Vorrichtung zur schrittweisen Förderung einer Reihe von Werkstücken durch einen Induktions-Durchlaufofen
Zum Erhitzen von Werkstücken, wie Stahl- oder Metallblöcke, z. B. für eine Warmverformung, werden vielfach Induktions-Durchlauföfen verwendet, durch welche die Werkstücke in einer Reihe schrittweise hindurchgefördert werden.
Die Entnahme des jeweils am Ofenausgang befindlichen Werkstück es erfolgt - nachdem dies Werkstück die vorgesehene Temperatur erreicht hat - nach einem bekannten Verfahren in der Weise, dass die ganze im Ofen befindliche, beispielsweise auf Gleitschienen liegende Werkstückreihe zunächst um eine Weglänge vorgeschoben wird, die grösser ist als die Länge eines Werkstückes, so dass das vorderste Werkstück der Reihe leicht abgenommen werden kann. Danach werden die übrigen Werkstücke um einen Schritt zurückgefördert, der um eine Werkstücklänge kleiner ist, als der Vorwärtsschritt, so dass das jetzt vorderste Werkstück der Reihe an die Stelle des entnommenen gelangt.
Werden bei dieser Pilgerschrittförderung die Werkstücke in bekannter Weise durch einen vor dem Ofeneingang angeordneten Stössel vorgeschoben, so ist für die Rückwärtsbewegung ein zweiter Stössel vor dem Ofenausgang erforderlich. Die Anlage wird dadurch verhältnismässig kompliziert und unübersichtlich. Ausserdem können in manchen Fällen die Werkstücke durch die Reibung auf den Gleitschienen oder einer sonstigen Unterlage beschädigt werden.
So ist auch bekannt, zur Förderung von Werkstücken durch einen Induktionsofen eine sogenannte Hubbalken-Fördervorrichtung vorzusehen und dabei zwei Hubbalken- oder Tragschienensysteme zu verwenden, von denen mindestens eines eine ellipsenförmige oder rechteckförmige Bewegung ausführt.
Mit zwei derartigen Tragschienensystemen kann es gelingen, die erwähnte Vor- und Rückwärtsbewegung der Werkstücke durchzuführen, jedoch sind dabei die Längen der Vorwärts- und Rückwärts schritte, deren Differenz einer Werkstücklänge entsprechen soll, durch den Bewegungsmechanismus festgelegt.
Nun sind aber häufig die Längen der Werkstücke nicht genau gleich. Wenn z. B. die Werkstücke aus von einer Stange abgehackten Blöcken bestehen, so wird ihre Länge im allgemeinen um kleine Beträge von dem vorgesehenen Sollwert abweichen.
Dadurch ergeben sich bei jedem Förderschritt kleine Änderungen der Lage der Werkstücke im Ofen, die sich nach einer grösseren Anzahl von Förderschritten zu einer erheblichen und unzulässigen Abweichung von der richtigen Lage addieren können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Pilgerschrittfördervorrichtung zu schaffen, die mit beweglichen Tragschienensystemen arbeitet, jedoch den letzterwähnten Nachteil nicht aufweist, so dass ein vollautomatischer Betrieb möglich wird.
Nach der Erfindung sind zur Förderung der Werkstücke zwei Tragschienensysteme vorgesehen, von denen das erste nur vorwärts und rückwärts bewegbar und das zweite nur heb- und senkbar ist.
Eine solche Fördereinrichtung, die bisher bei Induktions-Durchlauföfen noch nicht verwendet wurde, bietet gerade im Zusammenhang mit der Lösung der genannten Aufgabe erhebliche Vorteile. Dadurch, dass jedes Tragschienensystem nur in einer Richtung bewegbar ist, kann, wenn die Bewegungen der beiden Systeme vollkommen unabhängig voneinander ge steuert werden, ermöglicht sein, die Vorwärts-und Rückwärtswege der Werkstücke beliebig zu bemessen und sie der Länge der Werkstücke anzupassen, ohne jedoch von einer genauen Einhaltung einer bestimmten Werkstücklänge abhängig zu sein.
