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Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Chargiergestell zur Aufnahme von Härtegut, oder anderen Gegenständen, die in Vakuum- oder Schutzgasöfen einer Wärmebehandlung unterzogen werden sollen.
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Bei der industriellen Wärmebehandlung der genannten Gegenstände werden sogenannte Chargiergestelle eingesetzt, um die Gegenstände aufzunehmen und die Vakuum- oder Schutzgasöfen zu beladen bzw. zu entladen. Die Chargiergestelle haben die Aufgabe, die Gegenstände während der Wärmebehandlung und während des Transportes der Chargiergestelle sicher zu halten. Außerdem muss sichergestellt werden, dass das Material der Chargiergestelle die Gegenstände möglichst nicht mit Fremdmaterialien kontaminiert.
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Aus diesem Grund bestehen die Chargiergestelle zumeist aus Edelstahl, oder es werden auch aus Gründen der Genauigkeit, Haltbarkeit und Energieoptimierung Graphit, CFC (kohlefaserverstärkter Kohlenstoff), Keramik oder andere hochtemperaturbeständige Legierungen eingesetzt.
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Die Chargiergestelle sind in der Regel mehrteilig aufgebaut und lassen sich je nach Beladeanforderung entsprechend zu einer stabilen Konstruktion zusammenfügen, wobei zumeist Sorge dafür getragen wird, dass zwischen den aufzunehmenden Gegenständen und dem Chargiergestell möglichst wenige Berührungspunkte bestehen.
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CFC-, Graphit- oder Compoundgestelle bestehen entweder aus Platten und Distanzstücken, oder sie sind aus kammartigen Stegen zu Rosten zusammengefügt. Zur Verringerung der Kontaminationsgefahr können diese Platten oder Roste mit keramischen Trennschichten versehen werden, was zumeist durch Auftragen von Keramikanstrichen oder durch Plasmaspritzverfahren geschehen kann.
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Aus der
DE 101 17 987 A1 geht ein Chargiergestell für die Wärme- und/oder Kühlbehandlung von zu härtenden Metallteilen hervor, das aus mehreren Etagen von übereinander gestapelten Körben besteht. Jedes Chargiergestell besteht aus Streben, auf denen Trägerplatten ruhen.
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Ein weiteres Chargiergestell für das Brennen von Gegenständen aus keramischen und glaskeramischen Werkstoffen in der Gestalt eines Rostes geht aus der
EP 0 677 162 B1 hervor. Das Chargiergestell besteht aus Rahmen- und Trägerteilen, die aus einer dispersionsgehärteten Eisen- oder Nickelbasislegierung, oder aus Silizumkarbid, einem oxidkeramischen Werkstoff, oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Das Chargiergestell eignet sich für Brennprozesse bis ca. 1400 °C.
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In der
DE 299 20 156 U1 wird ein Chargiergestell für einen Wärmebehandlungsofen beschrieben, das aus keramischem Material hergestellten, stapelbaren Modulen besteht, die mittels Verbindungselemente fixiert werden. Auf den übereinander gestapelten Modulen befinden sich Chargenträger zur Aufnahme von Gegenständen.
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Schließlich wird in der
DE 26 50 525 A ein Chargiergestell beschrieben, das aus einem zentralen Zentrierstück mit nach außen gerichteten Ansätzen besteht. Auf den Ansätzen liegen Aufnahmeringe auf, die ihrerseits zur Aufnahme von Werkstücken, wie Kleinteilen, dienen.
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Bei höheren Behandlungstemperaturen kann es zu einer Reaktion zwischen den Kohlenstoffbauteilen des Chargiergestelles und dem metallischen Härtegut kommen. Um das zu vermeiden, werden keramische Beschichtungen als Trennschichten aufgebracht, oder Keramikteile verbaut. Nachteilig in beiden Fällen ist, dass es sich um teure Lösungen handelt.
