Form zur Herstellung eines keramischen Hitzeschildelementes

Abstract

 Es wird eine Form zur Herstellung eines keramischen Hitzeschildelementes (100) mit einer Formschale zur Verfügung gestellt. Die Formschale umfasst eine Anzahl Formflächen (2, 4, 6, 8, 10, 15, 17) und eine Eingießöffnung zum Eingießen eines Keramikmaterials. Die Formschale ist als beim Gießen einteilige Formschale ausgeführt, und die Eingeißöffnung ist als Öffnung in einer der Formflächen (15, 17) ausgebildet. Trenn- oder Haltelemente ermöglichen das Herstellen gradierter bzw. verstärkter Hitzeschildelemente.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung eines keramischen Hitzeschildelementes.

[0002] Die Wände von heißgasführenden Brennkammern, bspw. von Gasturbinenanlagen, erfordern eine thermische Abschirmung ihrer tragenden Struktur gegen Heißgasangriff. Die thermische Abschirmung kann bspw. durch eine der eigentlichen Brennkammerwand vorgelagerte Heißgasauskleidung, bspw. in Form eines keramischen Hitzeschildes, realisiert werden. Eine derartige Heißgasauskleidung ist i.d.R. aus einer Anzahl von keramischen Hitzeschildelementen aufgebaut, mit denen die Brennkammerwand flächig ausgekleidet ist. Keramische Materialien bieten sich für den Aufbau der Heißgasauskleidung im Vergleich zu metallischen Materialien aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und niedrigen Wärmeleitfähigkeit idealerweise an. Ein keramischer Hitzeschild ist bspw. in EP 0 558 540 B1 beschrieben. Insbesondere kann ein Hitzeschildelement einen Kernbereich und einen Randbereich umfassen, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Materials im Randbereich geringer ist als im Kernbereich. Ein derartiges Hitzeschildelement ist in EP 1 508 761 A1 beschrieben.

[0003] Derzeit ist es üblich, keramische Hitzeschildelemente zu gießen oder zu pressen. Zur Veranschaulichung des Gieß- bzw. Pressvorganges werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 ein Hitzeschildelement sowie eine Form zum Herstellen des Hitzeschildelementes beschrieben.

[0004] Das in Figur 1 dargestellte keramische Hitzeschildelement 100 weist eine Heißseite 102 auf, die dem Heißgas zugewandt ist, wenn das Hitzeschildelement 100 in den Hitzeschild einer Brennkammer eingebaut ist. Der Heißseite 102 gegenüber befindet sich die Kaltseite 104, die der zu schützenden Brennkammerwand zugewandt ist, wenn das Hitzeschildelement in einen Hitzeschild eingebaut ist. Zudem sind Umfangsseiten 106, 108 vorhanden, die sich zwischen der Heißseite 102 und der Kaltseite 104 erstrecken. Zwei einander gegenüberliegende Umfangseiten 108 sind zudem mit Nuten 110 versehen, die zum Fixieren des Hitzeschildelementes 100 an der tragenden Wandstruktur mittels Haltelementen dienen.

[0005] Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Pressform 200 zum Herstellen des Hitzeschildelementes aus Figur 1. Die Form 200 besteht aus einer Anzahl von Formteilen 202a bis 202e, die in einen Formkasten 203 eingesetzt und von diesem in Position gehalten werden. Die Innenflächen 204, 206, 208 der Formteile 202a bis 202e stellen die Formflächen zum Formen der Oberfläche des Hitzeschildelementes 100 dar. So dient bspw. die Innenfläche 204 zum Formen der Kaltseite 104 des Hitzeschildelementes, die Innenflächen 206 zum Formen der Seitenflächen 106 ohne Nut und die Innenflächen 208 zum Formen der Seitenflächen 108 mit Nut 110. Die Innenflächen 208 weisen zum Ausformen der Nuten 110 federartige Vorsprünge 210 auf.

