BESCHREIBUNG
Die Erfindung geht aus von einem Durchlaufofen zur Wärmebehandlung von Kleinteilen aus Metall unter Schutzgas oder unter Reaktionsgas mit einem endlosen, ausserhalb des Wärmebehandlungsraumes angetriebenen Förderband, insbesondere Drahtgliederband, dessen Obertrum den Wärmebehandlungsraum auf einer Stützeinrichtung aufliegend durchläuft.
Ein solcher Durchlaufofen ist aus dem DE-GM 7916413 bekannt. Bei diesem bekannten Durchlaufofen liegt das Förderband im Innern des auch als Retorte bezeichneten Wärmebehandlungsraumes auf dem ebenen Retortenboden auf, während es ausserhalb der Retorte auf einem mit dem Retortenboden fluchtenden Stützblech aufliegt. Am Ende der Retorte, noch innerhalb des Glühraums, wird das Förderband durch eine Wippe nach unten umgelenkt und läuft durch einen unterhalb der Retorte angeordneten, gekühlten Rück laufkanal zum vorderen Ende des von der Retorte gelegenen
Stützbleches zurück. Unterhalb des Stützbleches ist ein
Antriebsaggregat, bestehend aus einer angetriebenen Walze und einer mit dieser zusammenarbeitenden Andrückwalze, vorgesehen, zwischen denen das Förderband eingeklemmt und durch die Retorte gezogen wird.
Es ist bekannt, anstelle einer das Förderband umlen kenden Wippe eine Umlenkrolle vorzusehen, welche ausser halb der Retorte liegt, angetrieben ist und das Förderband durch die geradlinig ausgebildete Retorte hindurchzieht und gleichzeitig umlenkt.
Weiterhin ist es bekannt, auf dem Retortenboden eine bewegliche Platte vorzusehen, auf welcher das Förderband aufliegt. Diese Platte wird vor- und zurückbewegt, wobei vorwärts das Förderband mitgenommen wird, während die Platte bei ihrer Rückwärtsbewegung unter dem Band weggezogen wird. Auf diese Weise ist ein schrittweises Vorbewegen des Förderbandes möglich.
Bei allen diesen bekannten Durchlauföfen sind die Förderbänder in der Retorte einer grossen Zugbeanspruchung ausgesetzt. Wegen der zunehmenden Reibung ist diese Zugbeanspruchung um so grösser, je höher das Gewicht der auf dem Förderband aufliegenden Metallteile ist. Bei höheren Temperaturen, die in der Praxis bis zu 1200"C betragen können, nimmt die Festigkeit des Bandmaterials erheblich ab. Die Zugbeanspruchung des Förderbandes führt deshalb zu einem Verzug des Förderbandes und damit zu einer Verringerung seiner Standzeit. Um den Verzug in Grenzen zu halten, muss man das Gewicht bzw. die Menge der aufgelegten Metallteile mit zunehmender Temperatur in der Retorte reduzieren, aber auch bei geringer Belastung des Förderbandes kommt es zu einem unerwünschten Verzug.
Um die Probleme mit dem Verziehen des Förderbandes zu vermeiden, ist es bereits bekannt, in die Retorte von Durchlauföfen als Fördereinrichtung eine Rollenbahn einzubauen, bei der die Lagerenden der einzelnen Rollen durch die Isolierung des Durchlaufofens nach aussen geführt sind und dort vereinzelt oder einzeln angetrieben werden. Solche sogenannte Rollenherdöfen sind jedoch in ihrem Aufbau sehr aufwendig, denn an jedem einzelnen Durchbruch für die Lagerenden der Rollen benötigt man eine gasdichte Durchführung, weil der Durchlaufofen in seiner Retorte ja mit Schutzgas oder Reaktionsgas betrieben wird, und ausserdem befindet sich der gesamte Ofenraum unter Schutzgas, was Probleme bei der Wärmebehandlung mit sich bringt.
