SCHNEIDER, Wolfgang (Hallstrasse 15a, Sonneberg, 96515, DE)
-Patentansprüche
1. Mehrteiliges Stützelement (10) für ein Ofenregal, wobei das Stützelement (10) ein Oberteil (20) und ein Unterteil (30) umfasst, wobei das Oberteil (20} mit dem Unterteil (30) zum Zwecke der Fixierung eines Regalbodens (40) zwischen Oberteil (20} und Unterteil (30) axial mittels einer Drehverbindung (22, 32) lösbar verbindbar ist, wobei die Drehverbindung (22, 32) durch einen an dem einen Teil (30) vorgesehenen Zapfen (31} und eine an dem jeweils anderen Teil (20) vorgesehene korrespondierende öffnung (21), in die der Zapfen (31) eindrehbar ist, gebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Drehverbindung (22, 32) derart ausgebildet ist, dass sie nach definierter Eindrehung des Zapfens (31) In die öffnung (21) wieder außer Eingriff gelangt, so dass der Zapfen (31) mit axialem Spiel in der öffnung (21} verriegelt ist.
2. Stützelement (10) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Drehverbindung als Schraubverbindung (22, 32} ausgebildet ist, wobei der an dem einen Teil (30) vorgesehene Zapfen (31) ein Außengewinde (32) aufweist und die an dem jeweils anderen Teil (20) vorgesehene öffnung (21) ein Innengewinde (22) aufweist.
3. Stützelement (10) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zapfen (31) von seinem freien Ende gesehen hinter dem Außengewinde (32) einen Freistich (33) aufweist und die öffnung (21) von ihrem äußeren Rand gesehen hinter dem Innengewinde (22} einen korrespondierenden Preistich (23) aufweist .
4. Stützelement (10} nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zapfen (31} an dem Unterteil (30) des Stützelementes (10) und die öffnung (21) an dem Oberteil (20} des Stützelementes (10) vorgesehen ist.
5. Stützelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Oberteil (20) an seinem einen axialen Ende einen verbreiterten Randbereich (24) mit einer Sitzfläche (25) aufweist, mit welcher er auf dem zwischen Oberteil (20) und Unterteil (30) des Stützelementes (10} fixierbaren Regalboden (40) aufliegt.
6. Stützelement (10) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Drehverbindung als Bajonettverbindung ausgebildet ist.
7. Ofenregal umfassend einen unteren Regalboden (40) und wenigstens einen oberen Regalboden (40) , wobei zumindest der untere Regalboden (40) in wenigstens einem Stützelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gehalten ist und der wenigstens eine obere Regalboden (40) auf dem Oberteil (20) des Stützelementes (10) aufliegt .
8. Ofenregal nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der untere Regalboden (40) und/oder der wenigstens eine obere Regalboden (40) plattenförmig ausgebildet ist.
9. Ofenregal nach Anspruch 7 oder 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der untere Regalboden und/ oder der wenigstens eine obere Regalboden als Tellerständer ausgebildet ist. |
Mehrteiliges Stützelement
Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Stützelement für ein Ofenregal mit einem Oberteil und einem Unterteil, wobei das Oberteil mit dem Unterteil zum Zwecke der Fixierung eines Regalbodens zwischen Oberteil und Unterteil axial mittels einer Drehverbindung lösbar verbindbar ist, wobei die Drehverbindung durch einen an dem einen Teil vorgesehenen Zapfen und eine an dem jeweils anderen Teil vorgesehene korrespondierende öffnung, in die der Zapfen eindrehbar ist, gebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Ofenregal mit einem unteren Regalboden und wenigstens einem oberen Regalboden, wobei zumindest der untere Regalboden in wenigstens einem derartigen Stützelement gehalten ist.
