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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ofens einer metallurgischen Anlage, insbesondere einer Anlage zur Herstellung und/oder Wärmebehandlung von metallischen Barren, bei dem metallisches Gut, insbesondere die metallischen Barren, in eine Förderrichtung durch den Ofeninnenraum gefördert wird, wobei das metallische Gut auf Trägervorrichtungen aufgenommen durch den Ofeninnenraum gefördert wird, wobei die Trägervorrichtungen auf mindestens einer ortsfesten Transportschiene gleiten, die sich in Förderrichtung durch den Ofeninnenraum erstreckt, wobei auf der Transportschiene mindestens eine Gleitfläche ausgebildet ist, die zum Gleiten der Trägervorrichtungen vorgesehen ist. Des weiteren betrifft die Erfindung einen Ofen einer metallurgischen Anlage, insbesondere einer Anlage zur Herstellung und/oder Wärmebehandlung von metallischen Barren.
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Stoßöfen bzw. Durchlauföfen dienen in der Regel zur Erwärmung bzw. Wärmebehandlung von Barren aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Das Behandlungsgut, d.h. die Barren, kann ein Gewicht von mehreren Tonnen aufweisen.
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Um Beschädigungen am Behandlungsgut zu verhindern, werden Barren vor dem Einbringen in den Ofen in Gleitschuhen hochkant abgelegt. Die einzelnen Gleitschuhe einschließlich der darauf abgelegten Barren werden anschließend mit Hilfe einer hydraulischen Stoßvorrichtung durch den Ofen geschoben.
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Um die bei Beginn des Stoßvorganges aufgetretenen Losbrechkräfte herabzusetzen, eine ruckfreie Verschiebung der hochbelasteten Gleitschuhe auf den Schienen zu erreichen und eine Verschleißminderung herbeizuführen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Gleitschuhe wie auch die Transportschienen mit Gleitelementen in unterschiedlicher Ausgestaltung zu versehen. Diesbezüglich wird auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen.
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Zusätzlich werden bei Stoßofenanlagen die Transportschienen und die Schuh-Unterseite vor und hinter dem Ofen mit Fett geschmiert.
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Da die Gleitschuhe außerhalb des Ofens mit den Barren beladen werden, dann den Ofen durchlaufen und schließlich den Ofen wieder verlassen müssen, sind sie einem hohen Temperaturwechsel ausgesetzt, der eine beträchtliche Beanspruchung der Gleitelemente mit sich bringt. Das vor dem Ofen aufgebrachte Fett verliert im Ofen bereits nach wenigen Metern seine Schmierwirkung, da die im Fett gelösten Trägeröle im heißen Ofen verbrennen und die Schmieradditive nur über einen relativ kurzen Weg eine wirksame Schmierwirkung haben.
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Aufgrund der daher mangelhaften bzw. nicht vorhandenen Schmierung zwischen Gleitschuh und Transportschiene während der weiteren Ofenreise kommt es zu einem starken Materialabrieb sowohl an den Gleitleisten als auch an der Schuh-Unterseite, was wiederum die Gleiteigenschaften nachfolgender Gleitschuhe weiter verschlechtert und zu einem weiter ansteigenden Verschleiß führt.
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Die vorbekannten Systeme von Transportschiene und Gleitschuh mit trennenden Gleitelementen unterliegen somit einem sehr hohen Verschleiß, was zwangsläufig zu relativ kurzen Wechselintervallen und damit zu einem Produktionsausfall und zu entsprechenden nachteiligen Reparaturkosten führt.
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Für den Austausch der Gleitelemente muss die Beheizung des Ofens ausgeschaltet und der Ofen langsam abgekühlt werden. Dies birgt das Risiko von Spannungsrissen in der Ofenausmauerung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass zuverlässig der Verschleiß beim Gleiten der Trägervorrichtungen auf der Transportschiene reduziert wird und somit die mit hohem Verschleiß einhergehenden Nachteile vermieden werden können. Auch soll ein entsprechender Ofen bereitgestellt werden, bei dem der Verschleiß infolge der Gleitbewegung der Trägervorrichtungen auf der Transportschiene minimiert wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Ausbringung von Schmiermittel vorhanden sind, mit denen im Bereich des Ofeninnenraums Schmiermittel in den Bereich zwischen die Trägervorrichtungen und die mindestens eine Transportschiene aufgebracht wird.
