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Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Erwärmung eine Stahlblechs, mit einem Gehäuse, in dem zumindest eine Heizvorrichtung und eine Transportvorrichtung angeordnet sind, wobei die Transportvorrichtung eine Transportbahn bildet, auf der das Stahlblech durch den Ofen transportierbar ist.
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Bevor ein Stahlblech in einer Presse beispielsweise durch Presshärten umgeformt wird, muss es auf eine Temperatur im Bereich von zumindest 900°C erwärmt werden. Zu diesem Zweck durchläuft das Stahlblech einen Ofen. Ein entsprechender Ofen besitzt ein Gehäuse, in dem eine Transportvorrichtung beispielsweise in Form einer Rollenbahn angeordnet ist. Das Stahlblech wird auf die Rollenbahn aufgelegt und auf dieser durch das Gehäuse des Ofens transportiert. In dem Gehäuse sind mehrere Heizvorrichtungen angeordnet, mit denen das Stahlblech auf die gewünschte Temperatur gebracht werden kann. Die Heizvorrichtungen können mit Gas oder elektrisch betrieben sein und sind üblicherweise innerhalb des Gehäuses oberhalb der Transportvorrichtung angeordnet. In der Regel ist der Innenraum des Ofens in mehrere Heizzonen aufgeteilt, die unterschiedliche Temperaturen besitzen, was zu unterschiedlichen Erwärmungsgeschwindigkeiten des den Ofen durchlaufenden Stahlblechs führt. In einer 1. Heizzone kommt es bei einem Stahlblech, das mit Al-Si (Aluminium-Silizium) beschichtet ist, zum Aufschmelzen der Beschichtung, die als Folge davon in geringem Umfang auf die Transportvorrichtung bzw. die entsprechenden Transportrollen übergeht und sich dort anlagert. Dieser Vorgang ist lokal begrenzt und lässt sich durch eine geeignete Temperaturführung der Heizzonen auf einen kurzen Abschnitt der Transportbahn bzw. auf wenige Rollen begrenzen. Wenn jedoch anschließend ein Stahlblech mit einer Zink-Beschichtung erwärmt werden soll, verbindet sich die Zinkschicht des Stahlblechs mit den Al-Si-Ablagerungen auf der Transportvorrichtung, wodurch das Stahlblech unbrauchbar wird.
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Wenn es gewünscht ist, mit Zink beschichtete Stahlbleche mit einem Ofen genannten Aufbaus zu erwärmen, mit dem vorher Stahlbleche mit einer Al-Si-Beschichtung erwärmt wurden, ist es notwendig, den Abschnitt der Transportvorrichtung bzw. diejenigen Rollen auszutauschen, an denen sich Al-Si-Ablagerungen gebildet haben. Ein derartiger Austausch ist jedoch sowohl in zeitlicher als auch in energietechnischer Hinsicht mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Zunächst muss der Ofen abgekühlt werden, woraufhin die Transportbahn bzw. die Rollen lokal ausgewechselt werden können. Anschließend muss der Ofen wieder auf seine Arbeitstemperatur aufgeheizt werden. Insgesamt benötigt ein entsprechender Austausch zumindest 24 Stunden, in denen der Ofen nicht zur Verfügung steht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, Stahlbleche mit unterschiedlichen Beschichtungen unmittelbar nacheinander zu erhitzen, ohne dass es zu Qualitätseinbußen kommt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Transportvorrichtung mehrere parallel zueinander angeordnete Transportbahnmodule aufweist, die so verstellbar sind, dass sie wahlweise in der Transportbahn oder außerhalb der Transportbahn angeordnet sind.
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Die Erfindung geht von der Grundüberlegung aus, die Transportbahn, auf der das Stahlblech durch den Ofen transportiert wird, zumindest in demjenigen Bereich, in dem sich Ablagerungen der Beschichtung des Stahlblechs an der Transportvorrichtung absetzen können, mehrspurig auszubilden. Wenn ein Stahlblech mit einer Al-Si-Beschichtung durch den Ofen transportiert wird, setzt sich an demjenigen Transportbahnmodul, der sich gerade in der Transportbahn befindet, ein Teil der aufgeschmolzenen Al-Si-Beschichtung ab. Wenn dann ein Stahlblech mit einer Zink-Beschichtung erwärmt werden soll, wird das mit der Al-Si-Beschichtung verunreinigte Transportbahnmodul aus der Transportbahn herausgefahren und es wird ein anderes Transportbahnmodul in die Transportbahn eingebracht, so dass die Zink-Beschichtung des nachfolgenden Stahlbleches nicht mit den Al-Si-Ablagerungen in Kontakt kommt. Wenn anschließend wieder ein Stahlblech mit einer Al-Si-Beschichtung erwärmt werden soll, wird das ursprüngliche Transportbahnmodul wieder in die Transportbahn eingebracht.
