschritt.

Im Falle, daß die Keramiken als Materialien für mechanische Teile und Strukturelemente verwendet werden, ist es erforderlich, daß diese mechanischen Teile und Strukturelemente verschiedene Formen haben, wobei Kombinationen dieser jeweiligen Teile und Elemente ebenso verlangt sind. Daher ist es, ausgenommen bei den einstückig gegossenen Keramikstrukturen, oftmals erforderlich, die keramischen Teile und Elemente an verschiedenen Abschnitten miteinander zu verbinden und zu befestigen.

Unter verschiedenen Arten von Teilen und Elementen sind Verbundstrukturen, von denen jede eine Kombination aus einem plattenartigen Element und einem weiteren Element mit unterschiedlicher Form aufweist, oftmals als mechanische Teile und Strukturelemente verwendet worden, wobei Strukturen, die durch Aufnehmen von Rohren in einer Vielzahl von die Platten durchsetzenden Löchern geformt wurden, ebenso verwendet worden sind. Beispielsweise ist bei einem Wärmetauscher der Mantel- und -Rohr-Bauart oder dergleichen ein Element verwendet worden, welches durch Verbinden und Befestigen von Lochplatten mit einer Vielzahl von Löchern an den beiden Endabschnitten einer Vielzahl keramischer Rohre formbar ist.

Als Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur, bei welcher die perforierten Platten bzw. Lochplatten an beiden Endabschnitten jedes der Vielzahl von Keramikrohren verbunden werden, ist ein Verfahren bekannt, welches ein Aufnehmen der Endabschnitte der Rohre aus gesinterten Keramiken in Durchgangslöchern (3) 3 derartiger Lochplatten 1 aus nicht gesinterten Keramiken, die gemäß Fig. 7 eine Vielzahl von Durchgangslöchern 3 haben, und ein anschließendes Erhitzen dieser Elemente aufweist, um sie zu brennen. Dadurch werden beide Elemente aneinander einstückig gebunden, und zwar unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den Brennschrumpfverhältnissen von beiden Elementen (diese Verbundtechnik unter Ausnutzung der Differenz zwischen den Brennschrumpfverhältnissen ist nachstehend als "Brennverbinden" bezeichnet). Bei diesem Verfahren werden die Rohre der gesinterten Keramiken mit geringer Brennschrumpfung, die kaum schrumpfen, mittels der Lochplatten der nicht gesinterten Keramiken mit großer Brennschrumpfung gehalten, und zwar aufgrund der Schrumpfung der Durchgangslöcher durch das Brennen, wodurch beide Elemente einstückig verbindbar sind.

In diesem Falle ist das Brennen in einem in Fig. 8 gezeigten Zustand gewöhnlicherweise durchführbar, wobei in einer Vertiefung mit einem Dichtungsaufbau, um die Verunreinigung mit Kohlenstoff und dergleichen von den Brennmaterialien zu verhindern und um die Atmosphäre einzudämmen, eine Stütze 4 angeordnet ist und Rohre 2 in dieser Stütze 4 aufgestellt sind, so daß sie sich zur Bodenfläche senkrecht befinden, wobei Lochplatten 1 unter Verwendung von Einstellvorrichtungen 5 sowohl an den oberen und unteren Endabschnitten der Rohre 2 positioniert sind.

