AT508555A4 - DEVICE FOR HEAT TREATMENT OF PANEL CUTTING - Google Patents
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Description
-1 --1 -
(37 109) II(37 109) II
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechzuschnitten mit einem über Brenner beheizbaren Durchlaufofen und mit einer Fördereinrichtung für die Blechzuschnitte.The invention relates to a device for heat treatment of sheet metal blanks with a continuous furnace heated by burners and with a conveyor for the sheet metal blanks.
Um leichte Formbauteile aus Blechzuschnitten mit einer hohen Festigkeit herzustellen, wie sie insbesondere im Karosseriebau von Fahrzeugen eingesetzt werden, ist es bekannt, die Blechzuschnitte aus aushärtbaren Stählen auf eine Lösungsglühtemperatur von beispielsweise 950 °C zu erwärmen und dann in einer Presse zu verformen, wobei aufgrund einer raschen Abkühlung durch die gekühlten Formwerkzeuge eine Härtung erfolgt. Zur Wärmebehandlung dieser Blechzuschnitte werden Durchlauföfen eingesetzt, die mit Brennern beheizt werden. Die der Wärmebehandlung zu untenwerfenden Blechzuschnitte werden mit Hilfe einer den Durchlaufofen durchsetzenden Fördereinrichtung durch den Durchlaufofen gefördert, was bei gegebener Heizleistung und einer fortlaufenden Förderung der Blechzuschnitte durch den Durchlaufofen eine entsprechende Ofenlänge bedingt, um die Blechzuschnitte auf die Behandlungstemperatur aufzuwärmen und für eine vorgegebene Zeit auf dieser Behandlungstemperatur zu halten. Häufig sind aber die Platzverhältnisse in Fertigungsanlagen für solche Formteile gedrängt, sodass sich ein Bedarf an vergleichsweise kurzen Durchlauföfen ergibt, ohne unwirtschaftliche, hohe Heizleistungen in Kauf nehmen zu müssen. Dazu kommt ein entsprechender Konstruktionsaufwand, bedingt durch die automatische Beschickung des Durchlaufofens mit den zu behandelnden Blechzuschnitten im Bereich des Ofeneingangs und die automatische Handhabung der erwärmten Blechzuschnitte im Bereich des gegenüberliegenden Ofenausgangs. ♦ · ·· • · · · • · · · • · · · • · · · ·· ·* • · · · • · · · • Μ · · • · · -2-In order to produce lightweight molded components from sheet metal blanks with a high strength, as used in particular in the bodywork of vehicles, it is known to heat the blanks of hardenable steels to a solution annealing temperature, for example 950 ° C and then deform in a press, due to a rapid cooling by the cooled molds hardening takes place. For heat treatment of these blanks continuous furnaces are used, which are heated with burners. The heat treatment down to throwing sheet metal blanks are conveyed through the continuous furnace with the help of a continuous furnace passing conveyor, which for a given heat output and a continuous promotion of sheet metal blanks through the continuous furnace requires a corresponding furnace length to heat the blanks to the treatment temperature and for a predetermined time to maintain this treatment temperature. Often, however, the space in production plants for such moldings are crowded, so that there is a need for comparatively short continuous furnaces, without having to accept uneconomical, high heat outputs in purchasing. In addition there is a corresponding design effort due to the automatic loading of the continuous furnace with the sheet metal blanks to be treated in the area of the furnace entrance and the automatic handling of the heated sheet metal blanks in the region of the opposite furnace exit. ♦ · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zur Wärmebehandlung von Blechzuschnitten so auszugestalten, dass unter einer vorteilhaften Energieausnützung die Blechzuschnitte in einem Durchlaufofen mit einer vergleichsweise kurzen Länge der notwendigen Wärmebehandlung unterworfen werden können.The invention is therefore based on the object, a device of the type described for the heat treatment of sheet metal blanks in such a way that under an advantageous energy utilization sheet blanks can be subjected in a continuous furnace with a comparatively short length of the necessary heat treatment.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Durchlaufofen der Höhe nach in eine untere mit den Brennern versehene Heizkammer und eine von dieser Heizkammer durch eine Zwischendecke mit Rauchgasdurchtritten getrennte Vorwärmkammer unterteilt ist, dass die Fördereinrichtung einen die Vorwärmkammer durchsetzenden Förderer und zwei übereinander angeordnete, die Heizkammer durchsetzende Förderer umfasst, die eine zum Förderer der Vorwärmkammer entgegengesetzte Förderrichtung mit einer der halben Fördergeschwindigkeit des Förderers in der Vorwärmkammer entsprechenden Fördergeschwindigkeit aufweisen, und dass zwischen dem Ablauf des Förderers der Vorwärmkammer und den Zuläufen der beiden Förderer der Heizkammer eine Verteilereinrichtung für die Blechzuschnitte vorgesehen ist.The invention achieves this object by dividing the continuous furnace into a lower heating chamber provided with the burners and a heating chamber separated from this heating chamber by a false ceiling with flue gas passages, in that the conveyor comprises a conveyor passing through the preheating chamber and two superimposed, comprising the heating chamber passing through conveyor, which have a conveying direction opposite to the conveyor of the preheating with a conveying speed corresponding to half the conveying speed of the conveyor in the preheating chamber, and that between the expiry of the conveyor of the preheating and the inlets of the two conveyors of the heating chamber, a distributor device for the blanks is provided.
