DE102007038991A1 - Drehherdofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehherdofen (1) zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere zur Gasaufkohlung metallischer Werkstücke, mit einem Ofenraum (3), einem den Ofenraum (3) bodenseitig begrenzenden Drehherd (2), einer den Ofenraum (3) seitlich umschließenden Außenwand (6) und einer den Ofenraum (3) deckenseitig begrenzenden Deckenplatte (5), wobei der Ofenraum (3) mit Innenwänden (8), die sich bezüglich einer Drehachse (7) des Drehtellers (4) radial erstrecken, in wenigstens zwei Behandlungszonen (9) unterteilt ist. Zur Werkstückbehandlung sind auf dem Drehteller (4) mehrere bezüglich der Drehachse (7) des Drehtellers (4) radial ausgerichtete und radial beschickbare Gestelle (10) zur Aufnahme von Werkstücken oder Werkstückträgern angeordnet, wobei jede Innenwand (8) einen komplementär zu den Gestellen (10) geformten Durchgang (14) aufweist, durch den die Gestelle (10) bei drehendem Drehteller (4) in Umfangsrichtung durch die jeweilige Innenwand (8) hindurchführbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehherdofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere zur Gasaufkohlung metallischer Werkstücke, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 199 52 397 A1 ist ein Drehherdofen bekannt, der einen Ofenraum, einen den Ofenraum bodenseitig begrenzenden Drehherd, eine den Ofenraum seitlich umschließende Außenwand sowie eine den Ofenraum deckenseitig begrenzende Deckenplatte aufweist. Beim bekannten Drehherdofen ist der Ofenraum mit Innenwänden, die sich bezüglich einer Drehachse des Drehtellers radial erstrecken, in mehrere Behandlungszonen unterteilt. Die Innenwände sind dabei in Form von vertikal, also parallel zur Drehachse des Drehtellers verstellbaren Türen gebildet, die in radial innenliegenden und radial außenliegenden Seitenführungen geführt sind. Die radial außenliegenden Seitenführungen sind dabei an einer Innenseite der Außenwand ausgebildet. Die radial innenliegenden Seitenführungen sind an einer Außenseite einer sich koaxial zur Drehachse des Drehtellers angeordneten weiteren Wand ausgebildet.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Drehherdofen der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vergleichsweise preiswerte Herstellbarkeit und/oder durch eine vereinfachte Handhabbarkeit und/oder durch eine erhöhte Zuverlässigkeit und/oder durch eine verbesserte Eignung für die Serienfertigung auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Innenwände mit Durchgängen auszustatten, die komplementär zu Gestellen geformt sind, die zur Aufnahme von Werkstücken oder Werkstückträgern dienen und auf dem Drehteller so angeordnet sind, dass sie sich bezüglich der Drehachse des Drehtellers radial erstrecken. Bei drehendem Drehteller können die Gestelle die dazu passenden Durchgänge durchfahren, um so von einer Behandlungszone zur nächsten zu gelangen. Da die Durchgänge komplementär zu den Gestellen geformt sind, bildet das jeweilige Gestell, solang es in einem der Durchgänge positioniert ist, einen mehr oder weniger effektiven Verschluss für den jeweiligen Durchgang. Hierdurch kann eine hinreichende Trennung hinsichtlich Zusammensetzung und Temperatur zwischen den benachbarten Behandlungszonen erzielt werden. Bemerkenswert ist hierbei, dass für die erforderliche Trennung benachbarter Behandlungszonen beim erfindungsgemäßen Drehherdofen keine Türen erforderlich sind. Durch den Entfall beweglicher Teile wird zum einen die Handhabung des Drehherdofens erheblich vereinfacht. Zum anderen bilden bewegliche Teile bei derartigen Hochtemperatur-Umgebungen häufig die Quelle von Funktionsstörungen. Durch den Wegfall der Türen wird die Zuverlässigkeit des Drehherdofens verbessert.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anordnung der Gestelle und die Anordnung der Innenwände so aufeinander abgestimmt, dass alle Durchgänge mit den darin positionierten Gestellen simultan mit seitlichem Spiel verschließbar sind. Bei dieser Ausführungsform lässt sich insbesondere die Taktung, mit welcher der Drehteller in seiner Drehrichtung bewegt wird, auf den Winkelabstand benachbarter Gestelle abstimmen, so dass zwischen zwei Verstellbewegungen oder Verstelltakten alle Durchgänge jeweils durch eines der Gestelle verschlossen sind, so dass alle übrigen Gestelle jeweils in einer definierten Behandlungszone angeordnet sind.
  • Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei welcher der Drehherdofen für jede Behandlungszone eine separate Umwälzeinrichtung zur Atmosphärenmischung innerhalb der jeweiligen Behandlungszone aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann der Drehherdofen für jede Behandlungszone eine separate Prozessgaszuführung und/oder eine separate Heizeinrichtung aufweisen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, innerhalb benachbarter Behandlungszonen verschiedene Atmosphären mit unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Gaszusammensetzungen bereitzustellen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
  • 1 einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch einen Drehherdofen,
  • 2 einen Querschnitt des Drehherdofens aus 1.
  • Ein in den 1 und 2 gezeigter Drehherdofen 1 dient zur Wärmebehandlung von Werkstücken. Eine Wärmebehandlung kann beispielsweise ein Tempern umgeformter Werkstücke sein. Ebenso ist grundsätzlich ein Sintervorgang keramischer oder metallischer Werkstücke denkbar. Bevorzugt dient der Drehherdofen 1 jedoch zur Gasaufkohlung metallischer Werkstücke, was insbesondere zum Oberflächenhärten der Werkstücke angewandt wird. Ein solcher Aufkohlungsprozess lässt sich in drei Phasen zerlegen, nämlich das Aufheizen, das Aufkohlen und das Diffundieren. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird, insbesondere im Rahmen einer Großserienherstellung eine möglichst kurze Behandlungszeit der einzelnen Bauteile bzw. Werkstücke angestrebt.
  • Ziel des Aufheizens ist es, die aufzukohlenden Werkstücke möglichst schnell auf die Aufkohlungstemperatur zu bringen. Nach dem Aufheizen werden die Werkstücke im Randbereich, also an ihren Oberflächen mit Kohlenstoff angereichert. Bei der Gasaufkohlung wird der hierzu benötigte Kohlenstoff durch Kohlungsgas in der Ofenatmosphäre zur Verfügung gestellt. Je höher hierbei die Temperatur und das Kohlenstoffpotential, also der Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre, sind, desto schneller lässt sich die gewünschte Aufkohlungstiefe erreichen. Im letzten Prozessschritt, also beim Diffundieren wird zum einen die Bauteiltemperatur auf die deutlich niedrigere Härtetemperatur abgesenkt, zum anderen wird der Verlauf des Kohlenstoffgehalts im Randbereich auf das gewünschte Profil gebracht. Hierzu ist ein verhältnismäßig niedriges Kohlenstoffpotential der Atmosphäre notwendig. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass beim Aufkohlen eine hohe Temperatur und ein hohes Kohlenstoffpotential aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll sind, während in der Diffusionszone aus Qualitätsgründen zur Verzugsminderung und Einstellung eines entsprechenden Härtegefüges eine niedrigere Temperatur und ein niedrigeres Kohlenstoffpotential erforderlich sind.
  • Bisherige Drehherdöfen zur Gasaufkohlung weisen in der Regel einen zylinderförmigen Ofenraum auf, in dem der gesamte Aufkohlungsprozess stattfindet. Für eine möglichst gute Nutzung des zur Verfügung stehenden Ofenvolumens, können in diesem Ofenraum z. B. Gestelle aus Schamottsteinen oder Keramik kreisförmig angeordnet sein, welche Roste oder Träger für die aufzukohlenden Bauteile oder Werkstücke aufnehmen. Diese Gestelle können beispielsweise einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und können zu einer Gasse übereinander gestapelt werden. Ihre bezüglich der Drehachse des Drehtellers radial orientierten Stirnseiten sind offen. Ihre Außenwände und Böden weisen Öffnungen auf, z. B. in Form von Bohrungen.