Hierbei sind die Einstellvorrichtungen, die bei der Herstellung der vorhergehend erwähnten Verbundkeramikstruktur verwendbar sind, lediglich zwischen den oberen und unteren Lochplatten aufnehmbar, und weisen diese keine mittels der Lochplatten fixierbare Struktur auf. Daher tritt während des Brennschrittes leicht einem Positionsabweichung auf, wodurch die Lochplatten zerstört werden können und die Formgenauigkeit und Luftdichtheit der Verbundstruktur beeinträchtigt wird, und zwar aufgrund der Schrumpfung der Lochplatten durch das Brennen.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorhergehend erwähnten herkömmlichen Probleme geschaffen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Einstellvorrichtungen zu schaffen, die fast keine Positionsabweichung bei einem Brennschritt in einem Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur derartiger vorhergehend erwähnter perforierter Keramikplatten und Keramikrohre ergeben, wobei es eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur unter Verwendung der Einstellvorrichtung zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können Einstellvorrichtungen geschaffen werden, die bei einem Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur anwendbar sind, die eine Vielzahl von Rohren und an beide Endabschnitte der Rohre verbundene Lochplatten aufweist, welches folgende Schritte aufweist: Aufnehmen der Rohre aus gesinterten Keramiken in Durchgangslöcher der Lochplatten aus ungesinterten Keramiken mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, Aufstellen der Rohre senkrecht zur Bodenfläche und anschließendes Brennen derselben in einem Zustand, bei dem die Lochplatten an oberen und unteren Endabschnitten der Rohre positioniert sind, wodurch beide Elemente unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den Brennschrumpfverhältnissen beider Elemente einstückig verbunden werden, wobei die Einstellvorrichtungen Endabschnitte aufweisen, die in Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen aufgenommen sind, die vorher durch die Lochplatten geformt worden sind und die einen Außendurchmesser aufweisen, der etwas geringer als der Durchmesser der Öffnungen ist, und Schäfte aufweisen, die einen Außendurchmesser haben, der größer als der Durchmesser der Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen ist, wobei die Endabschnitte und Schäfte derart aufgebaut sind, daß sie an Eingriffsabschnitten abnehmbar zu kombinieren sind, bei denen sie ohne gegenseitige Behinderung miteinander in Eingriff sind, wobei die Einstellvorrichtungen mit der Verbundkeramikstruktur nach Abschluß des Verbindens einstückig kombiniert sind.

Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur geschaffen, welche eine Vielzahl von Rohren und an beiden Endabschnitten der Rohre verbundene Lochplatten aufweist, welches folgende Schritte aufweist: Aufnehmen der Rohre aus gesinterten Keramiken in Durchgangslöcher der Lochplatten aus ungesinterten Keramiken mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, Aufstellen der Rohre senkrecht zur Bodenfläche und anschließendes Brennen derselben in einem Zustand, bei dem die Lochplatten an oberen und unteren Endabschnitten der Rohre positioniert sind, wodurch beide Elemente unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den Brennschrumpfverhältnissen von beiden Elementen einstückig verbunden werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen in den Lochplatten vorbereitend zu bilden, und anschließend die Lochplatten unter Verwendung der vorhergehend erwähnten Einstellvorrichtungen zu positionieren.

Bei der vorliegenden Erfindung bedeuten "nicht gesinterte Keramiken" gegossene Stücke (Roherzeugnis) oder kalzinierte Stücke (kalziniertes Erzeugnis) der Keramiken.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Beispiels einer Einstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Hauptabschnitts eines Beispiels der Einstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei welcher eine Aussparung in einem Endabschnitt der Einstellvorrichtung gebildet ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Hauptabschnitts eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Beispiels der Verbundkeramikstruktur;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Beispiels der Einstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels der Einstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Draufsicht einer Lochplatte;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung der Verbundkeramikstruktur;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Beispiels der Verbundkeramikstruktur;

Fig. 10 eine Ansicht einer Luftdichtheit- Versuchsmaschine.

Gemäß Fig. 3 wird jede Lochplatte 1 vorbereitend mit Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen 12 versehen, wobei Endabschnitte 13 der Einstellvorrichtungen 6 in diese Öffnungen aufgenommen und darin fixiert werden, so daß die Lochplatte 1 an einen Stufenabschnitt 15 gestützt ist, der mittels dem Endabschnitt 13 und einem Schaft 14 definiert ist. Auf diese Weise werden der Abstand zwischen den oberen und unteren perforierten Platten 1 und deren Position gehalten. Die Positionierung erfolgt in einem Zustand, bei dem die Endabschnitte 13 der Einstellvorrichtungen 6 bis zu einem gewissen Maß an die perforierten Platten 1 befestigt werden, wobei dieser Befestigungszustand beim Brennverbindungsschritt gehalten wird. Nach dem Verbinden sind die Einstellvorrichtungen 6 mittels der Einstellbefestigungsöffnungen 12 an den Endabschnitten 13 ebenfalls befestigt, und zwar aufgrund der Schrumpfung der Lochplatten 1 mittels dem Brennen, so daß die Einstellvorrichtungen mit einer Verbundstruktur einstückig kombiniert sind, wodurch mittels der Brennschrumpfung die Positionsabweichung der perforierten Platten effektiv verhinderbar ist. Hierbei sind die Rohre mit 2 und in den Lochplatten 1 geformte Durchgangslöcher mit 3 bezeichnet.

