DE29512569U1

DE29512569U1 - Carrier for hardness goods

Info

Publication number: DE29512569U1
Application number: DE29512569U
Authority: DE
Original assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Current assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1995-11-30
Anticipated expiration: 2005-08-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger für Härtegut bestimmt zum Einsatz in der Härtetechnik.The invention relates to a carrier for hardened material intended for use in hardening technology.

Nach dem Stand der Technik sind Stahlträger bekannt, auf die zu erhärtendes Gut wie Bohrer aufgelegt werden. Das Aufheizen erfolgt auf Temperaturen von zum Beispiel 1200° C im Vakuum bzw. Schutzgasatmosphäre. Sodann erfolgt ein Abkühlen. Der gesamte Härteprozeß kann in sogenannten Kammeröfen, Mehrkammeröfen, Durchschuböfen und Durchlaufofen durchgeführt werden.According to the state of the art, steel supports are known onto which the material to be hardened, such as drills, is placed. Heating takes place to temperatures of, for example, 1200° C in a vacuum or protective gas atmosphere. Cooling then takes place. The entire hardening process can be carried out in so-called chamber furnaces, multi-chamber furnaces, pusher furnaces and continuous furnaces.

Bei den verwendeten Stahlträgern ergibt sich der Nachteil, daß diese nicht thermostabil sind. Daher wurde bereits vorgeschlagen, Graphit- oder Keramikträger zu verwenden. Den zuletzt genannten Materialien ist jedoch der Nachteil der Bruchempfindlichkeit anzulasten. Bei Graphitträgern kommt zusätzlich der Aufkohlungseffekt hinzu.The disadvantage of the steel supports used is that they are not thermally stable. It has therefore already been suggested that graphite or ceramic supports be used. However, the latter materials have the disadvantage of being susceptible to breakage. Graphite supports also have the carburizing effect.

Unabhängig davon besitzen die bekannten Werkstückträger einen hohen Wärmeinhalt, wodurch ein langsames Aufheizen und dementsprechend ein langsames Abkühlen bedingt ist.Irrespective of this, the known workpiece carriers have a high heat content, which results in slow heating and, accordingly, slow cooling.

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Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Träger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein Einsatz für höhere Härtetemperaturen möglich, eine Formstabilität bei extrem schnellen Temperaturwechseln sichergestellt und eine hohe Lebensdauer erreichbar ist.The present invention is based on the problem of developing a carrier of the type mentioned at the beginning in such a way that it can be used for higher hardening temperatures, dimensional stability is ensured during extremely rapid temperature changes and a long service life can be achieved.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Träger aus kohlenfaserstoffverstärktem Kohlenstoff (CFC) besteht, wobei das CFC-Material oxidationsgeschützt ist und vorzugsweise mit einer SiC-, BN- oder TiN-Schicht oder Pyrographit beschichtet ist.The problem is essentially solved according to the invention in that the carrier consists of carbon fiber reinforced carbon (CFC), whereby the CFC material is protected against oxidation and is preferably coated with a SiC, BN or TiN layer or pyrographite.

Dadurch, daß erfindungsgemäß ein Träger aus CFC-Material vorgeschlagen wird, ergeben sich im Vergleich zu bekannten aus Metall, Keramik oder Graphit bestehenden Werkstückträgern erhebliche Vorteile. So weist ein erfindungsgemäßer Werkstückträger zu einem bekannten Werkstückträger gleicher Abmessungen ein geringeres Gewicht auf. Der Werkstückträger besitzt einen geringeren Wärmeinhalt, so daß sich ein schnelleres Aufheizen und schnelleres Abkühlen ergibt.The fact that the invention proposes a carrier made of CFC material results in significant advantages compared to known workpiece carriers made of metal, ceramic or graphite. For example, a workpiece carrier according to the invention is lighter than a known workpiece carrier of the same dimensions. The workpiece carrier has a lower heat content, so that it heats up and cools down more quickly.

Der erfmdungsgemäße Träger kann als Leichtbaukonstruktion bezeichnet werden, so daß sich ein besseres Massenverhältnis zwischen Härtegut und Werkstückträger ergibt. Entsprechende Werkstückträger zeigen eine Verzugsannut, wodurch sich eine höhere Lebensdauer ergibt. Schließlich ist eine Formstabilität auch bei extrem schnellen Temperaturwechseln sichergestellt.The carrier according to the invention can be described as a lightweight construction, so that a better mass ratio between the hardened material and the workpiece carrier is achieved. The corresponding workpiece carriers have a warpage groove, which results in a longer service life. Finally, dimensional stability is ensured even with extremely rapid temperature changes.

Der erfmdungsgemäße Träger ist für jedes Härtegut geeignet, insbesondere also auch zum Härten von runden Metallstangen in einem Kettenbandofen.The carrier according to the invention is suitable for any material to be hardened, in particular for hardening round metal bars in a chain belt furnace.

