DE102009051183A1

DE102009051183A1 - Heat treatment furnace for soldering a component, comprises a kiln channel having an insertion opening and an export opening, and a conveyor device for moving a component to be treated in the kiln channel

Info

Publication number: DE102009051183A1
Application number: DE200910051183
Authority: DE
Inventors: Steffen Dipl.-Ing. Ensminger (FH); Thomas Mager
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-05

Abstract

The heat treatment furnace for soldering a component, comprises a kiln channel (3) having an insertion opening (4) and an export opening (5), a conveyor device (6) for moving a component to be treated in the kiln channel, where a heat treatment section (7) of the kiln channel is filled with a protective gas, a heating device for heating the protective gas and/or component in the heat treatment section, a first means for separating the protective gas from an ambient atmosphere between the insertion opening and the heat treatment section, and a second means for separating the protective gas. The heat treatment furnace for soldering a component, comprises a kiln channel (3) having an insertion opening (4) and an export opening (5), a conveyor device (6) for moving a component to be treated in the kiln channel, where a heat treatment section (7) of the kiln channel is filled with a protective gas, a heating device for heating the protective gas and/or component in the heat treatment section, a first means for separating the protective gas from an ambient atmosphere between the insertion opening and the heat treatment section, and a second means for separating the protective gas from ambient atmosphere between the export opening and the heat treatment section, where the first means comprises first separating section of the furnace and/or the second means comprises second separating section of the furnace and the first and the second separating section are filled with a separation gas. The first separating section of the first means is formed between the insertion opening and the heat treatment section and/or the second separating section of the second means is formed between the heat treatment section and the export opening. A curtain box is arranged in the first separating section and/or the second separating section in order to prevent a gas exchange between the ambient atmosphere and the separation gas. The curtain box is formed from filaments or strips such as stainless steel or glass fiber. The curtain box is arranged in the first separating section in the area of the insertion opening and/or the curtain box is arranged in the second separating section in the area of the export opening. The separation gas has a larger molar mass or a larger density in the normal condition than the protective gas. The separation gas is nitrogen or a gas mixture with a nitrogen content of 98% or a noble gas such as helium, neon, argon, krypton, xenon and/or radon. The heat treatment furnace is a humpback oven and the heat treatment section is partially arranged in horizontal manner and/or the first- and second separating section are formed in sloped manner and/or beneath the heat treatment section such that the separation gas is separated in the first-and/or second separating section from the protective gas in the heat treatment section based on the larger density in the normal condition of the separation gas with respect to the protective gas. A separating device such as curtain box is arranged between the first- and/or second separating section and the heat treatment section and/or the heat treatment furnace is a horizontal continuous furnace. An independent claim is included for a method for operating a heat treatment furnace.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmebehandlungsofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmebehandlungsofens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.The invention relates to a heat treatment furnace according to the preamble of claim 1 and a method for operating a heat treatment furnace according to the preamble of claim 10.

In Wärmebehandlungsöfen oder in Schutzgasdurchlauföfen werden Bauteile mit Wärme behandelt. Beispielsweise werden die Bauteile durch Erhitzen auf hohe Temperaturen, z. B. im Bereich von 600°C bis 1200°C, erhitzt und miteinander verlötet. Die Bauteile weisen hierzu eine Lotschicht auf. Die mit Wärme zu behandelnden Bauteile durchlaufen dabei einen Ofenkanal mit einem Wärmebehandlungsabschnitt. Die von einer Fördereinrichtung bewegten Bauteile befinden sich in dem Wärmebehandlungsabschnitt in einem Schutzgas, beispielsweise Wasserstoff. Mit dem Schutzgas wird beispielsweise verhindert, dass Oxidschichten an den zu behandelnden Bauteilen entstehen. Dabei wird in den Wärmebehandlungsabschnitt ständig und kontinuierlich Schutzgas zugeführt, damit das Schutzgas in einer ausreichend reinen Konzentration in dem Wärmebehandlungsabschnitt vorliegt. In den Bauteilen können sich noch Reste von Luft befinden, die in dem Wärmebehandlungsabschnitt entweichen oder bei der Wärmebehandlung können Gase entstehen. Der Ofenkanal weist eine Einfuhröffnung und eine Ausfuhröffnung auf. Damit der Wasserstoff nicht in die Umgebung des Wärmebehandlungsofens austritt, wird an der Einfuhröffnung und an der Ausfuhröffnung der dem Wärmebehandlungsabschnitt zugeführte Wasserstoff abgebrannt. Dadurch kommt es an der Einfuhröffnung und an der Ausfuhröffnung zur Ausbildung eines Flammvorhanges. Mittels einer Vorhangbox kann die Menge der an der Einfuhröffnung und an der Ausfuhröffnung austretende Wasserstoff reduziert werden, da die Vorhangöffnung im Bereich der Einfuhröffnung oder der Ausfuhröffnung angeordnet ist. Der Flammvorhang kann damit jedoch nicht verhindert werden.In heat treatment furnaces or in protective gas furnaces, components are treated with heat. For example, the components are heated by heating to high temperatures, for. B. in the range of 600 ° C to 1200 ° C, heated and soldered together. The components have for this purpose a solder layer. The components to be treated with heat pass through a furnace channel with a heat treatment section. The moving of a conveyor components are located in the heat treatment section in an inert gas, such as hydrogen. The protective gas prevents, for example, that oxide layers are formed on the components to be treated. In this case, protective gas is constantly and continuously supplied to the heat treatment section, so that the protective gas is present in a sufficiently pure concentration in the heat treatment section. In the components may still be residues of air that escape in the heat treatment section or in the heat treatment gases can arise. The furnace channel has an insertion opening and an export opening. So that the hydrogen does not escape into the surroundings of the heat treatment furnace, the hydrogen supplied to the heat treatment section is burned off at the inlet opening and at the export opening. This results in the formation of a flame curtain at the inlet opening and at the export opening. By means of a curtain box, the amount of hydrogen exiting at the inlet opening and at the outlet opening can be reduced since the curtain opening is arranged in the region of the inlet opening or the outlet opening. However, the flame curtain can not be prevented.