Um diese Vorteile auszunützen, sieht die Erfilldung eine Bewegungs- und Steuereinrichtung für die erwähnten beiden Tragschienensysteme vor, welche zur Durchführung eines Förderschrittes bewirkt, dass das mit Werkstücken beladene erste Tragschienensystem zunächst in Durchlaufrichtung der Werkstücke so weit vorgeführt wird, dass das vorderste Werkstück in den Bereich einer Abnahmevorrichtung gelangt und nach erfolgter Abnahme dieses Werkstückes eine Rückwärtsbewegung des genannten Tragschienensystems erfolgt, wobei an einem vorbestimmten Punkt des Rückweges eine Hubbewegung des zweiten Tragschienensystems derart einge Ieitet wird, dass dieses die restliche Werkstückreihe von dem ersten Tragschienensystem in demjenigen Augenblick abhebt und damit zum Stillstand bringt,
in welchem sich das in der Durchlaufrichtung vorderste Werkstück an derjenigen Stelle befindet, an der sich vorher das mit dem Förderschritt herausbeförderte Werkstück befand, und das erste Tragschienensystem leer in die Ausgangslage zurückkehrt und dort durch Ab senken des zweiten Tragschienensystems die Werkstücke wieder übernimmt und zur Beladung mit neuem Gut bereitsteht.
Dadurch kann die Länge eines resultierenden Förderschrittes nicht als Differenz der festgelegten Längen je eines Vorwärts- und Rückwärtsschrittes, sondern durch einen festen Punkt auf dem Wege des Rückwärtsschrittes bestimmt werden und die Lage des in Durchlaufrichtung jeweils vordersten Werkstückes im Ofen nach vollständiger Beendigung eines Förderschrittes unabhängig von Längenunterschieden der Werkstücke bestimmt sein.
Zur Einleitung der Hubbewegung des zweiten Tragschienensystems kann eine Kontaktvorrichtung dienen, die betätigt wird, wenn die Endkanten der Werkstücksreihe während der Rückwärtsbewegung die Kontaktvorrichtung passiert.
Da die Ausführung mechanisch betätigter Kontaktvorrichtungen wegen der bereits vorhandenen hohen Temperatur der Werkstücke gewisse Schwierigkeiten macht, wird vorteilhaft als Kontaktvorrichtung eine aus einer Lichtquelle und einer Fotozelle bestehende Lichtschranke bekannter Art verwendet.
Die Lichtschranke wird zweckmässig vor dem Ausgangsende des Ofens angeordnet, so dass das betreffende Werkstück nach dem Passieren der Lichtschranke noch eine bestimmte Weglänge in Rückwärtsrichtung zurücklegen muss, bis es an diejenige Stelle im Ofen gelangt, an der es zur Erwärmung bis auf die vorgesehene Endtemperatur bleiben soll und an der sich auch das vorher ausgestossene Werkstück befunden hat. Um dies zu erreichen, kann durch die Lichtschranke zunächst ein Zeitrelais in Tätigkeit gesetzt werden, das nach einer vorbestimmten, zur Zurücklegung der genannten Wegstrecke erforderlichen Zeit die Hubbewegung des zweiten Tragschienensystems auslöst.
Statt des Zeitrelais kann auch ein Laufwerk vorgesehen werden, das unter der Einwirkung der Kon- taktvorrichtung bzw. der Lichtschranke mit der Antriebsvorrichtung des ersten Tragschienensystems gekuppelt wird und nach Ausführung einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen die Hubvorrichtung des zweiten Tragschienensystems in Gang setzt.
Um ein exaktes Abheben der Werkstücke an der richtigen Stelle sicherzustellen, sind zweckmässig Schalt- bzw. Steuermittel an sich bekannter Art vorgesehen, durch welche die Rückwärtsbewegung des ersten Tragschienensystems bei der Einleitung der Hubbewegung des zweiten Tragschienensystems so lange unterbrochen wird, bis die Hubbewegung des zweiten Tragschienensystems beendet ist.
