DE102007029302A1

DE102007029302A1 - Durchlaufofen

Info

Publication number: DE102007029302A1
Application number: DE102007029302A
Authority: DE
Inventors: Steffen Ensminger
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2009-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen (1), aufweisend ein Förderband (5), auf dem zu verlötende oder wärmezubehandelnde Werkstücke (7) durch den Durchlaufofen (1) transportiert werden, eine Einlass- und eine Auslassöffnung (4), wobei der Durchlaufofen (1) einen wannenartigen unteren Bereich (2) und einen oberen Bereich (3) aufweist und dass die Einlass- und die Auslassöffnung (4) im oberen Bereich (3) oberhalb des Förderbandes (4) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Zum Hochtemperaturlöten, beispielsweise von Abgaswärmetauschern, ist beispielsweise aus der DE 103 53 577 A1 bekannt, dass das Verlöten unter einem Schutzgas erfolgt, beispielsweise unter Argon und/oder Stickstoff. Durch die Schutzgasatmosphäre während des Fügeprozesses kann eine unerwünschte Veränderung der Oberfläche bzw. der Struktur des Verbindungsmaterials und/oder der Bauelemente, beispielsweise durch Oxidation, vermieden werden. Hierdurch kann die Qualität der Verbindung, insbesondere die Festigkeit und Dauerbeständigkeit derselben, gewährleistet werden.
Aus der DE 84 21 179 U1 ist ein Durchlaufofen zur Wärmebehandlung von Kleinteilen aus Metall unter Schutzgas bekannt, welcher ein endloses, außerhalb des Wärmebehandlungsraumes angetriebenes Förderband aufweist, dessen Obertrum den Wärmebehandlungsraum auf einer Stützeinrichtung aufliegend durchläuft, wobei im Wärmebehandlungsraum als Stützeinrichtung ein Rollenträger mit einer Folge von frei drehbaren Rollen mit zueinander parallelen, waagrecht und im rechten Winkel zur Laufrichtung des Förderbandes verlaufende Achsen aufweist. Der Rollenträger ist hierbei zu einem Ende des Wärmebehandlungsraumes hin herausziehbar. Die Öffnungen in den Wärmebehandlungsraum und aus demselben heraus sind in einer Ebene. Direkt anschließend ist – bei weitergeführtem Förderband, allerdings auf einer Ebene aufliegend – ein kontrolliertes Abkühlen unter Schutzgas vorgesehen.
Aus der DE 39 16 178 C1 ist ein Durchlaufofen zum Wärmebehandeln von Werkstücken unter einem laufend zugeführten Schutzgas bekannt, das an der Werkstück-Einlassöffnung und an der Werkstück-Auslassöffnung austritt. Hierbei ist eine Fördervorrichtung zum Transportieren der Werkstücke durch den Ofen vorgesehen. Ferner sind bewegbare Türen an der Werkstück-Einlassöffnung und der Werkstück-Auslassöffnung vorgesehen. Um jeweils nur die gerade notwendige Schutzgasmenge in Abhängigkeit von der Türöffnungshöhe zuführen zu müssen, wird hierbei vorgesehen, Mittel zum Erfassen der Höhe der in den Ofen einzubringenden Werkstücke vorzusehen, ferner Mittel zum Einstellen der Türöffnungshöhe in Abhängigkeit von den erfassten Höhenwerten der Werkstücke vorzusehen, und außerdem einen Gasmengenregler vorzusehen, der die dem Ofen zugeführte Schutzgasmenge in Abhängigkeit von der Türöffnungshöhe regelt.
Derartige Durchlauföfen lassen noch Wünsche offen, insbesondere wenn Argon als Schutzgas verwendet wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Durchlaufofen zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Durchlaufofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist ein Durchlaufofen vorgesehen, aufweisend ein Förderband, auf dem zu verlötende oder wärmezubehandelnde Werkstücke durch den Durchlaufofen transportiert werden, eine Einlass- und eine Auslassöffnung, wobei der Durchlaufofen einen wannenartigen unteren Bereich und einen oberen Bereich aufweist, und die Einlass- und Auslassöffnung im oberen Bereich oberhalb des Förderbandes angeordnet sind. Der wannenartige untere Bereich ist hierbei gasdicht ausgebildet und verhindert so ein Ausströmen von Schutzgas bzw. ein Einströmen von Luft. Durch eine Anordnung der Öffnungen im oberen Bereich kann ein übermäßiges Ausströmen von Schutzgas, welches schwerer als Luft ist, vermieden werden, so dass im Vergleich mit herkömmlichen Durchlauföfen der Schutzgasverbrauch bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Lötgüte verringert werden kann. Die Betriebskosten für den Durchlaufofen werden dadurch ebenfalls verringert, und zwar insbesondere durch den verringerten Gasbedarf aber auch durch den in Folge eines verringerten Ausströmens von Gas verringerten Heizbedarf, um die erforderliche Löttemperatur zu halten.
Bevorzugt sind die Einlass- und Auslassöffnung um mindestens eine Werkstückhöhe höher als das Förderband angeordnet. Hierbei ist insbesondere bevorzugt jeweils der obere Rand in einer Ebene verlaufend angeordnet, welche waagerecht verläuft. Insbesondere bevorzugt fallen die beiden Ebenen zusammen.
Als Schutzgas ist vorzugsweise Argon und/oder ein Argon-Stickstoff-Gemisch vorgesehen. Argon ist schwerer als Luft, weshalb es im Wesentlichen im wannenartigen unteren Bereich des Durchlaufofens verbleibt und nur bei Überschuss nach außen ausströmt. Hierbei ist üblicherweise ein laufendes Einlassen von Argon vorgesehen, so dass ständig etwas Argon überströmt und Luft am Einströmen in den Durchlaufofen, insbesondere in den Löt- und/oder Kühlbereich, hindert.
Vorzugsweise ist in der Lötstrecke eine andere Schutzgasatmosphäre als in der Kühlstrecke vorgesehen. Hierbei handelt es sich beim Schutzgas der Lötstrecke vorzugsweise um reines Argon, beim Schutzgas der Kühlstrecke um ein Argon-Stickstoff-Gemisch.