Manche mit Wärme zu behandelnden Bauteile können jedoch durch den Flammvorhang an der Einfuhröffnung und gegebenenfalls auch an der Ausfuhröffnung beschädigt werden, beispielsweise sich verziehen. Die Schäden können dabei an den Grundwerkstoffen oder auch an den Lotwerkstoffen entstehen. Insbesondere Grundwerkstoffe oder Lotwerkstoffe, die nicht in Luft erhitzt werden dürfen, können durch den Flammvorhang an der Trennfläche zwischen der Luft der Umgebungsatmosphäre und dem Schutzgas Schaden leiden.However, some components to be treated with heat can be damaged by the flame curtain at the inlet opening and possibly also at the export opening, for example warping. The damage can occur on the base materials or on the brazing materials. In particular, base materials or brazing materials, which may not be heated in air, may be damaged by the flame curtain at the interface between the air of the ambient atmosphere and the protective gas.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Wärmebehandlungsofen und ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmebehandlungsofen zur Verfügung zu stellen, bei dem Schäden an den mit Wärme zu behandelnden Bauteilen wegen eines Flammvorhanges zum Abbrennen von Schutzgas vermieden werden können und ein zuverlässiger Betrieb des Wärmebehandlungsofens gewährleistet ist.Therefore, the object of the present invention is to provide a heat treatment furnace and a method of operating a heat treatment furnace in which damage to the components to be heat treated due to a flame curtain for burning inert gas can be avoided and ensures reliable operation of the heat treatment furnace is.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Wärmebehandlungsofen, insbesondere zum Löten von wenigstens einem Bauteil, umfassend einen Ofenkanal mit einer Einfuhröffnung und einer Ausfuhröffnung, eine Fördereinrichtung zum Bewegen des wenigstens einen mit Wärme zu behandelnden Bauteiles in dem Ofenkanal, einen mit Schutzgas gefüllten Wärmebehandlungsabschnitt des Ofenkanales, eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Schutzgases und/oder der Bauteile in dem Wärmebehandlungsabschnitt, wenigstens ein erstes Mittel zum Trennen des Schutzgases von einer Umgebungsatmosphäre zwischen der Einfuhröffnung und dem Wärmebehandlungsabschnitt, wenigstens ein zweites Mittel zum Trennen des Schutzgases von der Umgebungsatmosphäre zwischen der Ausfuhröffnung und dem Wärmebehandlungsabschnitt, wobei das wenigstens eine erste Mittel ersten Trennabschnitt des Ofenkanales umfasst und/oder das wenigstens eine zweite Mittel einen zweiten Trennabschnitt des Ofenkanales umfasst und der erste und/oder zweite Trennabschnitt mit einem Trenngas gefüllt ist.This object is achieved with a heat treatment furnace, in particular for brazing at least one component, comprising a furnace channel with an inlet opening and an outlet opening, a conveyor for moving the at least one component to be heat treated in the furnace channel, an inert gas filled heat treatment section of the furnace channel, a heating device for heating the protective gas and / or the components in the heat treatment section, at least a first means for separating the protective gas from an ambient atmosphere between the inlet opening and the heat treatment section, at least a second means for separating the protective gas from the ambient atmosphere between the export opening and the heat treatment section wherein the at least one first means comprises first separation section of the furnace channel and / or the at least one second means comprises a second separation section of the furnace channel and the first and / or two Ite separating section is filled with a separating gas.

In vorteilhafter Weise tritt damit an der Einfuhröffnung und/oder an der Ausfuhröffnung keine Grenzfläche zwischen dem Schutzgas und der Umgebungsatmosphäre auf, so dass dadurch ein Flammvorhang an der Einfuhröffnung und/oder an der Ausfuhröffnung vermieden werden kann. Schäden an den mit Wärme zu behandelnden Bauteilen durch das Erhitzen in dem Flammvorhang können damit in vorteilhafter Weise zuverlässig ausgeschlossen werden.In an advantageous manner, there is thus no interface between the protective gas and the ambient atmosphere at the entry opening and / or at the exit opening, so that a curtain of flame at the entry opening and / or at the exit opening can be avoided. Damage to the components to be heat treated by the heating in the flame curtain can thus be reliably excluded in an advantageous manner.

Insbesondere ist der erste Trennabschnitt des wenigstens einen ersten Mittels zwischen der Einfuhröffnung und dem Wärmebehandlungsabschnitt ausgebildet und/oder der zweite Trennabschnitt des wenigstens einen zweiten Mittels ist zwischen dem Wärmebehandlungsabschnitt und der Ausfuhröffnung ausgebildet.In particular, the first separating section of the at least one first means is formed between the insertion opening and the heat treatment section, and / or the second separating section of the at least one second means is formed between the heat treatment section and the export opening.

In einer weiteren Ausgestaltung ist in dem ersten Trennabschnitt und/oder in dem zweiten Trennabschnitt eine Vorhangbox angeordnet, um einen Gasaustausch zwischen der Umgebungsatmosphäre und dem Trenngas zu verhindern. Mittels der Vorhangbox kann die Menge an aus dem ersten und/oder zweiten Trennabschnitt austretenden Trenngas verringert werden. Damit braucht dem Trennabschnitt weniger Trenngas zugeführt werden.In a further embodiment, a curtain box is arranged in the first separation section and / or in the second separation section to prevent gas exchange between the ambient atmosphere and the separation gas. By means of the curtain box, the amount of separating gas leaving the first and / or second separating section can be reduced. Thus, the separation section needs less separating gas to be supplied.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Vorhangbox von einer Vielzahl an Fäden oder Streifen, beispielsweise aus Edelstahl oder Glasfaser, gebildet.In a supplementary embodiment, the curtain box is made of a plurality of threads or Strip, for example made of stainless steel or glass fiber, formed.

