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Die
Erfindung betrifft einen Werkstückträger aus
hitzebeständigem,
keramischem oder faserverbundkeramischem Material zum Wärmebehandeln von
zumindest einem darauf angeordneten Werkstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Aus
der
DE 196 51 408
C2 ist ein Werkstückträger aus
hitzebeständigem
faserverbundkeramischen Material bekannt, welcher streifenförmige Bauteile
umfasst. Diese streifenförmigen
Bauteile weisen randoffene und teilweise in einem Winkel zueinander
verlaufende schlitzförmige
Ausnehmungen auf und sind mit ihren Ausnehmungen einander umgreifend
zusammengesteckt. Die Schmalseiten der streifenförmigen Bauteile bil den einen
Werkstückauflagebereich
zur Aufnahme von zumindest einem Werkstück.
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Die
Werkstückträger werden
in Wärmebehandlungs-
und Beschichtungsprozessen, wie beispielsweise zum Durchhärten, Randschichthärten, Einsatzhärten, Nitrieren,
Glühen
oder Anlassen von Werkstücken
eingesetzt. Derartige Prozesse finden in diskontinuierlichen Kammeröfen oder
in kontinuierlichen Ofenanlagen, wie Durchschub-, Förderband- oder
Rollenherdöfen,
sowie in Rundtakt- oder Drehherdöfen
statt. Sie können
sowohl unter Atmosphäre wie
auch unter Schutzgas oder Vakuum durchgeführt werden. Zum Abschrecken
oder Abkühlen
werden Ölbäder, Salze
oder andere Gase verwendet.
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Die
aus der
DE 196 51
408 C2 zusammengesteckten streifenförmigen Bauteile zur Bildung
eines Werkstückträgers weisen
den Nachteil auf, dass bei ihrem Einsatz ein unerwünschtes
Auseinanderrutschen oder ein Lösen
der Steckverbindung gegeben sein kann und somit ein sicherer Einsatz
des Werkstückträgers als
auch ein störungsfreier
Transport der Werkstücke
nicht mit hoher Sicherheit gewährleistet
ist.
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Zur
Sicherung derartiger streifenförmiger Bauteile
ist die Verwendung eines Sicherungsstabes bekannt, der zur Sicherung
von beispielsweise in einem Quadrat zueinander angeordneten streifenförmigen Bauteilen
eingesetzt wird. Dieser Sicherungsstab durchquert zwei parallel
zueinander angeordnete streifenförmige
Bauteile, wodurch die vier zueinander angeordneten Bauteile gesichert
sind. Diese Sicherungstechnik ist ausschließlich für Werkstückträger möglich, bei denen die streifenförmigen Bauteile in
einer Ebene und in einem quadratischen Rastermaß angeordnet sind. Bei mehreren
parallel zueinander angeordneten und zu sichernden streifenförmigen Bauteilen
ist das Einsetzen des Sicherungsstabes erheblich erschwert, da die
Bohrungen in den streifenförmigen
Bauteilen nicht exakt zueinander fluchten. Sofern die Bohrungen
vergrößert werden, um
das Einsetzen des Sicherungsstabes zu erleichtern, wird die Sicherungsfunktion
aufgegeben.
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Deshalb
liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, einen Werkstückträger zu schaffen,
dessen Verbindungsstellen in einfacher Weise gesichert werden und
eine flexible Ausgestaltung des Werkstückträgers ermöglicht ist.
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Dieses
technische Problem wird erfindungsgemäß durch einen Werk- stückträger mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Durch
die Sicherung einer Steckverbindung mit wenigstens einem Sicherungselement,
welches sich zumindest abschnittsweise in zumindest eine Ausnehmung
des streifenförmigen
Bauteils erstreckt, ist eine flexible Ausgestaltung des Werkstückträgers ermöglicht.