Um bei der Festlegung des für die Einleitung der Hubbewegung des zweiten Tragschienensystems richtigen Zeitpunktes Ungenauigkeiten zu vermeiden, die durch die Anlaufzeit des Zeitrelais oder des Laufwerkes entstehen können, ist es zweckmässig, die Rückwärtsbewegung des ersten Tragschienensystems beim Ansprechen der Kontaktvorrichtung bzw. der Lichtschranke kurzzeitig zu unterbrechen.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Phasen eines Förderspieles dargestellt.
Mit 1 ist die Heizspule eines Induktions-Durchlaufofens bezeichnet, die zweiteilig ausgeführt ist, um nischen ihren beiden Teilen eine Abstützung der noch zu beschreibenden beiden Tragschienensysteme anordnen zu können. Durch die Spule werden die zu erwärmenden Werkstücke 2, wie Stahloder Metallblöcke von beliebigem, im Beispiel quadratischem Querschnitt hindurchgeführt.
Das erste in Durchlaufrichtung vorwärts- und rückwärtsbewegbare Tragschienensystem ist mit 3 bezeichnet. Es durchsetzt die beiden Spulenteile und erstreckt sich beiderseits über die Enden derselben hinaus, so dass es die Werkstücke im Bereich des Beschickungstisches 4 aufnehmen, durch die Spule hindurchtragen und danach an eine Abnahmevorrichtung 5 übergeben kann, deren längliche Schale 7 auf Schwingen 6 derart beweglich gelagert ist, dass sie bei einer gleichzeitigen vorwärts- und aufwärtsgerichteten Bewegung das Werkstück von dem Tragschienensystem 3 abnehmen, weiterbefördern und gegebenenfalls durch eine seitliche Kippbewegung auf eine Rutsche 15 abgeben kann. Die Schale 7 steht im Anfang ihrer Bewegung in einem spitzen Winkel zur Förderrichtung. Dadurch wird das Abnehmen des Werkstückes, das u. U. an dem nächstfolgenden klebt, erleichtert.
Das Schienenpaar 3 ist auf Rollen 8 leicht beweglich gelagert, die teils ortsfest, teils mit dem Schienenpaar bewegbar angeordnet sind. Am Eingangsende des Ofens und unterhalb des Beschikkungstisches sind zwei Endkontakte 9 und 10 angebracht, mit deren Hilfe in bekannter Weise die durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung bewirkten Vor- und Rückwärtsbewegung des Schienen paares 3 begrenzt wird. Die Weglänge der Vorwärtsbewegung kann mittels des einstellbaren Anschlages 11 entsprechend der Länge der Werkstücke verändert werden.
Ein zweites Tragschienenpaar 12 ist zwischen dem ersten mit Spiel derart angeordnet, dass es frei - beispielsweise mittels hydraulischer Zylinder 13 - auf- und abbewegt werden kann. Es dient dazu, das Gut von dem Schienensystem 3 dann abzuheben, wenn sich das letztere leer bewegen soll.
In der Fig. 1 ist die Fördervorrichtung in ihrer Grundstellung dargestellt, in welcher sie verharrt, bis das vorderste Werkstück 2b der ihr aufgegebenen Werkstückreihe die vorgesehene Endtemperatur erreicht hat.
Das Tragschienensystem 3 ist dabei bis zur Betätigung des Endkontaktes 9 in den Aufnahmetisch 4 hineingefahren, wo es zur Aufnahme eines neuen Werkstückes bereitsteht. In der Zeichnung ist dieses Werkstück 2a als bereits aufgenommen dargestellt.
Die Fig. la zeigt einen Schnitt durch die Induktionsspule und die beiden Tragschienensysteme.