Im Übergangsbereich zwischen Lötstrecke und Kühlstrecke sind vorzugsweise mindestens zwei Düsen vorgesehen, über welche verschiedene Arten von Schutzgas, insbesondere bevorzugt Argon für die Lötstrecke und ein Argon-Stickstoff-Gemisch für die Kühlstrecke, in den Durchlaufofen einleitbar ist.
Bevorzugt ist mindestens eine Düse am Ende der Lötstrecke vorgesehen, durch welche Schutzgas entgegen oder in der Förderrichtung des Förderbandes eingelassen wird. Insbesondere bevorzugt sind zwei Düsen vorgesehen, wobei eine in Förderrichtung und eine entgegen der Förderrichtung das Schutzgas ausströmen lässt. Die gerichtete Strömung entgegen der Förderrichtung sorgt dafür, dass das Schutzgas zur Einlassöffnung gelangt und dort die Luft am Einströmen hindert. Die gerichtete Strömung in Förderrichtung hindert das im Bereich der nachfolgenden Kühlstrecke verwendete Schutzgas am Einströmen in den Bereich der Lötstrecke.
Vorzugsweise ist mindestens eine Düse am Anfang der Kühlstrecke vorgesehen, durch welche Schutzgas in der Förderrichtung des Förderbandes eingelassen wird. Diese Düse stellt sicher, dass das Schutzgas der Kühlstrecke nicht in den Bereich der Lötstrecke gelangt. Ferner verhindert das Schutzgas an der Auslassöffnung ein Einströmen von Luft in den Durchlaufofen.
Die Förderstrecke des Förderbandes verläuft vorzugsweise vollständig innerhalb des Durchlaufofens in waagerechter Richtung und unterhalb des oberen Randes des wannenartigen unteren Bereichs. D. h. es ist – da die ge samte Förderstrecke des Förderbandes im Inneren des Durchlaufofens verlaufend angeordnet ist – ein Bestücken von oben und eine Entnahme von oben erforderlich. Auf Grund des verwendeten Schutzgases, welches schwerer als Luft ist, verbleibt jenes im Durchlaufofen und hindert Luft am Eindringen in denselben.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch den Beladebereich eines erfindungsgemäßen Durchlaufofens, und
2 eine Draufsicht auf den Lötbereich des Durchlaufofens von 1.
Ein Durchlaufofen 1 weist einen gasdichten, wannenartigen unteren Bereich 2, einen über einen wesentlichen Bereich des wannenartigen unteren Bereichs 2 verlaufenden gasdichten oberen Bereich 3, wobei der obere Bereich 3 zwei Öffnungen 4 aufweist, nämlich eine Einlass- oder Beladeöffnung (siehe 1) und eine – entsprechend ausgebildete, in der Zeichnung nicht dargestellte – Auslass- oder Entnahmeöffnung. Im Inneren des Durchlaufofens 1 ist ein endloses, umlaufendes Förderband 5 vorgesehen, welches um zwei Umlenkrollen 6 verläuft. Zwischen den beiden Umlenkrollen 6 ist eine Mehrzahl von Stützvorrichtungen (z. B. Rollen, nicht dargestellt) vorgesehen, welche einen ruhigen Lauf des Förderbandes 5 sicherstellen. Der Antrieb des Förderbandes 5 erfolgt über eine der Umlenkrollen 6, wobei dieselbe drehfest auf einer Welle sitzt, welche nach außerhalb des wannenartigen unteren Bereichs 2 geführt und von dort her über einen elektrischen Motor angetrieben ist.
Durch die Beladeöffnung werden zu verlötende Bauteile 7 im vormontierten und positionierten Zustand von oben her auf das Förderband 5 gelegt und nach Durchlaufen des Durchlaufofens 1, d. h. nach Durchlaufen dem Durchlaufen der Lötstrecke und der nachfolgenden Kühlstrecke, im verlöteten Zustand wieder durch die Entnahmeöffnung von oben her entnommen. Die Größe der Öffnungen 4 ist hierbei derart bemessen, dass ein Einführen und Herausnehmen der Bauteile 7 möglich ist, die Bauteile 7 jedoch möglichst knapp durch die Öffnungen 4 passen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in der Lötstrecke beidseitig des Förderbandes 5 Heizelemente 8 angeordnet. Das Schutzgas, vorliegend Argon, wird über Düsen 9a und 9b von außen her eingeführt, wobei die Düsen 9a und 9b das Argon sowohl in Förderrichtung des Förderbandes 5 als auch entgegen der Förderrichtung benachbart desselben einlassen. Im Bereich der nachfolgenden Kühlstrecke ist eine Düse 10 vorgesehen, über welche ein Argon-Stickstoff-Gemisch in Förderrichtung des Förderbandes 5 eingelassen wird. Ein Strömen eines Stickstoffanteils entgegen der Förderrichtung des Förderbandes 5 und damit in den Bereich der Lötstrecke wird durch die Ausrichtung der Düse 10 und insbesondere durch das Einlassen von reinem Argon in und entgegen der Förderrichtung des Förderbandes 5 verhindert. Obwohl in der Zeichnung jeweils nur eine Düse 9a, 9b und 10 dargestellt ist, können auch mehrere derartige Düsen vorgesehen sein, insbesondere spiegelbildlich bezüglich der Mittelebene des Durchlaufofens 1 angeordnet. Die Zufuhr des Schutzgases durch die Düsen 9a, 9b und 10 ist derart bemessen, dass keine oder nur in einer vernachlässigbaren Menge Luft von außen in den Durchlaufofen 1 gelangt, d. h. es strömt laufend etwas Schutzgas an den Öffnungen 4 aus. Dadurch, dass ein Eindringen von Luft im Wesentlichen verhindert werden kann, kann eine sehr gute Qualität der Lötverbindung gewährleistet werden. Der Verbrauch an Schutzgas kann durch die oben angeordneten Öffnungen 4 minimiert werden.
Als Werkstücke können beispielsweise EGR-Kühler, Ölkühler, Ladeluftkühler in einem derartigen Durchlaufofen verlötet werden, wobei als Lot beispielsweise Nickelbasislote, Eisenbasislote oder Kupferbasislote verwendet werden können.
Um ein Ausströmen von Argon möglichst zu verhindern, können zudem an den Öffnungen nach oben stehende Ränder vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10353577 A1 [0002]
- DE 8421179 U1 [0003]
- DE 3916178 C1 [0004]