Vorzugsweise ist die Vorhangbox in dem ersten Trennabschnitt im Bereich der Einfuhröffnung angeordnet und/oder die Vorhangbox ist in dem zweiten Trennabschnitt im Bereich der Ausfuhröffnung angeordnet.Preferably, the curtain box is arranged in the first separating section in the region of the insertion opening and / or the curtain box is arranged in the second separating section in the region of the export opening.

In einer Variante weist das Trenngas eine größere molare Masse oder eine größere Dichte im Normalzustand auf als das Schutzgas und/oder das Trenngas ist ein anderes Gas als das Schutzgas. In einem Buckelofen als Wärmebehandlungsofen ist der Wärmebehandlungsabschnitt oberhalb des ersten und/oder zweiten Trennabschnittes ausgebildet. Dadurch ordnet sich in dem Ofenkanal das Trenngas aufgrund der größeren molaren Masse unten in dem Trennabschnitt an und das Schutzgas oben in dem Wärmebehandlungsabschnitt oberhalb des ersten und/oder zweiten Trennabschnittes.In one variant, the separating gas has a larger molar mass or a greater density in the normal state than the protective gas and / or the separating gas is a different gas than the protective gas. In a hump furnace as a heat treatment furnace, the heat treatment section is formed above the first and / or second separation sections. As a result, in the furnace passage, the separation gas is arranged at the bottom of the separation section due to the larger molar mass, and the inert gas at the top of the heat treatment section above the first and / or second separation sections.

Zweckmäßig ist das Trenngas Stickstoff oder eine Gasmischung mit einem Stickstoffanteil von wenigstens 90%, 95% oder 98% und/oder ein Edelgas, z. B. Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon oder Radon, oder eine Gasmischung aus Edelgasen.Suitably, the separation gas is nitrogen or a gas mixture having a nitrogen content of at least 90%, 95% or 98% and / or a noble gas, for. As helium, neon, argon, krypton, xenon or radon, or a gas mixture of noble gases.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Schutzgas Wasserstoff oder eine Mischung aus Wasserstoff oder wenigstens einem Edelgas.In a further embodiment, the protective gas is hydrogen or a mixture of hydrogen or at least one noble gas.

In einer noch weiteren Ausgestaltung ist der Wärmebehandlungsofen ein Buckelofen und der Wärmebehandlungsabschnitt ist im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und/oder der erste und/oder zweite Trennabschnitt ist geneigt und/oder ist unterhalb des Wärmebehandlungsabschnittes ausgebildet, so dass vorzugsweise aufgrund der größeren Dichte im Normalzustand des Trenngas bezüglich des Schutzgases das Trenngas in dem ersten und/oder zweiten Trennabschnitt von dem Schutzgas in dem Wärmebehandlungsabschnitt separiert ist.In yet another embodiment, the heat treatment furnace is a hump furnace and the heat treatment section is substantially horizontally oriented and / or the first and / or second separation section is inclined and / or is formed below the heat treatment section, preferably due to the greater density in the normal state of the separation gas with respect to the shielding gas, the separation gas in the first and / or second separation sections is separated from the shielding gas in the heat treatment section.

Insbesondere ist zwischen dem ersten und/oder zweiten Trennabschnitt und dem Wärmebehandlungsabschnitt eine Abtrenneinrichtung, z. B. eine Vorhangbox, angeordnet und/oder der Wärmebehandlungsofen ist ein horizontaler Durchlaufofen. Bei einem horizontalen Durchlaufofen ist der Wärmebehandlungsabschnitt und der erste und/oder zweite Trennabschnitt im Wesentlichen auf der gleichen Höhe angeordnet. Das Trennen von Schutzgas und Trenngas mittels einer unterschiedlichen molaren Masse ist damit nicht möglich, so dass eine zusätzliche Abtrenneinrichtung, z. B. eine Vorhangbox, zwischen dem ersten und/oder zweiten Trennabschnitt und dem Wärmebehandlungsabschnitt erforderlich ist, damit sich das Schutzgas nicht mit dem Trenngas vermischt.In particular, between the first and / or second separating section and the heat treatment section, a separating device, for. As a curtain box, arranged and / or the heat treatment furnace is a horizontal continuous furnace. In a horizontal continuous furnace, the heat treatment section and the first and / or second separation section are arranged at substantially the same height. The separation of inert gas and gas separation by means of a different molar mass is thus not possible, so that an additional separation device, for. As a curtain box, between the first and / or second separation section and the heat treatment section is required so that the inert gas is not mixed with the separation gas.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der Wärmebehandlungsofen ein Schutzgasdurchlaufofen.In a further embodiment, the heat treatment furnace is an inert gas continuous furnace.

In einer Variante ist von der Fördereinrichtung das wenigstens eine mit Wärme zu behandelnde Bauteil kontinuierlich durch den Ofenkanal förderbar.In a variant of the conveyor, the at least one component to be treated with heat continuously conveyed through the furnace channel.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Heizeinrichtung eine elektrische Widerstandsheizung oder eine mit einem fossilen Brennstoff, insbesondere Gas, betriebene Heizeinrichtung.In a further embodiment, the heating device is an electrical resistance heater or a heating device operated with a fossil fuel, in particular gas.

Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Wärmebehandlungsofens, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Wärmebehandlungsofens, für wenigstens ein mit Wärme zu behandelndes Bauteil, mit den Schritten: Fördern des wenigstens einen Bauteiles in eine Einfuhröffnung, durch einen Ofenkanal und aus einer Ausfuhröffnung, erstes Trennen einer Umgebungsatmosphäre von einem Schutzgas in einem Wärmebehandlungsabschnitt des Ofenkanales, sodass beim Fördern des wenigstens einen Bauteiles das wenigstens eine Bauteil zuerst in der Umgebungsatmosphäre und anschließend in dem Schutzgas angeordnet wird, Behandeln des Bauteiles in dem Wärmebehandlungsabschnitt mit Wärme, z. B. Löten, zweites Trennen des Schutzgases in dem Wärmebehandlungsabschnitt des Ofenkanales von der Umgebungsatmosphäre, sodass beim Fördern des wenigstens einen Bauteiles das wenigstens eine Bauteil zuerst in dem Schutzgas und anschließend in der Umgebungsatmosphäre angeordnet wird, wobei das erste Trennen ausgeführt wird, indem das wenigstens eine Bauteil zuerst in der Umgebungsatmosphäre, darauffolgend in einem Trenngas und anschließend in dem Schutzgas angeordnet wird und/oder das zweite Trennen ausgeführt wird, indem das wenigstens eine Bauteil zuerst in dem Schutzgas, darauffolgend in dem Trenngas und anschließend in der Umgebungsatmosphäre angeordnet wird. Das zweite Trennen ist nicht zwingend notwendig.Method according to the invention for operating a heat treatment furnace, in particular a heat treatment furnace described in this patent application, for at least one component to be treated with heat, comprising the steps of: conveying the at least one component into an inlet opening, through a furnace channel and out of an export opening, first separating an ambient atmosphere from a protective gas in a heat treatment section of the furnace channel, so that when conveying the at least one component, the at least one component is first placed in the ambient atmosphere and then in the protective gas, treating the component in the heat treatment section with heat, for. B. soldering, second separation of the protective gas in the heat treatment portion of the furnace channel from the ambient atmosphere, so that when conveying the at least one component, the at least one component is first placed in the inert gas and then in the ambient atmosphere, wherein the first separation is carried out by the at least a component is first placed in the ambient atmosphere, subsequently in a separation gas and then in the shielding gas and / or the second separation is carried out by arranging the at least one component first in the shielding gas, subsequently in the separation gas and then in the ambient atmosphere. The second separation is not mandatory.

In einer weiteren Ausgestaltung wird das erste Trennen ausgeführt, indem in dem Ofenkanal in einem ersten Trennabschnitt zwischen der Einfuhröffnung dem Wärmebehandlungsabschnitt mit dem Schutzgas ein Trenngas angeordnet wird und das wenigstens eine Bauteil von der Umgebungsatmosphäre in den ersten Trennabschnitt mit dem Trenngas gefördert wird und von dem ersten Trennabschnitt mit dem Trenngas in den Wärmebehandlungsabschnitt mit dem Schutzgas gefördert wird und/oder das zweite Trennen wird ausgeführt, indem in dem Ofenkanal in einem zweiten Trennabschnitt zwischen dem Wärmebehandlungsabschnitt mit dem Schutzgas und der Ausfuhröffnung ein Trenngas angeordnet oder eingeführt wird und das wenigstens eine Bauteil von dem Wärmebehandlungsabschnitt mit dem Schutzgas in den zweiten Trennabschnitt mit Trenngas gefördert wird und von dem zweiten Trennabschnitt mit dem Trenngas in die Umgebungsatmosphäre gefördert wird. Beim Fördern des wenigstens einen Bauteiles wird das wenigstens eine Bauteil somit von der Umgebungsatmosphäre zu dem Trenngas in dem ersten Trennabschnitt und anschließend in den Wärmebehandlungsabschnitt mit dem Schutzgas gefördert. Damit wird das wenigstens eine zu behandelnde Bauteil nicht unmittelbar von der Umgebungsatmosphäre in das Schutzgas gefördert, sondern es ist das Trenngas zwischengeschaltet.In a further embodiment, the first separation is carried out by arranging a separation gas in the furnace channel in a first separation section between the insertion opening and the heat treatment section with the protective gas and the at least one component from the ambient atmosphere into the first separation section Separation gas is conveyed and conveyed from the first separation section with the separation gas in the heat treatment section with the protective gas and / or the second separation is carried out by arranged or introduced in the furnace channel in a second separation section between the heat treatment section with the protective gas and the export opening a separation gas and the at least one component is conveyed from the heat treatment section with the protective gas into the second separation section with separation gas and is conveyed from the second separation section with the separation gas into the ambient atmosphere. When conveying the at least one component, the at least one component is thus conveyed from the ambient atmosphere to the separating gas in the first separating section and subsequently into the heat treatment section with the protective gas. Thus, the at least one component to be treated is not conveyed directly from the ambient atmosphere into the protective gas, but instead the separating gas is interposed.

In einer ergänzenden Variante wird das Bauteil in dem ersten Trennabschnitt mit einer vertikal nach oben gerichteten Bewegungskomponente gefördert und/oder das Bauteil wird in dem zweiten Trennabschnitt mit einer vertikal nach unten gerichteten Bewegungskomponente gefördert.In a supplementary variant, the component is conveyed in the first separating section with a vertically upward movement component and / or the component is conveyed in the second separating section with a vertically downward movement component.

In einer weiteren Variante weist das Trenngas eine größere molare Masse oder eine größere Dichte im Normalzustand als das Schutzgas auf und der Wärmebehandlungsabschnitt ist vertikal weiter oben angeordnet als der erste und/oder zweite Trennabschnitt, so dass das Schutzgas in dem Wärmebehandlungsabschnitt von dem Trenngas abgetrennt wird.In a further variant, the separation gas has a larger molar mass or a greater density in the normal state than the protective gas and the heat treatment section is arranged vertically higher than the first and / or second separation section, so that the protective gas is separated from the separation gas in the heat treatment section ,

In einer weiteren Ausgestaltung wird in den Wärmebehandlungsabschnitt Schutzgas, vorzugsweise kontinuierlich, eingeleitet und ein Überschuss an Schutzgas wird aus dem Wärmebehandlungsabschnitt ausgeleitet und verbrannt. Das kontinuierliche Einleiten von Schutzgas in den Wärmebehandlungsabschnitt ist erforderlich, damit in dem Wärmebehandlungsabschnitt ausreichend reines Schutzgas vorliegt. Beispielsweise können in den Wärme zu behandelnden Bauteilen Reste von Umgebungsatmosphäre sein, die das Schutzgas verunreinigen oder bei der Wärmebehandlung können Gase entstehen.In a further embodiment, protective gas, preferably continuously, is introduced into the heat treatment section and an excess of protective gas is discharged from the heat treatment section and burnt. The continuous introduction of inert gas into the heat treatment section is required so that sufficient pure inert gas is present in the heat treatment section. For example, in the heat to be treated components may be residues of ambient atmosphere that contaminate the inert gas or in the heat treatment gases may arise.