[0006] Zum Herstellen des keramischen Hitzeschildelementes 100 wird eine keramische Formmasse 220 in die Form 200 mit den eingesetzten Formteilen 202a bis 202e eingegeben und anschließend mittels eines Stempels 212 in Form gepresst. Die der Formmasse 220 zugewandte Fläche 214 des Stempels 212 formt dabei die Heißgasoberfläche 102 des keramischen Hitzeschildelementes 100. Der zum Pressen der Formmasse 220 notwendige Pressdruck erfordert, dass die Form 200 beim Pressen vollständig geschlossen ist, d.h. der Stempel 212 muss passgenau zur Form 200 ausgebildet sein. Außerdem kann der Pressdruck zu einem Rückfedern der Formteile führen. Schwankungen in der Materialmenge der Formmasse 220 können zudem zu Schwankungen in der Dicke des fertigen keramischen Hitzeschildelementes führen.

[0007] Alternativ zum Pressen kann das Hitzeschildelement 100 auch unter Verwendung der Form 200 gegossen werden, d.h. ohne dass ein Pressvorgang stattfindet. Da das Hitzeschildelement liegend gegossen wird, ist jedoch entweder die Heißseite 102 oder die Kaltseite 104 beim Gießvorgang durch die Form nicht definiert. Die nicht definierte Seite erfordert nach dem Gießen eine aufwändige Nachbearbeitung, um die gewünschte Form des Hitzeschildelementes 100 herzustellen.

[0008] Schließlich sind die beschriebenen Formen nicht geeignet, um in einem einzigen Gieß- bzw. Pressschritt ein Hitzeschildelement herzustellen, welches verschiedene Materialbereiche mit unterschiedlichen Materialeigenschaften aufweist. Auch das Herstellen von Hitzeschildelementen mit Verstärkungselementen im Inneren ist nicht möglich.

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik vorteilhafte Form zum Herstellen eines keramischen Hitzeschildelementes zur Verfügung zu stellen.

[0010] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen eines keramischen Hitzeschildelementes zur Verfügung zu stellen.

[0011] Die erste Aufgabe wird durch eine Form nach Anspruch 1 und die zweite Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0012] Eine erfindungsgemäße Form zur Herstellung eines keramischen Hitzeschildelementes weist eine Formschale auf, die eine Anzahl Formflächen und eine Eingießöffnung zum Eingießen eines Keramikmaterials umfasst. Die Formschale ist als beim Gießen einteilige Formschale ausgeführt und die Eingießöffnung ist als Öffnung in einer der Formflächen ausgebildet. Der Ausdruck "beim Gießen einteilige Formschale" soll in diesem Zusammenhang nicht dahingehend zu verstehen sein, dass die Formschale aus einem einzigen Stück monolithisch gebildet ist, sondern vielmehr dahingehend, dass die Formschale beim Eingießen der Gießmasse nicht aus zwei nicht fest miteinander verbundenen Elementen, bspw. aus lediglich in einen Formkasten eingesetzten Formteilen und einem Stempel wie mit Bezug auf die Figuren 2, 3a und 3b beschrieben, besteht. Die erfindungsgemäße Form kann jedoch aus einer Anzahl von Einzelteilen zusammengesetzt sein, solange diese beim Eingießen der Formmasse fest miteinander verbunden sind. Im Unterschied zur eingangs beschriebenen Form ist bei der erfindungsgemäßen Form kein Formkasten nötig. Ein solcher Formkasten behindert insbesondere das Herstellen gradierter und/oder verstärkter Hitzeschildelemente, da die Formteile während des Herstellens eines Hitzeschildelementes unzugänglich im Inneren Formkastens angeordnet sind.

[0013] Wenn die Form aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt ist, die für den Eingießprozess zum Bilden der einteiligen Formschale fest miteinander zu verbinden sind, ist ein leichtes Entfernen des ausgehärteten Hitzeschildelementes durch Lösen der Einzelteile voneinander möglich.

[0014] Im Unterschied zur Form nach Stand der Technik, in dem beim Eingießen eine Seite der Form vollständig fehlt, ist in der erfindungsgemäßen Form eine Formfläche mit einer Eingießöffnung zum Speisen der Form vorhanden. Mit anderen Worten, die Formfläche, in welcher die Eingießöffnung vorhanden ist, legt die entsprechende Fläche des Hitzeschildelementes wenigstens ansatzweise fest. Mit der erfindungsgemäßen Form können daher alle Flächen des Hitzeschildelementes wenigstens ansatzweise ausgeformt werden, ohne dass ein Pressen des Hitzeschildelementes nötig wäre. Die ansatzweise vorhandene Formfläche im Bereich der Eingießöffnung führt hierbei dazu, dass im Bereich der Eintrittsöffnung vorhandenes überflüssiges Gießmaterial nach dem Aushärten unter Zuhilfenahme des von der Formfläche gebildeten Ansatzes der Hitzeschildelementfläche als Referenzfläche entfernt werden kann. Das Entfernen überschüssigen Materials und die Fertigbearbeitung des Hitzeschildelementes ist daher mit relativ geringem Aufwand möglich.

