-
Die
Erfindung betrifft einen Ofen zum Erwärmen von Werkstücken,
mit einem Ofenraum zur Aufnahme der Werkstücke und einer
Ofentür zum Verschließen des Ofenraums.
-
Die
Erfindung ist allgemein auf Wärmebehandlungsöfen
gerichtet, insbesondere jedoch auf Stoßöfen oder
Hubbalkenöfen, auf die der Einfachheit halber im Folgenden
Bezug genommen wird. Grundsätzlich handelt es sich bei
den erfindungsgemäßen Öfen um Industrieöfen
mit relativ großen Ausmaßen. Die Türbreite
derartiger Öfen kann mehrere Meter breit sein und zum Beispiel
5 Meter und mehr, insbesondere 10 Meter und mehr betragen.
-
Hubbalkenöfen
sind seit langem bestens bekannt. In Hubbalkenöfen werden
metallische Werkstücke wärmebehandelt. Bei den
Werkstücken handelt es sich beispielsweise um Schienen,
Brammen, Rohre oder dergleichen. Die Werkstücke werden durch
Hubbalken in den Ofen transportiert. Die Beschickung erfolgt schrittweise.
-
Der
Ofenraum ist bei der Wärmebehandlung durch die Ofentür
verschlossen. Während des Chargiervorgangs wird die Ofentür
geöffnet. Aus der
DE 78
23 756 U1 ist ein Hubbalkenofen bekannt, dessen Ofentür
heb- und absenkbar ist. Diese Ausführungsform entspricht
der Anordnung von Ofentüren gängiger Wärmebehandlungsöfen.
-
Die
Ofentür des bekannten Hubbalkenofens ist an Seilen aufgehängt.
Alternativ kommen als Zugmittel Ketten in Frage. Zum Schließen
des Ofens wird die Ofentür an den Zugmitteln heruntergelassen.
-
Bei
der Wärmebehandlung von Werkstücken sind zwei
Faktoren von wesentlicher Bedeutung. Zum einen ist für
die Qualität der fertigen Werkstücke eine definierte
Ofenatmosphäre wichtig. Zum anderen wird bei der Ofenanlage
stets auch ein energiearmer Betrieb angestrebt. Es wurde gefunden,
dass herkömmliche Öfen in Bezug auf Energieverluste verbesserungswürdig
sind.
-
Ausgehend
von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Ofen zu schaffen, der energetisch günstiger als herkömmliche
Lösungen betrieben werden kann.
-
Zur
Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Ofen erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Ofentür beidseitig geführt
ist.
-
Durch
die Führung der Ofentür wird erstmalig sichergestellt,
dass die Ofentür den Ofen zuverlässig verschließt.
Bei bisherigen Lösungen war eine definierte Lage der Ofentür aufgrund
der Seil- oder Kettenaufhängung nicht gewährleistet.
Dadurch konnte Energie aus dem Ofen entweichen. Die Erfindung schafft
hier Abhilfe.
-
Vorzugsweise
ist die Führung derart ausgebildet, dass sie die Ofentür
beim Schließen in Richtung auf den Ofenraum führt.
Eine derartige Konstruktion sorgt für eine sichere Anlage
der Tür an dem Ofen. Besonders bevorzugt wird eine Anordnung,
bei der die Ofentür beim Absenken erst kurz vor dem Verschließen
des Ofens in Richtung auf den Ofen geführt wird.
-
Die
Führung kann vielseitig ausgestaltet sein. Als besonders
vorteilhaft hat sich eine Kulissenführung erwiesen, in
der die Tür geführt ist. Die Kulissenführung
wird man auf jeder Seite der Ofenöffnung anordnen. Vorzugsweise
weist die Ofentür mindestens einen Führungszapfen
oder dergleichen auf, mit dem die Ofentür in die Kulisse
eingreift. Auf dem Führungszapfen ist vorteilhafterweise
eine Rolle oder eine Gleitbuchse aufgebracht, um die Reibungsverluste
so gering wie möglich zu halten.
-
Besonders
bewährt hat sich eine Ofentür, die auf jeder Seite
mindestens zweifach geführt ist. Die erste Führung
wird man oben an der Ofentür und die zweite Führung
im unteren Bereich der Ofentür vorsehen. Eine zweifache
Führung auf jeder Seite der Ofentür gestattet
einen besonders sicheren Schließ- und Öffnungsvorgang.