Insbesondere wird das Schutzgas außerhalb des Ofenkanales und/oder außerhalb der Einfuhr- und/oder der Ausfuhröffnung, insbesondere in einem Abzugkanal, verbrannt. Das Schutzgas muss verbrannt werden, damit dieses nicht in die Umgebungsatmosphäre gelangt. Dabei wird das verbrennende Schutzgas außerhalb des Ofenkanales bzw. der Einfuhr- der Ausfuhröffnung ausgeführt, so dass beim Verbrennen des Schutzgases das wenigstens eine Bauteil nicht in Berührung oder Kontakt mit einer Flamme oder einem Flammvorhang zum Abbrennen des Schutzgases gelangt.In particular, the protective gas is burned outside the furnace channel and / or outside the import and / or the export opening, in particular in a withdrawal channel. The inert gas must be burned so that it does not get into the ambient atmosphere. In this case, the combustible protective gas is carried out outside the furnace channel or the import of the export opening, so that when burning the protective gas, the at least one component does not come into contact or contact with a flame or a flame curtain for burning the protective gas.

In einer weiteren Ausgestaltung wird in den Trennabschnitt Trenngas, vorzugweise kontinuierlich, eingeleitet und ein Überschuss an Trenngas aus dem Abzugkanal ausgeleitet.In a further embodiment, separation gas, preferably continuously, is introduced into the separation section and an excess of separation gas is discharged from the exhaust duct.

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 einen Längsschnitt eines Wärmebehandlungsofen. 1 a longitudinal section of a heat treatment furnace.

In 1 ist ein als Buckelofen 2 ausgebildeter Wärmebehandlungsofen 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Der Wärmebehandlungsofen 1 oder Schutzgasdurchlaufofen 1 dient dazu, Bauteile mit Wärme zu behandeln. Bei der Behandlung der Bauteile mit Wärme kann dies beispielsweise durch Löten erfolgen, so dass Komponenten eines Bauteiles, die eine Lotschicht aufweisen, miteinander verlötet werden. Die Bauteile sind dabei in 1 nicht dargestellt.In 1 is a humpback oven 2 trained heat treatment furnace 1 shown in a longitudinal section. The heat treatment furnace 1 or inert gas continuous furnace 1 serves to treat components with heat. In the treatment of the components with heat, this can be done for example by soldering, so that components of a component, which have a solder layer, are soldered together. The components are in 1 not shown.

Der Wärmebehandlungsofen 1 umfasst einen Ofenkanal 3. Der Ofenkanal 3 weist dabei eine Einfuhröffnung 4 zum Einführen der mit Wärme zu behandelnden Bauteile aus einer Umgebungsatmosphäre 21 auf. Die Einfuhröffnung 4 mündet in einen Trennabschnitt 11 des Ofenkanales 3. Die Bauteile werden dabei in dem Trennabschnitt 11 gemäß der Darstellung in 1 mit einer Bewegungskomponente nach rechts und nach oben in dem Trennabschnitt 11 gefördert. Der Trennabschnitt 11 weist somit eine Steigung auf und mündet in einen Wärmebehandlungsabschnitt 7. In dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 mit einer Heizeinrichtung 8 ist ein Schutzgas, nämlich Wasserstoff, angeordnet. In dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 werden die Bauteile und das Schutzgas 23 auf hohe Temperaturen, z. B. für Bauteile aus Aluminium auf 600°C oder für Bauteile aus Edelstahl bis auf 1200°C, erwärmt und dort beispielsweise verlötet. Die Heizeinrichtung 8 erwärmt dabei sowohl das Schutzgas 23 als auch die Bauteile aufgrund einer Wärmestrahlung aus der Heizeinrichtung 8. Der im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Wärmebehandlungsabschnitt 7, der mit einer Abweichung von weniger als 20°, 30° oder 10° zu einer Horizontalen ausgerichtet ist, mündet anschließend in den Ofenkanal 3, der ein Gefälle aufweist, d. h. die Bauteile werden mit einer Bewegungskomponente nach rechts und nach unten gefördert. Am Ende des Ofenkanales 3 nach dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 treten die Bauteile aus einer Ausfuhröffnung 5 wieder in die Umgebungsatmosphäre 21 aus.The heat treatment furnace 1 includes a furnace channel 3 , The furnace channel 3 has an import opening 4 for introducing the components to be treated with heat from an ambient atmosphere 21 on. The import opening 4 flows into a separation section 11 of the furnace channel 3 , The components are doing in the separation section 11 as shown in 1 with a component of movement to the right and up in the separation section 11 promoted. The separation section 11 thus has a slope and opens into a heat treatment section 7 , In the heat treatment section 7 with a heater 8th is a protective gas, namely hydrogen, arranged. In the heat treatment section 7 become the components and the inert gas 23 to high temperatures, z. B. for components made of aluminum to 600 ° C or for components made of stainless steel up to 1200 ° C, heated and soldered there, for example. The heater 8th heats both the shielding gas 23 as well as the components due to heat radiation from the heater 8th , The substantially horizontally oriented heat treatment section 7 , which is aligned with a deviation of less than 20 °, 30 ° or 10 ° to a horizontal, then leads into the furnace channel 3 which has a gradient, ie the components are conveyed with a component of movement to the right and down. At the end of the kiln channel 3 after the heat treatment section 7 the components come out of an export opening 5 back into the ambient atmosphere 21 out.

In dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 ist das Schutzgas 23 und in dem Trennabschnitt 11 ein Trenngas 22, nämlich Stickstoff, enthalten. Wasserstoff weist eine geringere Dichte im Normalzustand auf als Stickstoff, so dass sich innerhalb des Ofenkanales 3 das Trenngas 22 unterhalb des Schutzgases 23 anordnet. Zwischen dem Trenngas 22 und dem Schutzgas 23 bildet sich somit in dem Ofenkanal 3 eine Grenzfläche 24 aus. Die von einer Fördereinrichtung 6 kontinuierlich durch den Ofenkanal 3 geförderten Bauteile treten an der Einfuhröffnung 4 somit von der Umgebungsatmosphäre 21 in das Trenngas 22 in dem Trennabschnitt 11 ein. Nach dem weiteren Fördern in dem Trennabschnitt 11 nach oben durchstoßen die Bauteile die Grenzfläche 24 und treten anschließend in das Schutzgas 23 ein. Nach dem Wärmebehandeln der Bauteile in dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 treten die Bauteile in dem mit einem Gefälle versehenen Ofenkanal 3 wieder an der Ausfuhröffnung 5 aus dem Wärmebehandlungsofen 1 aus. Das Trenngas 22 und der Trennabschnitt 11 stellen somit erste Mittel 9 dar, um das Schutzgas 23 von der Umgebungsatmosphäre 21 zu trennen. Damit tritt in vorteilhafter Weise keine Grenzfläche oder kein unmittelbarer Grenzbereich zwischen dem Schutzgas 23 und der Umgebungsatmosphäre 21 in dem Ofenkanal 3 bzw. an der Einfuhröffnung 4 auf. Ein Flammvorhang an der Einfuhröffnung 4 kann somit vermieden werden, so dass Schäden aufgrund des Flammvorhanges an der Einfuhröffnung 4 an den Bauteilen nicht auftreten können. Eine Vorhangbox 12 mit Fäden 13 bzw. Streifen 14 in dem Ofenkanal 3 im Bereich der Einfuhröffnung 4 verhindert, dass größere Mengen an Trenngas 22 aus der Einfuhröffnung 4 austreten. Durch eine Einlassöffnung 19 für Stickstoff wird das Trenngas 22 in den Trennabschnitt 11 eingeführt. In analoger Weise wird in den Ofenkanal 3 durch eine Einlassöffnung 20 Wasserstoff als Schutzgas 23 im Bereich der Ausfuhröffnung 5 eingeleitet.In the heat treatment section 7 is the protective gas 23 and in the separation section 11 a separating gas 22 , namely nitrogen, included. Hydrogen has a lower density in the normal state than nitrogen, so that within the furnace channel 3 the separation gas 22 below the shielding gas 23 arranges. Between the separating gas 22 and the protective gas 23 thus forms in the furnace channel 3 an interface 24 out. The one from a conveyor 6 continuously through the oven channel 3 subsidized components occur at the import opening 4 thus from the ambient atmosphere 21 in the separation gas 22 in the separation section 11 one. After further conveying in the separation section 11 the components pierce the interface upwards 24 and then enter the inert gas 23 one. After heat-treating the components in the heat treatment section 7 the components occur in the sloping furnace channel 3 again at the export opening 5 from the heat treatment furnace 1 out. The separating gas 22 and the separation section 11 thus provide first means 9 to the inert gas 23 from the ambient atmosphere 21 to separate. Thus, advantageously no boundary surface or no direct boundary region between the protective gas occurs 23 and the ambient atmosphere 21 in the oven channel 3 or at the import opening 4 on. A curtain of flame at the import opening 4 can thus be avoided, causing damage due to the flame curtain at the import opening 4 can not occur on the components. A curtain box 12 with threads 13 or stripes 14 in the oven channel 3 in the area of the import opening 4 prevents larger amounts of separating gas 22 from the import opening 4 escape. Through an inlet opening 19 for nitrogen, the separation gas 22 in the separation section 11 introduced. In an analogous way, in the furnace channel 3 through an inlet opening 20 Hydrogen as a protective gas 23 in the area of the export opening 5 initiated.

Das kontinuierliche Einleiten von Schutzgas 23 in den Ofenkanal 3 und damit auch in den Wärmebehandlungsabschnitt 7 ist erforderlich, damit das Schutzgas 23 in einer ausreichend reinen Konzentration in dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 während des Betriebes des Wärmebehandlungsofens 1 vorliegt. Der Überschuss an Schutzgas 23 tritt dabei in einen Seitenkanal 16 und von dort in einen Abzugkanal 15 ein. Der Abzugkanal 15 weist dabei Luftzuführöffnungen 17 auf. Durch die Luftzuführöffnungen 17 wird dem Abzugkanal 15 Luft zugeführt und an einem Ende 18 des Abzugkanales 15 wird das überschüssige Schutzgas 23, nämlich Wasserstoff, verbrannt. Damit wird der überschüssige Wasserstoff außerhalb des Ofenkanales 3 verbrannt. Auch in den Trennabschnitt 11 wird kontinuierlich durch die Einlassöffnung 19 Stickstoff zugeführt. Dies ist erforderlich, damit in dem Trennabschnitt 11 in ausreichender reiner Konzentration das Trenngas 22 vorhanden ist. Der Überschuss an Trenngas 22 tritt dabei sowohl durch die Einfuhröffnung 5 als auch teilweise durch den Abzugkanal 15 in die Umgebung aus. Ein Teil des Überschusses an Schutzgas 23 wird neben dem Abzugkanal 15 auch aus der Ausfuhröffnung 5 ausgeleitet. Um an der Ausfuhröffnung 5 möglichst wenig Schutzgas 23 auszuleiten, ist an dieser auch eine Vorhangbox 12 angeordnet. Die Vorhangbox 12 an der Ausfuhröffnung 5 stellt damit ein zweites Mittels 10 zum Trennen des Schutzgases 23 von der Umgebungsatmosphäre 21 zwischen der Ausfuhröffnung 5 und dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 dar.The continuous introduction of inert gas 23 in the oven channel 3 and thus also in the heat treatment section 7 is required for the inert gas 23 in a sufficiently pure concentration in the heat treatment section 7 during operation of the heat treatment furnace 1 is present. The excess of inert gas 23 occurs in a side channel 16 and from there into a fume cupboard 15 one. The exhaust duct 15 has air supply openings 17 on. Through the air supply openings 17 becomes the trigger channel 15 Air supplied and at one end 18 of the withdrawal channel 15 becomes the excess inert gas 23 , namely hydrogen, burned. Thus, the excess hydrogen outside the furnace channel 3 burned. Also in the separation section 11 is continuously through the inlet opening 19 Nitrogen supplied. This is necessary so that in the separation section 11 in sufficient pure concentration, the separation gas 22 is available. The excess of separating gas 22 occurs both through the import opening 5 as well as partly through the exhaust duct 15 in the area. Part of the excess of inert gas 23 will be next to the exhaust duct 15 also from the export opening 5 discharged. To at the export opening 5 as little protective gas as possible 23 It is also a curtain box 12 arranged. The curtain box 12 at the export opening 5 thus provides a second means 10 for separating the protective gas 23 from the ambient atmosphere 21 between the export opening 5 and the heat treatment section 7 represents.