Mehrteilige Stützelemente aus keramischen Werkstoffen für
Ofenregale sind aus dem Stand der Technik bekannt. So wurden bisher bereits zweiteilige verschraubte Stützen für automatisierte Ofenbe- und Entladeanlagen entwickelt und eingesetzt, um einen wesentlichen Nachteil bis dahin lose aufgesetzter in der Regel einteiliger Stützen zu beseitigen. Dieser besteht darin, dass es beim Auftreten von Klebeeffekten zwischen einer solchen Stütze und dem darüberliegenden Regalboden beispielsweise in Form eines Tellerständers regelmäßig zu einem Ausheben der Regalbodenstütze aus deren Zentrierbohrung, in der sie üblicherweise mit einem Zapfen in der Ebene des Telleerständers fixiert ist, kommt. Die Folgen sind Störungen des Betriebsablaufes und Bruch an Teilerständern und Brenngut beim Entstapeln und erneutem Bilden der Tellerständerstöße,
wie es in automatisierten Ofenbe- und Entladesystemen üblich ist.
Die bekannten gattungsgemäßen Stützen umfassen ein Oberteil und ein Unterteil, wobei am Unterteil oberseitig ein Zapfen mit einem Außengewinde vorgesehen ist, welches mit einem am Oberteil in einer unterseitigen öffnung vorgesehenen Innengewinde verschraubt ist. Zwischen Ober- und Unterteil sollte dabei der Tellerständer oder die Brennplatte als Regalboden fest eingeschraubt sein. Der Nachteil dieser bestehenden Lösung besteht nun darin, dass sich durch die Materialeigenschaften der stets eingesetzten hochtemperaturfesten keramischen Werkstoffe von Stütze und Tellerständer bzw. Brennplatte keine sichere kraftschlüssige Verbindung durch Aufbringen einer Vorspannung im
Gewindezapfen erreichen lässt. Die thermische Belastung während des Einsatzes im Ofen führt häufig zum Bruch des Gewindezapfens oder zum Lockern der Schraubverbindung. Eine lockere Schraubverbindung, bei der der Tellerständer bzw. die Brennplatte nicht hinreichend zwischen dem Ober- und
Unterteil der Stütze eingespannt ist, zieht jedoch wiederum eine mechanische Belastung der Zapfen durch die Ableitung der Gewichtskräfte, hervorgerufen durch die darüberliegenden Tellerständer und Platten sowie Brenngut, nach sich, was ebenfalls zum Bruch der Gewindezapfen führen kann.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Stützelement für ein Ofenregal nach dem Oberbegriff anzugeben, welches einen störungsfreien Betrieb des Ofenregals im Ofen sowie beim automatisierten Stapeln und
Entstapeln der einzelnen Komponenten sicherstellt und sich
durch einfache Bauweise und lange Lebensdauer auch bei höchsten Ofentemperaturen auszeichnet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem mehrteiligen Stützelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass die Drehverbindung derart ausgebildet ist, dass sie nach definierter Eindrehung des Zapfens in die öffnung wieder außer Eingriff gelangt, so dass der Zapfen mit axialem Spiel in der öffnung verriegelt ist.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen mehrteiligen Stützelements besteht darin, dass einerseits ein versehentliches Abheben des Stützenoberteils verursacht durch ein Verkleben der oberen Liegefläche des Oberteils mit dem Unterteil der nächsthöher angeordneten Stützelement oder mit dem darüber angeordneten Regalboden selbst wirksam durch die Verriegelung des Oberteils am darunter angeordneten zugehörigen Unterteil verhindert wird. Diese Verriegelung wird erfindungsgemäß durch den an einem Teil vorgesehenen Zapfen bewirkt, welcher in die an dem jeweils anderen Teil vorgesehene öffnung derart eingedreht wird, dass die Drehverbindung zwischen Zapfen und öffnung zunächst hergestellt wird, dann jedoch derart wieder außer Eingriff gelangt, dass ein Herausrutschen des Zapfens aus der öffnung nun sicher verhindert wird.