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Auf diese Weise ist es möglich, Stahlbleche mit unterschiedlichen Beschichtungen unmittelbar nacheinander durch den Ofen zu transportieren und zu erwärmen, ohne dass vorher eine Demontage von Abschnitten der Transportvorrichtung oder eine zeitliche Stilllegung des Ofens notwendig ist.
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Vorzugsweise ist die Transportvorrichtung in dem Ofen von einer Rollenbahn gebildet, wie es an sich bekannt ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die verstellbaren Transportbahnmodule horizontal ausgerichtet und mit Abstand übereinander angeordnet sind und vertikal verstellbar sind. Die Transportbahn erstreckt sich im wesentlichen horizontal durch den Ofen. In demjenigen Abschnitt der Transportbahn, der mehrspurig ausgebildet ist, sind die mehreren Transportbahnmodule übereinander angeordnet. Vorzugsweise sind zwei, drei oder vier Transportbahnmodule mit Abstand übereinander angeordnet. Die Transportbahnmodule können entweder zusammen als Einheit vertikal verstellt werden, wobei immer eines der Transportbahnmodule in der Transportbahn und die anderen Transportbahnmodule außerhalb der Transportbahn angeordnet sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Transportbahnmodule unabhängig voneinander zu verstellen und wahlweise in die Transportbahn einzufügen.
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Die Verstellung der Transportbahnmodule kann hydraulisch oder pneumatisch oder auch elektromotorisch erfolgen. Dadurch kann der Wechsel von einem Transportbahnmodul zu dem anderen Transportbahnmodul in kurzer Zeit vollzogen werden.
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Die Transportbahnmodule können in einem feststehenden Gehäuse verstellt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die verstellbaren Transportbahnmodule in einem Gehäusesegment anzuordnen und zusammen mit diesem zu verstellen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Verstellvorrichtung und insbesondere die Verstellantriebe außerhalb des Gehäusesegments angeordnet sein können und somit nicht der thermischen Belastung ausgesetzt sind.
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Das vertikal verstellbare Gehäusesegment sollte in vertikalen Führungen geführt sein, so dass ein Verkippen oder Verkanten während der Verstellung verhindert ist.
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Um eine ungewollte Verstellung der Transportbahnmodule zu verhindern, sollte eine Verriegelung, beispielsweise eine formschlüssige Bolzenverriegelung und/oder eine Bremse vorgesehen sein.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem verstellbaren Gehäusesegment zumindest eine Heizvorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung oberhalb des oberen Transportbahnmoduls angeordnet. In diesem Fall erwärmt die Heizvorrichtung auch die Stahlbleche, die auf den unteren Transportbahnmodulen angeordnet sind. Falls dies nicht ausreichen sollte, kann vorgesehen sein, in dem verstellbaren Gehäusesegment zumindest eine weitere Heizvorrichtung anzuordnen, wobei vorzugsweise jedem Transportbahnmodul eine eigene Heizvorrichtung zugeordnet ist.
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Die Transportvorrichtung und die Transportbahnmodule sind so angetrieben, dass ein aufliegendes Stahlblech längs der Transportbahn durch den Ofen befördert werden kann. Dabei kann für die gesamte Transportvorrichtung ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen sein, es ist jedoch auch möglich, einzelne Transportbahnmodule unabhängig voneinander anzutreiben. Im Falle einer Rollenbahn können mehrere Rollen einen gemeinsamen Antrieb aufweisen, es ist jedoch auch möglich, jede einzelne Rolle anzutreiben. Dabei ist die Drehzahl der Rollen so aufeinander abgestimmt bzw. synchronisiert, dass übermäßige Reibungskräfte an der Oberfläche des Stahlbleches vermieden sind.