In der DE-PS 2259300 ist auch bereits vorgeschlagen worden, in der Retorte ein Paar Walzen vorzusehen, welche in einem spitzen Winkel zur Förderrichtung angeordnet sind und miteinander einen spitzen Winkel bilden und gegensinnig angetrieben werden. Diese Walzen sollen ein endloses Förderband stützen, dessen Obertrum auf der Oberseite der Walzen aufliegt und dessen Untertrum von unten an die Walzen gedrückt wird. Durch das gegensinnige Drehen der Walzen wird eine Umlaufbewegung des Förderbandes bewirkt.
Bei diesem bekannten Durchlaufofen ist die Zugbelastung des Förderbandes zwar verringert, aber keineswegs auf unkritische Werte begrenzt worden; nachteilig bei diesem bekannten Durchlaufofen ist, dass die in der Retorte angeordneten Walzen bereits aufgrund ihrer sehr grossen Länge zu einem erheblichen Verzug neigen, welcher sich einerseits nachteilig auf das um die Walzen herumgeführte Transportband auswirkt und andererseits die Gefahr von Störungen des Transports bis hin zur Blockade in sich birgt.
Grosse Probleme birgt obendrein der Zwang, die Walzen im Innern der heissen Retorte antreiben zu müssen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Durchlauföfen der eingangs genannten Art ein Verziehen der Förderbänder weitgehend zu vermeiden durch eine neue Gestaltung, welche so preisgünstig ist, dass sie auch in kleineren Durchlauföfen verwirklicht werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Durchlaufofens mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem neuen Durchlaufofen wird das Förderband in dem Wärmebehandlungsraum, welcher auch als Retorte bezeichnet wird, also in dem entscheidenden heissen Bereich, über die frei drehbaren Rollen hinweggezoen, und weil zwischen dem Förderband und den Rollen allenfalls eine schwache Reibung auftritt, tritt auch nur entsprechend schwache Zugbeanspruchung des Förderbandes auf, so dass dieses von einem Verzug weitgehend verschont bleibt. Wegen der geringen Zugbeanspruchung hat man bei dem neuen Durchlaufofen den Vorteil, dass das Förderband stärker mit Metallteilen beladen werden kann als dies bei einem Förderband der Fall ist, welches aufgrund seiner Anordnung einer stärkeren Zugbeanspruchung ausgesetzt ist.
Die Rollen, welche das Förderband stützen, sind frei drehbar ausgebildet; sie müssen keinen Beitrag zum Antrieb des Förderbandes leisten, vielmehr wird das Förderband durch ein ausserhalb des Ofens angeordnetes Antriebsaggregat, insbesondere durch Antriebswalzen wie im Fall des DE-GM 7 916413 angetrieben.
Ausserdem wird bei dem neuen Durchlaufofen darauf verzichtet, die Lagerenden der Rollen seitlich aus der Retorte und durch die Isolierung des Ofens nach aussen zu führen; vielmehr sind die Rollen in einem Rollenträger gelagert, welcher als Ganzes in die Retorte eingesetzt wird. Damit stehen die Lager der Rollen unter einer hohen Temperaturbeanspruch und es muss damit gerechnet werden, dass hin und wieder eine Rolle oder ein Rollenlager ausgetauscht werden muss. Dies ist auf einfache Weise möglich, weil der Rollenträger zu einem Ende aus der Retorte herausziehbar angeordnet ist. Man ist also nicht darauf angewiesen, innerhalb der Retorte komplizierte Wartungsarbeiten durchführen zu müssen, sondern man nimmt erforderlichenfalls den Rollenträger mitsamt den Rollen als Ganzes aus der Retorte heraus und kann dann ungehindert Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchführen.
Vorzugsweise setzt man den Rollenträger lose in die Retorte ein und sichert ihn lediglich gegen Verschieben in Längsrichtung der Retorte. Einer solchen Lösung stellen sich keinerlei prinzipielle Schwierigkeiten entgegen; gegenüber einer Retorte, in welcher das Förderband über den Retortenboden schleift, ist lediglich die Höhe der Retorte um die Höhe des Rollenträers mitsamt Rollen zu vergrössern.