Hinzu kommt, dass über eine zweifache Führung
die erforderlichen Schließkräfte aufgebracht werden
können. Schließlich werden beim Schließen
der Ofentür sowohl die Ofentür-Oberseite als auch
die Ofentür-Unterseite definiert zur Anlage an den Ofen
gebracht.
-
Bei
herkömmlichen Lösungen erfolgt die Betätigung
der Ofentür stets von oben. Dabei greifen an der Oberseite
der Ofentür Zugmittel (Ketten/Seile) an, die die Ofentür
heben oder absenken. Die Zugmittel werden in aller Regel über
Rollen umgelenkt. Die bekannte Konstruktion bedingt, dass beim Öffnen der
Ofentür während des Ofenbetriebs die Zugmittel und
die Umlenkrollen erheblichen thermischen Belastungen ausgesetzt
sind. Um diesen Nachteil zu umgehen, wird vorgeschlagen, dass die
Betätigung der Ofentür seitlich erfolgt. Dabei
greift zweckmäßigerweise eine Betätigungseinrichtung
seitlich an der Tür an.
-
Als
Antrieb von Ofentüren sind bisher nur Zugmechanismen wie
beispielsweise Ketten- oder Seilantriebe bekannt. In wesentlicher
Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Betätigung
(also ein Schließen und Öffnen) der Ofentür durch
eine hydraulische Betätigungseinrichtung erfolgt, die vorzugsweise
seitlich am Ofen angeordnet ist. Mit einem hydraulischen System,
das direkt die Ofentür betätigt, schlägt
die Erfindung einen vollständig neuen Weg ein. Bisher waren
hydraulische Systeme zum Öffnen und Schließen
von Ofentüren nicht einsetzbar. Dies liegt unter anderem
daran, dass die teilweise sehr hohen Ofentemperaturen von über 1.000°C
einen negative Einfluss auf die Hydraulik haben. Die Weiterbildung
der Erfindung gestattet hingegen den Einsatz eines hydraulischen
Systems, und zwar vorteilhaft dadurch, dass die Betätigungseinrichtung
seitlich des Ofens angeordnet ist.
-
Dem
Schutz der hydraulischen Betätigungseinrichtung kommt im
Rahmen der erfindungsgemäßen Weiterbildung eine
besondere Bedeutung zu. Vorzugsweise ist die hydraulische Betätigungseinrichtung
von dem Ofenraum abgeschirmt. Dadurch wird eine Überhitzung
der Betätigungseinrichtung vermieden.
-
Bei
der Abschirmung der hydraulischen Betätigungseinrichtung
kann es sich um die Ofenwände selbst handeln. Es kommt
alternativ insbesondere auch die Stützkonstruktion des
Ofens zur Abschirmung in Betracht, die gewissermaßen eine
Verlängerung der Seitenwandung der (seitlichen) Ofenwände bilden
kann. Die Stützkonstruktion kann mit einer zusätzlichen
Abschirmung bzw. einer erweiternden Stützkonstruktion versehen
sein.
-
Wie
bereits zuvor dargelegt, kommt bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bevorzugt eine hydraulische Betätigungseinrichtung
zum Einsatz. Diese Betätigungseinrichtung greift vorzugsweise
direkt oder mittelbar an der Ofentür an, die – konstruktionsbedingt – am
Ofeneingang angeordnet ist. Bei der Gesamtkonstruktion ist also
grundsätzlich zu beachten, dass die Betätigungseinrichtung
vor zu starker Hitze abgeschirmt wird. Insoweit wird es als vorteilhaft
angesehen, dass die Ofentür eine Befestigungseinrichtung,
insbesondere einen Befestigungsarm, aufweist, der eine seitliche
Anordnung einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einer
Zylinderkolbenanordnung, gestattet.
-
Der
Befestigungsarm bildet ein Verbindungsglied zwischen der hydraulischen
Betätigungseinrichtung und der Ofentür. Die Länge
des Befestigungsarms wird man so wählen, dass die Betätigungseinrichtung
vollständig oder zumindest soweit von der Ofenwand abgeschirmt
ist, dass sie keinen Schaden aufgrund von Überhitzung nimmt.