Der Außendurchmesser der Endabschnitte der Einstellvorrichtungen ist derart festgelegt, daß er etwas geringer als der Durchmesser der in den Lochplatten vorbereitend gebildeten Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen 12 (der Öffnungsdurchmesser vor dem Brennen) ist, wobei "etwas geringer" eine derartige Außendurchmessergröße bedeutet, daß beim Schritt des Brennverbindens die Endabschnitte der Einstellvorrichtungen an den Lochplatten bis zu einem gewissen Maß befestigt werden und daß die Einstellvorrichtungen mit den Lochplatten mittels der Brennschrumpfung der Lochplatten einstückig kombiniert werden.

Die in den Lochplatten geformten Einstellbefestigungsöffnungen können Durchgangslöcher sein oder auch nicht, solange sie eine Tiefe aufweisen, die größer als die Länge der Endabschnitte der Einstellvorrichtung ist, die in die Öffnungen aufgenommen werden.

Gemäß Fig. 1 ist die Einstellvorrichtung 6 der vorliegenden Erfindung nicht einstückig geformt, wobei der Endabschnitt 13 und der Schaft 14 abnehmbar ausgebildet sind und ohne gegenseitige Behinderung an einem Eingriffsabschnitt 16 miteinander in Eingriff bringbar sind. Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, kann durch eine Ausbildung, so daß beide Elemente nicht behindert werden, d. h. durch Ausbildung eines Zwischenraums am Eingriffsabschnitt 16, eine Beanspruchung, die während des Brennverbindungsschrittes auf die Einstellvorrichtung ausgeübt wird, beispielsweise aufgrund des Unterschieds zwischen Wärmeausdehnungskoeffizienten des zu verbindenden Elements und der Einstellvorrichtung, in diesem Zwischenraumabschnitt abgebaut werden, wodurch ein Bruch und eine Verformung der Einstellvorrichtung beim Brennverbindungsschritt verhinderbar ist.

Überdies haben gemäß Fig. 1 die Schäfte 14 der Einstellvorrichtungen 6 vorzugsweise einen Hohlrohraufbau zur Gewichtsverminderung.

Der Eingriffsabschnitt 16 ist beispielsweise gemäß Fig. 1 durch Bildung, und zwar einstückig mit dem Endabschnitt 13 und in Konvexform, eines Anlagesegments des Endabschnitts 13 mit einem Durchmesser, der größer als der des Endabschnitts 13 ist, und durch Bildung eines Anlagesegments des Schafts 14 mit einem Innendurchmesser erreichbar, der so ausgeweitet ist, daß er mit etwas Zwischenraum das Anlagesegment mit einem Durchmesser, der größer als der des Endabschnitts 13 ist, aufnimmt. Alternativ kann gemäß Fig. 5 der Anlageabschnitt des Endabschnitts 13 den gleichen Durchmesser wie der des Endabschnitts 13 haben oder kann gemäß Fig. 6 der Anlageabschnitt des Endabschnitts 13 einen Durchmesser haben, der geringer als der des Endabschnitts ist.

Hinsichtlich der Leistungen der Einstellvorrichtungen, wie etwa Stützstabilität und Festigkeit ist eine Struktur der Anlagesegmente gemäß Fig. 1 vorzuziehen. Jedoch kann bei der Struktur aus Fig. 5 der Endabschnitt 13 mit seinem Anlagesegment in der Form einer Säule ohne Abstufung hergestellt werden, wobei es in der Struktur aus Fig. 6 nicht notwendig ist, den Innendurchmesser des Anlagesegments des Schafts 16 auszuweiten, so daß der Schaft 16 in Rohrform ohne Abstufung herstellbar ist. Folglich hat der Endabschnitt 13 und der Schaft 16 gemäß den Fig. 5 und 6 jeweils den Vorteil, daß sie leicht herstellbar sind.