[0015] Zudem hängen die Abmessungen des gegossenen Hitzeschildelementes bei Verwendung der erfindungsgemäßen Form nicht von der eingegossenen Materialmenge ab, da kein Pressen erfolgt. Da beim Pressvorgang nach Stand der Technik die Form vollständig geschlossen ist, besteht für das Gießmaterial keine Möglichkeit, aus der Form auszutreten. Schwankende Gießmaterialmengen führen daher zur Produktion von Hitzeschildelementen unterschiedlicher Dicke. In der erfindungsgemäßen Form kann dagegen überschüssiges Gießmaterial durch die Eingießöffnung austreten, ohne dass dadurch die Abmessungen des Hitzeschildelementes beeinträchtigt werden. Außerdem tritt bei Gießen auch keine Rückfederung der Form unter Pressdruck auf. Die erfindungsgemäße Form ermöglicht daher das Herstellen von Hitzeschildelementen mit verringerten Toleranzen.

[0016] Die erfindungsgemäße Form umfasst insbesondere Formflächen zum Formen einer großflächigen ersten Fläche und einer großflächigen zweiten Fläche sowie Formflächen zum Formen von im Vergleich zu diesen kleinflächigen Umfangsflächen, welche sich von der ersten Fläche zur zweiten Fläche erstrecken. Die Eingießöffnung ist dann in einer Formfläche zum Formen einer der Umfangsflächen ausgebildet.

[0017] In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Form ist wenigstens ein Trennelement vorhanden, mit dem verschiedene Bereiche im Inneren der Formschale voneinander abgetrennt werden können. Das Trennelement ist derart ausgebildet und in der Formschale anzuordnen, dass es noch vor dem Aushärten des eingegossenen Keramikmaterials ohne die Form zu öffnen wieder aus dem Inneren der Formschale entfernt werden kann. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere das Herstellen gradierter Hitzeschildelemente, also solcher Hitzeschildelemente, die mindestens zwei Bereiche umfassen, welche aus Materialien mit unterschiedlichen Materialeigenschaften bestehen.

[0018] Die Herstellung eines gradierten Hitzeschildelementes kann dann bspw. erfolgen, indem vor dem Eingießen des Keramikmaterials die Einschübe in die Gießform eingesetzt werden, dann das Keramikmaterial eingegossen wird und nach dem Eingießen des Keramikmaterials die Einschübe wieder entfernt werden. Nach dem Entfernen der Einschübe kann das unterschiedliche Keramikmaterial miteinander in Kontakt treten und so beim Aushärten eine stoffschlüssige Verbindung bilden. Es ist auch möglich, dass sich die aneinander grenzenden Materialien beim Entfernen der Trennelemente im Grenzbereich vermischen, so dass nach dem Aushärten ein Hitzeschildelement vorhanden ist, in dem die beiden Materialien einen fließenden Übergang ineinander aufweisen.

[0019] Das wenigstens eine Trennelement kann insbesondere als Einschub zum Einschieben in die Formschale durch die Eingießöffnung ausgebildet sein. Insbesondere kann ein Einschub vorhanden sein, der das Innere der Formschale in einen der Formfläche zum Formen der großflächigen ersten Fläche zugewandten Bereich und einen der Formfläche zum Formen der großflächigen zweiten Fläche zugewandten Bereich trennt. Dies ermöglicht bspw. das Herstellen von keramischen Hitzeschildelementen, in denen die Kaltseite andere Materialeigenschaften als die Heißseite aufweist, bspw. eine andere Festigkeit oder einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten.

[0020] Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zwei Einschübe vorzusehen, welche das Innere der Formschale in einen zentralen Bereich und in zwei Bereiche, die einander gegenüberliegenden Formflächen zum Formen von Umfangsflächen des Hitzeschildelementes zugewandt sind, trennen. Mit dieser Ausgestaltung lassen sich Hitzeschildelemente herstellen, die im Bereich zweier Umfangsseiten andere Materialeigenschaften aufweisen als im dazwischen liegenden Bereich, bspw. andere thermische Ausdehnungskoeffizienten oder eine andere Festigkeit.