-
Eine
unter konstruktiven Gesichtspunkten besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische
Betätigungseinrichtung in Erstreckungsrichtung der Ofentür
hinter der Führung angeordnet ist. Während die
Führung im Bereich der Ofenöffnung angeordnet
sein kann, ist die hydraulische Betätigungseinrichtung
seitlich hinter der der Führung, also weiter entfernt von
der Ofentür, angeordnet. Vorteilhafterweise befindet sich
zwischen der Führung und der Betätigungseinrichtung
die thermische Abschirmung.
-
Bei
einer beidseitigen Führung der Ofentür ist darauf
zu achten, dass keine Verkantungen beim Öffnen und Schließen
der Ofentür auftreten. Eine Verkantung der Tür
kann zu einem Produktionsausfall führen. Um zu gewährleisten,
dass beide Seiten der Ofentür gleichzeitig betätigt
werden, erfolgt die Betätigung der Ofentür auf
beiden Seiten zweckmäßig proportional. Insbesondere
können beide Betätigungseinrichtungen an eine
gemeinsame hydraulische Versorgung angeschlossen sein.
-
Die
Erfindung findet insbesondere Einsatz in Industrieöfen.
Derartige Öfen weisen teilweise beträchtliche
Dimensionen auf. Dementsprechend muss die Ofentür ebenfalls
eine beträchtliche Breite überspannen. Insoweit
hat es sich unter Berücksichtigung der beidseitigen Führung
als erforderlich erwiesen, die Tür möglichst leicht,
aber dennoch stabil auszubilden. Dies wird dadurch gewährleistet, dass die
Ofentür mehrere vertikale Stegbleche aufweist, die durch
mindestens zwei Rohre miteinander verbunden sind. Die beiden Rohre
selbst oder eine Verlängerung der Rohre kann in die Führung
der Ofentür eingreifen. Vorzugsweise ist ein drittes Rohr
vorgesehen, das sich bis in einen Seitenbereich des Ofens erstreckt
und über das die Ofentür – ggf. unter
Zwischenschaltung einer Befestigungseinrichtung – betätigt
wird.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
im Zusammenhang mit der anhängenden Zeichnung näher
erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
-
1 in
einer ausschnittsweisen Detailansicht eine Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen Ofen;
-
2 eine
Seitenansicht des Ofenausschnitts entlang der Linie A-A in 1;
und
-
3 eine
Frontansicht auf den Ofenausschnitt in Richtung des Pfeils X in 2.
-
1 zeigt
eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen
Ofens. Der Innenraum 1 des Ofens ist durch eine Seitenwand 2 und eine
Front 3 begrenzt. Die Seitenwand weist eine feuerfeste
Auskleidung auf. In der Front 3 ist eine (in 1 nicht
erkennbare) Ofenöffnung ausgebildet, durch die hindurch
Werkstücke in den Ofenraum eingebracht werden.
-
Der
Ofenraum 1 ist durch eine Ofentür 4 verschlossen.
Die Ofentür weist eine Wärmedämmung 5 auf,
die im geschlossenen Zustand unmittelbar an der Front 3 anliegt,
wie es im Folgenden noch näher im Detail erläutert
wird. Über die Breite der Tür 4 erstrecken
sich mehrere Rohre 6, 7 (oder Stangen oder dergleichen),
die über Stegbleche 8 miteinander verbunden sind.
Diese Türkonstruktion weist sowohl ein geringes Gewicht
als auch ein hohes Maß an Steifigkeit auf.
-
Im
seitlichen Randbereich des Ofens ist eine Stützkonstruktion 9 aus
Stahl angeordnet, die einen ersten Stützpfeiler 10 und
einen zweiten Stützpfeiler 11 umfasst. Die Stützkonstruktion 9 ist
Bestandteil einer den Ofen tragenden Tragkonstruktion.
-
Die
Ofentür 4 ist beidseitig geführt, wobei
in 1 aus Übersichtsgründen lediglich
die rechte Führung gezeigt ist. Die Führung weist
zwei Kulissen auf, von der in der 1 lediglich
die erste Kulisse 12 sichtbar ist. Die zweite Kulisse 13 liegt
unterhalb der ersten Kulisse 12 und ist in 2 angedeutet.
Beide Kulissen haben vorzugsweise den gleichen Verlauf.