Die Fig. 2 zeigt die Fördervorrichtung in einem Zustand, in welchem das Schienensystem 3 in Ausführung eines Förderspieles mit dem Gut bis zur Betätigung des Endkontaktes 10 vorgefahren ist. Zwei Werkstücke 2b und 2c sind dabei aus der Spule herausgetreten. Das vorderste davon befindet sich über der Schale 7 der Abnahmevorrichtung 5, die jetzt in Tätigkeit tritt und dies Werkstück übernimmt, wie das in Fig. 2a dargestellt ist.
Nach der Abnahme dieses Werkstückes fährt das Schienenpaar 3 mit den übriggebliebenen Werkstükken zurück, bis das jetzt letzte Werkstück 2c eine Lichtschranke 14 passiert hat, welche die Bewegung für etwa 112 sek unterbricht. Dieser Zustand ist in der Fig. 3 gezeigt.
Nach Ablauf der kurzzeitigen Unterbrechung setzt sich die Rückwärtsbewegung des Schienensystems 3 fort. Gleichzeitig damit ist ein nicht dargestelltes Zeitrelais in Gang gesetzt worden, das nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit die Rückwärtsbewegung des Schienensystems 3 zunächst beendet und gleichzeitig eine Hubbewegung des Tragschienensystems 12 einleitet, welches nun die Werkstücke von dem Schienensystem 3 um einige Millimeter abhebt. Damit ist die Rückwärtsbewegung der Werkstücke beendet.
Durch entsprechende Einstellung des Zeitrelais befindet sich das Werkstück 2c zu diesem Zeitpunkt genau an der für die Enderwärmung vorgesehenen Stelle, an der sich vorher das Werkstück 2b befunden hat, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist.
Nach Beendigung der Hubbewegung des Schienensystems 12 setzt das Schienenpaar 3 seine Rückwärtsbewegung leer fort, bis es die Ausgangsstellung wieder erreicht hat und dort durch den Endkontakt 9 stillgesetzt wird. Mit der Betätigung dieses Endkontaktes wird gleichzeitig eine Senkbewegung des Schienenpaares 12 eingeleitet, durch welche die Werkstückreihe wieder auf das Schienenpaar 3 abgesetzt wird.
Damit ist der Ausgangszustand wieder hergestellt und die Vorrichtung steht zur Aufnahme eines weiteren kalten Werkstückes und zur Durchführung eines neuen Förderspieles bereit.
Die Fig. 5 zeigt die Vorrichtung nach Rückkehr des Schienenpaares 3 in die Ausgangslage und die Fig. 6 nach Absenken des Schienenpaares 12.
In der Fig. 4a ist in Ansicht von der Stirnseite die Abnahmevorrichtung 5 mit einem auf der Schale 7 liegenden Werkstück gezeigt. In der Fig. 5a ist in Ansicht von der Stirnseite die Ofenspule mit den durch das Schienensystem 12 übernommenen Werkstücken dargestellt.
In der Fig. 6a ist eine Möglichkeit gezeigt, wie die Werkstücke von der Abnahmevorrichtung 5 durch seitliches Schwenken der Arme 6 mit der Schale 7 auf eine Rutsche 15 abgesetzt werden können.
Device for the step-by-step conveyance of a series of workpieces through a continuous induction furnace
For heating workpieces such as steel or metal blocks, e.g. B. for hot forming, induction furnaces are often used, through which the workpieces are conveyed in a row step by step.
The workpiece located at the furnace exit is removed - after this workpiece has reached the intended temperature - according to a known method in such a way that the entire row of workpiece located in the furnace, for example on slide rails, is first advanced by a distance that is greater than the length of a workpiece, so that the first workpiece in the row can be easily removed. Then the remaining workpieces are conveyed back by a step that is one workpiece length smaller than the forward step, so that the now foremost workpiece in the row takes the place of the removed one.
If the workpieces are advanced in a known manner by a ram arranged in front of the furnace entrance during this pilgrimage, a second ram is required in front of the furnace exit for the backward movement. This makes the system relatively complicated and confusing. In addition, in some cases the workpieces can be damaged by the friction on the slide rails or any other surface.