Claims

Durchlaufofen aufweisend ein Förderband (5), auf dem zu verlötende oder wärmezubehandelnde Werkstücke (7) durch den Durchlaufofen (1) transportiert werden, eine Einlass- und eine Auslassöffnung (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlaufofen (1) einen wannenartigen unteren Bereich (2) und einen oberen Bereich (3) aufweist, und dass die Einlass- und Auslassöffnung (4) im oberen Bereich (3) oberhalb des Förderbandes (4) angeordnet sind.
Durchlaufofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und Auslassöffnung (4) um mindestens eine Werkstückhöhe höher als das Förderband (5) angeordnet sind.
Durchlaufofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzgas Argon und/oder ein Argon-Stickstoff-Gemisch vorgesehen ist.
Durchlaufofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lötstrecke eine andere Schutzgasatmosphäre als in der Kühlstrecke vorgesehen ist.
Durchlaufofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich zwischen Lötstrecke und Kühlstrecke mindestens zwei Düsen (9a, 9b, 10) vorgesehen sind, über welche verschiedene Arten von Schutzgas in den Durchlaufofen (1) einleitbar ist.
Durchlaufofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzgas für die Lötstrecke Argon und als Schutzgas für die Kühlstrecke ein Argon-Stickstoff-Gemisch vorgesehen ist.
Durchlaufofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Düse (9a) am Ende der Lötstrecke vorgesehen ist, durch welche Schutzgas entgegen der Förderrichtung des Förderbandes (5) eingelassen wird.
Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Düse (9b) am Ende der Lötstrecke vorgesehen ist, durch welche Schutzgas in der Förderrichtung des Förderbandes (5) eingelassen wird.
Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Düse (10) am Anfang der Kühlstrecke vorgesehen ist, durch welche Schutzgas in der Förderrichtung des Förderbandes (5) eingelassen wird.
Durchlaufofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstrecke des Förderbandes (5) vollständig innerhalb des Durchlaufofens (1) in waagerechter Richtung und unterhalb des oberen Randes des wannenartigen unteren Bereichs (2) verläuft.