Der Rollenträger soll sich mindestens über den gesamten beheizten Abschnitt der Retorte erstrecken, damit in jenem Bereich, wo das Förderband beheizt wird und in seiner Zugfestigkeit herabgesetzt ist, eine schädliche Zugbelastung möglichst vermieden wird. Vorzugsweise steht der Rollenträger über das Auslaufende der Retorte hinaus ein Stück weit vor, so dass auch der aus der Retorte austretende, immer noch heisse, aber sich bereits abkühlende Abschnitt des Förderbandes noch durch die Rollen unterstützt ist. Ausserhalb der Retorte kann sich aber an den Rollenträger als weitere Unterstützung für das Förderband auch eine Platte anschliessen, deren Oberfläche mit der oberen Tangentialfläche der Rollen fluchtet.
Die Rollen sollen des Förderband zweckmässigerweise auf dessen ganzer Breite unterstützen, und dies geht am einfachsten, wenn die Rollen wenigstens so breit sind wie das Förderband; grundsätzlich ist es aber auch möglich, mehrere Rollen nebeneinander anzuordnen, die dann das Förderband gemeinsam über dessen gesamte Breite unterstützen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Rollen, die nicht so breit sind wie das Förderband, abwechselnd seitlich versetzt anzuordnen und dadurch eine breite Unterstützung zu gewährleisten.
Da sich die Rollen samt ihren Lagern im Innern der Retorte befinden und hier Temperaturen bis zu 1200"C ausgesetzt sein können, ist es ratsam, der Ausbildung der Lager besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Vorzugsweise baut man den Rollenträger samt Rollen und Lagern nicht vollständig aus Metall, sondern lagert die Rollen in der Weise, dass von je zwei einander berührenden, relativ zueinander drehbaren Teilen stets eines aus Metall und das andere aus einem hitzebeständigen, nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere aus einer Oxidkeramik besteht. Auf diese Weise kann man sicherstellen, dass die Lager der Rollen nicht festfressen. Als Oxidkeramik eignet sich besonders eine Aluminiumoxidkeramik; ausser Oxidkeramiken kann als hitzebeständiger, nichtmetallischer Werkstoff auch Graphit verwendet werden, jedoch wird Graphit nicht bevorzugt.
Die Lagerausbildung kann so gewählt werden, dass der Rollenträger mit Lagern aus hitzebeständigen, nichtmetallischem Werkstoff ausgestattet wird, in welchem man die metallischen Achsen der Rollen drehbar lagert. Alternativ könnte man auch die metallischen Achsen der Rollen unverdrehbar im Rollenträger befestigen und die Rollen mit Lagerringen aus hitzebeständigem, nichtmetallischen Werkstoff ausrüsten, mit denen sie dann drehbar auf den Achsen gelagert sind.
Die metallischen Achsen der Rollen erfahren durch die hohen Temperaturen im Innern der Retorte gegebenenfalls spürbare Längenänderungen, die die freie Drehbarkeit der Rollen nicht beeinträchtigen sollen. Aus diesem Grund ist es zweckmässig, entweder die Rollen axial verschieblich auf den Achsen oder die Achsen axial verschieblich im Rollenträger zu lagern. Ausserdem wird es bevorzugt, die Achsen der Rollen in getrennt ausgebildeten Laschen des Rollenträgers zu lagern, so dass diese unabhängig voneinander auf die in der Retorte herrschende, längs der Retorte nicht gleichbleibende Temperatur und die durch sie hervorgerufenen Wärmedehnungen reagieren können.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Durchlaufofens ist in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Durchlaufofen im Längsschnitt,
Fig. 2 zeigt in vergrössertem Massstab einen Querschnitt durch die Retorte des Durchlaufofens gemäss Fig. 1,
Fig. 3 zeigt als Detail die Lagerung einer Rolle.
Fig. 4 zeigt als Detail eine alternative Ausführungsform für die Lagerung einer Rolle,
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil des Rollenträgers mit Rollen, und
Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf den Rollenträger, wie er in einem Durchlaufofen gemäss Fig. 1 verwendet ist.