  • Bei kleineren Ofenräumen befinden sich seitlich oder oben eine Einspeisung für die Prozessgase. Außerdem kann im Ofenraum ein Umwälzer angebracht sein. Dieser versetzt die Atmosphäre in Bewegung, das einströmende Prozessgas wird verteilt und eine homogene Durchmischung der Atmosphäre wird erzeugt. Hierdurch kann ein ständiger Austausch der die Bauteiloberfläche umgebenden Gase erfolgen. Dies ist die Voraussetzung für eine gleichmäßige Aufkohlung. Bei größeren Ofenräumen können auch mehrere Einspeisestellen und Umwälzer zum Einsatz kommen. Bei herkömmlicher Bauweise hat der Ofenraum die Form eines geraden Zylinders, in dem ein kreisförmiger Herd auf einem drehbaren Lager sitzt. Dieser wird von einem Motor so angetrieben, dass er sich je Takt eine Rostgasse weiterdreht. Aus dieser Taktzeit pro Segment ergibt sich die Behandlungszeit der Werkstücke im Ofen. Der Ofenraum wird im Wesentlichen nur durch die Gestelle unterbrochen. Zwischen den Gestellen und dem Mittelpunkt des Drehherds, durch den sich die Drehachse des Drehtellers erstreckt, ist der Ofenraum in der Regel leer. Darüber hinaus muss bei senkrecht eingebauten Heizungsbrennern ein gewisser Abstand der Gestelle zur Außenwand eingehalten werden.
  • Ferner müssen die Gestelle so offen gestaltet werden, dass die aufzukohlenden Werkstücke ständig umströmt werden. Aus diesem Grund ist auch ein gewisser Abstand der oberen Gestelle zur Ofendecke hin einzuhalten.
  • Der hier erläuterte konventionelle Aufbau eines herkömmlichen Drehherdofens macht eine Untergliederung des Aufkohlungsprozesses in Aufheizen, Aufkohlen und Diffundieren unmöglich. Aus diesem Grund ist eine Zonenbildung erforderlich.
  • Der hier gezeigte erfindungsgemäße Drehherdofen 1 umfasst in üblicher Weise einen Drehherd 2, der als Drehteller 4 ausgeführt ist, eine Deckenplatte 5 und eine Außenwand 6. Diese Baugruppen begrenzen den Ofenraum 3. Der Drehteller 4 ist um eine Drehachse 7 drehverstellbar angeordnet und begrenzt den Ofenraum 3 bodenseitig. Zweckmäßig ist der Drehteller 4 kreisförmig ausgestaltet. Die Außenwand 6 umschließt den Ofenraum 3 bezüglich der Drehachse 7 in Umfangsrichtung. Zweckmäßig ist die Außenwand 6 zylindrisch ausgestaltet. Die Deckenplatten 5 ist dem Drehteller 4 gegenüberliegend angeordnet und begrenzt den Ofenraum 3 deckenseitig. Auch ist die Deckenplatte 5 zweckmäßig kreisförmig ausgestaltet.
  • Gemäß der hier gezeigten Ausführungsform ist der Ofenraum 3 mit Hilfe von Innenwänden 8 in mehrere Behandlungszonen 9 unterteilt. Hierzu erstrecken sich die Innenwände 8 bezüglich der Drehachse 7 radial. Im Beispiel sind drei derartige Innenwände 8 vorgesehen, die den Ofenraum 3 in drei Behandlungszonen 9 unterteilen.
  • Auf dem Drehteller 4 sind mehrere Gestelle 10 angeordnet, die zur Aufnahme von Werkstücken bzw. von Werkstückträgern dienen. Die Gestelle 10 sind dabei bezüglich der Drehachse 7 radial ausgerichtet. Im Beispiel sind jeweils mehrere derartige Gestelle 10 aufeinander gestapelt. Die einzelnen Stapel sind mit 11 bezeichnet und werden im Folgenden auch als Gasse 11 bezeichnet. Die Gestelle 10 sind bezüglich der Drehachse 7 radial innen und radial außen an ihren Stirnseiten offen. Des Weiteren besitzen sie im Wesentlichen ein U-Querschnittsprofil. Ihre Böden enthalten entsprechend 2 Öffnungen 12, ihre Seitenwände enthalten entsprechend 1 Öffnungen 13.