Durch die Unterteilung des Durchlaufofens in eine untere Heizkammer mit zwei übereinander angeordneten Förderern und in eine obere Vorwärmkammer, durch die die Blechzuschnitte zugeführt werden, kann die Länge des Durchlaufofens entscheidend verkürzt werden, und zwar nicht nur zufolge der Parallelführung der Blechzuschnitte in der Vorwärm- und der Heizkammer, sondern insbesondere auch durch die Herabsetzung der Fördergeschwindigkeit im Bereich der beiden parallel geführten Förderer der Heizkammer. Da die Blechzuschnitte im Bereich der Heizkammer zufolge der gewählten Verhältnisse der Fördergeschwindigkeiten eine im Vergleich zur Vonwärmkammer doppelte Verweilzeit in der Heizkammer aufweisen, können vorteilhafte Bedingungen für die Wärmebehandlung trotz einer vergleichsweise kurzen Ofenlänge sichergestellt werden. Es ist lediglich dafür zu sorgen, dass die mit Hilfe des Förderers durch die Vonwärmkammer geförderten, vorgewärmten Blechzuschnitte abwechselnd den beiden Förderern durch die Heizkammer aufge- geben werden, was mit Hilfe einer Verteilereinrichtung für die Blechzuschnitte zwischen dem Ablauf des Förderers der Vorwärmkammer und den Zuläufen der beiden Förderer der Heizkammer mit einem vergleichsweise geringen Konstruktionsaufwand sichergestellt werden kann. Aufgrund der gegensinnigen Förderrichtungen des Förderers der Vorwärmkammer einerseits und der Förderer der Heizkammer anderseits liegen der Zulauf des Förderers der Vorwärmkammer und die Abläufe der Förderer der Heizkammer auf der selben Ofenseite, sodass zur Beschickung des Durchlaufofens und zur Handhabung der erwärmten Blechzuschnitte die selben Handhabungseinrichtungen, üblicherweise Handhabungsroboter, eingesetzt werden können, was nicht nur den Konstruktionsaufwand verringert, sondern auch den für eine solche Vorrichtung erforderlichen Platzbedarf beschränkt.By dividing the continuous furnace in a lower heating chamber with two superimposed conveyors and in an upper preheating, through which the blanks are fed, the length of the continuous furnace can be significantly shortened, not only due to the parallel guidance of the blanks in the preheating and the heating chamber, but in particular by the reduction of the conveying speed in the region of the two parallel conveyors of the heating chamber. Since the blanks in the region of the heating chamber have, as a result of the selected ratios of the conveying speeds, a double residence time in the heating chamber compared to the starting chamber, advantageous conditions for the heat treatment can be ensured despite a comparatively short furnace length. It is merely necessary to ensure that the preheated sheet metal blanks conveyed by the conveyor through the bypass chamber are alternately fed to the two conveyors through the heating chamber, with the aid of a distributor for the sheet blanks between the outlet of the conveyor of the preheating chamber and the inlets the two conveyors of the heating chamber can be ensured with a comparatively small design effort. Due to the opposite directions of conveyance of the conveyor of the preheating chamber on the one hand and the conveyor of the heating chamber on the other hand, the inlet of the conveyor of the preheating chamber and the processes of the conveyor of the heating chamber on the same furnace side, so for loading the continuous furnace and for handling the heated blanks the same handling equipment, usually Handling robot, can be used, which not only reduces the design effort, but also limits the space required for such a device space.