Das zumindest eine Sicherungselement greift unmittelbar an der Steckverbindung
an, die durch zwei mit ihren Ausnehmungen einander umgreifend zusammengesteckten
Bauteilen gebildet ist. Somit kann jede Steckverbindung separat
gesichert werden und die zu sichernde Steckverbindung zur Bildung
eines Werkstückträgers entsprechend
der Geometrie und des Aufbaus ausgewählt werden. Dadurch können flexible
Geometrien des Werkstückträgers realisiert
werden. Des Weiteren ist das Einbringen von zumindest einem Sicherungselement
an einer Steckverbindung in der Handhabung einfach.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Sicherungselement nach dem Zusammenstecken der zwei streifenförmigen Bauteile
in einer Sicherungslage einsetzbar ist. Es kann somit zunächst das
Zusammenstecken der Bauteile erfolgen, so dass der Werkstückträger komplett
aufgebaut wird. Danach werden die Sicherungselemente in der vorgesehenen
Sicherungslage zur Sicherung der Steckverbindung eingesetzt. Somit kann
jede zur Sicherung vorgesehene Steckverbindung unabhängig von
weiteren Steckverbindungen gesichert werden.
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Das
erste und zweite eine Steckverbindung bildende streifenförmige Bauteil
weist vorteilhafterweise jeweils einen Aufnahmeabschnitt auf, der an die
schlitzförmige
Ausnehmung zumindest angrenzt. Dadurch kann das Sicherungselement
gleichzeitig in beide streifenförmige
Bauteile eingreifen und diese gegeneinander sichern. Die Aufnahmeabschnitte sind
vorteilhafterweise quer zur Einsetzrichtung des einen streifenförmigen Bauteils
zum anderen vorgesehen. Dadurch kann diese Richtung zum Lösen der streifenförmigen Bauteile
gesichert werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Aufnahmeabschnitte der Sicherungselemente einem Endbereich
der schlitzförmigen
Ausnehmung zugeordnet sind. Dies weist den Vorteil auf, dass zumindest
ein geringer Abstand zwischen dem Sicherungselement und dem äußeren Randbereich,
insbesondere der Schmalseite zur Werkstückaufnahme, gegeben ist. Gleichzeitig
kann dadurch eine hinreichende Stabilität gegeben sein.
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Der
Aufnahmeabschnitt des ersten streifenförmigen Bauteils und der des
zweiten streifenförmigen
Bauteils weist vorteilhafterweise in einer zusammengesteckten Anordnung
eine Gesamtlänge
auf, die gleich oder geringfügig
größer als
die Länge
des Sicherungselementes ausgebildet ist. Dadurch kann eine selbstsichernde
Anordnung der Sicherungselemente gegeben sein. Gleichzeitig kann
alternativ vorgesehen sein, dass einzelne Steckverbindungen größere oder
kleinere Sicherungselemente erfordern. Durch die Ausgestaltung der
Geometrie der Aufnahmeabschnitte können die unterschiedlich großen oder
kleinen Sicherungselemente exakt zugeordnet und eingesetzt werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass ein zweiter Aufnahmeabschnitt des zweiten Bauteils sich zumindest
teilweise in das zweite Bauteil erstreckt oder das zweite Bauteil
durchquert. Durch das zumindest teilweise Erstrecken in das Bauteil
wird eine Verriegelung in Zusammensteckrichtung der streifenförmigen Bauteile
verhindert. Der das Bauteil durchquerende Aufnahmeabschnitt weist
den Vorteil auf, dass eine einfache Herstellung gegeben ist. Das
Sicherungselement greift dann in seiner eingesetzten Position an einem
Wandabschnitt der Ausnehmung des ersten streifenförmigen Bauteils
an und ist dadurch in seiner Lage gesichert.
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Zum
erleichterten Einsetzen des Sicherungselementes an der Steckverbindung
kann vorteilhafterweise eine Einführschräge vorgesehen sein, welche
in den ersten Aufnahmeabschnitt im Bauteil übergeht.
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Zur
Sicherung des Sicherungselementes in seiner Sicherungslage ist vorteilhafterweise
vorgesehen, dass zwischen einer Einführschräge und einem Aufnahmeabschnitt
eine Stufe vorgesehen ist, welche eine Art Verriegelung oder Sicherung
nach dem vollständigen
Einsetzen des Sicherungselementes bildet. Alternativ kann vorteilhafterweise
vorgesehen sein, dass das Sicherungselement durch einen Reibschluss
in einer Sicherungslage zur Sicherung der Steckverbindung an den
streifenförmigen
Bauteilen positioniert ist.