  • Erfindungsgemäß besitzt jede Innenwand 8 einen Durchgang 14, der komplementär zu den Gestellen 10 bzw. zu den Gassen 11 geformt ist. Die Formgebung des jeweiligen Durchgangs 14 ist dabei so auf die Gestelle 10 bzw. die Gassen 11 abgestimmt, dass die Gestelle 10 bzw. die ganzen Gassen 11 bei drehendem Drehteller 4 in der Umfangsrichtung durch die Durchgänge 14, also durch die jeweilige Innenwand 8 hindurchführbar sind.
  • Entsprechend 2 sind die Gestelle 10 bzw. die Gassen 11 und die Innenwände 8 hinsichtlich ihrer Anordnung so aufeinander abgestimmt, dass alle Durchgänge 14 mit den darin positionierten Gestellen 10 bzw. mit den darin positionierten Gassen 11 simultan verschließbar sind, wobei im Durchgang 14 durchaus seitliches Spiel zwischen den jeweiligen Gestell 10 bzw. der jeweiligen Gasse 11 und der jeweiligen Innenwand 8 vorhanden sein kann. Bei dem in 2 gezeigten Zustand sind die drei Durchgänge 14 der drei Innenwände 8 durch drei Gestell-Gassen 11 gleichzeitig verschlossen. Die Drehverstellung des Drehtellers 4 wird gezielt so getaktet, dass der Drehteller 4 bei jedem Bewegungstakt winkelmäßig jeweils nur um den Abstand zwischen zwei benachbarten Gestell-Gassen 11 verstellt wird, so dass in den Bewegungspausen immer der in 2 gezeigte Zustand vorliegt. Die einzelnen Gestelle 10 bzw. die einzelnen Gassen 11 sind dadurch radial beschickbar. Zu diesem Zweck enthält die Außenwand 6 eine Beschickungsöffnung 15, die mit einer entsprechenden Tür 16 verschließbar ist und die in den Taktpausen wie gezeigt zu einer der Gestell-Gassen 11 radial fluchtet.
  • Zur Atmosphärenmischung innerhalb der jeweiligen Behandlungszone 9 kann der Drehherdofen 1 für jede Behandlungszone 9 eine separate Umwälzeinrichtung 17 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Drehherdofen 1 für jede Behandlungszone 9 eine separate Prozessgaszuführung 18 aufweisen. Des Weiteren kann der Drehherdofen 1 zusätzlich oder optional für jede Behandlungszone 9 eine separate Heizeinrichtung 19 aufweisen. Die gezeigten Heizeinrichtungen 19 sind zweckmäßig jeweils durch mehrere lanzenförmige Brenner 20 gebildet. Ebenso sind elektrische Heizelemente vorstellbar. Durch die Anzahl und Verteilung der Brenner 20 innerhalb der jeweiligen Behandlungszone 9 kann die Heizleistung der jeweiligen Heizeinrichtung 19 beeinflusst werden.
  • Zur Realisierung der hier sternförmig angeordneten Innenwände 8, werden an der Außenwand 6 Einschnürungen 21 angebracht, die von der Deckenplatte 5 bis kurz über den Drehteller 4 und seitlich nahe an die Gestelle 10 reichen. Diese Einschnürungen 21 bestehen beispielsweise aus Keramikfaserplatten und werden an der Deckenplatte 5 und an der Außenwand 6 befestigt. Ihre Breite in Umfangsrichtung entspricht bevorzugt derjenigen eines Gestells 10. Die angebrachten Einschnürungen 21 setzen sich oberhalb der Gestelle 10 in Form weiterer, an der Deckenplatte 5 befestigter Platten 22 fort. Daran schließen sich wiederum Platten 23 an, die vertikal von der Deckenplatte 5 bis kurz über den Drehteller 4 und horizontal von der Ofenmitte, also von der Drehachse 7 bis nahe an die Gestelle 10 reichen.
  • Jeweils drei der beschriebenen Platten 21 (radial außen), 22 (oben) und 23 (radial innen) bilden je eine der Innenwände 8 mit einem nach unten offenen U-förmigen Durchlass, der den jeweiligen Durchgang 14 bildet. Im Bereich des Durchgangs 14 legt sich die jeweilige Innenwand 8 somit um die jeweilige Gestellgasse 11. Zwischen der Innenwand 8 und den im jeweiligen Durchgang 14 positionierten Gestellen 10 ist Spiel, z. B. ein Spalt von ca. 50 mm, so dass sich der Drehteller 4 mit den Gestellen 10 drehen kann, ohne dass die Gestelle 10 die Innenwände 8 berühren. Wie bereits erläutert, sind die Innenwände 8 bevorzugt so positioniert, dass die Innenwände 8 beim jeweiligen Taktende, also am Ende jeder Drehbewegung des Drehtellers 4 eine Ebene mit je einem Gestell 10 bzw. mit je einer Gestellgasse 11 bilden.
  • Die Innenwände 8 bilden die Begrenzungen der einzelnen Behandlungszonen 9 innerhalb der Aufkohlungsanlage bzw. des Drehherdofens 1. Die Anzahl der Zonen 9 ist variabel und kann von der Größe und dem Einsatzzweck des Drehherdofens 1 abhängen. Da die Innenwände 8 bündig mit der Außenwand 6 sowie bündig mit der Deckenplatte 5 abschließen und in der Ofenmitte, also quasi in der Drehachse 7 sternenförmig aufeinander treffen, ist ein Atmosphärenaustausch zwischen benachbarten Behandlungszonen 9 nur durch die Öffnungen 12, 13 der Gestelle 10 und den zwischen den Innenwänden 8 und den in den Durchgängen 14 angeordneten Gestellen 10 vorliegenden Spalt möglich. Der hierdurch ermöglichte Atmosphärenaustausch zwischen den einzelnen Zonen ist im Vergleich zu einem Ofen ohne derartige Innenwände 8 extrem niedrig. Darüber hinaus schirmen die Innenwände 8 die Zonen 9 so voneinander ab, dass praktisch keine Wärme von den Heizelementen, z. B. von den Brennern 20, durch Strahlung zwischen den Zonen 9 übertragen wird.
  • Jede Zone 9 enthält zumindest einen Umwälzer 17, bei dem die Drehrichtung und Drehzahl individuell eingestellt werden kann. Auf diese Weise ist eine Durchmischung der Atmosphäre innerhalb der einzelnen Zonen 9 gewährleistet. Über separate Prozessgaszuführungen 18 lassen sich in den Zonen 9 die Einspeisemengen der Prozessgase unabhängig voneinander einstellen. Prozessgase sind insbesondere Endogas und Kohlungsgas. Durch die separaten Umwälzeinrichtungen 17, Prozessgaszuführungen 18 und Heizeinrichtungen 19 lassen sich in den einzelnen Zonen 9 voneinander unabhängige Prozesswerte einstellen.