Die Fig. 1 zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentlichsten Merkmale eines Durchlaufofens, mit einem Ofengehäuse (1), welches mit einer Wärmeisolierung ausgerüstet ist und mit einer darin gebildeten Kammer, durch welche eine gasdichte Retorte (3) hindurchführt, welche lediglich an ihren beiden Enden geöffnet ist und durch Heizvorrichtungen (2) oberhalb und unterhalb der Retorte beheizbar ist. Durch die Retorte führt ein Förderband (5) hindurch, welches im Innern der Retorte durch ein Feld von Rollen (4), welche mit waagerechter Achse rechtwinklig zur Förderrichtung (Pfeil 7) angeordnet sind, unterstützt wird.
Die Rollen sind in einem metallischen Rollenträger (8) gelagert, welcher in Fig. 1 nur angedeutet und detaillierter in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist. Die Rollen sind frei drehbar und besitzen eine gemeinsame obere Tangentialebene, welche mit einer am Eintrittsende der Retorte (3) angeordneten Stützplatte (9) fluchtet, welche bis dicht an den Beginn des Rollenträgers heranführt. In dem Bereich vor dem Eingang der Retorte (3), wo das Förderband (5) auf der Stützplatte (9) aufliegt, wird die Ware (6), welche einer Wärmebehandlung unterzogen werden soll, auf das Förderband aufgegeben. Sie durchwandert die Retorte auf dem Förderband (5) liegend.
Die Retorte endet mit einem Flansch ( 10) und an diesen ist mit einem entsprechenden Flansch (11) ein Kanal (12) angeflanscht, welcher einen ebenen Boden (13) besitzt, der mit der oberen Tangentialebene der Rollen (5) fluchtet. In diesem Kanal ( 12) setzt sich das endlose Förderband (5) fort, wobei es dort auf dem Boden (13) aufliegt. In diesem Kanal ( 12) kann zum Beispiel ein kontrolliertes Abkühlen der Ware (67) unter Schutzgas erfolgen.
Der Rollenträger (8) ist lose in die Retorte (3) eingesetzt und kann nach Entfernen des Flansches (11) und des Kanals (12) durch den Flansch ( 10) hindurch herausgezogen werden.
Ein Sichern des Rollenträgers (8) gegen Verschieben in Richtung des Pfeils 7 erfolgt im Betrieb durch den Flansch (11), gegen welchen der Rollenträger gegebenenfalls anstösst.
Wie die Figur 2 zeigt, hat der Rollenträger einen U-förmigen Querschnitt; er besteht zweckmässigerweise aus einem entsprechend gebogenen Blech. In den hochstehenden Schenkeln ( 14) des Rollenträgers stecken die Achsen (15) der Rollen (4), welche sich über die gesamte Breite des Förderbandes (5) erstrecken. Der Rollenträger (8) ist im Hinblick auf die zu erwartenden Wärmedehnungen mit einigem seitlichen Spiel in die Retorte (3) eingesetzt.
Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei mögliche Weisen der Lagerung der Rollen (4) im Rollenträger (8). Im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3 sind in die hochstehenden Schenkel (14) des Rollenträgers keramische Lager (15) eingefügt, in welchen die metallischen Achsen (16) der ebenfalls metallischen Rollen (4) drehbar gelagert sind. Hingegen sind im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 die metallischen Achsen (16) der Rollen (4) unverdrehbar in Bohrungen der hochstehenden Schenkel (14) des Rollenträgers (8) befestigt und in den Rollen (4) sind keramische Lagerringe (17) angeordnet, mit welchen die Rollen (4) drehbar auf den Achsen (16) gelagert sind. In beiden Fällen finden Drehbewegungen nur statt zwischen jeweils einem metallischen und einem keramischen Teil.
Wie die Figur 5 zeigt, sind die hochstehenden Schenkel (14) des Rollenträgers in einzelne Laschen unterteilt, so dass der Rollenträger (8) die Wärmedehnungen der Rollen (4) und ihrer Achsen (16) unabhängig voneinander aufnehmenkann. Der Abstand der Rollen (4) voneinander wird nach der vorgesehenen Belastbarkeit des Förderbandes (5) durch die aufzulegende Ware (6) bemesssen.
Das Antriebsaggregat für das Förderband (5) ist nicht dargestellt, da ein konventioneller Antrieb verwendet werden kann.