[0021] In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Form kann diese wenigstens ein ins Innere der Formschale einzubringendes Halteelement umfassen. Das Halteelement ist derart ausgebildet und der Formschale angeordnet, dass es einen Körper, bspw. ein Verstärkungselement, im Inneren der Formschale fixieren kann und dass es noch vor dem Aushärten des eingegossenen Keramikmaterials wieder aus dem Inneren der Formschale entfernt werden kann. Bspw. können als Halteelemente Haltestifte vorhanden sein, die vom Äußeren der Formschale aus ins Innere der Formschale ein- und wieder ausgefahren werden können. Insbesondere können die Haltestifte in der Formfläche zum Formen einer großflächigen ersten Fläche und/oder in der Formfläche zum Formen einer großflächigen zweiten Fläche angeordnet sein.

[0022] Mittels der Halteelemente können Körper wie bspw. Verstärkungselemente beim Eingießen des Keramikmaterials im Inneren der Form gehalten werden. Nachdem das Keramikmaterial eingegossen ist, können die Halteelemente aus dem Inneren der Form entfernt werden, so dass der Körper alleine vom umgebenden Keramikmaterial gehalten wird. Nach dem Aushärten bildet der Körper einen in das keramische Hitzeschildelement eingegossenen Körper. Auf diese Weise können bspw. hochfeste Verstärkungselemente in ein keramisches Hitzeschildelement eingebracht werden.

[0023] Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines keramischen Hitzeschildelementes wird ein keramisches Hitzeschildelement unter Verwendung eines Gießvorganges hergestellt. Zum Gießen kommt dabei eine erfindungsgemäße Form zur Anwendung.

[0024] Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.

[0025] Figur 1 zeigt ein keramisches Hitzeschildelement in einer perspektivischen Darstellung.

[0026] Figur 2 zeigt schematisch eine Pressform zum Herstellen eines Hitzeschildelementes, wie es in Figur 1 gezeigt ist, in einer perspektivischen Darstellung.

[0027] Figur 3 zeigt die in Figur 2 dargestellte Pressform in einer geschnittenen Seitenansicht.

[0028] Figur 4 zeigt die Einzelteile eines ersten Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Form.

[0029] Figur 5 zeigt die Einzelteile eines zweiten Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Form.

[0030] Figur 6 zeigt die Einzelteile für ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Form.

[0031] Figur 7 zeigt die Form des dritten Ausführungsbeispiels in einer Seitenansicht.

[0032] Figur 8 zeigt die Form des dritten Ausführungsbeispiels in einer Draufsicht.

[0033] Figur 9 zeigt eine geöffnete erfindungsgemäße Form mit einem darin angeordneten keramischen Hitzeschildelement.

[0034] Figur 10 zeigt eine Formschale mit darin angeordneten Einschüben zum Abtrennen verschiedener Bereiche im Inneren der Formschale.

[0035] Figur 11 zeigt eine Formschale mit darin angeordnetem Einschub zum Abtrennen von verschiedenen Bereichen im Inneren der Formschale.

[0036] Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Form zum Herstellen eines keramischen Hitzeschildelementes, wie es schematisch in Figur 1 dargestellt ist, zeigt Figur 4. Die Figur zeigt die Einzelteile der Formschale, die vor dem Eingießen eines Keramikmaterials fest aber lösbar miteinander verbunden werden. Das Verbinden erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels Spannverbindungen, sie kann aber ebenso gut auch mittels anderer lösbarer Verbindungen, bspw. Schraubverbindungen, herbeigeführt werden. Spannverbindungen haben jedoch gegenüber Schraubverbindungen den Vorteil, dass sie ohne Werkzeuge herzustellen und wieder zu lösen sind.

[0037] Die zu der Formschale verbindbaren Einzelteile umfassen die Schalenelemente 1 und 3, die Formflächen 2 und 4 aufweisen, mit denen die Heißseite 102 und die Kaltseite 104 des Hitzeschildelementes 100 geformt werden.

