-
Die
Erfindung betrifft eine Förderkette
zur Förderung
von Gegenständen
durch eine Oberflächenbehandlungsanlage,
insbesondere durch einen Trockenofen, mit einer Vielzahl von Kettengliedern, bei
welcher zwei benachbarte Kettenglieder über einen Gelenkbolzen gelenkig
miteinander verbunden sind, welcher sich durch Lageröffnungen
der benachbarten Kettenglieder hindurch erstreckt.
-
Außerdem betrifft
die Erfindung einen Trockenofen zum Trocknen von oberflächenbehandelten Gegenständen mit
einem Fördersystem,
welches eine Förderkette
umfasst, mittels welcher die zu trocknenden Gegenstände durch
einen Ofenraum des Trockenofens gefördert werden.
-
Derartige
Trockenöfen
werden beispielsweise in Lackieranlagen in der Automobilindustrie
eingesetzt, wenn auf Fahrzeugkarosserien aufgebrachter Lack getrocknet
werden soll. Dazu umfasst das Fördersystem
häufig
eine oder mehrere Förderketten der
eingangs genannten Art, welche mit an und für sich bekannten Skids verbunden
werden können, welche
jeweils eine zu trocknende Fahrzeugkarosserie tragen. Vom Markt
her bekannte Förderketten
sind meist aus Stahl gefertigt und werden dort, wo es zu einer Relativbewegung
zwischen zwei sich berührenden
Bauteilen kommt, insbesondere im Bereich der gelenkigen Verbindung
zweier benachbarter Kettenglieder, mit einem Schmiermittel wie einem Öl geschmiert,
welches den im Ofenraum herrschenden Temperaturen standhält. Bei
den zu schmierenden Bereichen der Förderkette kann es sich auch
um die Lager von Führungs-
und/oder Tragrollen handeln, welche bei bekannten Förderketten
vorhanden sein können.
-
Bei
Förderketten
der eingangs genannten Art sind die Schmierstellen meist offen,
weshalb das an den entsprechenden Schmierstellen aufgebrachte Schmiermittel
mit der heißen
Atmosphäre
im Ofenraum des Trockenofens in Kontakt steht.
-
Aufgrund
der im Ofenraum herrschenden Temperaturen und der Ofenraumatmosphäre kommt es
im Laufe der Zeit zu einem Verlust von Schmiermittel an den Schmierstellen
der Förderkette.
Auch löst
sich im Betrieb der Förderkette
Schmiermittel durch die Bewegung der Kettenglieder von den Schmierstellen
und fällt
von der Förderkette
ab. Daher muss dafür
gesorgt werden, dass den Schmierstellen der Förderkette regelmäßig neues
Schmiermittel zugeführt
wird, um ein Festlaufen der Förderkette
zu verhindern, was in keinem Fall auftreten darf.
-
Dazu
sind bei vom Markt her bekannten Trockenöfen beispielsweise automatisierte
Schmierstationen vorgesehen, mittels derer das Schmiermittel den
Schmierstellen z. B. durch Pinseln oder Spritzen zugeführt wird.
Solche automatisierte Schmierstationen erfordern eine verhältnismäßig aufwendige
Steuerung und nehmen einen nicht zu vernachlässigenden Bauraum im Trockenofen
ein.
-
Sich
von der Förderkette
lösendes
Schmiermittel kann sich zudem auf dem zu trocknenden Lack der Fahrzeugkarosserie
absetzen. Um ein zufriedenstellendes Lackierergebnis nach der Trocknung der
Karosserielackierung zu erhalten, muss wenigstens der Bereich um
die Förderkette
herum im Ofenraum regelmäßig gereinigt
werden, welcher im Laufe der Zeit durch Schmiermittel verunreinigt
wird. Dabei kommt es zu Stillstandszeiten des Trockenofens, was
den Durchsatz desselben verringert.
