DE10307341B4

DE10307341B4 - Tragplatte zur Aufnahme eines Tellerrades

Info

Publication number: DE10307341B4
Application number: DE2003107341
Authority: DE
Inventors: Serge Dr. Kursave
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2023-02-22
Also published as: DE10307341A1

Abstract

Tragplatte zur Aufnahme eines Tellerrades und zum Transport des Tellerrades durch einen Wärmebehandlungsofen, die als kreiszylindrische Scheibe mit zentraler Bohrung ausgebildet ist und die aus den Komponenten SiO₂, SiC und Al₂O₃ sowie üblichen Verunreinigungen besteht, wobei der Anteil an SiO₂ bis zu 68 %, der Anteil an SiC bis bis zu 18 % und der Anteil an Al₂O₃ bis 14 % und der Anteil an üblichen Verunreinigungen bis zu 2 % beträgt, und deren Auflagefläche für das mit seiner der Verzahnung abgewandten planen Rückseite auf der Oberfläche der Tragplatte aufliegende Tellerrad so gestaltet ist, dass die Gewindebohrungen auf der Rückseite des Tellerrades durch die Tragplatte abgedeckt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragplatte zur Aufnahme eines Tellerrades und zum Transport durch einen Wärmeofen.
Es ist allgemein bekannt, Bauteile zum Einsatzhärten zu sogenannten Chargen zusammenzustellen und sie dann gemeinsam in einen Härteofen aufzukohlen.

Bisher wurden Bauteile nach verschiedenen Methoden an Haltegestellen befestigt, um sie dann mit diesen Haltegestellen in den Härteofen zu fahren.

Eine Möglichkeit besteht darin, die aufzukohlenden Bauteile auf eine Dreipunkt-Auflage zu legen. Damit wird eine gleichmäßige Aufkohlung des Bauteils sichergestellt, jedoch hat dies den Nachteil, dass auch hiermit alle Seiten eines Bauteils, also auch seine Rückseite, mit aufgekohlt werden, was aber – je nach Bauteil – nicht erwünscht sein kann.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es weiterhin bekannt, jeweils zwei Bauteile Rücken an Rücken auf einen Tragrost zu legen. Dadurch wird ihre Aufkohlung zuverlässig verhindert. Nachteilig bei dieser Art der Chargierung ist es jedoch, dass sehr große und schwere Bauteile im Aufkohlungsofen miteinander verschweißen können, was zu Ausschuss und Störungen im Ofenbetrieb führt.

Eine dritte Methode besteht darin, jedes Bauteil mit seiner Rückseite auf eine plane geschlossene Auflagescheibe aus Stahl zu legen. Damit wird zum einen das Aufkohlen der Rückseite und zum anderen das Verschweißen der einzelnen Bauteile zuverlässig verhindert.

Nachteilig ist es jedoch bei diesem Verfahren, dass sich durch die thermomechanischen Belastungen durch die auftretenden Temperaturzyklen sowie die wiederholte Aufkohlung die Auflagescheiben (Chargier-Scheiben) verziehen. Der Verzug äußert sich in einer zunehmenden Welligkeit, was wiederum zu einer ungleichen Aufkohlung der Rückseite der Bauteile und somit zu einem erhöhten Härteverzug führt. Um nicht Bauteile mit erhöhtem Härteverzug weiter zu verarbeiten, ist eine 100 %ige Kontrolle der einzelnen aufgekohlten Bauteile notwendig, die wiederum kostspielig und zeitintensiv ist.

Neben der Verwendung von metallischen Tragkörpern ist es bereits aus der DE 44 36 823 C1 allgemein bekannt, Tragkörper aus SIC in Wärmebehandlungsöfen für Metallbauteile zum Härten, Vergüten, Anlassen oder Vorwärmen zu verwenden.

Aus der US 2,512,567 ist eine kreiszylindrische Tragplatte zur Aufnahme von Bauteile und zum Transport dieser Bauteile durch einen Wärmeofen bekannt. Diese Tragplatte besteht aus SiC und weist vom Außenumfang radial nach innen laufende Kanäle sowie eine zentrale Bohrung auf. Ziel dieser Ausgestaltung ist es, einen Verzug der Tragplatte möglichst zu verhindern.

Die US 4,536,153 beschreibt eine achteckige Tragplatte mit zentraler Bohrung zur Aufnahme von Bauteilen in einem Wärmeofen. Durch die zentrale Bohrung soll der Wärmestrom innerhalb des Ofens um die zu behandelnden Bauteile verbessert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie Tellerräder, deren Rückseite nicht aufgekohlt werden dürfen, chargiert werden können, ohne dass die erwähnten Nachteile auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Durch die Verwendung keramischer Tragplatten in der angegebenen Zusammensetzung und die Lagerung der Tellerräder mit ihrer (planen) Rückseite auf diese keramischen Tragplatten wird zum einen verhindert, dass sich die Tragplatten durch die wechselnden thermochemischen Belastungen verziehen und zum anderen, dass die Gewindebohrungen auf der Rückseite der Tellerräder während des Wärmebehandlungsvorgangs mit aufgekohlt werden.

Anspruche 2 beschreibt die Ausgestaltung der keramischen Tragplatte, damit sie im Hinblick auf Thermoschockbeständigkeit optimiert ist. Durch die Verwundung der Radien am äußeren Scheibenrand auch in der zentralen Bohrung werden die Thermospannungen reduziert und damit die Lebensdauer der keramischen Tragplatte wesentlich erhöht.

Ganz allgemein weisen die Bauteile bzw. Tellerräder, die zur Wärmebehandlung auf keramischen Tragplatten gelagert werden, einen deutlich reduzierten Härteverzug auf, wobei dieser Härteverzug sogar geringer ist als bei der Verwendung einer freien Chargierung, d.h. wenn die aufzukohlenden Bauteile nur auf einer Dreipunkt-Auflage gehalten werden.

Darüber hinaus reduziert sich der Ausschuss und damit die Nacharbeit. Weiterhin entsteht ein geringerer Aufwand in den nachfolgenden Bearbeitungsschritten, Verzahnungsschleifen und Läppen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines ausgewählten Beispiels näher dargestellt. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Chargenaufbaus zur Wärmebehandlung von Tellerrädern;
2: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Tragplatte.
In 1 liegen auf einem Rost 1 zwei Tragplatten 2 und 3 auf, auf denen je ein Tellerrad 4 und 5 als aufzukohlendes Bauteil aufgelegt ist. Da die Tellerräder 4, 5 auf ihrer Rückseite Gewindebohrungen aufweisen, die nicht aufgekohlt werden dürfen, liegen sie mit ihrer Rückseite auf. Damit wird ihre Rückseite durch die Tragplatte abgedeckt.
In 2 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Tragplatte 2, 3 dargestellt. Sie ist im Hinblick auf Thermoschockbeständigkeit optimiert, indem sie aus einer Keramik mit bevorzugt 67,5% SiO₂, 17,1% SiC, 13,6% Al₂O₃ hergestellt wird. Ihre Kanten sind gerundet, damit dort die Thermospannungen reduziert werden.

Claims

Tragplatte zur Aufnahme eines Tellerrades und zum Transport des Tellerrades durch einen Wärmebehandlungsofen, die als kreiszylindrische Scheibe mit zentraler Bohrung ausgebildet ist und die aus den Komponenten SiO₂, SiC und Al₂O₃ sowie üblichen Verunreinigungen besteht, wobei der Anteil an SiO₂ bis zu 68 %, der Anteil an SiC bis bis zu 18 % und der Anteil an Al₂O₃ bis 14 % und der Anteil an üblichen Verunreinigungen bis zu 2 % beträgt, und deren Auflagefläche für das mit seiner der Verzahnung abgewandten planen Rückseite auf der Oberfläche der Tragplatte aufliegende Tellerrad so gestaltet ist, dass die Gewindebohrungen auf der Rückseite des Tellerrades durch die Tragplatte abgedeckt sind.
Tragplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkanten und/oder die Kanten der zentralen Bohrung gerundet sind.