It is also known to provide a so-called walking beam conveyor device for conveying workpieces through an induction furnace and to use two walking beam or mounting rail systems, at least one of which performs an elliptical or rectangular movement.
With two such mounting rail systems it can be possible to carry out the aforementioned forward and backward movement of the workpieces, but the lengths of the forward and backward steps, the difference of which should correspond to a workpiece length, are determined by the movement mechanism.
However, the lengths of the workpieces are often not exactly the same. If z. If, for example, the workpieces consist of blocks chopped off from a rod, their length will generally deviate from the intended target value by small amounts.
This results in small changes in the position of the workpieces in the furnace with each conveying step, which after a larger number of conveying steps can add up to a considerable and impermissible deviation from the correct position.
The object of the invention is to create such a pilgrim step conveyor device that works with movable support rail systems, but does not have the last-mentioned disadvantage, so that fully automatic operation is possible.
According to the invention, two support rail systems are provided for conveying the workpieces, of which the first can only be moved forwards and backwards and the second can only be raised and lowered.
Such a conveying device, which has not yet been used in continuous induction furnaces, offers considerable advantages precisely in connection with the solution of the stated object. The fact that each mounting rail system can only be moved in one direction can, if the movements of the two systems are controlled completely independently of one another, allow the forward and backward paths of the workpieces to be dimensioned as desired and to adapt them to the length of the workpieces without, however, to be dependent on an exact adherence to a certain workpiece length.
In order to take advantage of these advantages, the invention provides a movement and control device for the two carrier rail systems mentioned, which, in order to carry out a conveying step, has the effect that the first carrier rail system loaded with workpieces is first presented in the direction of movement of the workpieces so far that the foremost workpiece enters the Area of a removal device arrives and after this workpiece has been removed, a backward movement of the said mounting rail system takes place, with a lifting movement of the second mounting rail system being initiated at a predetermined point on the return path in such a way that it lifts the remaining row of workpieces from the first mounting rail system at that moment and thus to Brings to a standstill,
in which the foremost workpiece in the direction of passage is at the point at which the workpiece previously conveyed out with the conveying step was, and the first mounting rail system returns empty to the starting position and there by lowering the second mounting rail system takes over the workpieces again and for loading is ready with new goods.
As a result, the length of a resulting conveying step cannot be determined as the difference between the specified lengths of a forward and backward step, but rather by a fixed point on the path of the backward step and the position of the workpiece in the furnace foremost in the direction of passage after the complete completion of a conveying step, regardless of Differences in length of the workpieces must be determined.
To initiate the lifting movement of the second support rail system, a contact device can be used which is actuated when the end edges of the row of workpieces pass the contact device during the backward movement.
Since the implementation of mechanically operated contact devices causes certain difficulties because of the already existing high temperature of the workpieces, a known type of light barrier consisting of a light source and a photocell is advantageously used as the contact device.
The light barrier is expediently placed in front of the exit end of the furnace, so that the workpiece in question has to travel a certain distance in the reverse direction after passing the light barrier until it reaches the point in the furnace where it remains to be heated up to the intended final temperature and on which the previously ejected workpiece was located. In order to achieve this, the light barrier can first activate a time relay that triggers the lifting movement of the second mounting rail system after a predetermined time required to cover the distance mentioned.
Instead of the time relay, a drive can also be provided which, under the influence of the contact device or the light barrier, is coupled to the drive device of the first mounting rail system and starts the lifting device of the second mounting rail system after a predetermined number of revolutions.
In order to ensure that the workpieces are lifted exactly in the right place, switching or control means of a type known per se are expediently provided, by means of which the backward movement of the first mounting rail system is interrupted when the lifting movement of the second mounting rail system is initiated until the lifting movement of the second Rail system is finished.
In order to avoid inaccuracies when determining the correct point in time to initiate the lifting movement of the second mounting rail system, which can arise due to the start-up time of the time relay or the drive, it is advisable to briefly stop the backward movement of the first mounting rail system when the contact device or light barrier responds interrupt.
In the accompanying drawing, an embodiment of the invention is shown in different phases of a conveyor game.