-
Insgesamt
ist ein Schmiermittel ein Verbrauchsmittel, welches einen Kostenfaktor
darstellt, der die Betriebskosten eines Trockenofens nicht unerheblich
beeinflusst.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Förderkette sowie einen Trockenofen
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen der Schmiermittelbedarf
der Förderkette
verringert und im Idealfall kein Schmiermittel notwendig ist.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Förderkette
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
wenigstens die
Innenmantelfläche
der Lageröffnungen
und/oder wenigstens der von den Lageröffnungen umgebene Bereich der
Außenmantelfläche der Gelenkbolzen
eine abrasionsbeständige
Beschichtung aufweist, welche eine Härte von mehr als etwa 1000
HV hat.
-
Die
Angabe in HV steht für
die Vickershärte der
abrasionsbeständigen
Beschichtung. Zur Ermittlung der Vickershärte HV wird eine gleichseitige
Diamantpyramide mit einem Öffnungswinkel
von 136° unter
einer festgelegten Prüfkraft
in das zu prüfende Werkstück eingedrückt. Aus
der beispielsweise mittels eines Messmikroskops festgestellten Länge der Diagonalen
des verbleibenden Eindrucks im Werkstück wird die Eindruckoberfläche errechnet.
Das Verhältnis
von Prüfkraft
in der Einheit Newton zur Eindruck-Oberfläche in mm2 ergibt
multipliziert mit dem Faktor 0,1891 die Vickershärte HV. Die hier angegebenen
Vickershärten
HV wurden bei einer Prüfkraft
von 98,0665 N, was 10 Kilopond entspricht, ermittelt.
-
Die
Bereiche der Förderkette,
in denen die Außenmantelfläche der
Gelenkbolzen von der Innenmantelfläche der Lageröffnungen
der Kettenglieder umgeben ist, bilden die Gelenkstellen der Förderkette,
an denen bei herkömmlichen
Förderketten
eine Schmierung durch ein Schmiermittel notwendig ist.
-
Eine
Beschichtung mit einer Härte
von mehr als etwa 1000 HV ist härter
als gehärtete
Stähle,
welche in der Regel eine Härte
von etwa 800 HV haben. Durch die Härte der Beschichtung ist die
Kette an den beschichteten Stellen äußerst Verschleißbeständig. Zugleich
ist durch die große
Härte der
Beschichtung auch die Reibung zwischen den benachbarten Kettengliedern
und dem diese verbindenden Gelenkbolzen, die sich im Betrieb der
Kette relativ zueinander bewegen, verringert. Daher kann insgesamt
auf ein Schmiermittel zwischen den aneinander reibenden Mantelflächen der
Lageröffnungen
bzw. der jeweils zugehörigen
Gelenkbolzen verzichtet werden.
-
Wenn
eine erfindungsgemäße Förderkette
in einem Trockenofen eingesetzt wird, müssen keine automatisierten
Schmierstationen zur Schmierung der Gelenkstellen zwischen den Kettengliedern
mehr vorgesehen sein, was den baulichen Aufwand des Trockenofens
verringert. Zudem wird von der Förderkette
kein oder zumindest weniger Schmiermittel in dem Ofenraum verschleppt,
weshalb die oben angesprochene, auf Grund von Schmiermittelrückständen in
regelmäßigen zeitlichen
Abständen
erforderliche Reinigung desselben entfallen kann.
-
Es
ist insbesondere günstig,
wenn die abrasionsbeständige
Beschichtung eine Härte
von mehr als etwa 1300 HV, bevorzugt eine Härte von mehr als etwa 1500
HV, besonders bevorzugt eine Härte
von etwa 1800 HV hat. Abhängig
von den Anforderungen, denen die Förderkette genügen muss,
kann deren Beschichtung auch eine Härte von mehr als 1800 HV, vorzugsweise
von mehr als 2400 HV und nochmals vorzugsweise von etwa 3000 HV
haben.
-
Es
ist von Vorteil, wenn die abrasionsbeständige Beschichtung einen Gleitreibungskoeffizienten μ gegenüber Stahl
von 0,1 bis etwa 0,2 hat. Bei einem derartigen Gleitreibungskoeffizienten μ der abrasionsbeständigen Beschichtung
ist ein besonders reibarmes Gleiten der sich relativ zueinander
bewegenden Kettenglieder möglich.
