AT393138B - Retortenofen - Google Patents

Description

AT 393 138 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Retortenofen, insbesondere zur Wärmebehandlung von Kleinteilen, mit einer in einem wärmeisolierten, heizkörperbestückten Ofengehäuse eingesetzten gasbeaufschlagbaren Retorte, die einen Beschickungskorb od. dgl. für das Behandlungsgut aufnimmt und im Retortendeckel ein Gebläseaggregat zur Gasumwälzung aufweist.

Solche Retortenöfen dienen zum Aufkohlen, Nitrieren, Karbonitrieren od. dgl. unter entsprechender Gasatmosphäre, wobei bisher übliche Schachtöfen die Retortenöfen bilden. Die in den Schachtofen eingesetzte Retorte läßt sich mit dem Retortendeckel dicht verschließen und das im Retortendeckel montierte Gebläseaggregat bringt die für eine gleichmäßige Temperierung und Wärmebehandlung an sich erforderliche Luftumwälzung innerhalb der Retorte mit sich. Allerdings kommen die zu behandelnden Teile dabei in einen Beschickungskorb, der bei geöffnetem Deckel in die Retorte eingebracht und dann nach der Wärmebehandlung wieder aus der Retorte herausgehoben wird, so daß ein Umschichten des Behandlungsgutes während der Behandlungsdauer unmöglich ist Die Kleinteile können daher an den Berührungsstellen zusammenkleben und es gibt vom Gas nicht erreichbare Oberflächenbereiche, was eine gleichmäßige Wärmebehandlung des ganzen Behandlungsgutes ausschließt. Außerdem ist beim Beschicken des Ofens und beim Entnehmen der behandelten Teile der Luftzutritt nicht zu vermeiden, so daß unerwünschte Oxydationen zu befürchten sind.

Neben den Schachtöfen sind auch sogenannte Trommelöfen bekannt, bei denen im Ofen zur Aufnahme der zu behandelnden Teile eine Trommel eingesetzt ist, die während der Wärmebehandlung rotiert Hier gibt es allerdings keine Gasumwälzung und die Umschichtung der Werkstücke auf Grund der Tiommeldrehung gewährleistet alleine auch keine gleichmäßige Gasbeaufschlagung aller Werkstückteile. Es sind hier große Gasmengen erforderlich, die ihrerseits wiederum erhöhte Wärmebehandlungszeiten und ungleichmäßige Gastemperaturen mit sich bringen. Der Trommelofen kann zum Beschicken bzw. Entleeren der Trommel gekippt werden, doch läßt sich auch hier trotz an der Austragsöffnung ansetzbarem Austragsschlauch eine Oxydation der behandelten Teile durch den Sauerstoff der im Schlauch befindlichen Luft nicht vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und einen Retortenofen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der die Vorteile von Schacht- und Trommelofen unter Vermeidung deren Nachteile in sich vereinigt und ein rationelles Wärmebehandeln des Behandlungsgutes mit besten Behandlungsergebnissen erlaubt

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Ofengehäuse um eine Horizontalachse schwenkbar abgestützt und der Bestückungskofb als relativ zur Retorte um die zur Horizontalachse normale Retortenachse dreh- und antreibbar gelagerte Trommel ausgebildet ist wobei gasdicht abschließbare Beschickungs- und Austragsvorrichtungen deckelseitig in das Ofengehäuse bzw. die Retorte und die Trommel hinein- und bodenseitig aus dar Trommel und der Retorte bzw. dem Ofengehäuse herausführen. In diesem Retortenofen läßt sich bei liegendem Ofengehäuse nicht nur durch eine Trommeldrehung das eingebrachte Behandlungsgut während der Wärmebehandlung und Gasbeaufschlagung umschichten, sondern gleichzeitig auch mittels des Gebläseaggregates für eine entsprechende Gasumwälzung sorgen. Dieses Bewegen der zu behandelnden Teile unter strömender Gasbeaufschlagung gewährleistet eine allseitig einwandfreie Wärmebehandlung auch von Kleinteilen ohne eine Gefahr eines Zusammenklebens der Teile oder nicht vom Gas beaufschlagbarer Oberflächenbereiche. Außerdem wird durch die Gasumwälzung eine Vergleichmäßigung der Behandlungstemperatur erreicht und es kommt zu kürzeren Wärmebehandlungszeiten, zu einem geringeren Gasbedarf und zu einem wirtschaftlicheren Behandlungsverfahren. Zum Beschicken und Entleeren der Trommel wird das Ofengehäuse von der liegenden in eine aufrechte Stellung geschwenkt, so daß schwerkraftbedingt die Behandlungsteile einerseits eingebracht und anderseits ausgetragen werden können, wobei entsprechende Verschlußeinrichtungen der Beschickungs- und Austragsvorrichtung einen Luftzutritt verhindern und damit ein Oxydieren der Teile durch den Luftsauerstoff verhindern.

Die Beschickungsvorrichtung kann erfindungsgemäß aus einem ein- und auslaßseitig mit Schieber- oder klappenartigen Verschlüssen versehenen Beschickungsbehälter und einem vom Beschickungsbehälter ausgehenden, in die Trommel führenden Beschickungsrohr bestehen, wobei Gasleitungen in den Beschickungsbehälter und das Beschickungsrohr münden. Durch diesen Beschickungsbehälter ergibt sich eine Art Schleusenkammer, die ein Beschicken der Trommel unter Ausschluß von Luftsauerstoff erlaubt Nach dem Einfüllen der Behandlungsteile in den Behälter werden die Verschlüsse geschlossen und der Behälter mit Gas gespült und dann erst wird der auslaßseitige Verschluß geöffnet und das Gut kann durch das Beschickungsrohr in den Ofen bzw. in die Trommel hineinrutschen. Durch die in das Beschickungsrohr führende Gasleitung läßt sich weiters von außen in der Retorte die gewünschte Gasatmosphäre erzeugen und aufrecht erhalten. Günstig ist es auch, wenn die Austragsvorrichtung aus einem koaxial an die Trommel anschließenden Austragsrohr besteht, das in ein mit einem Stelltrieb betätigbares Teleskoprohr als Endstück übergeht, wobei das Austragsrohr trommel- und endstückseitig Schieberverschlüsse od. dgl. aufweist und Gasleitungen in das Austragsrohr und das Endstück einmünden. Auch das Aus tragsrohr wird so zur Schleusenkammer, was das Austragen des Behandlungsgutes aus der Trommel ohne Gefahr eines Luftzutrittes ermöglicht, und die Gasleitungen dienen auch hier zur Schutzgasspülung des Rohres, um Luftreste entfernen zu können. Zum Austragen des Behandlungsgutes wird das Ofengehäuse aufrecht geschwenkt und das Teleskoprohr bis in das vorhandene Härtebad od. dgl. ausgefahren, worauf sich nach einer Gasspülung des Teleskoprohres durch Öffnen der Austragsrohrschieber das Behandlungsgut tatsächlich ohne Oxydationsgefahr ausbringen läßt. Die in das -2-

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Aus tragsrohr mündende Gasleitung kann wie beim Beschickungsrohr nicht nur zum Spülen des Austragsrohres, sondern während der Wärmebehandlung bei geöffnetem trommelseitigem Schieber auch zum Aufrechterhalten und Beeinflussen der Gasatmosphäre in der Trommel verwendet werden.

Erfindungsgemäß kann das Austragsrohr zweiteilig ausgebildet sein, wobei der trommelseitige Teil drehfest mit der Trommel verbunden und als Lager- und Antriebsteil der Trommel vorgesehen ist und der endstückseitige, ofengehäusefest abgestützte Teil die Gasleitungsmündung aufweist und vorzugsweise eine an eine Absaugleitung angeschlossene, sich zum Endstück hin öffnende Absaughaube trägt. Mit Hilfe des Austragsrohres kann so die Trommel innerhalb der Retorte fliegend gelagert und auf einfache Weise auch über einen außerhalb des Ofens angeordneten Antriebsmotor angetrieben werden. Außerdem ist das Austragsrohr ohne Schwierigkeit»! gasdicht aus der Retorte bzw. dem Ofengehäuse herauszuführen, so daß eine zweckmäßige Konstruktion entsteht. Der mit der Trommel mitdrehende Teil des Austragsrohres wird außerhalb des Gehäuses in einem entsprechenden Lager abgestützt und sitzt verdrehbar im ofengehäusefest angeordneten zweiten Teil des Austragsrohres, der seinerseits in das Endstück übergeht In diesem ofengehäusefesten Teil wird die Gasleitung zugeführt und auch der endstückseitige Schieberverschluß vorgesehen sein, da hier am stehenden Teil die Anschlüsse und Betätigungseinrichtungen einfacher zu verwirklichen sind. Trägt der feste Abgasrohrteil außerdem eine Absaughaube, läßt sich auf saubere Weise der beim Austragen der heißen Behandlungsteile eventuell entstehende Dampf ohne Umweltbelastung sofort am Entstehungsort auffangen und absaugen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch an Hand eines Ausführungsbeispieles näher veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Retortenofens in Arbeitsstellung und

Fig. 2 eine Vorderansicht dieses Retortenofens in Beschickungs- bzw. Austragsstellung.

Ein Retortenofen (1) zur Wärmebehandlung von Kleinteilen besteht aus einem Ofengehäuse (2), das mit einer Wärmeisolation (3) und Heizkörpern (4) ausgestattet ist Das Ofengehäuse (2) stützt sich über Schwenklager (5) an einem Ofengestell (6) um eine Horizontalachse (7) schwenkbar ab und kann über einen Schwenkantrieb (8) zwischen einer aufrechten Beschickungs- und Austragsstellung (Fig. 2) und einer liegenden Arbeitsstellung (Fig. 1) hin- und herverschwenkt werden.

Im Ofengehäuse (2) ist eine im wesentlichen zylindrische Retorte (9) eingesetzt und nimmt eine zur Retortenachse (9a) koaxiale Trommel (10) für das Behandlungsgut auf, welche Trommel (10) relativ zur Retorte (9) dreh- und über einen außerhalb des Ofengehäuses liegenden Trommelmotor (11) antreibbar gelagert ist. Die Retorte (9) läßt sich mit einem Retortendeckel (12) dicht abschließen, wobei im Retortendeckel (12) ein Gebläseaggregat (13) montiert ist, das ein in die Retorte (9) vorragendes Gebläserad (14) trägt

Deckelseitig ist außerdem eine Beschickungsvorrichtung (15) angeordnet, die sich aus einem Beschickungsbehälter (16) und einem durch den Deckel (12) in die Retorte (9) bzw. in die Trommel (10) führenden Beschickungsrohr (17) zusammensetzt Der Beschickungsbehälter (16) weist ein- und auslaßseitig klappenartige Verschlüsse (18, 19) auf, so daß ein schleusenkammerartiger Behälter entsteht, der ein Beschicken ohne Luftzutritt ermöglicht. Gasleitungen (20,21) münden einerseits in den Beschickungsbehälter (16), anderseits in das Beschickungsrohr (17) und erlauben eine Gasspülung des Behälters.

Bodenseitig des Ofengehäuses (2) gibt es eine Austragsvomchtung (22), die aus einem koaxial zur Trommel (10) verlaufenden Austragsrohr (23) besteht, das ofenseitig an die Trommel (10) anschließt und endseitig in ein Teleskoprohr (24) übergeht, das über einen Stelltrieb (25) aus- und einfahrbar ist Das Austragsrohr (23) besitzt trommelseitig und teleskoprohrseitig Schieber- bzw. Klappenverschlüsse (26, 27), so daß auch ein Austragen des Behandlungsgutes ohne Luftzutritt möglich ist, wobei Gasleitungen (28,29) eine Gasspülung des Austragsrohres (23) und des Teleskoprohres (24) und gegebenenfalls eine Gasbefüllung der Retorte (9) zulassen.

Das Austragsrohr (23) ist zweiteilig gefertigt, wobei der trommelseitige Teil (23a) drehfest an der Trommel befestigt ist und den Lager- und Antriebsteil der Trommel (10) bildet, an dem auch der Trommelmotor (11) angreift. Der an einer Konsole (30) des Ofengehäuses (2) abgestützte ofengehäusefeste Teil (23b) des Austragsrohres nimmt die Gasleitung (28) und die Verschlußkammer (27a) des teleskoprohrseitigen Klappenverschlusses (27) auf. Außerdem kann an diesem Teil (23b) eine Absaughaube (31) mit einer Absaugleitung (32) angesetzt sein, um beim Austragen entstehende Dämpfe auffangen und absaugen zu können.

Zum Beschicken des Retortenofens (1) wird das Behandlungsgut bei geöffnetem Verschluß (18) und geschlossenem Verschluß (19) in den Beschickungsbehälter (16) eingebracht und der Verschluß (18) geschlossen. Über die Gasleitung (20) wird durch eine Gasspülung der Restgehalt an Luft entfernt und das Ofengehäuse (2) in die Beschickungsstellung hochgeschwenkt Nun öffnet der Verschluß (19) und das Behandlungsgut rutscht in die Trommel (10). Der Schieber (19) schließt und das Ofengehäuse (2) wird in die Arbeitsstellung zurückgeschwenkt Die Trommel (10) und die Retorte (9) werden mit Gas gespült und es wird eine für die Wärmebehandlung gewünschte Gasatmosphäre erzeugt was beispielsweise durch die Gasleitung (28) über das Austragsrohr (23) erfolgt Nun wird zur Wärmebehandlung die Trommel (10) gedreht und gleichzeitig mit dem Gebläserad (14) des Gebläseaggregates (13) für eine Gasumwälzung gesorgt. Gas wird aus der Trommel angesaugt und strömt hierauf außen zwischen Trommel und Retorte zum Retortenboden zurück und dringt hier durch die Gaseintrittsöffnungen (10a) des Trommelbodens wieder in die Trommel (10) ein. Es kommt zu einem gleichmäßig temperierten Gasstrom und zu einer gleichmäßigen Gasbeaufschlagung des -3-

Claims (4)

1. AT 393138 B Behandlungsgates innerhalb der Trommel, das durch die Trommeldrehung zusätzlich umgeschichtet wird. Die Gaskonzentration und die Temperaturverhältnisse werden dabei durch nicht weiter daigestellte Meßsonden im Deckel kontrolliert Nach der Wärmebehandlung wird das Ofengehäuse (2) in die Beschickungs- bzw. Austragsstellung hochgeschwenkt und das Teleskoprohr (24) in ein Ölbad (33) od. dgl. eingetaucht. Nach einer Gasspülung des Teleskoprohres (24) über die Gasleitung (29) werden die Schieberverschlüsse (26 und 27) geöffnet und das Behandlungsgut aus der Trommel (10) durch das Austragsrohr (23) in das Ölbad (33) äbfallen gelassen. Der entstehende Oldampf wird durch die Absaughaube (31) aufgefangen und durch die Absaugleitung (32) einer nicht weiter dargestellten Abfackelvonichtung od. dgl. zugeleitet. Der erfindungsgemäße Retortenofen erlaubt auf Grund der Gasumwälzung unter gleichzeitiger Umschichtung des Behandlungsgutes während der Wärmebehandlung ein rationelles Behandlungsverfahren mit bestem Behandlungsergebnis, wobei die mit schleusenkammerartigen Einrichtungen ausgestatteten Beschickungs- und Austragsvorrichtungen auch während des Beschickens des Ofens und des Austrageais des Behandlungsgutes einen Luftzutritt und damit jede Oxydationsgefahr ausschließen. PATENTANSPRÜCHE 1. Retortenofen, insbesondere zur Wärmebehandlung von Kleinteilen, mit einer in einem wärmeisolierten, heizkörperbestückten Ofengehäuse eingesetzten gasbeaufschlagbaren Retorte, die einen Beschickungskorb od. dgl. für das Behandlungsgut aufhimmt und im Retortendeckel ein Gebläseaggregat zur Gasumwälzung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofengehäuse (2) um eine Horizontalachse (7) schwenkbar abgestützt und der Beschickungskorb als relativ zur Retorte (9) um die zur Horizontalachse (7) normale Retortenachse (9a) dreh- und antreibbar gelagerte Trommel (10) ausgebildet ist, wobei gasdicht abschließbare Beschickungs- und Austragsvorrichtungen (15, 22) deckelseitig in das Ofengehäuse (2) bzw. die Retorte (9) und die Trommel (10) hinein- und bodenseitig aus der Trommel (10) und der Retorte (9) bzw. dem Ofengehäuse (2) herausführen.
2. 2. Retortenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsvorrichtung (15) aus einem ein- und auslaßseitig mit Schieber- oder klappenartigen Verschlüssen (lg, 19) versehenen Beschickungsbehälter (16) und einem vom Beschickungsbehälter (16) ausgehenden, in die Trommel (10) führenden Beschickungsrohr (17) besteht, wobei Gasleitungen (20,21) in den Beschickungsbehälter (16) und das Beschickungsrohr (17) münden.
3. 3. Retortenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsvorrichtung (22) aus einem koaxial an die Trommel (10) anschließenden Austragsrohr (23) besteht, das in ein mit einem Stelltrieb (25) betätigbares Teleskoprohr (24) als Endstück übergeht, wobei das Austragsrohr (23) trommel- und endstückseitig Schieberverschlüsse (26,27) od. dgl. aufweist und Gasleitungen (28, 29) in das Austragsrohr (23) und das Endstück (24) einmünden.
4. 4. Retortenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der trommelseitige Teil (23a) des zweiteiligen Austragsrohres (23) drehfest mit der Trommel (10) verbunden und als Lager- und Antriebsteil der Trommel vorgesehen ist und der endstückseitige, ofengehäusefest abgestützte Teil (23b) die Gasleitungsmündung aufweist und vorzugsweise eine an eine Absaugleitung (32) angeschlossene, sich zum Endstück hin öffnende Absaughaube (31) trägt Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-