Die Trennung der Vonwärmkammer von der darunter liegenden Heizkammer durch eine Zwischendecke, die mit Rauchgasdurchtritten versehen ist, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die Vorwärmung der Blechzuschnitte in der Vorwärmkammer mit Hilfe der fühlbaren Abwärme der durch die Rauchgasdurchtritte aus der Heizkammer in die Vorwärmkammer übertretenden Rauchgase vornehmen zu können, was eine gute Ausnützung der Wärmeenergie mit sich bringt. Über einen Wärmetauscher kann zusätzlich die den Brennern für die Heizkammer zugeführte Verbrennungsluft durch die aus der Vorwärmkammer abgezogenen Rauchgase vorgewärmt werden. Münden die Brenner der Heizkammer im Zwischenraum zwischen den beiden als Rollgänge ausgebildeten Förderer der Heizkammer, so können die Blechzuschnitte sowohl auf dem unterhalb der Brenner als auch auf dem oberhalb der Brenner angeordneten Rollgang gleichmäßig erwärmt werden, bevor die Rauchgase die Heizkammer über die Rauchgasdurchtritte in der Zwischendecke verlassen.The separation of the Vonwärmkammer of the underlying heating chamber through a false ceiling, which is provided with flue gas passages, offers the advantageous possibility to make the preheating of the blanks in the preheating using the sensible waste heat from the flue gas passages from the heating chamber into the preheating chamber flue gases can, which brings a good utilization of the heat energy with it. In addition, via a heat exchanger, the combustion air supplied to the burners for the heating chamber can be preheated by the flue gases withdrawn from the preheating chamber. Münden the burner of the heating chamber in the space between the two trained as roller conveyors of the heating chamber, the blanks can be uniformly heated both on the below the burner and on the above the burner roller table before the flue gases, the heating chamber on the flue gas passages in the Leave the false ceiling.
Die Verteilereinrichtung für die Blechzuschnitte am dem Zulauf des Förderers für die Vonwärmkammer gegenüberliegenden Ofenende kann konstruktiv in unterschiedlicher Weise gelöst werden, kommt es ja nur darauf an, die vom Förderer der Vorwärmkammer angeförderten, vorgewärmten Blechzuschnitte abwechselnd den beiden Förderern der Heizkammer zuzuführen. Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn die Verteilereinrichtung für die Blechzuschnitte einen der Höhe nach verstellbar gelagerten, an einen Hubtrieb angeschlossenen, in seiner Förderrichtung umkehrbaren Förderer in einer wärmegedämmten Einhausung umfasst. In diesem Fall wird der Förderer der Verteilereinrichtung lediglich zwischen den einzelnen Förderebenen verlagert, um die in der Förderebene des Förderers für die Vorwärmkammer übernommenen Blechzuschnitte auf die jeweilige Förderebene des ausgewählten Förderers der Heizkammer abzusenken und diesem Förderer zu übergeben. Die wärmegedämmte Einhausung der Verteilereinrichtung bewahrt die erwärmten Zuschnitte vor einer Abkühlung während ihrer Übergabe an die Förderer der Heizkammer.The distribution device for the sheet metal blanks at the inlet opposite the conveyor for the Vonwärmkammer opposite furnace end can be structurally solved in different ways, it is only important to supply the promoted from the conveyor of the preheating, preheated sheet metal blanks alternately the two conveyors of the heating chamber. Particularly simple construction conditions arise, however, if the distribution device for the sheet metal blanks includes a height-adjustably mounted, connected to a lift drive, reversible in its conveying direction conveyor in a thermally insulated housing. In this case, the conveyor of the distributor device is merely displaced between the individual conveying planes in order to lower the sheet metal blanks inherited in the conveying plane of the conveyor for the preheating chamber to the respective conveying plane of the selected conveyor of the heating chamber and to transfer this conveyor. The heat-insulated housing of the distributor device keeps the heated blanks from cooling during their transfer to the conveyors of the heating chamber.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechzuschnitten in einem schematischen Längsschnitt gezeigt.In the drawing, the subject invention is illustrated, for example, and indeed a device according to the invention for the heat treatment of sheet metal blanks is shown in a schematic longitudinal section.