[0038] Weiterhin sind Seitenteile 5 und 7 vorhanden, welche jeweils einen federartigen Vorsprung 6, 8 aufweisen. Diese beiden Einzelteile bilden die Formflächen für die mit den Nuten 110 versehenen Umfangsseiten 108 des Hitzeschildelementes 100. Zum Ausformen der Nuten dienen hierbei die federartigen Vorsprünge 6, 8.

[0039] Außerdem umfasst die Formschale ein Bodenelement 9, welches eine Formfläche 10 zum Formen einer der Umfangsseiten 106 des Hitzeschildelementes 100 ohne Nuten dient. Beim Gießen des Hitzeschildelementes steht die Form auf dem Bodenelement 9.

[0040] Schließlich sind zwei Schalenelemente 11, 13 vorhanden, welche in der zusammengesetzten Formschale dem Bodenelement 9 gegenüberliegen. Die beiden Schalenelemente 11, 13 sind mit Rücksprüngen 12, 14 versehen, die derart angeordnet sind, dass sie nach dem Zusammensetzen der beiden Schalenelemente 11, 13 eine Eingießöffnung zum Eingießen des keramischen Materials bilden. Zudem weisen diese beiden Schalenteile jeweils eine Formfläche 15, 17 auf, mit der Randbereiche der zweiten Umfangsseite 106 ohne Nut geformt werden. Weiterhin sind in den Aussparungen Stege 16, 18 vorhanden, mit denen die Eingießöffnung der zusammengebauten Formschale in zwei Teilöffnungen unterteilt wird. Wenn das Keramikmaterial nur in die eine Teilöffnung eingegossen wird, kann Luft aus dem Inneren der Formschale durch die andere Teilöffnung entweichen.

[0041] Figur 9 zeigt die Formschale im teilweise zusammengesetzten Zustand nach dem Gießen eines keramischen Hitzeschildelementes 100. Es sind die Schalenteile 4, 5 und 7 aus Figur 4 zu erkennen. Figur 9 zeigt insbesondere, dass beim Gießen im Bereich der Eingießöffnung Teile der Umfangsseite 106 geformt werden. Gussreste 112 am keramischen Hitzeschildelement 100 werden nach dem Aushärten mechanisch entfernt. Die bereits ausgeformten Teile der Umfangsseite 106 können hierbei als Referenzfläche dienen.

[0042] Zum festen miteinander Verbinden der Schalenelemente ist das Schalenelement 1 mit vier Spannelementen 19 ausgestattet, welche mit Haken 20 des Schalenelementes 3 in Eingriff gebracht und verspannt werden können. Um ein Verrutschen der zwischen den Schalenelementen 1 und 3 angeordneten Seitenelemente 5, 7, des Bodenelementes 9 sowie der die Eingießöffnung bildenden Schalenelemente 11 und 13 beim Verspannen zu verhindern, sind Formvorsprünge 21 vorhanden, die mit diversen Formvorsprüngen bzw. -rücksprüngen anderer Schalenelemente formschlüssig zusammenwirken. Zudem sind Stifte 22 vorhanden, welche in Aufnahmen 23 angrenzender Formelemente eingreifen und so ein Verschieben der Formelemente gegeneinander verhindern.

[0043] Die in Figur 4 dargestellte Form umfasst außerdem Einschübe 24, welche durch die Eingießöffnung in das Innere der Formschale eingeführt werden können, um verschiedene Bereiche im Inneren der Formschale voneinander abzutrennen. Zum Führen der Einschübe 24 beim Einschieben in die zusammengesetzte Formschale sind im Schalenelement 1 Führungsnuten 25 vorhanden. Zudem weist das Schalenelement 11 Führungsaussparungen 26 zum Führen der Einschübe 24 auf.

[0044] Die Einschübe 24 werden vor dem Gießen eines Hitzeschildelementes in die zusammengesetzte Formschale eingeführt, so dass in ihrem Inneren Bereiche, die an die Schalenelemente 5, 7 mit den federartigen Vorsprüngen 6, 8 angrenzen, von einem zentralen Bereich abgetrennt werden. In die an die an die Schalenelemente 5, 7 angrenzenden Bereiche wird ein anderes Keramikmaterial eingegossen als in den zentralen Bereich der Formschale. Nach dem Eingießen werden die Einschübe 24 aus der Formschale entfernt, so dass sich die beiden Materialien im Grenzbereich miteinender vermischen können und beim Aushärten eine stoffschlüssige Verbindung herstellen. Auf diese Weise lassen sich gradierte Hitzeschildelemente herstellen.