Nach Abschluß des Brennverbindens können die nicht mehr notwendigen Einstellvorrichtungen entfernt werden, falls erforderlich. Jedoch kann vorher gemäß Fig. 2 eine Aussparung 17 in dem Endabschnitt 13 gebildet werden, wobei in diesem Falle nach Abschluß des Verbindens jede Einstellvorrichtung 6 von der Verbundstruktur an der Aussparung 17 lediglich durch Ausübung einer relativ geringen Kraft auf die Einstellvorrichtung 6 entfernbar ist.

Das Material der Einstellvorrichtungen ist vorzugsweise solches, das bei Brenntemperatur während des Brennverbindens nicht aufweicht, wobei typische bevorzugte Beispiele des Einstellvorrichtungsmaterials gesintertes SiC und Si₃N₄ einschließen, die einen Wärmewiderstand haben, der größer als der, der zu verbindenden Elemente ist. Weiterhin können der Endabschnitt und der Schaft aus einem oder unterschiedlichen Materialien sein, wobei beispielsweise der Schaft aus gesintertem SiC und der Endabschnitt aus gesintertem Si₃N₄ herstellbar ist.

Als Keramiken für die Verbundstruktur sind sowohl Keramiken aus Oxid als auch Keramiken aus Monoxid verwendbar, wobei die Art von Keramiken unter Berücksichtigung der Art von Strukturelementen für die Verbundstruktur und zu verwendenden Zuständen passend auswählbar ist. Beispielsweise sind Siliziumnitrid und Siliziumcarbid mit hoher Festigkeit und hohem Wärmewiderstand anwendbar, und zwar im Falle, daß die Keramikstruktur in einem Motor, einer Industriemaschine, einem Wärmetauscher oder dergleichen verwendet wird. Die Lochplatten und die Rohre können aus einer Art von Keramiken oder unterschiedlichen Arten von Keramiken hergestellt werden. Es besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich der Form, Dicke und Größe der Lochplatten, der Anzahl und Anordnung von Löchern, die in jeder Lochplatte gebildet sind, und dergleichen, wobei sie in Übereinstimmung mit dem Verwendungszweck und den anzuwendenden Zuständen geeignet auswählbar sind. Die Löcher der Lochplatten können gleichzeitig mit dem Formen der Platten gebildet werden, die die Grundform der Lochplatten aufweisen, oder mittels Prägen oder Ultraschallbearbeitung nach dem Gießen gebildet werden.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher auf Grundlage von Beispielen beschrieben, jedoch beschränkt der Bereich der vorliegenden Erfindung diese Beispiele nicht.

Beispiel

Zu 1000 g Siliziumnitridpulver wurden 10 g Y₂O₃, 10 g MgO, 5 g ZrO₂ als Sinterhilfsstoffe beigefügt, wobei weiterhin 1 g von Polyvinylalkohol als organischer Binder und 1000 g Wasser beigefügt wurden. Danach wurde es für 4 Stunden unter Anwendung von Siliziumnitridkugeln (Durchmesser = 5 mm) und einem Schleifmittel gemahlen und gemischt. Das resultierende feingemahlene Gemisch wurde mittels einem Sprühtrockner getrocknet und granuliert, um ein Pulvermaterial zu erhalten. Anschließend wurden mittels Extrusion rohrartige Stücke aus dem derart erhaltenen Pulvermaterial geformt und danach für 10 Stunden bei 110°C getrocknet. Nach dem Trocknen wurde der Binder für 5 Stunden bei 500°C ausgebrannt, wobei das Brennen für eine Stunde bei 1650°C durchgeführt wurde, um Rohre zu erhalten, die einen Außendurchmesser von 8 mm, einen Innendurchmesser von 6 mm und eine Länge von 300 mm hatten.