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Das Schmiermittel ist bevorzugt Schmierfett.
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Das Schmiermittel kann dabei mittels eines Trägermediums in den Bereich zwischen die Trägervorrichtungen und die mindestens eine Transportschiene gefördert werden. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass das Trägermediums Druckluft ist.
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Eine Fortbildung sieht vor, dass definiert portionierte Mengen an Schmiermittel intermittierend in den Bereich zwischen die Trägervorrichtungen und die mindestens eine Transportschiene ausgebracht werden.
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Der erfindungsgemäße Ofen einer metallurgischen Anlage, insbesondere einer Anlage zur Herstellung und/oder Wärmebehandlung von metallischen Barren, umfassend eine Anzahl Trägervorrichtungen für metallisches Gut und mindestens eine ortsfeste Transportschiene, die sich in eine Förderrichtung durch den Ofeninnenraum erstreckt, wobei die Transportschiene mindestens eine Gleitfläche für die Trägervorrichtungen für deren Gleiten in Förderrichtung aufweist, sieht erfindungsgemäß vor, dass Mittel im Ofeninnenraum vorhanden sind, die zum Ausbringen von Schmiermittel in den Bereich zwischen die Trägervorrichtungen und die mindestens eine Transportschiene ausgebildet sind.
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Die Mittel sind dabei bevorzugt als Lanze ausgebildet, die an ihrem einen axialen Ende eine Ausspritzöffnung für Schmiermittel aufweist. Die Lanze ist dabei bevorzugt höhenverstellbar, aber in Förderrichtung ortsfest angeordnet. Hierbei können elektrische, hydraulische oder pneumatische Einstellmittel vorhanden sein, mit denen die Lanze in vertikale Richtung bewegt werden kann.
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Ferner können Mittel zum Fördern von Schmiermittel in der Lanze vorhanden sind, insbesondere in Form einer Druckluftleitung.
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Die Trägervorrichtungen können an ihrer der Transportschiene zugewandten Seite und/oder die Transportschiene kann an ihrer den Trägervorrichtungen zugewandten Seite mindestens eine Schmiertasche zur Aufnahme von Schmiermittel aufweisen.
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Die Lanze kann im Bereich der Ausspritzöffnung eine Dichtfläche aufweisen, die mit einer Gegendichtfläche zusammenwirken kann, die direkt oder indirekt an der Transportschiene angeordnet ist.
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Auch kann die Lanze im Bereich der Ausspritzöffnung relativ zu einer Bohrung in der Transportschiene so toleriert sein, dass sich beim Eintauchen der Lanze mit ihrem axialen Ende in die Bohrung ein definierter Luftspalt ergibt. Auch dieser stellt eine effektive Abdichtung her.
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Die Lanze und insbesondere deren Ausspritzöffnung kann weiterhin in Fördererrichtung geneigt bzw. gebogen ausgebildet sein.
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An oder in der Transportschiene können schließlich Mittel zur Verteilung und/oder zum Auftrag von Schmiermittel auf die Gleitfläche der Transportschiene und/oder auf die der Transportschiene zugewandten Seite der Trägervorrichtung angeordnet sein, insbesondere eine rotierende Auftragsrolle, Auftragswalze oder Auftragsbürste.
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Bei dem Ofen handelt es sich bevorzugt um einen Stoß- und Durchlaufofen.
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Die vorliegende Erfindung stellt also eine Verminderung der Reibung und damit des Verschleißes an den Transportschienen insbesondere in Stoß- und Durchlauföfen sowie an den Gleitschuhen zur Verfügung, die das durch den Ofen zu transportierend Behandlungsgut tragen.
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Das besonders bevorzugte Einsatzfeld der vorliegenden Erfindung sind folglich Transporteinrichtungen für Stoß- und Durchlauföfen.