[0045] Die zusammengesetzte Formschale mit darin angeordneten Einschüben ist in Fig. 10 dargestellt.

[0046] Ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Form ist in Figur 5 dargestellt. Wie Figur 4 zeigt Figur 5 die Formschale der Form in Einzelteilen. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nur auf die Unterschiede zu der in Figur 4 dargestellten Form eingegangen. Die Bezugsziffern der in Figur 5 dargestellten Schalenelemente stimmen mit den Bezugsziffern der entsprechenden Schalenelemente aus Figur 4 überein.

[0047] Im Unterschied zur in Figur 4 dargestellten Form umfasst die in Figur 5 dargestellte Form lediglich einen Einschub 34, welcher dazu geeignet ist, das Innere der zusammengesetzten Formschale in einen heißseitigen Bereich, d.h. einen Bereich, der an das Schalenelement 1 mit der Formfläche 2 zum Formen der Heißseite 102 angrenzt, und einen kaltseitigen Bereich, d.h. einen Bereich, der an das Schalenelement 3 mit der Formfläche 4 zum Formen der Kaltseite 104 angrenzt, trennt. Entsprechend sind in den Schalenelementen 1 und 11 keine Führungsnuten vorhanden. Stattdessen weisen die federartigen Vorsprünge 6 und 8 Führungsnuten zum Führen des Einschubes 34 auf.

[0048] Die zusammengesetzte Formschale aus Figur 5 mit darin angeordnetem Einschub ist Figur 11 dargestellt.

[0049] Ein drittes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Form zeigt Figur 6. Wie die Figuren 4 und 5 zeigt Figur 6 die Formschale in ihre Einzelteile zerlegt. Die Einzelteile sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie die entsprechenden Einzelteile aus den Figuren 4 und 5. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle lediglich auf die Unterschiede zu den in Figur 4 und 5 dargestellten Formen Bezug genommen.

[0050] Die Formschale aus Figur 6 ist nicht für das Einschieben von Einschüben vorgesehen. Entsprechend weisen die Schalenelemente auch keine Führungsnuten für solche Formteile auf. Stattdessen sind in den Schalenelementen 1 und 3 Haltestifte 40 vorhanden, die derart beweglich angeordnet sind, dass sie bei zusammengesetzter Formschale vom Äußeren der Schalenelemente 1, 3 aus in das Innere der Formschale einzubringen sind. Zu diesem Zweck ist auf der Außenseite der Formschalen 1, 3 eine die Haltestifte 40 tragende Haltestiftplatte 42 angeordnet, deren Abstand von der Außenseite des jeweiligen Schalenelementes 1, 3 mittels einer Kurbel 44 oder mittels einer automatisierten Ausgestaltung der Haltestifte variiert werden kann. Wenn die Haltestiftplatte ganz an der Außenseite des Schalenelementes 1 anliegt, ragen die Haltestifte 40 maximal in das Innere der Formschale hinein. Dieser Zustand ist mit Bezug auf das Schalenelement 1 in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Weist die Haltestiftplatte 42 dagegen ihren größten Abstand von der Außenseite des Schalenelementes 1 auf, so sind die Haltestifte 40 vollständig in der Wand des Schalenelementes versenkt, so dass sie nicht mehr in das Innere der Formschale hineinragen. Dieser Zustand ist in Fig. 8 sowie in Figur 6 beim Schalenelement 3 dargestellt.

[0051] Die Haltestifte 40 können dazu genutzt werden, bspw. Verstärkungselemente während des Eingießens des Keramikmaterials im Inneren der Formschale zu halten. Das Halten kann bspw. alleine dadurch bewerkstelligt werden, dass die Haltestifte 40 von zwei einander gegenüberliegenden Seiten aus gegen das Verstärkungselement drücken und dieses mittels der dabei entstehenden Reibung fixieren. Alternativ ist es auch möglich, im Verstärkungselement Öffnungen vorzusehen, in welche die Haltestifte 40 zum Halten des Verstärkungselementes eingreifen können.