Damit tritt an der Ausfuhröffnung 5 eine Grenzfläche zwischen dem Schutzgas 23 und der Umgebungsatmosphäre 21 auf, so dass an der Ausfuhröffnung 5 ein Flammvorhang auftritt. Ein derartiger Flammvorhang an der Ausfuhröffnung 5 führt jedoch im Allgemeinen an den Bauteilen zu keinem Schaden, weil an der Ausfuhröffnung 5 die Bauteile bereits mit Wärme behandelt sind.This occurs at the export opening 5 an interface between the protective gas 23 and the ambient atmosphere 21 on, so at the export opening 5 a curtain of flame occurs. Such a flame curtain at the export opening 5 However, in general does not cause any damage to the components, because at the export opening 5 the components are already treated with heat.

In einem zweiten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Wärmebehandlungsofens 1 ist das zweite Mittel 10 in analoger Weise wie das erste Mittel 9 in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 dargestellt. Nach dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 tritt somit ein analog ausgerichteter weiterer, zweiter Trennabschnitt 11 auf, so dass auch an der Ausfuhröffnung 5 lediglich Trenngas 22 in geringeren Mengen aufgrund der dort angeordneten Vorhangbox 12 an die Umgebungsatmosphäre 1 austritt. Damit kann auch an der Ausfuhröffnung 5 ein Flammvorhang vermieden werden. Im zweiten Ausführungsbeispiel liegt somit der erste Trennabschnitt 11 im Anschluss an die Einfuhröffnung 5 und der zweite Trennabschnitt nach dem Wärmebehandlungsabschnitt 7 und vor der Ausfuhröffnung 5. In dem zweiten Trennabschnitt, der ein Gefälle aufweist, werden somit die Bauteile auch mit einer nach unten gerichteten Bewegungskomponente von der Fördereinrichtung 6 gefördert und treten an der Ausfuhröffnung 5 aus.In a second, not shown embodiment of the heat treatment furnace 1 is the second means 10 in a similar way as the first agent 9 in the first embodiment according to 1 shown. After the heat treatment section 7 thus occurs an analog aligned further, second separation section 11 on, so also at the export opening 5 only separating gas 22 in smaller quantities due to the curtain box arranged there 12 to the ambient atmosphere 1 exit. This can also be done at the export opening 5 a curtain of flame can be avoided. In the second embodiment, therefore, the first separation section 11 following the import opening 5 and the second separation section after the heat treatment section 7 and before the export opening 5 , In the second separating section, which has a gradient, the components thus also become with a downward movement component of the conveyor 6 promoted and occur at the export opening 5 out.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen 1 wesentliche Vorteile verbunden. Aufgrund einer Zwischenanordnung des Trennabschnittes 11 mit Trenngas 22 tritt an der Einfuhröffnung 4 kein Flammvorhang auf, weil das Schutzgas 23 nicht in unmittelbaren Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre 21 an der Einfuhröffnung 4 tritt. Damit können Schäden an den Bauteilen beim Durchführen durch die Einfuhröffnung 4 mit der Fördereinrichtung 6 vermieden werden, weil kein Flammvorhang an der Einfuhröffnung 4 auftritt.Overall, considered with the heat treatment furnace according to the invention 1 significant benefits. Due to an intermediate arrangement of the separating section 11 with separating gas 22 occurs at the import opening 4 no curtain of flame because the inert gas 23 not in direct contact with the ambient atmosphere 21 at the import opening 4 occurs. This can damage the components when passing through the import opening 4 with the conveyor 6 be avoided because no curtain of flame at the import opening 4 occurs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WärmebehandlungsofenHeat treatment furnace
22: Buckelofenhumpback oven
33: Ofenkanalfurnace channel
44: Einfuhröffnunginsertion opening
55: Ausfuhröffnungexport opening
66: FördereinrichtungConveyor
77: WärmebehandlungsabschnittHeat treatment section
88th: Heizeinrichtungheater
99: Erstes MittelFirst means
1010: Zweites MittelSecond means
1111: Trennabschnittseparating section
1212: VorhangboxVorhangbox
1313: Fädenthreads
1414: Streifenstrip
1515: Abzugkanalculvert
1616: Seitenkanalside channel
1717: Luftzuführöffnung in AbzugkanalAir supply opening in exhaust duct
1818: Ende des AbzugkanalesEnd of the exhaust duct
1919: Einlassöffnung für StickstoffInlet opening for nitrogen
2020: Einlassöffnung für WasserstoffInlet opening for hydrogen
2121: Umgebungsatmosphäreambient atmosphere
2222: Trenngasgas separation
2323: Schutzgasprotective gas
2424: Grenzflächeinterface

Claims

Heat treatment furnace ( 1 ), in particular for soldering at least one component, comprising - a furnace channel ( 3 ) with an import opening ( 4 ) and an export opening ( 5 ), - a conveyor ( 6 ) for moving the at least one component to be treated with heat in the furnace channel ( 3 ), - one with inert gas ( 23 ) filled heat treatment section ( 7 ) of the furnace channel ( 3 ), - a heating device ( 8th ) for heating the protective gas ( 23 ) and / or the components in the heat treatment section ( 7 ), - at least a first means ( 9 ) for separating the protective gas ( 23 ) from an ambient atmosphere ( 21 ) between the entry opening ( 4 ) and the heat treatment section ( 7 ), - at least a second means ( 10 ) for separating the protective gas ( 23 ) from the ambient atmosphere ( 21 ) between the export opening ( 5 ) and the heat treatment section ( 7 ), characterized in that the at least one first means ( 9 ) first separating section ( 11 ) of the furnace channel ( 3 ) and / or the at least one second means ( 10 ) comprises a second separation section of the furnace channel and the first and / or second separation section ( 11 ) with a separating gas ( 22 ) is filled.