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Zum
einfachen Lösen
der gesicherten Steckverbindung ist vorteilhafterweise vorgesehen,
dass das Sicherungselement eine Einkerbung oder eine Vertiefung
aufweist, um dieses leichter aus der Sicherungslage herauszuführen.
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Die
Ausgestaltung des Sicherungselementes kann vorzugsweise einen runden,
ovalen oder eckigen Querschnitt aufweisen. Die Auswahl der Geometrie
kann sowohl in Anpassung an die Geometrie der streifenförmigen Bauteile
als auch an den Einsatzort der zu sichernden Steckverbindung erfolgen.
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Die
Sicherungselemente sind bevorzugt aus einem temperaturbeständigen Material
hergestellt. Alternativ können
auch metallische Materialien als auch Keramiken oder faserverbundkeramische
Materialien eingesetzt werden.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
derselben werden im folgenden anhand dem in der Zeichnung dargestellten
Beispiel näher
beschrieben und erläutert. Die
der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln
für sich
oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt
werden. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß gesicherten Steckverbindung,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung entlang der Linie I-I in 1,
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3 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten ersten und zweiten
streifenförmigen
Bauteils,
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4 eine
perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
einer gesicherten Steckverbindung,
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Werkstückträgers vor dem Zusammenbau und
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6a u.
b eine vergrößerte Darstellung
der zu sichernden Steckverbindung vor und nach dem Zusammenstecken
der Bauteile.
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In 1 ist
schematisch ein Ausschnitt eines Werkstückträgers 11 dargestellt,
der durch beispielsweis rechtwinklig zueinander angeordnete streifenförmige Bauteile 12, 14 gebildet
ist. Die Zuordnung der streifenförmigen
Bauteile 12, 14 kann auch in einem beliebigen
Winkel vorgesehen sein. Diese Bauteile 12, 14 sind
Trägerelemente,
die durch eine Stecktechnik zueinander angeordnet sind. Die Ausbildung
der Gitterstruktur eines Werkstückträgers 11 kann
beliebige Formen aufweisen. Beispielsweise kann eine ebene Gitterstruktur
als auch eine räumliche
Gitterstruktur, wie beispielsweise aus 5 ausschnittsweise
hervorgeht, gegeben sein. Die Ausgestaltung des Werkstückträgers 11 durch
Gitterstrukturen weist den Vorteil auf, dass verzugsfreie Anordnungen
ermöglicht
sind. Darüber
hinaus werden sehr leichte Werkstückträger 11 ausgebildet,
die eine geringe Energieeinbringung während des Wärmebehandlungsprozesses aufweisen.
Die streifenförmigen Bauteile 12, 14 sind
aus hitzebeständigem
keramischen oder faserverbundkeramischen Material, wie beispielsweise
CFC, CSiC, SiC/SiC oder OCMC, hergestellt.
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In
der beispielsweise rechtwinklig zueinander angeordneten Position
des ersten und zweiten Bauteils 12, 14 bilden
diese eine Steckverbindung 16. Zur Erläuterung der Steckverbindung 16 wird ebenfalls
auf die 2 und 3 Bezug
genommen. Die Bauteile 12, 14 weisen schlitzförmige Ausnehmungen 17 auf,
die zu einer Schmalseite 18 randoffen ausgebildet sind.
Die Ausnehmung 17 des Bauteils 12 ist zur oberen
Schmalseite 18 hin offen, wohingegen die Ausnehmung 17 des
Bauteils 14 zur unteren Schmalseite 18 offen ist.
Dadurch lassen sich die beiden Bauteile 12, 14 einander
umgreifend zusammenstecken und bilden eine Steckverbindung 16.
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Die
Steckverbindung 16 ist durch ein Sicherungselement 21 gesichert,
welches gemäß den 1 und 2 in
einer Sicherungslage 22 angeordnet ist. Das Sicherungselement 21 greift
zumindest teilweise in das Bauteil 12 und in das Bauteil 14 ein,
wodurch das ungewollte Auseinanderrutschen verhindert ist.