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Somit kann eine Reduzierung der Reibung zwischen Gleitschuh und Transportschiene erreicht werden, was zur Verschleißreduzierung, zur Energieeinsparung und zu einer Standzeiterhöhung führt.
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Somit stellt die Erfindung auf ein Verfahren und ein zugehörige Schmiersystem ab, mit dem Schmierstoffbestandteile innerhalb des Ofens zwischen den Gleitschuhen und die Transportschiene eingebracht werden können.
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Es ist ein Andocken des Schmiersystems im Ofen beispielsweise über eine verfahrenbare Lanze möglich, die elektrisch, hydraulisch bzw. pneumatisch betätigt werden kann.
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Vorgesehen werden können Schmiertaschen, um die Benetzung der Gleitflächen während des Transports des Behandlungsguts zu verbessern. Die Schmiertasche kann dabei wahlweise im Gleitschuh, in der Transportschiene, aber auch in einer möglicherweise zum Einsatz kommenden trennenden Gleitplatte eingebracht werden; eine solche Gleitplatte kann unten an der Trägervorrichtung angeordnet werden und zum Gleiten auf der Transportschiene dienen.
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Vorteilhaft ist auch eine Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen der Lanze und der Transportschiene, wozu bevorzugt ein Dichtkegel bzw. ein enger Luftspalt eingesetzt wird.
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Vorteilhaft ist weiterhin eine Portionierung des Schmiermittels in der Lanze über eine Portionier-Einrichtung. Hier kommt beispielsweise eine Kolbenpumpe mit Ventilsteuerung oder ein Progressivverteiler bevorzugt in Betracht.
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Der Transport des portionierten Schmiermittels in der Lanze zur Schmierstelle kann durch ein Transportmedium begünstigt werden. Hierbei ist insbesondere an Druckluft gedacht.
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Vorteilhaft ist auch die Entfernung der in der Lanze verbleibenden Schmiermittel-Restpartikel, sowie von Schmutzpartikeln, die aus dem Ofen in die Lanze eingedrungen sind. Hierzu kann ein Reinigungsmedium eingesetzt werden, das die Lanze durchspült.
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Die Vertikalführung der Lanze kann mittels geeigneter Lagerungen erfolgen, die ein vertikales Bewegen der Lanze ermöglichen, so dass sich die Schmierstoff-Lanze nur kurz in der heißen Zone des Ofens befindet.
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Vorteilhaft kann gegebenenfalls auch eine tangentiale Schmiermittelzuführung an der Schmierstelle sein. Hier ist beispielsweise an Schmierkanäle mit Ausrichtung in Fördererrichtung oder eine entsprechend geformte Lanze gedacht.
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Das Schmiermittel kann auch mittels eines rotierenden Elements in Form einer Trägerrolle, Walze oder Bürste auf die Gleitfläche aufgetragen werden. Die hierfür erforderlichen Anpresskräfte der Trägerrolle, der Trägerwalze bzw. der Bürste an die Unterseite des Gleitschuhs kann beispielsweise mittels einer Druckfeder oder einer ähnlichen Einrichtung erfolgen.
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Alternativ kann anstelle einer verfahrbaren Lanze auch ein Festanschluss zur Schmiermittelzuführung an das System Gleitschuh-Transportschiene vorgesehen werden.
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Vorteilhaft sein kann auch eine Zwangskühlung der verfahrenbaren Lanze.
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Schließlich kommt auch eine Festverrohrung in Betracht.
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Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung können Wartungsstillstände des Ofens durch eine Verringerung des Verschleißes im System Gleitschuh-Transportschiene vermindert werden. Demgemäß ergibt sich vorteilhaft eine Vergrößerung der Wartungsintervalle. Es ergibt sich auch eine Energieeinsparung durch die geringere Anzahl an Aufheizvorgängen im Ofen und damit verbunden eine entsprechende vorteilhafte Produktionserhöhung.
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Vorteilhaft ist weiterhin die Verminderung des Risikos von Spannungsrissen in der Ofenausmauerung durch Abkühlung- bzw. Aufheizvorgänge im Ofen, die entbehrlich werden.