Andererseits wurden plattenartige Stücke aus dem gleichen Material wie bei der Herstellung der Rohre unter einem Druck von 7 Tonnen/cm² mittels hydrostatischem Druck- Preß-Gießen durchgeführt. Anschließend wurden diese Stücke getrocknet und der Binder unter gleichen Bedingungen wie bei der Herstellung der Rohre ausgebrannt, wobei für 3 Stunden bei 1350°C eine Kalzinatiom in Stickstoffatmosphäre durchgeführt wurde. Die somit kalzinierten Artikel mit einer Größe von 350 × 170 mm und einer Dicke von 20 mm wurden mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 9,3 mm durchsetzt, in welche mittels Ultraschallbearbeitung die Rohre zum Verbinden aufgenommen wurden, wobei die Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen an vier Ecken jedes plattenartigen Stückes gebildet wurden, um Lochplatten zu erhalten.

Anschließend wurden Endabschnitte der Rohre in den Durchgangslöcher der somit erhaltenen Lochplatten aufgenommen, wobei die Rohre senkrecht zur Bodenfläche aufgestellt wurden. Danach wurden die Lochplatten sowohl an den oberen als auch unteren Endabschnitten der Rohre unter Verwendung von Einstellvorrichtungen derart positioniert, daß die Lochplatten zueinander parallel waren. Gemäß Fig. 1 hatten die Einstellvorrichtungen eine Struktur, in welcher Endabschnitte 13 mit einem etwas geringerem Außendurchmesser als der Durchmesser der in den Lochplatten gebildeten Einstellbefestigungsöffnungen, ohne Behinderung, mit Schäften 14 kombiniert wurden, die einen größeren Außendurchmesser als die der Öffnungen an Eingriffsabschnitten 16 hatten. Die Endabschnitte 13 wurden aus gesintertem Si₃N₄ angefertigt, das einen größeren Wärmewiderstand als das Rohrmaterial hatte, wobei die Schäfte 14 aus gesintertem SiC angefertigt wurden. Gemäß Fig. 3 wurde das Positionieren in einem Zustand durchgeführt, bei dem die Endabschnitte 13 der Einstellvorrichtungen 6 in die Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen 12 der Lochplatten 1 aufgenommen wurden, wobei sie für 3 Stunden bei 1600°C auf einer Stütze in Stickstoffatmosphäre gebrannt wurden, um eine Verbundkeramikstruktur zu erhalten, bei der die Lochplatten 1 an die oberen und unteren Abschnitte der Rohre 2 und der Einstellvorrichtungen 6 gemäß Fig. 4 verbunden wurden. In diesem Falle betrug die Überlagerung der Brennverbindung 0,2 mm.

Bei den Lochplatten der erhaltenen Verbundkeramikstruktur wurden keine Risse beobachtet. Überdies betrug untersuchungsgemäß die Flachheit der Lochplatte 0,1 mm, was bedeutete, daß kaum Formänderung auftrat. Zusätzlich wurde von dieser Verbundkeramikstruktur eine Probe herausgeschnitten, in welcher die Lochplatte lediglich mit dem oberen oder unteren Abschnitt eines Rohrs verbunden wurde, wobei die Luftdichtheit der Verbundabschnitte unter Verwendung einer Luftdichtheit- Versuchsmaschine aus Fig. 10 untersucht wurde. Die Probe 11 wurde mittels einer in einem Wassertank 8 aus Fig. 10 angeordneten Halte-Einstellvorrichtung 7 gehalten, wobei ein Raum zwischen der Halte-Einstellvorrichtung 7 und der Probe 11 mittels eine O-Ring 9 abgedichtet wurde. In diesem Zustand wurde Luft bei 7 kg/cm² über einen Luftdurchlaß 10 eingeführt, um das Ausströmen von Luft aus den Verbundabschnitten zu untersuchen. Daraus resultierend wurde kein Ausströmen beobachtet. Überdies betrug der Parallelverlauf und die Torsion der oberen und unteren Lochplatten jeweils gute 0,5 mm und 0,7 mm.

Vergleichsbeispiel

Der gleiche Verfahrensablauf wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, ausgenommen, daß keine Einstellbefestigungsöffnungen in den Lochplatten gebildet wurden, um Rohre und die Lochplatten herzustellen.