Heat treatment furnace according to claim 1, characterized in that the first separation section ( 11 ) of the at least one first agent ( 9 ) between the entry opening ( 4 ) and the heat treatment section ( 7 ) and / or the second separating section of the at least one second means ( 10 ) between the heat treatment section ( 7 ) and the export opening ( 5 ) is trained.

Heat treatment furnace according to claim 1 or 2, characterized in that in the first separation section ( 11 ) and / or in the second separation section a curtain box ( 12 ) is arranged to allow gas exchange between the ambient atmosphere ( 21 ) and the separating gas ( 22 ) to prevent.

Heat treatment furnace according to claim 3, characterized in that the curtain box ( 12 ) of a multitude of threads ( 13 ) or stripes ( 14 ), for example made of stainless steel or glass fiber, is formed.

Heat treatment furnace according to claim 3 or 4, characterized in that the curtain box ( 12 ) in the first separating section ( 11 ) in the area of the import opening ( 4 ) is arranged and / or the curtain box ( 12 ) in the second separating section in the region of the export opening ( 5 ) is arranged.

Heat treatment furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that the separating gas ( 22 ) has a larger molar mass or a greater density in the normal state than the protective gas ( 23 ) and / or the separating gas ( 22 ) is a different gas than the protective gas ( 23 ).

Heat treatment furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that the separating gas ( 22 ) Nitrogen or a gas mixture having a nitrogen content of at least 90%, 95% or 98% or a noble gas, for. As helium, neon, argon, krypton, xenon or radon, or a gas mixture of noble gases is.

Heat treatment furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heat treatment furnace ( 1 ) a humpback furnace ( 2 ) and the heat treatment section ( 7 ) is aligned substantially at least partially horizontally and / or the first and / or second separation section ( 11 ) inclined and / or below the heat treatment section ( 7 ) is formed, so that preferably due to the greater density in the normal state of the separation gas ( 22 ) with respect to the protective gas ( 23 ) the separating gas ( 22 ) in the first and / or second separating section ( 11 ) of the protective gas ( 23 ) in the heat treatment section ( 7 ) is separated.

Heat treatment furnace according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that between the first and / or second separating section ( 11 ) and the heat treatment section a separating device, for. B. a curtain box ( 12 ), and / or the heat treatment furnace ( 1 ) is a horizontal continuous furnace.

Method for operating a heat treatment furnace ( 1 ), in particular a heat treatment furnace ( 1 ) according to one or more of the preceding claims, for at least one component to be treated with heat, comprising the steps of: - conveying the at least one component into an insertion opening ( 4 ), through a furnace channel ( 3 ) and from an export opening ( 5 ) - first separation of an ambient atmosphere ( 21 ) of a protective gas ( 23 ) in a heat treatment section ( 7 ) of the furnace channel ( 3 ), so that when conveying the at least one component, the at least one component first in the ambient atmosphere ( 21 ) and then in the protective gas ( 23 ), - treating the component in the heat treatment section ( 7 ) with heat, z. B. soldering, - second separation of the protective gas ( 23 ) in the heat treatment section ( 7 ) of the furnace channel ( 3 ) from the ambient atmosphere ( 21 ), so that when conveying the at least one component, the at least one component first in the inert gas ( 23 ) and then in the ambient atmosphere ( 21 ), characterized in that the first separation is carried out by first placing the at least one component in the ambient atmosphere ( 21 ), subsequently in a separating gas ( 22 ) and then in the protective gas ( 23 ) and / or the second separation is carried out by first placing the at least one component in the inert gas ( 23 ), subsequently in the separation gas ( 22 ) and then in the ambient atmosphere ( 21 ) is ordered.

A method according to claim 10, characterized in that the first separation is carried out by placing in the furnace channel ( 3 ) in a first separation section ( 11 ) between the entry opening ( 4 ) the heat treatment section ( 7 ) with the inert gas ( 23 ) a separating gas ( 22 ) is arranged and the at least one component of the ambient atmosphere ( 21 ) in the first separation section ( 11 ) with the separating gas ( 22 ) and from the first separation section ( 11 ) with the separating gas ( 22 ) in the heat treatment section ( 7 ) is conveyed with the inert gas and / or the second separation is performed by in the furnace channel ( 3 ) in a second separation section between the heat treatment section (FIG. 7 ) with the inert gas ( 23 ) and the export opening ( 5 ) a separating gas ( 22 ) is arranged and the at least one component of the heat treatment section ( 7 ) with the inert gas ( 23 ) in the second separation section with separation gas ( 22 ) and from the second separation section with the separation gas ( 22 ) into the ambient atmosphere ( 21 ).

A method according to claim 10 or 11, characterized in that the component in the first separation section ( 11 ) is conveyed with a vertically upward movement component and / or the component is conveyed in the second separation section with a vertically downward movement component.

Method according to one or more of claims 10 to 12, characterized in that the separating gas ( 22 ) has a larger molar mass or a greater density in the normal state than the protective gas and the heat treatment section ( 7 ) is arranged vertically higher than the first and / or second separation section, so that the inert gas ( 23 ) in the heat treatment section ( 7 ) of the separation gas ( 22 ) is separated.

Method according to one or more of claims 10 to 13, characterized in that in the heat treatment section ( 7 ) Inert gas ( 23 ), preferably continuously, is introduced and an excess of inert gas ( 23 ) from the heat treatment section ( 7 ) is discharged and burned.

Process according to claim 14, characterized in that the protective gas ( 23 ) outside the kiln channel ( 3 ) and / or outside the import and / or export opening ( 4 . 5 ), in particular in an exhaust duct ( 15 ), is burned.