Als Zapfen im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jedes von einem Teil der mehrteiligen Stützelemente - Oberteil oder Unterteil - hervorspringende Element verstanden, welches aufgrund seiner geometrischen Form geeignet ist, in eine an dem jeweils anderen Teil vorgesehene korrespondierende öffnung zur Herstellung und anschließenden Freigabe einer
Drehverbindung eingeführt zu werden. Dabei kommt es nicht darauf an, ob der Zapfen am Unterteil des Stützelements oder am Oberteil vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist jedoch, dass der Zapfen an der Oberseite des Unterteils vorgesehen ist, so dass die untere Liegefläche des Oberteils - bis auf die öffnung - eben ausgebildet ist.
Unter axialem Spiel ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass sich der Zapfen innerhalb der öffnung über eine gewisse Länge in axialer Richtung frei bewegen kann. Dabei wird die
Bewegung des Zapfens in zur Einführbewegung des Zapfens entgegengesetzter Richtung aus der öffnung heraus durch die über die außer Eingriff gelangte Drehverbindung bewirkte Verriegelung in jedem Falle unterbunden.
Neben der Vermeidung eines unerwünschten Verklebens ermöglicht das erfindungsgemäße Stützelement zudem, dass im gestapelten Zustand des Ofenregals keine übermäßigen Kräfte, insbesondere nicht die gesamte Gewichtskraft der über dem Zapfen angeordneten Böden, Stützen und des Brenngutes über den empfindlichen Zapfen abgeleitet werden, da die Zapfen im Betrieb nicht mit der sie umgebenden öffnung drehverbunden sind, sondern mit axialem Spiel in dieser geführt sind, wobei die Gewichtskräfte nun über die an Ober- und Unterteil des Stützelements hierfür vorgesehene Liegeflächen abgeleitet werden. Entsprechend können sich die Kräfte und insbesondere in der heißen Ofenatmosphäre auftretende thermische und Biegespannungen, die beim Einsatz hochfester und spröder keramischer Werkstoffe nicht durch entsprechende Verformungen aufgefangen werden können, nicht mehr zerstörend auf den
Zapfen auswirken, was eine hohe Lebensdauer des Stützelements auch unter dauernd wechselnden mechanischen und thermischen
Belastungen ermöglicht. Schließlich ist das erfindungsgemäße Stützelement auch einfach aufgebaut und entsprechend in hohen Stückzahlen zu geringen Kosten zu fertigen.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehverbindung als Schraubverbindung ausgebildet ist, wobei der an dem einen Teil vorgesehene Zapfen ein Außengewinde aufweist und die an dem jeweils anderen Teil vorgesehene öffnung ein Innengewinde aufweist. Schraubverbindungen sind technisch einfach realisierbar und auch beim automatisierten Stapeln und ξntstapeln der Ofenregale problemlos herstellbar und wieder lösbar. Eine Schraubverbindung als Drehverbindung zwischen Zapfen und öffnung ist auch deshalb besonders geeignet, da das am Zapfen vorgesehene Außengewinde und das in der öffnung vorgesehene Innengewinde ohne konstruktive Probleme derart angeordnet sein können, dass die Drehverbindung zwischen Zapfen und öffnung zunächst durch Einschrauben des Zapfens in die öffnung hergestellt wird und durch weiteres Eindrehen des Zapfens in die öffnung das Gewinde außer Eingriff gelangt, wodurch der Zapfen dann in erfindungsgemäßer Weise mit axialem Spiel in der öffnung verriegelt ist. Konstruktiv kann dies dadurch erleichtert werden, dass der Zapfen von seinem freien Ende gesehen hinter dem Außengewinde einen Freistich aufweist und die öffnung von ihrem äußeren Rand gesehen hinter dem Innengewinde einen korrespondierenden Freistich aufweist. Hierdurch ist eine axiale Führung des Zapfens in der öffnung mit axialem Spiel problemlos möglich, ohne dass es zu einer ungewollten Reibung des Zapfens, insbesondere des Innengewindes, in der öffnung kommt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Oberteil an seinem einen axialen Ende einen verbreiterten Randbereich mit einer Sitzfläche aufweist, mit welcher er auf dem zwischen Oberteil und Unterteil des Stützelementes fixierbaren Regalboden aufliegt. Hierdurch wird ein besonders sicherer Sitz des Oberteils auf dem zwischen Ober- und Unterteil fixierten Regalboden gewährleistet, wobei die Flächenbelastung in vernünftigen Grenzen bleibt.
Alternativ zu einer Schraubverbindung kann die Drehverbindung auch als Bajonettverbindung ausgebildet sein. Hierbei ist an dem einen Teil, dem Zapfen oder der öffnung, ein Vorsprung vorgesehen, welcher in einen an dem anderen Teil vorgesehenen entsprechenden axialen oder zur axialen Richtung geneigt verlaufenden Schlitz eingreift, wobei der Schlitz beispielsweise durch einen Knick oder durch einen labyrinthartigen Verlauf derart geformt ist, dass eine Steck- Dreh-Verbindung herstellbar ist, die ein versehentliches Herauslösen des Zapfens aus der öffnung wirksam verhindert. Um das erfindungsgemäß vorgesehene Außereingriffbringen der Drehverbindung zu ermöglichen, muss die schlitzförmige Führung derart verlaufen, dass der in ihr geführte Vorsprung diesen beim Einführen des Zapfens in die öffnung wieder verlassen kann, so dass der Zapfen anschließend mit axialem Spiel in der öffnung verriegelt ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Ofenregal mit einem unteren Regalboden und wenigstens einem oberen Regalboden, wobei zumindest der untere Regalboden in wenigstens einem Stützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gehalten ist und der wenigstens eine obere Regalboden auf
dem Oberteil des Stützelementes aufliegt. Bevorzugt werden sämtliche Böden, d.h. der untere Regalboden und ein oder mehrere übereinander angeordnete obere Regalböden, durch wenigstens ein, bevorzugt mehrere erfindungsgemäße mehrteilige Stützelemente abgestützt. Die Regalböden können jeweils einfach plattenförmig oder als Tellerständer ausgebildet sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a,b ein erfindungsgemäß mehrteiliges Stützelement für ein Ofenregal mit einem Oberteil und einem Unterteil,
Fig. 2 das Stützelement aus Fig.l in zusammengebautem
Zustand mit dazwischen fixiertem plattenförmigem Regalboden,
Fig. 3 zwei übereinander angeordnete Stützelemente mit Regalböden und
Fig. 4 ein Ofenregal zusammengesetzt aus plattenförmigen Regalböden und erfindungsgemäßen Stützelementen .
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Stützelement 10 für ein Ofenregal dargestellt. Das Stützelement 10 umfasst ein Oberteil 20, welches in Fig. Ia gezeigt ist, sowie ein Unterteil 30, welches in Fig. Ib gezeigt ist.
Das Oberteil 20 des Stützelements 10 ist vorliegend im Wesentlichen zylindrisch mit leicht kegelig nach oben zulaufender Form ausgebildet und umfasst an seinem unteren Ende einen verbreiterten Randbereich 24 mit einer unterseitigen Sitzfläche 25, die auf dem zwischen Oberteil 20 und Unterteil 30 zu fixierenden Regalboden 40 fest aufliegt. Ferner umfasst das Oberteil 20 eine - vorliegend zentral angeordnete - unterseitige öffnung 21, in der unmittelbar an den Rand der öffnung 21 anschließend ein Innengewinde 22 vorgesehen ist. Vom Rand der öffnung 21 aus gesehen hinter dem Innengewinde 22 weist die öffnung 21 einen Bereich 23 mit erweitertem Durchmesser {Innenfreistich) auf, sowie einen sich daran anschließenden Bereich 27 mit reduziertem Durchmesser. Schließlich umfasst das Oberteil 20 noch eine oberseitige ringförmige Auflagefläche 26, auf der im zusammengebauten Zustand eines Ofenregals (s, Fig. 4) das Unterteil 30 des nächsthöher angeordneten Stützelements 10 zu liegen kommt.
Das unterteil 30 der erfindungsgemäßen Stützelements 10 umfasst gemäß Fig. Ib einen scheibenförmigen Bereich 34 sowie einen - vorliegend ebenfalls zentral angeordneten - von dem scheibenförmigen Bereich 34 nach oben abstehenden Zapfen 31. Der scheibenförmige Bereich 34 umfasst oberseitig eine plane, den Zapfen 31 ringförmig umgebende Auflagefläche 35 für den zwischen Oberteil 20 und Unterteil 30 zu fixierenden Regalboden 40. Der Zapfen 31 seinerseits weist an seinem oberen Rand ein Außengewinde 32 auf, welches derart ausgebildet ist, dass es in das Innengewinde 22 des Oberteils 20 eingeschraubt werden kann. Unterhalb des Außengewindes 32 weist der Zapfen 31 einen Freistich 33 mit gegenüber dem Gewindekern reduziertem Durchmesser auf. Der Bereich 34
umfasst schließlich noch eine unterseitige Fläche 36, welche im zusammengebauten Zustand des Ofenregals (s. Fig. 4) auf der oberseitigen Auflagefläche 26 des Oberteils 30 des nächst unteren Stützelements 10 zu liegen kommt.
In Fig. 2 ist nun das erfindungsgemäße Stützelement 10 im zusammengebauten Zustand mit zwischen Oberteil 20 und Unterteil 30 des Stützelements fixiertem Regalboden 40 dargestellt. Sowohl die Stützenteile 20, 30 als auch der Regalboden 40, der vorliegend als einfache Brennplatte ausgebildet ist, sind aus hoch temperaturfestem, aber auch sprödem keramischen Material, wie z.B. Siliziumcarbid oder Mullit gefertigt. Wie sich der Fig. 2 entnehmen lässt, ist der Zapfen 31 des Stützenunterteils 30 in der öffnung 21 des Stützenoberteils 20 in erfindungsgemäßer Weise mit axialem Spiel verriegelt, so dass auf dem Stützenoberteil 20 durch aufliegende weitere Regalböden, Stützen sowie Brenngut (nicht dargestellt) verursachte Gewichtskräfte nicht den Zapfen 31 belasten, sondern über die hierfür vorgesehenen Auflageflächen 26, 25, 35, 36 der Stützenteile 20, 30 abgeleitet werden.
Beim Zusammenbau eines aus erfindungsgemäßen Stützelements 10 und Regalböden 40 aufgebauten Regals, wie es beispielsweise in Fig. 4 angebildet ist, werden bei jedem Stützelement 10 das Oberteil 20 und das Unterteil 30 wie folgt miteinander verbunden :
Zunächst wird das Stützenoberteil 20 auf den zwischen Ober- und Unterteil 20, 30 zu fixierenden Regalboden 40 aufgesetzt, so dass seine unterseitige öffnung 21 mit einer entsprechenden öffnung 41 im Regalboden 40 fluchtet. Sodann
wird das Unterteil 30 des Stützelements 10 durch die öffnung 41 geführt und mit seinem Außengewinde 32 in das korrespondierende Innengewinde in der öffnung 21 des Oberteils 20 eingeschraubt, wodurch eine Drehverbindung zwischen Ober- und Unterteil 20, 30 hergestellt wird.
Erfindungsgemäß wird der Zapfen 31 nun weiter in die öffnung 21 des Oberteils 20 eingeschraubt, bis die Drehverbindung außer Eingriff gelangt, so dass der Zapfen 31 nicht mehr nach unten aus der öffnung 21 herausgezogen werden kann, somit also in ihr verriegelt ist, und gleichzeitig mit axialem Spiel in der öffnung 21 verriegelt ist.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise bewirkt, dass einerseits ein unerwünschtes Verkleben des Stützenoberteils 20 mit dem nächst höher angeordneten Stützenunterteil 30 über die aufeinanderliegenden Flächen 36, 26 nicht dazu führt, dass das Stützenoberteil 20 vom Regalboden 40 abgehoben wird und dass andererseits das Unterteil 30 des Stützelements 10 über seinen Zapfen 31 nicht fest mit dem Oberteil 20 verbunden ist, wodurch der Zapfen 31 im Betrieb einer stetigen Bruchgefährdung ausgesetzt wäre.
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