In weiterer Ausbildung der Erfindung weist der Träger im Schnitt eine U-Form mit Seitenschenkeln und diese verbindendem Querschenkel auf. Dabei können die Seitenschenkel längsrandseitig Aufnahmen für das Härtegut aufweisen. Insbesondere sindIn a further development of the invention, the carrier has a U-shape in section with side legs and a cross leg connecting them. The side legs can have receptacles for the hardened material on the long edge. In particular,

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jedoch die Seitenwandungen mit Durchbrechungen versehen, durch die das zu härtende Gut durchgesteckt wird.However, the side walls are provided with openings through which the material to be hardened is pushed through.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Träger eine Rostform auf. Insbesondere kann der Träger aus zwei parallel zueinander verlaufenden das Härtegut aufnehmenden Flachstegen und diese verbindenden Querstegen bestehen.In a further development of the invention, the carrier has a grate shape. In particular, the carrier can consist of two flat webs running parallel to one another that receive the hardened material and cross webs that connect them.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiel.Further details, advantages and features of the invention emerge not only from the claims, the features derived therefrom - individually and/or in combination - but also from the following description of the preferred embodiment taken from the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Werkstückträgers,Fig. 1 is a plan view of a first embodiment of a workpiece carrier,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Werkstückträgers nach Fig. 1,Fig. 2 is a side view of the workpiece carrier according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer zweiten besonders hervorzuhebenden Ausführungsform eines Werkstückträgers undFig. 3 is a front view of a second particularly noteworthy embodiment of a workpiece carrier and

Fig. 4 eine Seitenansicht des Werkstückträgers nach Fig. 3.Fig. 4 is a side view of the workpiece carrier according to Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkstückträgers (10) dargestellt, der aus kohlenfaserverstärktem Kohlenstoff (CFC) besteht und aufkohlungsgeschützt ist. Dies kann durch Auftragen einer Schutzschicht aus SiC oder BN erreicht werden.Figures 1 and 2 show a first embodiment of a workpiece carrier (10) according to the invention, which consists of carbon fiber reinforced carbon (CFC) and is protected against carburization. This can be achieved by applying a protective layer of SiC or BN.

Der Träger (10) besteht aus zwei Längsstegen (12), (14) und diesen verbindendenThe support (10) consists of two longitudinal webs (12), (14) and the connecting

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Querstegen (16) und (18). Die Längsstege (12), (14) sind in etwa 3-4mal länger als die Querstege (18), (18).Crossbars (16) and (18). The longitudinal bars (12), (14) are approximately 3-4 times longer than the crossbars (18), (18).

Die oberen Längsränder der Längsstege (12) und (14) weisen mehrere Vertiefungen auf, die beispielhaft mit dem Bezugszeichen (20) und (22) versehen sind. Die Vertiefungen (20), (22) dienen als Aufnahme von zum Beispiel stabförmigem Härtegut wie Bohrern. Die Achse entsprechender Bohrer sind in Fig. 1 gestrichelt dargestellt und weisen zum Beispiel das Bezugszeichen (24) auf.The upper longitudinal edges of the longitudinal webs (12) and (14) have several recesses, which are provided with the reference symbols (20) and (22) for example. The recesses (20), (22) serve to accommodate rod-shaped hardening material such as drills. The axes of corresponding drills are shown in dashed lines in Fig. 1 and have, for example, the reference symbol (24).

Um den Träger einfach handhaben zu können und insbesondere einen Transport mit Roboterarmen zu ermöglichen, weisen die Längsstege (12), (14) unterseitig Ausschnitte (26) auf, die beabstandet zu den Enden, in denen die Querstege (16) und (18) eingesteckt sind, verlaufen.In order to be able to handle the carrier easily and in particular to enable transport with robot arms, the longitudinal webs (12), (14) have cutouts (26) on the underside, which run at a distance from the ends into which the transverse webs (16) and (18) are inserted.

Weist der Träger (10) nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine Rechteckform in Draufsicht auf, so kann auch eine kreisförmige oder ovale Außengeometrie vorliegen. Der zum Beispiel einem Kreis oder einem Oval folgende umlaufende Steg weist dann bodenseitig sich schneidende Längs- und Querstege auf, auf die das Härtegut gelegt wird.If the carrier (10) according to the embodiment of Fig. 1 has a rectangular shape in plan view, it can also have a circular or oval outer geometry. The circumferential web, which follows a circle or an oval, for example, then has intersecting longitudinal and transverse webs on the bottom side, onto which the material to be hardened is placed.