Anschließend wurden Endabschnitte der Rohre in Durchgangslöcher der Lochplatten aufgenommen, wobei die Rohre 2 gemäß Fig. 8 senkrecht zur Bodenfläche aufgestellt wurden. Danach wurden Lochplatten 1 derart positioniert, daß sie unter Verwendung von Einstellvorrichtungen 5 miteinander an oberen und unteren Endabschnitten der Rohre 2 parallel waren. Jede Einstellvorrichtung 5 war ein einstückiges rohrartiges Stück aus gesintertem SiC, welches beim Brennverbinden bei Brenntemperatur nicht aufgeweicht wurde. Gemäß der Zeichnung wurden die Einstellvorrichtungen 5 in einem Zustand positioniert, bei dem sie lediglich zwischen den oberen und unteren Lochplatten aufgenommen wurden, wobei sie bei 1600°C auf einer Stütze 4 in Stickstoffatmosphäre gebrannt wurden, um eine Verbundkeramikstruktur zu erhalten, bei der die Lochplatten 1 gemäß Fig. 9 an obere und untere Endabschnitte der Rohre 2 verbunden wurden. In diesem Falle betrug die Überlagerung der Brennverbindung 0,2 mm.

In den Lochplatten der erhaltenen Verbundkeramikstruktur wurden einige Risse beobachtet. Weiterhin wurde die Luftdichtheit der Verbundabschnitte auf gleiche Weise wie im vorhergehend erwähnten Beispiel untersucht und daraus resultierend das Ausströmen einer beträchtlichen Menge an Luft beobachtet. Überdies war der Parallelverlauf und die Torsion der oberen und unteren perforierten Platten jeweils groß, nämlich 3 mm und 7 mm.

Nach Vorbeschreibung können erfindungsgemäß bei der Herstellung einer Verbundstruktur aus perforierten Keramikplatten und Keramikrohren unter Ausnutzung einer Differenz zwischen Brennschrumpfverhältnissen Positionsabweichungen, die mittels der Brennschrumpfung der perforierten Platten verursacht werden, effektiv verhindert werden, wodurch eine Verbundkeramikstruktur mit hervorragender Formgenauigkeit und hervorragender Luftdichtheit bei Verbundabschnitten erreichbar ist.

Es sind Einstellvorrichtungen 6 geschaffen worden, die bei einem Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur anwendbar sind, die eine Vielzahl von Rohren 2 und an beide Endabschnitte der Rohre 2 verbundene Lochplatten 1 aufweist, welches folgende Schritte aufweist: Aufnehmen der Rohre 2 aus gesinterten Keramiken in Durchgangslöcher 3 der Lochplatten 1 aus ungesinterten Keramiken mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, Aufstellen der Rohre 2 senkrecht zur Bodenfläche und anschließendes Brennen derselben in einem Zustand, bei dem die Lochplatten 1 an oberen und unteren Endabschnitten der Rohre 2 positioniert sind, wodurch beide Elemente unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den Brennschrumpfverhältnissen von beiden Elementen einstückig verbunden werden; wodurch die beiden Elemente unter Verwendung der Differenz zwischen den Brennschrumpfverhältnissen beider Elemente 1, 2 einstückig verbunden werden; wobei die Einstellvorrichtungen 6 Endabschnitte 13 aufweisen, die in Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen 12 aufgenommen sind, die vorher durch die Lochplatten 1 geformt worden sind und die einen Außendurchmesser aufweisen, der etwas geringer als der Durchmesser der Öffnungen 12 ist, und Schäfte 14 aufweisen, die einen Außendurchmesser haben, der größer als der Durchmesser der Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen 12 ist, wobei die Endabschnitte 13 und Schäfte 14 derart aufgebaut sind, daß sie an Anlagesegmenten abnehmbar zu kombinieren sind, bei denen sie miteinander ohne gegenseitige Behinderung in Eingriff sind, wobei die Einstellvorrichtungen 6 mit der Verbundkeramikstruktur nach Abschluß des Verbindens einstückig kombiniert sind. Eine Positionsabweichung durch das Brennschrumpfen der Lochplatten 1 ist somit effektiv verhinderbar, wodurch eine Verbundkeramikstruktur mit hervorrangender Formgenauigkeit und hervorrangender Luftdichtheit an Verbundabschnitten erhaltbar ist.