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In
dem Bauteil 12 ist ein Aufnahmeabschnitt 24 vorgesehen,
der gegenüber
einer Außenwand 26 vertieft
angeordnet ist. Dieser Aufnahmeabschnitt 24 erstreckt sich
bis zur Ausnehmung 17. In dem Bauteil 14 ist ebenfalls
ein Aufnahmeabschnitt 27 vorgesehen, der sich zur Ausnehmung 17 erstreckt
beziehungsweise an diese angrenzt. Der Aufnahmeabschnitt 27 ist
ebenfalls zumindest geringfügig
gegenüber
der Außenwand 26 vertieft
angeordnet.
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Zum
einfachen Einsetzen des Sicherungselementes 21 ist eine
Einführschräge 31 vorgesehen, um
nach dem Zusammenstecken der Bauteile 12 und 14 das
Sicherungselement 21 in die Aufnahmeabschnitte 24, 27 überzuführen und
die Steckverbindung 16 zu sichern. Das Sicherungselement 21 wird in
seiner Sicherungslage 22 durch eine Stufe 32 gesichert,
welche zwischen der Einführschräge 31 und dem
Aufnahmeabschnitt 24 vorgesehen ist. Dadurch ist ein selbstständiges Lösen verhindert.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 3 ist
das Sicherungselement 21 quadratisch ausgebildet. Bei einer
ebenen Ausfüh rungsform
eines Werkstückträgers kann
die Lage des Sicherungselementes 21 bevorzugt in der Längsmittelebene
der streifenförmigen
Bauteile 12, 14 erfolgen. Ebenso ist varteilhafterweise
der Aufnahmeabschnitt 24 in dieser Längsmittelebene angeordnet.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement 21 außerhalb
der Längsmittelebene
angeordnet ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Steckverbindung 16 durch
mehrere Sicherungselemente 21 gesichert wird.
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Bevorzugt,
jedoch nicht zwingend, ist vorgesehen, dass die Sicherungselemente 21 aus
dem selben Material wie die streifenförmigen Bauteile 12, 14 hergestellt
sind.
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform eines
Sicherungselementes 21 dargestellt. In dieser Ausführungsform
weist das Sicherungselement 21 einen runden Querschnitt
auf. Die Einführschräge 31 kann
beispielsweise einen elliptischen Verlauf aufweisen. Zur Sicherung
dieses Sicherungselementes 21 kann die Stufe 32 entfallen.
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In 5 ist
ein Werkstückträger 11 dargestellt,
der eine räumliche
Gitterstruktur durch die streifenförmigen Bauteile 12, 14 bildet.
In 5 ist der Beginn eines Zusammensteckens des Bauteils 12 zu
Bauteilen 14 dargestellt.
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Eine
vergrößerte Darstellung
des Werkstückkörpers 11 gemäß 5 geht
aus 6a hervor. Das streifenförmige Bauteil 12 wird
auf das Bauteil 14 zugeführt, so dass die Ausnehmungen 17 der
Bauteile 12 und 14 ineinander greifen. Der Aufnahmeabschnitt 24 des
Bauteils 12 ist nahe einer Schmalseite angeordnet, so dass
eine einfache und schnelle Fixierung des Bauteils 14 über den
Aufnahmeabschnitt 27 gegeben ist. Im Anschluss daran wird
das Sicherungselement 21 in die durch Zusammenstecken der Bauteile 12, 14 geschaffene
Steckverbindung 16 eingesetzt. Dies ist vergrößert in 6b dargestellt.
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Diese 5 und 6 zeigen, dass bei einem längeren streifenförmigen Bauteil 12 mit
mehreren Ausnehmungen 17, welches an mehreren Bauteil 14 angreift,
zumindest eine Steckverbindung 16 zu sichern ist. Die weitere
Steckverbindung 16' kann
ungesichert sein oder zusätzlich
gesichert werden.
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Durch
den Einsatz des Sicherungselementes 21 kann die Steckverbindung 16 wahlweise
gesichert werden. Durch die lösbare
Anordnung der Sicherungselemente 21 und die wiederholte
Einsetzmöglichkeit
der Sicherungselemente 21 ist des Weiteren ermöglicht,
dass beispielsweise beschädigte streifenförmige Bauteile 12, 14 einzeln
durch ein neues streifenförmiges
Bauteil 12 und 14 austauschbar sind, so dass vorteilhafterweise
nur einzelne gesicherte Steckverbindungen 16 zu lösen sind.