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Kosteneinsparungen sind auch möglich durch die Vergrößerung der Austauschintervalle zum Wechsel der Reserveteile im System Gleitschuh-Transportschiene.
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Demgemäß werden die Reibkräfte im System Gleitschuh-Transportschiene herabgesetzt, wodurch eine Reduzierung der erforderlichen Verschiebekraft (durch die Pusherzylinder) möglich ist. Dies wiederum hat vorteilhafte Einflüsse auf die Investitionskosten der Medienanlage zur Versorgung des Pusherzylinders mit Druckölflüssigkeit, da kleinere Systemdrücke bzw. bei gleichem Systemdruck kleinere Zylinder (mit geringerem Druckölverbrauch) verwendet werden können.
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Somit ergeben sich insgesamt verringerte Betriebskosten, ein geringerer Bedarf an Betriebsstoffen sowie eine Energieeinsparung.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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1 zeigt schematisch einen Ofen in der Seitenansicht, in dem metallische Barren wärmebehandelt werden,
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2 zeigt schematisch die Seitenansicht einer Transportschiene, die im Ofen verläuft, auf der eine Trägervorrichtung mit einem metallischen Barren angeordnet ist,
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3 zeigt schematisch die Transportschiene im Ofen im Zusammenwirken mit zwei verschieden ausgestalteten Schmierlanzen,
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4 zeigt in der Darstellung gemäß 2 eine alternative Ausgestaltung der Schmierlanze und
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5 zeigt in der Darstellung gemäß 2 eine weitere alternative Ausgestaltung der Anordnung mit einer Auftragsrolle für Schmiermittel.
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In 1 ist ein Ofen 1 in der Seitenansicht zu erkennen, durch den metallische Barren 2 (z. B. Aluminiumbarren) in eine Fördererrichtung F gefördert werden. Der Ofen 1 weist Ofentüren auf, die zum Eintritt der Barren 2 geöffnet werden. Wesentlich ist, dass die Barren 2 auf Trägervorrichtungen 4 aufgenommen werden, die auf einer Transportschiene 5 durch den Ofeninnenraum 3 gleiten. Demgemäß fungieren die Trägervorrichtungen 4 als Gleitschuhe, die auf eine Gleitfläche 6 der Transportschiene 5 in Förderrichtung F gleiten. Der von rechts nach links weisende Pfeil im Bereich der rechten Ofentüre symbolisiert hierbei die Wirkung eines Pusherzylinders, mit dem die Trägervorrichtungen 4 im Verbund in Förderrichtung F durch das Ofeninnere geschoben werden.
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Wesentlich ist, dass Mittel 7 zur Ausbringung eines Schmiermittels S – in Form von Schmierfett – vorhanden sind, mit denen im Bereich des Ofeninnenraums 3 das Schmiermittel S in den Bereich zwischen die Trägervorrichtungen 4 und die Transportschiene 5 aufgebracht wird.
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Das Schmiermittel S wird durch eine Pumpe 16 gefördert bzw. positioniert. Die Förderung erfolgt hin zu Lanzen 7, die zur Ausbringung der Schmiermittel es dienen. Das Schmiermittel wird also durch die Lanzen 7 in den Bereich des Gleitkontakts zwischen die Trägervorrichtungen 4 und die Transportschiene 5 gebracht bzw. gespritzt. Unterstützt wird dies durch den Einsatz eines Trägermediums T in Form von Druckluft, wozu Mittel 9 (Druckluftleitung) zum Fördern des Schmiermittel S vorgesehen sind.
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Die Lanzen 7 selber sind in vertikaler Richtung V verfahrbar und können demgemäß nur zum Zwecke des Ausbringens von Schmiermittel S nach oben bewegt werden; ansonsten können sich die Lanzen 7 in einer unteren Position befinden, was sie vor der Ofenhitze schützt.
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Verschiedene Details der apparativen Ausgestaltung gehen aus den weiteren Figuren hervor.
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In 2 ist zu erkennen, dass in die der Transportschiene 5 zugewandten Oberfläche der Trägervorrichtung 4 eine Schmiertasche 10 eingearbeitet ist, die Schmiermittel S aufnehmen kann. Die Schmierung kann hiermit wesentlich verbessert werden.