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Ober die Antriebe der Transportvorrichtung kann die Geschwindigkeit, mit der das Stahlblech durch den Ofen befördert wird, abschnittsweise verringert oder erhöht werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Stahlblech in einem bestimmten Abschnitt des Ofens länger verbleiben soll, um eine ausreichende Erwärmung zu erreichen.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Transportbahnmodule zumindest teilweise bidirektional angetrieben sind, so dass ein daraufliegendes Stahlblech in zwei entgegengesetzte Richtungen, nämlich vorwärts und rückwärts bewegt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das Stahlblech auf dem Transportbahnmodul hin und her zu bewegen bzw. oszillieren zu lassen, wodurch das Stahlblech länger in diesem Bereich des Ofens bleibt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann es vorgesehen sein, dass die Transportvorrichtung in einem stromauf der Transportbahnmodule angeordneten, vorzugsweise eingangsseitigen Transportbahnabschnitt und/oder in einem stromab der Transportbahnmodule angeordneten, vorzugsweise ausgangsseitigen Transportbahnabschnitt in gleichartiger Weise bidirektional angetrieben sind, um das Stahlblech auch in diesen Abschnitten hin und her zu bewegen bzw. oszillieren lassen zu können.
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Vorzugsweise sind die verstellbaren Transportbahnmodule in einem mittleren Bereich der Transportbahn bzw. der Transportvorrichtung angeordnet. Der Ofen besitzt vorzugsweise einen eingangsseitigen Gehäusebereich, in dem eine einspurige Transportvorrichtung, beispielsweise eine einzelne Rollenbahn angeordnet ist. In einem benachbarten Gehäusebereich ist das verstellbare Gehäusesegment mit zumindest zwei parallel verlaufenen Transportbahnmodulen bzw. Rollenbahnen angeordnet. Somit ist in diesem Bereich eine zwei- oder mehrspurige Transportvorrichtung vorgesehen. Im Ausgangsbereich des Ofens sollte wieder ein Gehäusebereich mit einer einspurigen Transportbahn bzw. Rollenbahn vorgesehen sein.
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Um innerhalb des Ofens und/oder innerhalb der einzelnen Gehäusebereiche des Ofens unterschiedliche, vorbestimmte Wärmeverteilungen zu erreichen, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass jede Heizvorrichtung mehrere unabhängig voneinander ansteuerbare Heizelemente aufweist.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ofens zur Erwärmung eines Stahlblechs im Längsschnitt,
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2 den Ofen gemäß 1 nach Verstellung des Gehäusesegmentes,
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3 eine Weiterentwicklung des Ofens gemäß 1 und
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4 eine Abwandlung des Ofens gemäß 1.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ofen 10 und insbesondere einen sogenannten Rollenherdofen, der ein Gehäuse 21 aufweist, das in verschiedene Gehäusebereiche bzw. -segmente unterteilt ist.
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Das Gehäuse 21 ist von einer horizontal ausgerichteten Transportvorrichtung 14 durchdrungen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Rollenbahn dargestellt ist und eine horizontale Transportbahn T definiert, auf der Stahlbleche P durch das Gehäuse 21 des Ofens 10 in Transportrichtung, die durch die Pfeile F angedeutet ist, befördert werden können.
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Das Gehäuse 21 umfasst einen eingangsseitigen Gehäusebereich 11, in dem die Stahlbleche P in den Ofen 10 eintreten. Der eingangsseitige Gehäusebereich 11 besitzt einen eingangsseitigen Transportbahnabschnitt 15, oberhalb von dem im Gehäuse eine Heizvorrichtung 18 angeordnet ist.
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Auf seiner in Transportrichtung F stromab liegenden Seite ist der eingangsseitige Gehäusebereich 11 über schematisch dargestellte Dichtungen 23 an ein Gehäusesegment 12 angeschlossen, in dem zwei horizontal verlaufende und mit Abstand übereinander angeordnete Transportbahnmodule 16a und 16b angeordnet sind. Oberhalb des oberen Transportbahnmoduls 16a ist eine Heizvorrichtung 19 angeordnet.