Die dargestellte Vorrichtung umfasst einen Durchlaufofen 1, der durch eine Zwischendecke 2 in eine untere Heizkammer 3 und in eine obere Vorwärmkammer 4 unterteilt ist. Die Vorwärmkammer 4 wird von einem Förderer 5 in Form eines Rollgangs durchsetzt. Die Heizkammer 3 weist zwei übereinander angeordnete Förderer 6 und 7 auf, die eine zum Förderer 5 der Vorwärmkammer 4 gegensinnige Förderrichtung besitzen und mit einer Fördergeschwindigkeit angetrieben werden, die der halben Fördergeschwindigkeit des Förderers 5 durch die Vorwärmkammer 4 entspricht. Die Heizkammer 3 ist mit Brennern 8 versehen, die im Zwischenraum zwischen den Rollgängen der Förderer 6 und 7 in der Heizkammer 3 münden. Auf der dem Zulauf 9 des Förderers 5 für die Vorwärmkammer 4 gegenüberliegenden Ende des Durchlaufofens 1 ist eine Verteilereinrichtung 10 für die über den Förderer 5 durch die Vorwärmkammer 4 geförderten, einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Blechzuschnitte 11 vorgesehen, und zwar in einer wärmegedämmten Einhausung 12. Diese Verteilereinrichtung 10 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen in seiner Förderrichtung umkehrbaren Förderer 13 auf, der entlang von Führungen 14 der Höhe nach verschiebbar gelagert und an einen aus Übersicht-The device shown comprises a continuous furnace 1, which is divided by a false ceiling 2 in a lower heating chamber 3 and in an upper preheating chamber 4. Die Durchlaufofen 1 ist durch eine Zwischenrohr 2 angeordnet. The preheating chamber 4 is penetrated by a conveyor 5 in the form of a roller table. The heating chamber 3 has two conveyors 6 and 7 arranged one above the other, which have a conveying direction in the opposite direction to the conveyor 5 of the preheating chamber 4 and are driven at a conveying speed which corresponds to half the conveying speed of the conveyor 5 through the preheating chamber 4. The heating chamber 3 is provided with burners 8, which open in the space between the roller tables of the conveyor 6 and 7 in the heating chamber 3. On the inlet 9 of the conveyor 5 for the preheating chamber 4 opposite end of the continuous furnace 1, a distributor device 10 is provided for the conveyed through the conveyor 5 through the preheating 4, a heat treatment to be subjected to sheet metal blanks 11, in a heat-insulated housing 12. This Distributor device 10 has in the illustrated embodiment, a reversible in its conveying direction conveyor 13, which is slidably mounted along guides 14 of the height and to an overview of
-5- lichkeitsgründen nicht dargestellten Hubtrieb angeschlossen ist, sodass der ebenfalls als Rollgang ausgebildete Förderer 13 der Verteilereinrichtung 10 zwischen den einzelnen Förderebenen der Förderer 5, 6, 7 durch die Vorwärmkammer 4 bzw. die Heizkammer 3 verlagert werden kann. In der in vollen Linien dargestellten Übernahmestellung, in der sich der Förderer 13 der Verteilereinrichtung 10 in der Ebene des Förderers 5 der Vonwärmkammer 4 befindet, werden die in der Vorwärmkammer 4 vorgewärmten Blechzuschnitte 11 auf den Förderer 13 gefördert, um dann nach einer Absenkung und einer Umkehr der Förderrichtung des Förderers 13 abwechselnd an einen der beiden übereinander liegenden Förderer 6, 7 der Heizkammer 3 übergeben zu werden. In der Heizkammer 7 werden die Blechzuschnitte 11 auf den beiden Förderern 6, 7 mit Hilfe der Rauchgase der Brenner 8 auf die geforderte Behandlungstemperatur erwärmt, bevor sie über die Abläufe 15 dieser Förderer 6, 7 aus dem Durchlaufofen 1 ausgetragen und über geeignete Handhabungseinrichtungen beispielsweise einer Formpresse übergeben werden. Da der Zulauf 9 des Förderers 5 der Vonwärmkammer 4 und die Abläufe 