-
Ein
noch besseres, reibungsärmeres
Gleitverhalten wird erreicht, wenn die mittlere Rauhtiefe RZ der abrasionsbeständigen Beschichtung etwa 0,5 μm bis etwa
14,5 μm,
bevorzugt etwa 1 µm
bis etwa 9,5 µm
und besonders bevorzugt etwa 1,5 µm bis etwa 2,5 µm beträgt. Die
Rauhtiefe RZ ist ein Maß für die Oberflächengüte und bezeichnet
die gemittelte Rauhtiefe einer Oberfläche, also den Mittelwert aus mehreren
gemessenen Rauhtiefen, wie es an und für sich bekannt ist.
-
Je
dünner
die abrasionsbeständige
Schicht auf den beschichteten Mantelflächen der Förderkette ist, desto günstiger
ist diese in der Herstellung. Gleichzeitig muss jedoch darauf geachtet
werden, dass die abrasionsbeständige
Schicht ausreichend dick ist, um den Belastungsanforderungen einer
Förderkette
zu genügen.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erwiesen, wenn
die abrasionsbeständige
Beschichtung eine Dicke D von etwa 1 µm bis etwa 15 µm, bevorzugt
von etwa 1,5 µm
bis etwa 10 µm
und besonders bevorzugt von etwa 2 µm bis etwa 3 µm hat,
wobei die Dicke der abrasionsbeständigen Beschichtung größer als
ihre mittlere Rauhtiefe RZ ist. Bei einer
Schichtdicke von bis zu 15 µm
wird die Geometrie der Gelenke und Lager nicht verändert. Dadurch
können
herkömmliche
Ketten, welche mit Schmiermitteln geschmiert werden müssen, gegen
erfindungsgemäße Ketten
ausgetauscht werden, ohne dass ergänzende bauliche Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
die ihrerseits zusätzliche
Kosten verursachen würden.
Gegebenfalls kann auch eine herkömmliche
Kette, welche bislang mit Schmiermitteln geschmiert werden musste,
mit einer oben angegebenen Beschichtung versehen werden.
-
Eine
abrasionsbeständige
Beschichtung mit guten Eigenschaf ten kann insbesondere aus einem Metall,
einer Keramik oder einem amorphen Kohlenstoffmaterial gebildet sein.
Dazu kommt beispielsweise eine vom Fraunhofer Institut unter der
Bezeichnung Diamor® entwickelte Beschichtung
in Frage, welche von mehreren Unternehmen unter verschiedenen Bezeichnungen
vertrieben wird. Diese Beschichtung wird üblicherweise mittels eines
PACVD (”Plasma
Activated Chemical Vapor Deposition”)-Prozesses aufgetragen und
weist eine Härte zwischen
1600 HV und 3000 HV bei einem Reibwert gegen Stahl von μ ≤ 0,15 auf.
Eine derartige Beschichtung verhält
sich etwa wie eine geölte
Stahloberfläche.
-
Im
Zusammenspiel mit der abrasionsbeständigen Beschichtung an den
Kettengelenken ist es günstig,
wenn die Kettenglieder und/oder die Gelenkbolzen aus einem Stahl,
insbesondere einem nitrierbaren Stahl, gefertigt sind. Dies ist
insbesondere dann von Vorteil, wenn lediglich eine Mantelfläche, also
die Innenmantelfläche
der Lageröffnungen
oder die Außenmantelfläche der
Gelenkbolzen, mit einer abrasionsbeständigen Beschichtung versehen
sind. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Kettenglieder
und/oder die Gelenkbolzen aus 42CrMo4-, 100Cr6-, 23CrMoB3.3- oder
18CrNiMo6-Stahl gefertigt sind.
-
Falls
in einem Trockenofen bereits eine Förderkette aus Stahl verwendet
wird, kann diese, wie oben erwähnt,
auch nachträglich
an den entsprechenden Stellen mit der abrasionsbeständigen Beschichtung
versehen werden.
-
Die
oben genannte Aufgabe wird bei einem Trockenofen der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
dass die Förderkette
nach einem der Ansprüche
1 bis 8 ausgebildet ist. Die dadurch erzielten Vorteile entsprechen
den oben zur Förderkette
genannten Vorteilen.