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Darüber hinaus haben die Beschichtungen eine begrenzte Lebensdauer. Die Formteile haben weiterhin den Nachteil, dass sie sich bei Bruch nicht einfach auswechseln lassen und z.B. sich bei Schnellkühlung aus dem Chargiergestell lösen können und somit ggf. den Ofen, oder das Härtegut beschädigen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares mehrteiliges Chargiergestell zur Aufnahme von Härteteilen, oder anderen Gegenständen zu schaffen, das einfach gewartet werden kann und das eine sichere Handhabung gewährleistet.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem mehrteiligen Chargiergestell der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Vielzahl von quer verlaufenden Halteleisten und eine Vielzahl von längs verlaufenden Verbindungsleisten formschlüssig und sich rechtwinklig kreuzend, ein Gitterrost bildend kammartig ineinander gesteckt und fixiert sind, wobei die Halteleisten in Gebrauchslage in ihrer jeweils oberen Stirnkante in regelmäßigen Abständen verteilt Aussparungen zur Aufnahme von sich längs parallel zu den Verbindungsleisten erstreckenden langen Keramikelementen eingearbeitet sind, derart, dass die in die Aussparungen eingelegten und als Aufnahmeelemente für das Härtegut oder anderer Gegenstände dienenden Keramikelemente nach oben über das Niveau des Gitterrostes hinausragen.
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Ein derartiges Chargiergestell hat den besonderen Vorteil, dass es einfach und schnell montiert und demontiert werden kann und dass die Keramikelemente im Schadensfall einfach austauschbar sind. Darüber hinaus ist das Chargiergestell vergleichsweise kostengünstig herstellbar, da nur die Keramikelemente mit dem auf diesem positionierbaren Härtegut oder anderen Gegenständen in Kontakt kommt. Die übrigen Einzelteile des Chargiergestells können aus für den jeweiligen Einsatzzweck am besten geeigneten Materialien bestehen. Beispielsweise kommen als Material Edelstahl, Graphit, CFC oder auch Keramikmaterialien in Betracht.
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Die Keramikelemente weisen bevorzugt einen runden oder eckigen Querschnitt auf und sind formschlüssig in die Aussparungen in den Halteleisten einlegbar.
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In einer besonderen Fortführung der Erfindung ist jedes Keramikelement als einstückiger Hohlkörper ausgebildet, oder besteht aus längs aneinander reihbaren Hohlkörpern. Einzelne Keramikelemente können somit im Schadensfall leicht ausgetauscht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich längs durch jedes Keramikelement ein Metallstab zur Stabilisierung desselben. Das hat dem Vorteil, dass einzelne Keramikelemente, die gerissen, oder gebrochen sind, zumeist an ihrem Ort verbleiben und erst bei einer günstigen Gelegenheit ausgetauscht werden können.
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Zusätzlich können die aus den Keramikelementen an deren Enden heraus ragenden Metallstäbe an den jeweils äußeren Halteleisten fixiert sein.
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Alternativ können die aus den Keramikelementen an deren Enden herausragenden Metallstäbe abgewinkelt oder verdrillt sein, so dass auch gebrochene Keramikelemente sicher zusammengehalten werden.
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Die Keramikelemente können besonders kostengünstige extrudierte Hohlkörper sein.
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Zum stabilen Zusammenhalt des Gitterrostes ragen die Enden der Halteleisten seitlich aus den Verbindungsleisten hervor und sind formschlüssig an diesen fixiert.
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Zur formschlüssigen Fixierung der aus den Verbindungsleisten hervorstehenden Enden der Halteleisten sind diese jeweils mit einer Öffnung versehen, durch die sich auf beiden Seiten des Gitterrostes jeweils eine Fixierstange erstreckt, welche die Halteleisten an der jeweils äußersten Verbindungsleiste formschlüssig fixieren.
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Schließlich können sämtliche Einzelteile des Chargiergestells, ausgenommen die Keramikelemente und die Metallstäbe mit Beschichtungen, wie keramischen Trennschichten, versehen sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: eine Übersichtsdarstellung des erfindungsgemäßen Chargiergestells; und
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2: einen vergrößerten Ausschnitt A des Chargiergestells nach 1.
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Das mehrteilige Chargiergestell besteht aus einer Vielzahl von quer angeordneten Halteleisten 1 und einer Vielzahl von längs dazu verlaufenden Verbindungsleisten 2, die sich form- und rechtwinklig kreuzend, ein Gitterrost 3 bilden. Die Halteleisten 1 und die Verbindungsleisten 2 sind dazu kammartig ineinander gesteckt und fixiert. Die Halteleisten 1 und die Verbindungsleisten 2, die aus beliebigen für den jeweiligen Einsatzfall geeigneten Materialien, wie Edelstahl, Graphit, CFC oder auch Keramikmaterialien bestehen, können mit Beschichtungen, wie keramischen Trennschichten, versehen sein.
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In die Halteleisten 1 sind in ihrer jeweils oberen Stirnkante 4 in regelmäßigen Abständen verteilt Aussparungen 5 jeweils fluchtend zu den jeweils benachbarten Aussparungen 5, eingearbeitet, die zur Aufnahme von langgestreckten Keramikelementen 6 dienen.
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Die langgestreckten Keramikelemente 6 verlaufen im eingelegten Zustand nebeneinander parallel zu den Verbindungsleisten 2 derart, dass die in die Aussparungen 5 eigelegten und als Aufnahmeelemente für darauf abzulegendes Härtegut oder anderer nicht dargestellter Gegenstände dienenden Keramikelemente 6 nach oben über das Niveau des Gitterrostes 3 hinausragen.
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Die Keramikelemente 6 besitzen bevorzugt einen runden oder eckigen Querschnitt und sind formschlüssig in die Aussparungen 5 in den Halteleisten 1 einlegbar.
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Die Keramikelemente 6 sind bevorzugt als einstückige Hohlkörper ausgebildet, oder bestehen aus längs aneinander reihbaren Hohlkörpern, die kostengünstig durch extrudieren herstellbar sind.
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Um eine gute Stabilität der Keramikelemente 6, bzw. der aneinander gereihten Hohlkörper, zu erreichen, ist längs durch diese mindestens ein Metallstab 7, oder auch ein hinreichend stabiler Draht geschoben, so dass auch im Fall des Bruchs einzelner Keramikstäbe 6 ein sicherer Halt der auf diesen angeordneten Gegenstände gewährleistet wird.
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Die aus den Keramikelementen 6 an deren Enden heraus ragenden Metallstäbe 7 können an den jeweils äußeren Halteleisten 1 fixiert sein, was durch einfaches Abwinkeln derselben erfolgen kann.
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Weiterhin können die aus den Keramikelementen 6 an deren Enden herausragenden Metallstäbe 7 miteinander verdrillt sein, so dass jedes Keramikelement 6 eine kompakte Einheit bildet, auch wenn es aus einer Vielzahl von aneinander gereihten Hohlkörpern besteht, oder wenn einzelne Abschnitte des Keramikelementes 6 beschädigt sind.
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Um zu erreichen, dass das Gitterrost 3 eine ausreichende Eigenstabilität aufweist, durchdringen die Enden 8 der Halteleisten 1 seitlich die quer verlaufenden äußeren Verbindungsleisten 2 und sind formschlüssig an diesen fixiert. Das erfolgt dadurch dass die aus den Verbindungsleisten 2 hervorstehenden Enden 8 der Halteleisten 1 jeweils mit einer Öffnung 9 versehen sind, durch die sich auf beiden Seiten des Gitterrostes 3 jeweils eine Fixierstange 10 erstreckt, welche die Enden der Halteleisten 1 an der jeweils äußersten Verbindungsleiste 2 formschlüssig fixiert. Um das zu erreichen, entspricht der Querschnitt der Fixierstange 10 dem Querschnitt der Öffnungen 9 in den Enden 8 der Halteleisten 1.
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Weiterhin können in den Enden der Verbindungsleisten 2 Schlitze 11 derart eingearbeitet sein, dass in diese eingelegte Sicherungsleisten (nicht dargestellt) derart einschiebbar sind, dass diese sich vor den Enden der Keramikelemente 6 befinden und diese somit gegen Verrutschen in Längsrichtung sichern (2).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halteleiste
- 2
- Verbindungsleiste
- 3
- Gitterrost
- 4
- Stirnkante
- 5
- Aussparung
- 6
- Keramikelement
- 7
- Metallstab
- 8
- Ende
- 9
- Öffnung
- 10
- Fixierstange
- 11
- Schlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10117987 A1 [0006]
- EP 0677162 B1 [0007]
- DE 29920156 U1 [0008]
- DE 2650525 A [0009]