1 with the heating coil of a continuous induction furnace is referred to, which is designed in two parts in order to be able to arrange a support of the two support rail systems to be described niches of its two parts. The workpieces 2 to be heated, such as steel or metal blocks of any desired, square cross-section in the example, are passed through the coil.
The first support rail system that can be moved forwards and backwards in the direction of passage is denoted by 3. It penetrates the two coil parts and extends on both sides beyond the ends of the same, so that it can pick up the workpieces in the area of the loading table 4, carry them through the coil and then transfer them to a removal device 5, the elongated shell 7 of which is movably supported on rockers 6 is that, with a simultaneous forward and upward movement, it can remove the workpiece from the support rail system 3, convey it further and, if necessary, release it onto a slide 15 by a lateral tilting movement. At the beginning of its movement, the shell 7 is at an acute angle to the conveying direction. This makes the removal of the workpiece, which u. U. sticks to the next one, relieved.
The pair of rails 3 is mounted so as to be easily movable on rollers 8, some of which are stationary and some of which are arranged to be movable with the pair of rails. At the entrance end of the furnace and below the loading table, two end contacts 9 and 10 are attached, with the help of which, in a known manner, the forward and backward movement of the pair of rails 3 caused by a drive device, not shown, is limited. The path length of the forward movement can be changed by means of the adjustable stop 11 according to the length of the workpieces.
A second pair of support rails 12 is arranged with play between the first one in such a way that it can be moved up and down freely - for example by means of hydraulic cylinders 13. It is used to lift the goods off the rail system 3 when the latter is to move empty.
In FIG. 1, the conveyor device is shown in its basic position, in which it remains until the foremost workpiece 2b of the workpiece row placed on it has reached the intended final temperature.
The support rail system 3 is moved into the receiving table 4 until the end contact 9 is actuated, where it is ready to receive a new workpiece. In the drawing, this workpiece 2a is shown as already included.
Fig. La shows a section through the induction coil and the two mounting rail systems.
2 shows the conveying device in a state in which the rail system 3 has moved forward in execution of a conveying play with the material until the end contact 10 is actuated. Two workpieces 2b and 2c have emerged from the coil. The foremost of these is located above the shell 7 of the removal device 5, which now comes into operation and takes over this workpiece, as shown in Fig. 2a.
After this workpiece has been removed, the pair of rails 3 moves back with the remaining workpieces until the now last workpiece 2c has passed a light barrier 14, which interrupts the movement for about 112 seconds. This state is shown in FIG. 3.
After the brief interruption has expired, the backward movement of the rail system 3 continues. Simultaneously with this, a time relay (not shown) has been set in motion which, after a predetermined time has elapsed, first terminates the backward movement of the rail system 3 and simultaneously initiates a lifting movement of the support rail system 12, which now lifts the workpieces from the rail system 3 by a few millimeters. This ends the backward movement of the workpieces.
By setting the time relay accordingly, the workpiece 2c is at this point in time exactly at the point provided for the final heating where the workpiece 2b was previously, as shown in FIG.
After the lifting movement of the rail system 12 has ended, the rail pair 3 continues its backward movement empty until it has reached the starting position again and is stopped there by the end contact 9. When this end contact is actuated, a lowering movement of the pair of rails 12 is initiated at the same time, by means of which the row of workpieces is set down again on the pair of rails 3.
The initial state is thus restored and the device is ready to receive a further cold workpiece and to carry out a new conveying cycle.
FIG. 5 shows the device after the pair of rails 3 has returned to the starting position, and FIG. 6 shows after the pair of rails 12 has been lowered.
In FIG. 4 a, the removal device 5 with a workpiece lying on the shell 7 is shown in a view from the end face. In FIG. 5 a, the furnace coil with the workpieces taken over by the rail system 12 is shown in a view from the front side.
FIG. 6a shows a possibility of how the workpieces can be deposited from the removal device 5 by laterally pivoting the arms 6 with the shell 7 onto a slide 15.