-
Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert.
In dieser zeigen:
-
1 einen
Trockenofen im Querschnitt, welcher ein Fördersystem mit zwei parallel
zueinander verlaufenden Förderketten
umfasst;
-
2 eine
Seitenansicht einer der Förderketten
von 1;
-
3 eine
Ansicht von oben auf die Förderkette
von 2;
-
4 einen
Schnitt der Förderkette
nach den 2 und 3 entlang
der dortigen Schnittlinie IV-IV;
-
5 einen
Schnitt der Förderkette
nach den 2 und 3 entlang
der dortigen Schnittlinie V-V.
-
In 1 ist
mit 2 insgesamt ein Trockenofen bezeichnet, in welchem
der auf Fahrzeugkarosserien (nicht dargestellt) applizierte Lack
getrocknet wird. Der Trockenofen 2 hat einen Ofenraum 4,
dessen äußere Begrenzungen
der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeigt sind und durch welchen die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien
mittels eines Fördersystems 6 gefördert werden.
-
Das
Fördersystem 6 umfasst
einen Tragaufbau 8, welcher zwei sich in Längsrichtung
des Ofenraums 4 parallel zueinander erstreckende Führungsstrukturen 10 und 12 trägt, die
baugleich ausgeführt sind
und nachstehend am Beispiel der in 1 links gezeigten
Führungsstruktur 10 beschrieben
werden.
-
Die
Führungsstruktur 10 weist
einen Kettentunnel 14 auf, dessen unterer Bereich in Längsrichtung
von vertikalen Seitenwänden 16 und 18,
die unten in horizontale Tragprofile 20 übergehen, über welche
sie mit dem Tragaufbau 8 verbunden sind. Nach oben hin
wird der Kettentunnel 14 durch eine Abdeckung 22 begrenzt,
welche einen in Längsrichtung
des Kettentunnels 14 verlaufenden Schlitz 24 aufweist,
so dass der Kettentunnel 14 nach oben hin offen ist.
-
Im
Kettentunnel 14 läuft
eine Endlos-Förderkette 26 um,
welche an ihren Umlaufenden über
in 1 nicht zu erkennende Umlaufräder abläuft, von denen wenigstens eines
in an und für
sich bekannter Weise angetrieben wird. Das obere Trum 28 der
Förderkette 26 läuft auf
einem innerhalb des Kettentunnels 14 oberen Auflageprofil 30 ab,
wogegen das untere Trum 32 der Förderkette 26 auf einem
im Kettentunnel 14 unterhalb des oberen Auflageprofils 30 angeordneten
unteren Auflageprofil 34 abläuft.
-
Die
Förderkette 26 wird
nun anhand der 2 bis 5 näher erläutert. Die
Förderkette 26 umfasst
Verbindungskettenglieder 36 sowie Tragkettenglieder 38.
Die Verbindungskettenglieder 36 sind aus zwei parallel
zueinander verlaufenden plattenförmigen
Kettenlaschen 40, 42, gebildet, von denen in den 2 und 3 jeweils
nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind und welche in ihren
Endbereichen jeweils eine Lageröffnung
aufweisen. Die Lageröffnungen
sind in den Figuren nicht zu erkennen. Die beiden jeweils zu einem
Verbindungskettenglied 36 gehörenden Kettenlaschen 40, 42 sind
so angeordnet, dass jeweils zwei ihrer Lageröffnungen koaxial zueinander
angeordnet sind.
-
Auch
die Tragkettenglieder 38 weisen zwei plattenförmige parallel
zueinander verlaufende Kettenlaschen 44, 46 auf,
von denen in den 2 und 3 jeweils
nur eine mit einem Be zugszeichen versehen ist. Die Erstreckung der
Kettenlaschen 44, 46 in zur jeweiligen Längsrichtung
senkrechter Richtung ist etwas größer als die der Kettenlaschen 40, 42 der Verbindungskettenglieder 36 in
dieser Richtung. Auch die Kettenlaschen 44, 46 der
Tragkettenglieder 38 weisen in ihren Endbereichen in den
Figuren nicht zu erkennende Lageröffnungen auf und sind so angeordnet,
dass jeweils zwei von diesen koaxial zueinander sind.