15 der Förderer 6, 7 der Heizkammer 3 auf der selben Ofenseite liegen, bedarf es zur Beschickung des Durchlaufofens 1 und zur Entnahme der einer Wärmebehandlung unterzogenen Blechzuschnitte 11 keiner gesonderten Handhabungseinrichtungen.Lichkeitsgründen Hubtrieb, not shown, is connected, so that also designed as a roller conveyor conveyor 13 of the distribution device 10 between the individual conveying planes of the conveyor 5, 6, 7 can be displaced by the preheating chamber 4 and the heating chamber 3. In the takeover position shown in full lines, in which the conveyor 13 of the manifold 10 is in the plane of the conveyor 5 of the Vonwärmkammer 4, the pre-heated in the preheating 4 sheet blanks 11 are conveyed to the conveyor 13, in order then to a lowering and a Reversal of the conveying direction of the conveyor 13 alternately to one of the two superposed conveyor 6, 7 of the heating chamber 3 to be passed. In the heating chamber 7, the sheet metal blanks 11 are heated on the two conveyors 6, 7 with the aid of the flue gases of the burner 8 to the required treatment temperature before they discharged via the processes 15 of these conveyors 6, 7 from the continuous furnace 1 and suitable handling devices, for example a Forming press to be handed over. Since the inlet 9 of the conveyor 5 of the Vorwärmkammer 4 and the processes 15 of the conveyor 6, 7 of the heating chamber 3 are on the same oven side, it requires for feeding the continuous furnace 1 and for removing the heat treated sheet metal blanks 11 no separate handling equipment.
Zur Vorwärmung der Blechzuschnitte 11 in der Vorwärmkammer 4 mit Hilfe der Rauchgase aus der Heizkammer 3 sind in der Zwischendecke 2 Rausgasdurchtritte 16 vorgesehen, durch die die Rauchgase aus der Heizkammer 3 in die Vorwärmkammer 4 abgezogen werden, um die Blechzuschnitte im Gegenstrom vorzuwärmen. Der Strömungsquerschnitt dieser Rauchgasdurchtritte 16 kann zur Sicherung einer gewünschten Raugasströmung innerhalb der Vorwärmkammer 4 über die Länge der Vorwärmkammer 4 unterschiedlich ausgebildet sein und wird vorzugsweise eingestellt, was entsprechend verstellbare Rauchgasdurchtritte voraussetzt. Die fühlbare Restwärme der Rauchgase kann zur Vonwärmung der Verbrennungsluft für die Brenner 8 genützt werden. Zu diesem Zweck ist an die Abgasleitung 17 des Durchlaufofens 1 ein Wärmetauscher 18 angeschlossen. -6-For preheating the sheet metal blanks 11 in the preheating chamber 4 by means of the flue gases from the heating chamber 3 2 Rausgasdurchtritte 16 are provided in the false ceiling, through which the flue gases are withdrawn from the heating chamber 3 in the preheating 4 to preheat the blanks in countercurrent. The flow cross section of these flue gas passages 16 may be formed differently for securing a desired Raugasströmung within the preheating chamber 4 over the length of the preheating chamber 4 and is preferably adjusted, which requires correspondingly adjustable flue gas passages. The sensible residual heat of the flue gases can be used for heating the combustion air for the burner 8. For this purpose, a heat exchanger 18 is connected to the exhaust pipe 17 of the continuous furnace 1. -6-
Damit die für den Durchtritt der Blechzuschnitte 11 erforderlichen Durchtrittsöffnungen in den Stirnseiten des Durchlaufofens 1 nur bei Bedarf geöffnet werden, können diese Durchtrittsöffnungen mit Schiebern 19 verschlossen werden.Thus, the necessary for the passage of the sheet metal blanks 11 passage openings in the end faces of the continuous furnace 1 are opened only when needed, these passages can be closed with sliders 19.
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