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Das Gehäusesegment 12 kann in seiner Gesamtheit, d. h. zusammen mit den beiden Transportbahnmodulen 16a und 16b sowie der Heizvorrichtung 19 vertikal verstellt werden, wie es durch den Doppelpfeil V angedeutet ist. Auf diese Weise kann wahlweise das obere Transportbahnmodul 16a oder das untere Transportbahnmodul 16b in die Transportbahn T eingebracht und mit dem im eingangsseitigen Gehäusebereich 11 angeordneten eingangsseitigen Transportbahnabschnitt 15 gekoppelt werden.
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Das verstellbare Gehäusesegment 12 besitzt schematisch angedeutete vertikal Führungen 22, durch die es während seiner vertikalen Verstellbewegung geführt ist.
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An dem in Transportrichtung F stromabliegenden Ende ist das verstellbare Gehäusesegment 12 über nur schematisch dargestellte Dichtungen 23 an einen ausgangsseitigen Gehäusebereich 13 angeschlossen, in den ein ausgangsseitiger Transportbahnabschnitt 17 und eine oberhalb von diesem angeordnete Heizvorrichtung 20 vorgesehen sind.
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In der in 1 dargestellten Position bilden der eingangsseitige Transportbahnabschnitt 15, das daran anschließende untere verstellbare Transportbahnmodul 16b und der daran anschließende ausgangsseitige Transportbahnabschnitt 17 die horizontale Transportvorrichtung 14 bzw. Transportbahn T, auf der die Stahlbleche P durch den Ofen 11 bei gleichzeitiger Erwärmung transportiert werden können.
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Wenn eine Beschichtung eines Stahlblechs P das untere Transportbahnmodul 16b des verstellbaren Gehäusesegmentes 12 verschmutzt hat, kann das verstellbare Gehäusesegment 12 in die in 2 dargestellte Stellung abgesenkt werden, in der das untere Transportbahnmodul 16b nunmehr außerhalb der Transportbahn T liegt und stattdessen das obere Transportbahnmodul 16a Teil der Transportbahn T ist. In dieser Position können Stahlbleche mit einer andere Beschichtung durch den Ofen 10 transportiert werden, ohne dass Ablagerungen an dem unteren Transportbahnmodul 16b zur Beeinträchtigung der Qualität der Stahlbleche führen.
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Wie die 1 und 2 zeigen, sind die Heizvorrichtungen 18, 19 und 20 jeweils von mehreren unabhängigen Heizelementen 24 gebildet, die einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, um innerhalb des Ofens 10 ein gewünschtes Wärmeprofil längs der Transportbahn 10 zu erhalten.
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Der Ofen 10 gemäß 3 entspricht im wesentlichen dem Ofen 10 gemäß den 1 und 2 und unterscheidet sich von diesen lediglich dadurch, dass zumindest das untere Transportbahnmodul 16b des verstellbaren Gehäusesegmentes 12 bidirektional angetrieben ist, wie es durch den Doppelpfeil B angedeutet ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein Stahlblech in dem verstellbaren Gehäusesegment 12 in Transportrichtung F vorwärts und rückwärts zu bewegen und oszillieren zu lassen, um dadurch die Verweilzeit in dem Gehäusesegment 12 zu erhöhen, ohne dessen Baugröße zur vergrößern. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch das obere Transportbahnmodul 16a in genannter Weise bidirektional angetrieben sein. Ferner kann vorgesehen sein, die Transportvorrichtung bzw. die Rollenbahnen in dem eingangsseitigen Transportbahnabschnitt 15 und/oder in dem ausgangsseitigen Transportbahnabschnitt 17 bidirektional anzutreiben, so dass das Stahlblech in genannter Weise oszillieren kann.
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Bei den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen ist den beiden übereinander angeordneten Transportbahnmodulen 16a und 16b des verstellbaren Gehäusesegmentes 12 eine gemeinsame Heizvorrichtung 19 zugeordnet, die oberhalb des oberen Transportbahnmoduls 16a angeordnet ist. 4 zeigt eine Abwandlung, bei der auch dem unteren Transportbahnmodul 16b eine eigene Heizvorrichtung 19a zugeordnet ist, die oberhalb des unteren Transportbahnmoduls 16b, aber unterhalb des oberen Transportbahnmoduls 16a angeordnet ist.