-
Mittig
zwischen den Lageröffnungen
trägt jede
Kettenlasche 44, 46 der Tragkettenglieder 38 an ihrer
jeweils außenliegenden
Laschenfläche
eine Führungsrolle 48,
welche um eine Achse verdrehbar ist, die senkrecht zu einer Ebene
verläuft,
in welcher die Achsen der Lageröffnungen
der Kettenlaschen 44, 46 liegen.
-
Die
Verbindungskettenglieder 36 und die Tragkettenglieder 38 sind
bei der Förderkette 26 so angeordnet,
dass jeweilige erste Längsränder der entsprechenden
Kettenlaschen 40, 42 bzw. 44, 46 in etwa
in einer Ebene liegen. Dies bedeutet, dass die Kettenlaschen 44, 46 der
Tragkettenglieder 38 auf der gegenüberliegenden Seite über die
zweiten Längsränder der
Kettenlaschen 40, 42 der Verbindungskettenglieder 36 überstehen.
Die dortigen zweiten Längsränder der
Tragkettenglieder 38 tragen eine Skidaufnahme 50,
mittels welcher ein eine zu trocknende Fahrzeugkarosserie tragender
Skid in an und für
sich bekannter Weise aufgenommen werden kann.
-
Bei
der Förderkette 26 sind
zwischen zwei Tragkettengliedern 38 jeweils drei Verbindungskettenglieder 36 angeordnet.
Jeweils zwei benachbarte Verbindungskettenglieder 36 sind über einen
Gelenkbolzen 52 gelenkig miteinander verbunden, welcher sich
durch die koaxial zueinander ausgerichteten Lageröffnungen
benachbarter Verbindungskettenglieder 36 hindurch erstreckt.
Die Gelenkbolzen 52 zwischen zwei Verbindungsket tengliedern 36 sind
in an und für
sich bekannter Weise gegen ein Herausrutschen aus den Lageröffnungen
der Verbindungskettenglieder 36 geschützt, beispielsweise mittels
eines Sicherungsringes.
-
Ein
Tragkettenglied 38 ist mit einem Verbindungskettenglied 36 ebenfalls über einen
Gelenkbolzen 54 gelenkig verbunden, welcher sich in entsprechender
Weise durch die koaxial zueinander ausgerichteten Lageröffnungen
der benachbarten Kettenglieder 38, 36 hindurch
erstreckt. Die gegenüberliegenden
Endbereiche jedes Gelenkbolzens 54 erstrecken sich weiter über die
Kettenglieder 36, 38 hinaus als die Endbereiche
der Gelenkbolzen 52 und dienen als Lagerachse für Laufrollen 56.
Wie in den Figuren zu erkennen ist, ist jedes Tragkettenglied 38 von
vier Laufrollen 56 flankiert, welche auf den nach außen überstehenden
Endbereichen der Gelenkbolzen 54 sitzen.
-
Bei
zwei benachbarten Kettengliedern 36, die über einen
Gelenkbolzen 52 gelenkig miteinander verbunden sind, und
bei zwei benachbarten Kettengliedern 36 und 38,
die über
einen Gelenkbolzen 54 gelenkig miteinander verbunden sind,
sind die Abstände
zwischen jeweils zusammengehörenden
Kettenlaschen 40, 42 bzw. 44, 46 eines
Kettengliedes 36 bzw. 38 jeweils so angepasst,
dass die beiden benachbarten Kettenglieder 36 bzw. 36 und 38 mit
ihren gegenüberliegenden
Endbereichen ineinander geschoben werden können, so dass jeweils vier
Lageröffnungen
koaxial zueinander angeordnet sind.
-
Der
Abstand der jeweils innenliegenden Kettenlaschenpaare 40, 42 oder 44, 46 wird
durch Gelenkhülsen 58 vorgegeben,
welche sich zwischen den zugehörigen
Kettenlaschen 40, 42, 44, 46 der einzelnen
Kettenglieder 36, 38 erstrecken und in welchen
jeweils ein Gelenkbolzen 52 bzw. 54 verläuft. In 3 sind
lediglich zwei Gelenkhülsen 58 mit
einem Bezugs zeichen versehen.