In Fig. 2 ist ein aus CFC-Material und ebenfalls vorzugsweise mit SiC, BN oder TiN beschichteter Werkstückträger (28) dargestellt, der im Schnitt eine U-Form aufweist, also Seitenschenkel (30) und (32) und diese verbindenden Querschenkel (34) umfaßt. Die Seitenschenkel (30) und (32) dienen als Aufnahmen für zu härtendes Gut. Hierzu weisen die Seitenwandungen (30), (32) zueinander fluchtende Aussparungen (36), (38) auf, in die das zu erhärtende Gut durchgesteckt wird. Zusätzlich oder alternativ sind die oberen Längsränder der Seitenschenkel (30), (32) mit Vertiefungen (40) versehen, weisen also eine Strukturierung auf, die der der Längsstege (12), (14) des Trägers (10) entsprechen.Fig. 2 shows a workpiece carrier (28) made of CFC material and also preferably coated with SiC, BN or TiN, which has a U-shape in section, i.e. it has side legs (30) and (32) and cross legs (34) connecting them. The side legs (30) and (32) serve as receptacles for the material to be hardened. For this purpose, the side walls (30), (32) have recesses (36), (38) aligned with one another, into which the material to be hardened is pushed. Additionally or alternatively, the upper longitudinal edges of the side legs (30), (32) are provided with recesses (40), i.e. have a structure that corresponds to that of the longitudinal webs (12), (14) of the carrier (10).

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Zu erwähnen ist, daß sich der Querschenkel (34) nicht über die gesamte Länge der Seitenschenkel (30), (32) erstrecken muß. Vielmehr besteht die Möglichkeit, die Seitenschenkel (30) und (32) über Querstege zu verbinden, wie dies anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 verdeutlicht worden ist.It should be mentioned that the cross leg (34) does not have to extend over the entire length of the side legs (30), (32). Rather, it is possible to connect the side legs (30) and (32) via crossbars, as has been made clear using the embodiment in Figs. 1 and 2.

Vorteile der aus CFC-Material bestehenden Werkstückträger (10) und (28) sind in deren Leichtbauweise, Verzugsarmut und hoher Formstabilität bei extremen Temperaturen zu sehen. Einsatzmöglichkeiten in Bereichen von 900 - 1400° im Vakuum oder Schutzgas sind problemlos möglich. Ein Einsatz zum Härten beliebiger Härtegüter wie zum Beispiel Metallstangen, Bohrer o.a. ist möglich, ohne daß durch die beispielhaft angegebenen Geometrien der Hälteteile eine Einschränkung erfolgen soll.The advantages of the workpiece carriers (10) and (28) made of CFC material are their lightweight construction, low distortion and high dimensional stability at extreme temperatures. Applications in ranges from 900 - 1400° in a vacuum or inert gas are possible without any problems. They can be used to harden any hardened goods such as metal rods, drills or the like, without any restrictions being imposed by the geometries of the holding parts given as examples.

Durch die Leichtbauweise ergibt sich auch eine bessere Handhabung insbesondere bei großen Werkstückträgern. Aufgrund des geringen Wärmeinhaltes der erfindungsgemäßen Träger (10), (28) sind verbesserte Härteergebnisse erzielbar.The lightweight construction also results in better handling, especially with large workpiece carriers. Due to the low heat content of the carriers (10), (28) according to the invention, improved hardening results can be achieved.

Ein besonders hervorzuhebender Vorteil ist, daß der gesamte Härteprozeß nicht mehr vom Trägermaterial abhängt, sondern die Härtegeschwindigkeit einzig durch die Masse des Härtegutes vorgegeben ist, und damit optimalere und schnellere Ergebnisse erzielt werden. Auch ist eine im Vergleich zu bekannten Werktstückträgern erhöhte Lebensdauer feststellbar.A particularly noteworthy advantage is that the entire hardening process no longer depends on the carrier material, but the hardening speed is determined solely by the mass of the material being hardened, thus achieving more optimal and faster results. An increased service life can also be observed compared to known workpiece carriers.

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Claims

1. Carrier for hardened material intended for use in hardening technology, characterized in that the carrier (10, 28) consists of carbon fiber reinforced carbon (CFC) material.

2. Carrier according to claim 1,
characterized in that the carrier consisting of CFC is protected against oxidation.

3. Carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier (10, 28) consisting of CFC material has a SiC, BN or TiN protective layer.

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4. Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the support (28) has a U-shape in section with side legs (30, 32) and a transverse leg (34) connecting them.

5. Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the side legs (30, 32) of the support (28), which has a U-shape in section, have openings (36, 38) aligned with one another for receiving the material to be hardened.

6. Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the side legs (30, 32) for receiving the material to be hardened are preferably structured by recesses (40).

7. Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in
that the carrier (10) has a grate shape in plan view.

8. Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the carrier (10) consists of two flat webs (12, 14) running parallel to one another and receiving the hardened material and cross webs (16, 18) connecting them.

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9. Carrier according to at least claim 8,
characterized,

that the longitudinal webs (12, 14) holding the hardened material are machined on the underside.

10. Carrier according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the support has a circular or oval geometry in plan view, wherein the support has a base consisting of intersecting and preferably plugged together longitudinal and transverse webs.

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