  • In der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform sind im Ofenraum 3 drei Behandlungszonen 9 ausgebildet, die durch die Innenwände 8 voneinander getrennt sind. Die größte dieser Behandlungszonen 9 ist außerdem in Teilzonen 9a und 9b unterteilt. Die erste Teilbehandlungszone 9a erstreckt sich von der Beschickungsöffnung 15 im Uhrzeigersinn bis zur ersten Innenwand 8, während sich die zweite Teilbehandlungszone 9b von der dritten Innenwand 8 im Uhrzeigersinn bis zur Beschickungsöffnung 15 erstreckt. Die erste Teilbehandlungszone 9a ist hier als Aufheizzone 24 ausgestaltet, die durch die erste Innenwand 8 von der als erste Aufkohlungszone 25 ausgebildeten, in der durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung 26 des Drehtellers 4 nachfolgenden Behandlungszone 9 getrennt ist. Die erste Aufkohlungszone 25 ist durch die zweite Innenwand 8 von der nächsten folgenden Behandlungszone 9 getrennt, die eine zweite Aufkohlungszone 27 bildet. Die zweite Aufkohlungszone 27 ist durch die dritte Innenwand 8 von der zweiten Teilbehandlungszone 9b, die hier als Diffusionszone 28 ausgestaltet ist, getrennt. Jede der hier genannten Zonen 24, 25, 27, 28 besitzt ihre eigenen Heizelemente, insbesondere die Brenner 20. Dadurch lassen sich in jeder Zone unterschiedliche Temperaturen einstellen. Durch entsprechende, hier nicht gezeigte Thermoelemente werden die Temperaturen gemessen und die Heizleistungen entsprechend geregelt.
  • Im gezeigten Beispiel sind drei Umwälzer 17 vorgesehen, und zwar je einer in den beiden Aufkohlungszonen 25, 27 sowie einen in der Diffusionszone 28. Die Aufheizzone 24 besitzt hier keinen eigenen Umwälzer 17. Des Weiteren hat jede Zone ihre eigene Prozessgaszuführung 18. In der Aufheizzone 24 wird über die Prozessgaszuführung 18 ausschließlich Endogas eingespeist. In den beiden Aufkohlungszonen 25, 27 wird über die Prozessgaszuführungen 18 zum einen Endogas und zum anderen Kohlungsgas eingespeist. Die Diffusionszone 28 besitzt ebenfalls eine kombinierte Endogas- und Kohlungsgaseinspeisung.
  • Im Bereich der Beschickungsöffnung 15, die einen kombinierten Ofeneingang und Ofenausgang bildet und diametral gegenüberliegend, also um 180° versetzt sind an der Ofendecke zwei Abfackelungen 29 angeordnet, durch die überschüssiges Gas entweichen kann.
  • Durch die Innenwände 8 wird der Atmosphärenaustausch zwischen den benachbarten Zonen 9 stark reduziert. Durch eine entsprechende Wahl der Endogasmengen, der Drehrichtungen der Umwälzer 17 und den Öffnungsgraden der Abfackelungen 29 lassen sich die Richtungen der Volumenströme zwischen den benachbarten Zonen 9 einstellen.
  • Der Gasaustausch wird durch die mit den Gestellen 10 bzw. den Gassen 11 nur mit Spiel verschlossenen Durchgänge 14 nicht gänzlich unterbrochen, was aber auch nicht notwendig ist. Entscheidend ist nur eine weitgehende Reduzierung des Gasaustauschs, derart, dass sich die gewünschten Kohlenstoffpotentiale und Temperaturen in den einzelnen benachbarten Zonen 9 realisieren lassen. Die gewünschten Unterschiede zwischen Aufkohlungszonen 25, 27 und der Diffusionszone 28 liegen in der Praxis für die Temperaturen bei etwa 50° bis 100°K und für die Kohlenstoffpotentiale bei 0,2 bis 0,4%-Punkten. Nahe der jeweiligen Innenwände 8 herrscht eine gewisse Unschärfe hinsichtlich der Prozesswerte. Das heißt, dass sich dort die beiden benachbarten Zonen 9 gegenseitig beeinflussen und die Prozesswerte zwischen den Sollwerten dieser Zonen 9 liegen. Dies ist jedoch ebenfalls akzeptabel, da eine scharfe Trennung nicht zwingend erforderlich ist, solange in der jeweiligen Zonenmitte, also dort, wo sich Sensoren zur Temperatur- und Kohlenstoffpotentialregelung befinden, in den Aufkohlungszonen und der Diffusionszone auf genügend großen Strecken sowie am Ende der Diffusionszone 28 die eingestellten bzw. vorgegebenen Sollwerte erreicht werden.