-
Die
Führungsrollen 48 ragen
seitlich über
die Laufrollen 56 hinaus. Die Breite des Kettentunnels 14 (vgl. 1)
ist so gewählt,
dass die Führungsrollen 48 dicht
neben vertikalen Abschnitten der Auflageprofile 30 bzw. 34 laufen,
wodurch ein geringer seitlicher Versatz der Förderkette 26 bei ihrem
Umlauf zugelassen, ansonsten jedoch eine seitliche Führung der
Förderkette 26 gewährleistet
ist. Wie in 1 zu erkennen ist, ragen die
Skidaufnahmen 50 der Förderkette 26 durch
den Schlitz 24 der Abdeckung 22 des Kettentunnels 14 hindurch
in den Ofenraum 4 hinein. Somit sind sie von außen zugänglich und
können
mit einem entsprechenden Skid verbunden werden.
-
Bei
der Förderkette 26 ist
wenigstens die Innenmantelfläche
der Lageröffnungen
der Kettenglieder 26, 38 und/oder wenigstens der
von den Lageröffnungen
umgebene Bereich der Außenmantelfläche der
Gelenkbolzen 52, 54 mit einer abrasionsbeständigen Beschichtung
versehen, welche eine Härte von
mehr als etwa 1000 HV aufweist und wie sie eingangs erläutert wurde.
-
Die
Innenmantelflächen
der Lageröffnungen benachbarter
Kettenglieder 36, 38 und die Außenmantelflächen der
jeweiligen Gelenkbolzen 52, 54 berühren sich,
wodurch es bei einer Bewegung der jeweiligen Kettenglieder 36, 38 um
die Gelenkbolzen 52, 54 herum zu einem Verschleiß der beteiligten Komponenten
kommt. Durch die angegebene Beschichtung wird dieser Verschleiß minimiert
und für die
erforderliche Beweglichkeit der Förderkette an deren Gelenkstellen
gesorgt, ohne dass dazu ein zusätzliches
Schmiermittel notwendig wäre.
-
Bei
einer Abwandlung des vorliegenden Ausführungsbeispiels können ergänzend auch
wenigstens die Innenmantelflächen
der entsprechenden Lageröffnungen
der Führungsrollen 48 und/oder
wenigstens die davon umgebenden Bereiche der zugehörigen Achsen
mit einer entsprechenden abrasionsbeständigen Beschichtung versehen
sein. Analog kann eine entsprechende abrasionsbeständige Beschichtung
bei einer weiteren Abwandlung auch bei den Laufrollen 56 vorgesehen
sein, d. h. dort ist wenigstens die Innenmantelfläche der
Lageröffnungen der
Laufrollen 56 und/oder wenigstens der davon umgebene Bereich
der Gelenkbolzen 54 mit einer entsprechenden abrasionsbeständigen Beschichtung versehen.
-
Zusätzlich kann überall dort,
wo zwei Oberflächen
aneinander reiben können,
so dass es zu einem Festlaufen der Förderkette 26 kommen
kann, wenigstens eine oder beide der betreffenden Oberflächen mit
einer abrasionsbeständigen
Beschichtung versehen sein, wie sie eingangs erläutert wurde.
-
Die
Oberflächengüte der Oberflächenbereiche
der Förderkette 26,
welche mit der abrasionsbeständigen
Beschichtung versehen werden sollen, muss vorher an die gewünschte Dicke
der abrasionsbeständigen
Beschichtung angepasst werden. Wenn beispielsweise eine abrasionsbeständige Beschichtung
mit einer Dicke von weniger als oder gleich 2 µm gewünscht ist, müssen die
zu beschichtenden Oberflächenbereiche
vor der Beschichtung geschliffen werden, wobei mindestens eine mittlere
Rauhtiefe RZ von 2 µm erzielt werden muss.
-
Bei
einer gewünschten
Dicke der abrasionsbeständigen
Schicht von 10 µm
reicht eine mittlere Rauhtiefe von RZ =
6,3 µm
aus, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen.