DE19635735C1

DE19635735C1 - Klemmhalter

Info

Publication number: DE19635735C1
Application number: DE1996135735
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Sellschopp; Reinhard Hoefer
Original assignee: Saxonia Umformtechnik GmbH
Current assignee: Saxonia Umformtechnik GmbH
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2016-09-04

Description

I. Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft einen Halter für zu beschichtende Kleinteile, welche z. B. mittels dem CVD-Verfahren durch Abscheiden aus einer Gas- bzw. Plasma- Atmosphäre mit einer dünnen Beschichtung versehen werden sollen.

Derartige Kleinteile sind meist Verschleißteile, z. B. fadenführende Teile in Textilmaschinen, wobei die Beschichtung eine hochverschleißfeste Schicht, z. B. eine diamantähnliche Schicht aus Kohlenstoff, ist.

II. Technischer Hintergrund

Derartige Kleinteile, die z. B. nur 20 mm lang und weniger als 1 mm im Querschnitt groß sein können, müssen während der Beschichtung unter anderem an eine elektrische Spannung angeschlossen werden, und zu diesem Zweck einerseits in einer definierten Orientierung in der Reaktionskammer angeordnet werden, und andererseits in einem elektrisch leitenden Halter angeordnet werden, welcher als Elektrode elektrisch angeschlossen sein muß. Zusätzlich soll die Bestückung des Halters schnell vor sich gehen, da bei einer Beschichtungszeit von z. B. 2 Stunden die Bestückung eines einzigen Halters mit z. B. 100 Kleinteilen sehr schnell zeitaufwendig wird, da mehrere dieser Halter in einer Reaktionskammer angeordnet werden müssen.

Zusätzlich soll eine schnelle und genaue Positionierung der Kleinteile gegenüber dem aus der Reaktionskammer entnommenen Halter möglich sein, da von der Relativorientierung des Halters zum Kleinteil unter anderem die Qualität der Beschichtung abhängt.

Aus der DD-PS 2 12 989 ist bereits ein Substrathalter für zu beschichtende, zylindrische Teile bekannt, bei dem parallel zur Längsachse eine Vielzahl von Öffnungen zur Aufnahme der Teile vorhanden sind. Die in diese Öffnungen bis zum Anschlag gesteckten Teile werden durch jeweils zwei von gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Teiles aus angreifenden Federklemmen gehalten, die auf der Rückseite einer, die Öffnungen aufweisenden, Platte angeordnet sind. Dadurch sind zum Halten eines der Teile jeweils mindestens zwei Federklemmen notwendig.

III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Halter zu schaffen, der schnell und einfach zu bestücken ist bei genauer Positionierung der aufzunehmenden Teile gegenüber dem Halter und sicherer elektrischer Kontaktierung zwischen Halter und aufzunehmendem Kleinteil, wobei ein guter Gasdurchfluß zwischen den Kleinteilen gegeben sein muß.

b) Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß die Aufnahmeöffnungen quer zur Längsachse des länglichen Grundkörpers angeordnet sind, können an einem relativ klein dimensionierten Grundkörper sehr viele Kleinteile angeordnet werden. Durch die Klemmung der Halter zwischen Klemmteil und Grundkörper und somit die Ausbildung des Halters als Klemmhalter ist eine sichere elektrische Kontaktierung gewährleistet.

Da zusätzlich die Klemmung nicht durch z. B. Verschrauben, sondern mittels Materialelastizität des Klemmteiles erfolgt, kann durch ausreichend kraftvolles Einschieben der Kleinteile zwischen Klemmteil und Grundkörper die Befestigung erfolgen, ohne daß zeitaufwendig geschraubt, nachjustiert etc. werden muß.

c) Vorteile

Diese Klemmung ist einerseits ausreichend stark, um nicht nur eine sichere elektrische Kontaktierung des Kleinteiles zu gewährleisten, sondern darüber hinaus auch die einmal beim Einstecken gewählte Orientierung der Kleinteile beizubehalten. Mit normalem Kraftaufwand kann das eingesteckte Kleinteil jedoch jederzeit zum Nachpositionieren gedreht etc. werden, jedoch nur innerhalb der Klemmebene, welches die Außenfläche des Teiles ist, gegen welches das Klemmteil preßt.

d) Weitere Ausgestaltungen

Um ein möglichst einfaches, kostengünstig herzustellendes Halteteil zu schaffen, werden alle in Längsrichtung in einer Reihe angeordneten Kleinteile durch ein gemeinsames Klemmteil am Grundkörper gehalten. Um dennoch ein einzelnes Kleinteil unabhängig von den benachbarten Kleinteilen einschieben bzw. herausnehmen zu können, ist dieses Klemmteil an seiner Klemmkante durch quer verlaufende Zungenschlitze in einzelne Klemmzungen unterteilt, die unabhängig voneinander jeweils eines der Kleinteile klemmend Haltern.

Um die Orientierung aller Kleinteile in oder wenigstens parallel zu einer bestimmten Ebene, nämlich der Mittelebene des Grundkörpers, zu gewährleisten, werden die Kleinteile von dem Klemmhalter nur gegen zwei einander gegenüberliegende, parallel zueinander verlaufende Außenflächen des Querschnitts flach quaderförmigen Grundkörpers gepreßt. Zu diesem Zweck sind die Klemmteile als U-förmige Überschub-Profile für den Grundkörper ausgebildet, die im entspannten Zustand einen kleineren Freiraum zum Inneren aufweisen als die Dicke des Grundkörpers beträgt. Durch Aufschieben auf den Grundkörper klemmen diese U-Profile kraftschlüssig auf dem Grundkörper. Durch Aufschieben von zwei solcher U-Profile als Klemmteile von zwei gegenüberliegenden Schmalseiten her auf den Grundkörper preßt jeweils ein außen liegender Schenkel einer U-Profile gegen eine der Außenflächen des Grundkörpers und hält dabei einen Schenkel des anderen U-Profiles dazwischen fest.

Durch die Ausbildung von Führungsschlitzen, insbesondere in der geschlossenen Profilseite des innen liegende U-Profiles, in die die Kleinteile eingeschoben werden, ist zusätzlich eine einfache und doch genaue Einhaltung des gegenseitigen Abstandes der Kleinteile erzielbar.

Somit können von den beiden Schmalseiten des Grundkörpers her jeweils eine Vielzahl von Kleinteilen zwischen den außen liegenden, frei endenden Schenkeln des einen U-Profiles und das darunterliegende andere U-Profil eingesteckt und dort elastisch geklemmt werden. Zu diesem Zweck sind die einzelnen Klemmzungen an ihrem freien Ende etwas nach außen aufgebogen.

Um dabei den elektromagnetisch unterstützten CVD-Vorgang nicht nachteilig zu beeinflussen, besteht der Grundkörper aus einem nicht magnetischen Material, vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Metallwerkstoff wie Edelstahl.

Auch Klemmteile bestehen vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, um die bei dem Verfahren auftretenden Temperaturen von über 200°C ohne zu starken Abfall der Eigenspannung des Materials der Klemmteile auszuhalten. Insbesondere wird für die Klemmteile eine Kobalt-Basislegierung, etwa aus 40 bis 45% Kobalt, 8 bis 10% Eisen sowie 10 bis 15% Chrom und 20 bis 30% Nickel (Gewichtsprozente) gewählt.

e) Ausführungsbeispiele

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Halter in der Frontansicht und

Fig. 2 den Halter 1 in Querschnittsdarstellung.

In Fig. 1 ist der leistenförmige Klemmhalter 1 in der Frontansicht zu erkennen, wobei im oberen Bereich in die Führungsschlitze 12 zu beschichtende Kleinteile 13 bereits eingesteckt sind. Am oberen und unteren Ende des leistenförmigen Grundkörpers 2 des Klemmhalters 1 ragt dieser über die auf den Grundkörper 2 aufgesteckten Klemmteile 5a, 5b hinaus und verfügt über eine Bohrung als Befestigungsvorrichtung 10, um in einem größeren Halterahmen als einer von mehreren Klemmhaltern nach dem Bestücken mit den Kleinteilen 13 verschraubt zu werden.

Der Klemmhalter 1 besteht außer dem Grundkörper 2 aus zwei U-förmigen Klemmteilen 5a, 5b, die sich in Längsrichtung vorzugsweise über den gesamten Bereich zwischen den Befestigungsvorrichtungen 10 am oberen und unteren Ende erstrecken, und von den Längs-Schmalseiten des Grundkörpers 2 her auf diesen aufgeschoben werden.

Wie besser in Fig. 2 zu erkennen, sind die Klemmteile 5a, 5b von den gegenüberliegenden Längs-Schmalseiten her auf den Grundkörper 2, welcher vorzugsweise aus massivem Material besteht, aufgeschoben, und bedecken dabei auch die Längsachse 3 des Grundkörpers 1.