  • Zwischen der Diffusionszone 28 und der Aufheizzone 24 ist hier keine Innenwand 8 vorgesehen. Die Aufheizzone 24 dient hier als Puffer zwischen der Diffusionszone 28 und der ersten Aufkohlungszone 25. Die Aufheizzone 24 besitzt keine Kohlenstoffpotentialregelung und ihre Solltemperatur ist etwas höher als die der Diffusionszone 28 zu wählen. Bei größeren Anlagen bzw. bei größeren Drehherdöfen 1 können die Aufheizzone 24 und die Diffusionszone 28 durch eine weitere Innenwand 8 voneinander getrennt sein.
  • Bemerkenswert ist hier außerdem die Konstruktion der Außenwand 6 und der Deckenplatte 5, die eine als Ofenhaube bezeichnete Einheit bilden. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist nur der Drehteller 4 gemauert, während die Ofenhaube, also die Außenwand 6 und die Deckenplatte 5 aus einer Stahlhülle besteht, die innen mit Keramikwolle oder ähnlichem isoliert sein kann. Die Ofenhaube ist an einem Stahlfachwerk aufgehängt. Im Wartungsfall oder im Instandhaltungsfall kann die Ofenhaube – sobald die entsprechenden Anschlussleitungen getrennt sind – von dem Drehherd 2 abgehoben werden. Der Ofenraum 3 kann dann schneller abkühlen, wodurch Arbeiten am oder im Ofenraum 3 schneller aufgenommen werden können. Des Weiteren ergibt sich eine verbesserte Zugänglichkeit. Ferner wird eine Ansammlung etwaiger giftiger Gase im Arbeitsraum verhindert, da der Ofenraum 3 bei abgenommener Ofenhaube offen ist.
  • Die Heizeinrichtungen 19 der einzelnen Zonen 24, 25, 27, 28 sind an die Bedürfnisse der einzelnen Zonen adaptiert. Dementsprechend weist die vergleichsweise kleine Aufheizzone 24 eine vergleichsweise große Anzahl an Brennern 20 auf. Im gezeigten Beispiel sind sechs Brenner 20 der Aufheizzone 24 zugeordnet. Die etwa doppelt so große erste Aufkohlungszone 25 umfasst ebenfalls sechs Brenner 20. Die zweite Aufkohlungszone 27 umfasst nur fünf Brenner, ebenso wie die Diffusionszone 28.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19952397 A1 [0002]

Claims (3)

  1. Drehherdofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere zur Gasaufkohlung metallischer Werkstücke, – der einen Ofenraum (3), einen den Ofenraum (3) bodenseitig begrenzenden Drehherd (2), eine den Ofenraum (3) seitlich umschließende Außenwand (6) und eine den Ofenraum (3) deckenseitig begrenzende Deckenplatte (5) aufweist, – wobei der Ofenraum (3) mit Innenwänden (8), die sich bezüglich einer Drehachse (7) des Drehtellers (4) radial erstrecken, in wenigstens zwei Behandlungszonen (9) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – auf dem Drehteller (4) mehrere bezüglich der Drehachse (7) des Drehtellers (4) radial ausgerichtete und radial beschickbare Gestelle (10) zur Aufnahme von Werkstücken oder Werkstückträgern angeordnet sind, – jede Innenwand (8) einen komplementär zu den Gestellen (10) geformten Durchgang (14) aufweist, durch den die Gestelle (10) bei drehendem Drehteller (4) in Umfangsrichtung durch die jeweilige Innenwand (8) hindurchführbar sind.
  2. Drehherdofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Gestelle (10) und die Anordnung der Innenwände (8) so aufeinander abgestimmt sind, dass alle Durchgänge (14) mit den darin positionierten Gestellen (10) simultan mit seitlichen Spiel verschließbar sind.
  3. Drehherdofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehherdofen (1) für jede Behandlungszone (9) eine separate Umwälzeinrichtung (17) zur Atmosphärenmischung innerhalb der jeweiligen Behandlungszone (9) und/oder eine separate Prozessgaszuführung (18) und/oder eine separate Heizeinrichtung (19) aufweist.
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