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In 3 ist zu erkennen, dass die Lanze 7 (siehe hierzu die linke Lanze in 3) mit einer Dichtfläche 11 im Bereich ihrer Austrittsöffnung 8 versehen sein kann, wobei die Dichtfläche 11 eine Gegendichtfläche 12 findet, die in die Transportschiene 5 eingearbeitet ist. Demgemäß kann die Lanze 7 beim Verfahren vertikal nach oben dichtend an die Transportschiene 5 angesetzt werden, so dass sie effektiv das Schmiermittel S in den Gleitkontakt zwischen der Trägervorrichtung 4 und der Transportschiene 5 ausbringen kann.
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Bei der rechten Lanze 7 in 3 ist zu erkennen, dass hier zur Abdichtung ein anderer Weg gewählt ist. Hier weist die Transportschiene 5 eine Bohrung 13 auf, in die die Lanze 7 mit ihrer Austrittsöffnung 8 so eintritt, dass lediglich ein enger Luftspalt 14 verbleibt, der eine Dichtwirkung erzeugt.
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In 4 ist zu sehen, dass der axiale Endbereich der Lanze 7, d. h. der Bereich der Austrittsöffnung 8, zumindest teilweise in Fördererrichtung F orientiert sein kann. Wie hier nämlich zu erkennen ist, ist der Bereich der Austrittsöffnung 8 leicht in Fördererrichtung F gebogen ausgeführt.
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In 5 sind schließlich noch Mittel 15 zur Verteilung bzw. zum Auftrag von Schmiermittel S in den Bereich des Gleitkontakts zwischen Trägervorrichtung 4 und Transportschiene 5 angedeutet. Es handelt sich hier bevorzugt um eine rotierende Walze bzw. Rolle, mit der das Schmiermittel S beispielsweise auf die Unterseite der Trägervorrichtung 4 aufgetragen werden kann.
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Für die Abfolge des Schmierprogramms im System Gleitschuh-Transportschiene ist vorteilhaft folgende Vorgehensweise vorgesehen:
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Zunächst wird die Ist-Position des Gleitschuhs ermittelt. Falls sich kein Barren in Warteposition vor dem Ofen befindet, bleibt die Schmierung im Betriebszustand „AUS“. Ist dies indes der Fall, wird die Lanze an die Schmierstelle angedockt; in diesem Falle wird die Schmierung in den Betriebszustand „EIN“ versetzt. Zu gegebener Zeit wird dann auch das Trägermedium in den Betriebszustand „EIN“ versetzt, um Schmiermittel zu fördern. Hierbei findet dann ein Gleitschuhtransport statt.
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Zu gegebener Zeit kann ein Reinigungsprogramm für die Lanze gefahren werden. Dieses kann erfolgen, solange noch eine Bewegung von Gleitschuhen stattfindet.
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Nach einer entsprechenden erfolgten Reinigung kann der Gleitschuhtransport in den Betriebszustand „AUS“ versetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ofen
- 2
- metallisches Gut (Barren)
- 3
- Ofeninnenraum
- 4
- Trägervorrichtung
- 5
- Transportschiene
- 6
- Gleitfläche
- 7
- Mittel zur Ausbringung von Schmiermittel (Lanze)
- 8
- Ausspritzöffnung
- 9
- Mittel zum Fördern von Schmiermittel (Druckluftleitung)
- 10
- Schmiertasche
- 11
- Dichtfläche
- 12
- Gegendichtfläche
- 13
- Bohrung
- 14
- Luftspalt
- 15
- Mittel zur Verteilung und/oder zum Auftrag von Schmiermittel (Auftragsrolle / Auftragswalze / Auftragsbürste)
- 16
- Pumpe
- F
- Förderrichtung
- S
- Schmiermittel
- T
- Trägermedium
- V
- vertikale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0543101 B1 [0002]
- DE 3102395 C2 [0002]
- EP 1242780 B1 [0002]
- EP 0108047 B1 [0002]