Jeder der beiden U-förmigen Klemmteile 5a, 5b verfügt über jeweils einen frei endenden Schenkel 6, 7 bzw. 6′, 7′ und ist so auf den Grundkörper 2 aufgeschoben, daß sein einer Schenkel 6 bzw. 6′ an der Flachseite des Grundkörpers 2 anliegt, und sein anderer Schenkel 7, 7′ gegen die Außenseite des Schenkels 6′, 6 des anderen Klemmteiles 5b bzw. 5a drückt.

Die freien Schenkel 6,. 7 der Klemmteile 5a, 5b weisen dabei eine solche gegeneinander gerichtete Vorspannung auf, daß - wenn dazwischen der Grundkörper 2 sowie ein Schenkel des jeweils anderen Klemmteiles dazwischen aufgenommen wird - hierdurch eine feste kraftschlüssige Verbindung gegeben ist.

In den Klemmteilen 5a, 5b sind jeweils in dem einen Schenkel 7′ von der Außenkante her gegen den verbindenden Schenkel des U-Profiles gerichtete Zungenschlitze 8 eingearbeitet, wodurch in der Längsrichtung nebeneinander liegende Zungen 9 ausgebildet sind, deren Endbereiche etwas nach oben aufgebogen sind.

Diese Zungen 9 des Schenkels 7′ z. B. des Klemmteiles 5b drücken dabei gegen den Schenkel 6 des anderen Klemmteiles 5a, und zwar im Bereich des Überganges des Schenkels 6 in den verbindenden Querschenkel 15 dieses Klemmteiles 5a. In diesem Bereich weist das Klemmteil 5a wiederum quer zur Längsachse 3 verlaufende Führungsschlitze 12 auf, welche wenigstens vom Übergang zwischen dem Querschenkel 15 zum Schenkel 6 aus in Richtung auf das freie Ende des Schenkels 6 verlaufen, jedoch dieses freie Ende nicht erreichen.

Diese Führungsschlitze 12 sind im selben Abstand wie die Zungen 9 angeordnet, jedoch so versetzt, daß sich etwa mittig unter jeder Zunge 9 des einen Klemmteiles z. B. 5b ein Führungsschlitz 12 des anderen Klemmteiles 5a befindet.

Die Dicke der Klemmteile 5a, 5b - zumindest im Bereich der Führungsschlitze 12 - ist dabei so bemessen, daß sie etwas geringer ist als die Dicke der aufzunehmenden Kleinteile 13.

Dadurch ist es möglich, das Kleinteil 13 in den Führungsschlitz 12 und damit unter die darüber liegende jeweilige Zunge 9 einzuschieben, und zwar bis zum Ende des Führungsschlitzes 12, wodurch ein Führungsanschlag 14 in Querrichtung zur Längsrichtung 3 gegeben ist.

Vorzugsweise kann es sich bei den Führungsschlitzen einerseits und Zungenschlitzen 8 andererseits um die gleichen Schlitze handeln, welche sich vom freien Ende, also der Längskante, des Schenkels z. B. 7 weg über die gesamte Tiefe des Schenkels 7, den Querschenkel 15 hinweg soweit in den gegenüberliegenden Schenkel 6 hineinerstrecken, daß das hintere Ende des Zungenschlitzes 8 gleichzeitig der Anschlag 14 ist und damit der hintere Bereich des Zungenschlitzes 8 gleichzeitig der Führungsschlitz 12 ist.

Auch dabei muß wegen der Anpassung der Breite der Führungsschlitze 12 an die Breite der aufzunehmenden Kleinteile 13 zumindest in diesem hinteren Bereich der Führungsschlitze 12 die Anpassung an das Kleinteil 13 gegeben sein.

Der Effekt, daß jeweils eine Zunge 9 über jeweils einem Führungsschlitz 12 zu liegen kommt, wird dadurch erreicht, daß die beiden Klemmteile 5a und 5b um ein halbes Rastermaß entlang der Längsachse 3 gegeneinander versetzt angeordnet werden.

Bei der Lösung der Fig. 1 und 2 dagegen sind die Führungsschlitze 12 und Zungenschlitze 8 getrennt ausgebildet, wobei sich die Zungenschlitze 12 nur bis etwa auf die halbe Tiefe in den Schenkel 7 bzw. 7′ hineinerstrecken, und die Führungsschlitze 12 sich durch den Querschenkel 15 hindurch etwa 1/5 jeweils gleich tief in die parallel zueinander verlaufenden Schenkel 6, 7 hineinerstrecken, wodurch die Führungsschlitze 12 mittels Sägen auf einfache Art und Weise hergestellt werden können.