-
In
die Kulisse 12, 13 greift die Tür mit
jeweils einem Zapfen 14 ein. Der Zapfen 14 kann
eine Rolle oder eine Buchse umfassen, die in der Kulisse geführt
sind und dort abgleiten/abrollen. Eine derartige Konstruktion gewährleistet
eine geringe Reibung, was in Bezug auf den Öffnungs- und
Schließvorgang der Ofentür 4 vorteilhaft
ist.
-
Die
Ofentür 4 wird durch eine hydraulische Zylinderkolbenanordnung 15 betätigt.
Die Zylinderkolbenanordnung 15 stützt sich an
einem an der Stützkonstruktion 9 festgelegten
Festlager 16 (Konsole) ab und ist an der Ofentür 4 angelenkt.
Hierzu ist das Rohr 7 bis in einen seitlichen Bereich des
Ofens verlängert ausgebildet, wobei Befestigungseinrichtung 17 das
Rohr 7 und die Zylinderkolbenanordnung 15 eine
miteinander verbindet.
-
Die
Befestigungseinrichtung 17 gestattet die seitliche Anlenkung
der Zylinderkolbenanordnung 15, indem sie deren Anlenkung
in einen abgeschirmten Bereich legt. Die Abschirmung erfolgt bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Stützkonstruktion 9.
Es können im Rahmen der Erfindung aber auch andere Abschirmungen
vorgesehen sein.
-
Wesentlich
ist bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
dass eine hydraulische Betätigung dadurch möglich
wird, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (Zylinderkolbenanordnung 15)
seitlich am Ofen angeordnet und darüber hinaus noch abgeschirmt
ist. Dadurch wird eine Überhitzung der Hydraulikflüssigkeit
vermieden. Im Übrigen wird unter einer seitlichen Anordnung
im Rahmen der Erfindung eine Anordnung verstanden, die seitlich
des Ofenraumes oder der gedachten Verlängerung des Ofenraums
liegt, also in einem Bereich, in dem austretende Gase die Betätigungseinrichtung
nicht schädigen können.
-
Es
wird auf 2 Bezug genommen, in der eine
seitliche Teilschnittansicht des Ofens gezeigt ist. In dieser Ansicht
befindet sich die Ofentür 4 in geschlossenem Zustand,
in dem sie den Ofenraum 1 verschließt. Hierbei
liegt die Ofentür an der Front 3 an.
-
Die
Ofentür 4 ist in der oberen Kulisse 12 und der
unteren Kulisse 13 geführt. Wie besonders gut bei
der oberen Kulisse 12 zu sehen, wird die Ofentür 4 beim
Schließen in Richtung auf den Ofenraum 1 geführt.
Der obere Bereich der Kulissen 12, 13 ist im wesentlichen
vertikal ausgebildet. Im unteren Bereich verläuft die Kulissenführung
in Richtung auf die Ofenöffnung. Eine derartige Führung
gestattet eine definierte Ofentürführung und gewährleistet
damit ein sicheres Schließen des Ofenraumes 1.
-
Mit
den Bezugszeichen 6 sind die beiden vorderen Rohre 6 der
Ofentür gekennzeichnet, in deren Verlängerung
die Ofentür in die Kulissen 12, 13 eingreift.
Mit dem Bezugzeichen 7 ist das hintere Querrohr gekennzeichnet, über
die die Ofentür 4 betätigt wird. Letzteres
erfolgt unter Zwischenschaltung der Befestigungseinrichtung 17 über
die Zylinderkolbenanordnung 15.
-
3 zeigt
einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Ofens in
einer Ansicht von vorne. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich,
dass das Rohr 7 seitlich bis über die Stützkonstruktion 9 hinausragt,
so dass die hydraulische Betätigungseinrichtung 15 seitlich
des Ofens angeordnet ist. Unten stützt sich die Betätigungseinrichtung 15 an
dem als Konsole ausgebildeten Festlager 16 ab, das mit
der Stützkonstruktion 9 verbunden ist.
-
- 1
- Innenraum
- 2
- Seitenwand
- 3
- Front
- 4
- Ofentür
- 5
- Wärmedämmung
- 6
- Rohr
- 7
- Rohr
- 8
- Stegblech
- 9
- Stützkonstruktion
- 10
- Stützpfeiler
- 11
- Stützpfeiler
- 12
- Kulisse
- 13
- Kulisse
- 14
- Zapfen
- 15
- Hydraulische
Betätigungseinrichtung
- 16
- Festlager
- 17
- Befestigungseinrichtung
-
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
-