[0052] Als Verstärkungselemente können insbesondere flächige Verstärkungselemente in das Innere der Formschale eingebracht werden, die sich bspw. parallel zur Heißseite bzw. Kaltseite 102, 104 des zu formenden Hitzeschildelementes 100 erstrecken. Es können jedoch auch stab- oder knochenförmige Verstärkungselemente in das Innere der Formschale eingebracht werden, die sich im Wesentlichen entlang der Schalenelemente 5, 7, 9 erstrecken, welche die Umfangsseiten 106, 108 des Hitzeschildelementes 100 formen. Im fertigen Hitzeschildelement erstrecken sich die Verstärkungselemente dann entlang der Umfangsseiten 106, 108.

[0053] Nach dem Fixieren der Verstärkungselemente im Inneren der Formschale wird ein Keramikmaterial in die Formschale eingegossen. Anschließend werden die Haltestifte 40 mittels der Kurbel 44 bzw. einer Ausziehautomatik aus dem Inneren der Formschale zurückgezogen. Dieser Zustand ist in Figur 8 dargestellt. Die Verstärkungselemente werden dann alleine durch das eingebrachte Keramikmaterial in ihrer Lage fixiert.

Ansprüche

1. Form zur Herstellung eines keramischen Hitzeschildelementes (100) mit einer Formschale, welche eine Anzahl Formflächen (2, 4, 6, 8, 10, 15, 17) und eine Eingießöffnung zum Eingießen eines Keramikmaterials umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschale als beim Gießen einteilige Formschale ausgeführt ist und die Eingießöffnung als Öffnung in einer der Formflächen (15, 17) ausgebildet ist.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formschale Formflächen (2, 4) zum Formen einer großflächigen ersten Fläche (102) und einer großflächigen zweiten Fläche (104) sowie Formflächen (6, 8, 10, 15, 17) zum Formen von im Vergleich zur ersten und zweiten Fläche kleinflächigen Umfangsflächen (106, 108), die sich von der ersten Fläche (102) zur zweiten Fläche (104) erstrecken, vorhanden sind, wobei die Eingießöffnung in der Formfläche (15, 17) zum Formen einer der Umfangsflächen (106) ausgebildet ist.

3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschale aus mehreren Einzelteilen (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13) besteht, die für den Eingießprozess zum Bilden der einteiligen Formschale fest und insbesondere lösbar miteinander zu verbinden sind.

4. Form nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Trennelement (24, 34) vorhanden ist, mit dem verschiedene Bereiche im Inneren der Formschale voneinander abgetrennt werden können und das derart ausgebildet und in der Formschale anzuordnen ist, dass es noch vor dem Aushärten des eingegossenen Keramikmaterials ohne die Formschale zu öffnen wieder aus dem Inneren der Formschale entfernt werden kann.

5. Form nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trennelement (24, 34) als Einschub zum Einschieben in die Formschale durch die Eingießöffnung ausgebildet ist.

6. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einschub (34) vorhanden ist, der das Innere der Formschale in einen der Formfläche zum Formen des großflächigen ersten Fläche (102) zugewandten ersten Bereich und einen der Formfläche zum Formen der großflächigen zweiten Fläche (104) zugewandten zweiten Bereich trennt.

7. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Einschübe (24) vorhanden sind, welche das Innere der Formschale in einen zentralen Bereich und zwei Bereiche, die einander gegenüber liegenden Formflächen zum Formen von Umfangsflächen (108) zugewandt sind, trennen.

8. Form nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein ins Innere der Formschale einzubringendes Haltelement (40) vorhanden ist, das derart ausgebildet und in der Formschale angeordnet ist, dass es einen Körper im Inneren der Formschale fixieren kann und dass es noch vor dem Aushärten des eingegossenen Keramikmaterials wieder aus dem Inneren der Formschale entfernt werden kann, ohne die Formschale zu öffnen.

9. Form nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das als Haltelemente Haltestifte (40) vorhanden sind, die vom Äußeren der Formschale aus ins Innere der Formschale ein- und ausgefahren werden können.

10. Form nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestifte (40) in der Formfläche (2) zum Formen einer großflächigen ersten Fläche (102) und/oder in der Formfläche (4) zum Formen der großflächigen zweiten Fläche (104) angeordnet sind.

11. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Hitzeschildelementes (100) unter Verwendung eines Gießvorgangs, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gießen eine Form nach einem der vorangehenden Ansprüche Verwendung findet.

Zeichnung