In Fig. 1 sind im oberen Bereich als Kleinteile 13 Lochnadeln in die Führungsschlitze 12 bis zum Führungsanschlag 14 hinein eingesteckt, während das das Loch aufweisende Ende vom Klemmhalter 1 abstrebt und beschichtet werden soll.

Bezugszeichenliste

1 Halter
2 Grundkörper
3 Längsachse
4 Öffnungen
5 Klemmteil
6 Schenkel
7 Schenkel
8 Zungenschlitze
9 Zunge
10 Befestigungsvorrichtung
11 Mittelebene
12 Führungsschlitze
13 Kleinteil
14 Führungsanschlag
15 Querschenkel

Claims

1. Klemmhalter für zu beschichtende, insbesondere nach dem CVD-Verfahren zu beschichtende, Kleinteile mit einem länglichen Grundkörper (2) und bezüglich der Längsachse (3) des Grundkörpers (2) quer angeordnete Öffnungen (4) zum Aufnehmen eines Teils der Kleinteile, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Klemmhalter (1) aus nicht-magnetischem Material besteht, welches auch bei 220 °C, seine Eigenelastizität für das Klemmen der Kleinteile noch nicht einbüßt, und
- die Öffnungen (4) zwischen dem Grundkörper (2) und wenigstens einem gegenüber dem Grundkörper (2) klemmenden Klemmteil (5) vorhanden sind.

2. Klemmhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmhalter (1) auch bei über 240°C seine Eigenelastizität für das Klemmen der Kleinteile noch nicht einbüßt.

3. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen nur in einer Richtung parallel zu einer Mittelebene (11) des Grundkörpers (2) angeordnet sind.

4. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil (5) elastisch ist und am Grundkörper (2) befestigt ist.

5. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil (5) aus einem Blech besteht, welches wenigstens einem Teil der Umfangskontur des Grundkörpers (2) angepaßt ist und dessen Querschnitt wenigstens teilweise umgibt.

6. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Öffnungen (4) einer in Längsrichtung (3) des Grundkörpers (2) verlaufenden Reihe ein gemeinsames Klemmteil (5a) bzw. (5b) vorhanden ist.

7. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil (5) einen U-förmigen Querschnitt besitzt, wobei der freie Abstand zwischen den parallelen freien Schenkeln (6, 7) des U-Profiles des Klemmteiles (5) im entspannten Zustand einen kleineren Abstand besitzt als die Dicke des Grundkörpers (2) an derjenigen Stelle, an welcher das Klemmteil (5) auf den Grundkörper (2) aufgeschoben ist.

8. Klemmhalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (6, 7) ballig gegeneinander gekrümmt oder zu den freien Enden hin aneinander annähernd geformt sind.

9. Klemmhalter nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine Schenkel (6) des U-förmigen Klemmteiles (5) in Längsrichtung beabstandete, quer zu seiner Längsachse verlaufende Zungenschlitze (8) aufweist, so daß einzelne Zungen (9) zwischen den Zungenschlitzen gebildet werden, die Quer zur Längsachse (3) orientiert sind.

10. Klemmhalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungenschlitze (8) sich um die erste Kröpfung des U-Profiles des Klemmteiles (5) herum erstrecken.

11. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) eine flach rechteckige Querschnittskontur, betrachtet in Längsrichtung (3), aufweist und von den beiden Schmalseiten der Querschnittskontur her jeweils ein U-förmiges Klemmteil (5a) bzw. (5b) auf den Grundkörper (2) so aufgeschoben ist, daß der mit den Zungenschlitzen (8) versehene Schenkel (6) des Klemmteiles (5a) bzw. (5b) außen liegt und einen Schenkel des anderen Klemmteiles (5b) bzw. (5a) zwischen sich und dem Grundkörper (2) klemmt.

12. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Zunge (9) nach außen aufgebogen sind.

13. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmteile (5a, 5b) aus einem Metallblech, insbesondere einem Metallblech mit Kobalt-Basislegierung, besteht.

14. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmteile (5a, 5b) ca. 40-45 Gewichtsprozent Kobalt, 8-10 Gewichtsprozent Eisen, 10-15 Gewichtsprozent Chrom und 20-30 Gewichtsprozent Nickel enthalten.

15. Klemmhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmteile (5a, 5b) in Längsrichtung (3) kürzer ausgebildet sind als der Grundkörper (2) und die darüber hinausragenden Enden des Grundkörpers (2) Befestigungsvorrichtungen (10) zur Befestigung an der Umgebung aufweisen.