Claims (5)

1. Einstellvorrichtungen (6), die bei einem Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur anwendbar sind, die eine Vielzahl von Rohre (2) und an beide Endabschnitte der Rohre (2) verbundenen Lochplatten (1) aufweist, welches folgende Schritte aufweist: Aufnehmen der Rohre (2) aus gesinterten Keramiken in Durchgangslöcher (3) der Lochplatten (1) aus ungesinterten Keramiken mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern (3), Aufstellen der Rohre (2) senkrecht zur Bodenfläche und anschließendes Brennen derselben in einem Zustand, bei dem die Lochplatten (1) an oberen und unteren Endabschnitten der Rohre (2) positioniert sind, wodurch beide Elemente (1, 2) unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den Brennschrumpfverhältnissen beider Elemente (1, 2) einstückig verbunden werden,
wobei die Einstellvorrichtungen (6) Endabschnitte (13) aufweisen, die in Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen (12) aufgenommen sind, die vorher durch die Lochplatten (1) geformt worden sind und die einen Außendurchinesser aufweisen, der etwas geringer als der Durchmesser der Öffnungen (12) ist,
und Schäfte (14) aufweisen, die einen Außendurchmesser haben, der größer als der Durchmesser der Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen (12) ist,
wobei die Endabschnitte (13) und Schäfte (14) derart aufgebaut sind, daß sie an Anlagesegmenten abnehmbar zu kombinieren sind, bei denen sie ohne gegenseitige Behinderung miteinander in Eingriff sind,
wobei die Einstellvorrichtungen (12) mit der Verbundkeramikstruktur nach Abschluß des Verbindens einstückig kombiniert sind.

2. Einstellvorrichtungen (6) nach Anspruch 1, die aus einem Material bestehen, welches bei der Brenntemperatur eines Verbundschrittes nicht aufweicht.

3. Einstellvorrichtungen (6) nach Anspruch 1, welche aus gesintertem SiC oder gesintertem Si₃N₄ bestehen.

4. Einstellvorrichtungen (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Aussparung (17) in einem Endbereich jeder Einstellvorrichtung (6) gebildet ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Verbundkeramikstruktur, die eine Vielzahl von Rohren und an beide Endabschnitte der Rohre (2) verbundenen Lochplatten (1) aufweist, welches folgende Schritte aufweist: Aufnehmen der Rohre (2) aus gesinterten Keramiken in Durchgangslöcher (3) der Lochplatten (1) aus ungesinterten Keramiken mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern (3), Aufstellen der Rohre (2) senkrecht zur Bodenfläche und anschließendes Brennen derselben in einem Zustand, bei dem die Lochplatten (1) an oberen und unteren Endabschnitten der Rohre (2) positioniert sind, wodurch beide Elemente (1, 2) unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den Brennschrumpfverhältnissen beider Elemente (1, 2) einstückig verbunden werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen (12) vorbereitend in den Lochplatten (1) zu bilden und anschließend die Lochplatten (1) unter Verwendung von Einstellvorrichtungen (6) zu positionieren, die Endabschnitte (13) aufweisen, die in Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen (12) aufgenommen sind und die einen Außendurchmesser haben, der etwas geringer als der Durchmesser der Öffnungen (12) ist, und Schäfte (14) haben, die einen Außendurchmesser haben, der größer als der Durchmesser der Einstellvorrichtungsbefestigungsöffnungen (12) ist, wobei die Endabschnitte (13) und die Schäfte (14) derart aufgebaut sind, daß sie ohne gegenseitiger Behinderung an Anlagesegmenten abnehmbar kombiniert sind, an denen sie miteinander in Eingriff stehen, wobei die Einstellvorrichtungen (6) mit der Verbundkeramikstruktur nach Abschluß des Verbindens einstückig kombiniert sind.