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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturofen mit einem Fördersystem zum Fördern von Werkstücken in dem Hochtemperaturofen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Hochtemperaturöfen werden verwendet, um Werkstücke, z.B. Bleche, thermisch zu behandeln. Dabei wird das zu behandelnde Werkstück auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, um es dann anschließend bearbeiten zu können, z.B. in einem mechanischen Umformprozess. Eine typische Anwendung ist die thermische Behandlung und die anschließende Umformung von Aluminium-Blechen. Dabei werden die Aluminium-Bleche in dem Hochtemperaturofen in der Regel auf eine Temperatur zwischen 550°C und 650°C erwärmt und anschließend in einem Hot-Stamping-Prozess mechanisch umgeformt. Hochtemperaturöfen dieser Art werden typischerweise für Temperaturen bis zu 1000°C verwendet.
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Typischerweise kommen zur thermischen Behandlung von Werkstücken Durchlauföfen zum Einsatz. Dabei weist der Ofen einen Ofeneingang und einen Ofenausgang auf. Zum Fördern der Werkstücke durch den Prozessraum des Hochtemperaturofens werden häufig Rollenförderer oder leistenartige Schub- und Führungselemente eingesetzt.
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Derartige Schub- und Führungselemente eines Durchschubofens erstrecken sich entlang der Förderrichtung am Ofenboden. Auf ihnen können Werkstückträger gleitend verfahren werden, wobei die Werkstückträger üblicherweise einen Schubverband bilden. Durchschuböfen benötigen jedoch auf Grund der Reibung, die zwischen den Werkstückträgern untereinander und relativ zu den Schub- und Führungselementen wirkt, eine hohe Antriebsleistung. Mit der Reibung geht außerdem unerwünschter Abrieb im Prozessraum einher.
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Bei Rollenfördern werden auf Grund der hohen Temperaturen in dem Prozessraum des Ofens die Rollen des Rollenofens häufig außerhalb des Prozessraums des Ofens gelagert und angetrieben. Rollenöfen haben den Nachteil, dass sich das Werkstück auf Grund fehlender Führungselemente relativ zu den Fördermitteln bewegen kann. Auf Grund der Lageveränderung des Werkstücks in dem Prozessraum des Ofens ist eine schnelle und genaue Werkstückentnahme am Ofenausgang nicht möglich. Dies kann dazu führen, dass das Werkstück die eingestellte Verweilzeit im Ofen überschreitet und es dadurch zur Qualitätsminderung des Werkstücks kommt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, einen Hochtemperaturofen mit einem Fördersystem anzugeben, bei dem Abrieb im Prozessraum des Hochtemperaturofens vermieden wird, ohne dabei eine Lageveränderung der Werkstücke während des Förderns in Kauf nehmen zu müssen, wie dies bei Rollenförderern in der Regel der Fall ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Hochtemperaturofen mit:
- - einem Prozessraum,
- - einem Fördersystem zum Fördern von Werkstücken durch den Prozessraum entlang einer Förderrichtung,
- - einem den Prozessraum umschließenden Gehäuse, das einen entlang der Förderrichtung des Hochtemperaturofens verlaufenden Spalt hat, und mit
- - einem in Förderrichtung vorne liegenden Ofeneingang und einem in Förderrichtung hinten liegenden Ofenausgang.
gelöst. Erfindungsgemäß umfasst das Fördersystem mehrere Förderfahrzeuge zum Fördern der Werkstücke, wobei die Förderfahrzeuge entlang der Förderrichtung auf einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Förderstrecke verfahrbar sind. Die Förderfahrzeuge weisen jeweils mindestens ein Tragelement zum Tragen eines Werkstücks auf, das sich zumindest zeitweise durch den Spalt hindurch in den Prozessraum hinein erstreckt, um dort das Werkstück zu fördern. Das Fördersystem weist außerdem eine Rücklaufstrecke auf, entlang der die Förderfahrzeuge von dem Ofenausgang zum Ofeneingang bewegbar sind.
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Die Werkstückträger der im Stand der Technik bekannten Durchschuböfen sind sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Deshalb ist es auf Grund der hohen Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit der Bauteile schwierig, zum Verfahren der Werkstückträger passive Rollen einzusetzen, die innerhalb des Prozessraums gelagert sind. Da die erfindungsgemäßen Förderfahrzeuge außerhalb des Prozessraums verfahrbar sind, weisen die Förderfahrzeuge bevorzugt Rollen auf, um die Antriebsenergie und den Verschließ der Förderfahrzeuge zu minimieren. Alternativ hierzu können die Förderfahrzeuge auf einer sich außerhalb des Prozessraums befindenden Oberfläche entlang der Förderrichtung gleiten und dadurch verfahren werden. In diesem Fall können die Oberfläche und die Förderfahrzeuge aus einem preisgünstigen Material hergestellt werden, da sie sich außerhalb des heißen Prozessraums befinden und damit weniger wärmefest sein müssen. Der dabei unvermeidliche Abrieb entsteht dann außerhalb des Prozessraums, wodurch eine Verunreinigung der Werkstücke vermieden wird.
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Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Rollenöfen sind die Tragelemente mittels der Förderfahrzeuge verfahrbar. Die Werkstücke werden auf den Tragelementen durch den Prozessraum des Hochtemperaturofens befördert. Dadurch kommt es nicht zu Relativbewegungen der Tragelemente und der Werkstücke. Infolgedessen bleibt die Lage des Werkstücks unverändert, weshalb eine Lagekorrektur des Werkstücks entweder vollständig entfallen kann oder zumindest nur noch bei wenigen Werkstücken und/oder in einem geringen Umfang stattfinden muss. Das Werkstück kann deshalb bei dem erfindungsgemäßen Hochtemperaturofen besonders schnell am Ofenausgang entnommen werden. Dadurch lässt sich die gewünschte Behandlungsdauer der Werkstücke sehr genau einhalten.
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Die Förderfahrzeuge weisen bevorzugt jeweils mehrere voneinander beabstandete langgestreckte Tragelemente zum Tragen eines Werkstücks auf. Dabei können die Tragelemente eine kreiszylindrische oder mehreckige Querschnittsform aufweisen. Des Weiteren ist ein Hohlprofil der Tragelemente, z.B. ein Hohlzylinder oder ein C-Profil, als Querschnittsform denkbar. Die mehreren Tragelemente bilden zusammen die Auflagefläche für das Werkstück. Alternativ dazu kann jedes Förderfahrzeug nur ein einziges Tragelement aufweisen, das dann vorzugsweise als Platte ausgebildet ist, welche die Auflagefläche für das Werkstück bildet.
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Das mindestens eine Tragelement weist bevorzugt mindestens ein Fixierungselement zur Fixierung eines Zwischenträgers auf. Bei der Förderung von sehr kleinen Werkstücken, deren Förderlänge kleiner ist als der Abstand zweier Tragelemente, sind Werkstückträger vorgesehen, die den Abstand zweier benachbarter Tragelemente überbrücken. Dadurch können auch kleinere Werkstücke von den Tragelementen getragen werden. Alternativ dazu können auch unterschiedliche Förderfahrzeuge mit verschiedenen, von den zu fördernden Werkstücken abhängigen Tragelementabständen eingesetzt werden. Alternativ können die Förderfahrzeuge auch Justageelemente aufweisen, die einen einstellbaren Tragelementabstand ermöglichen, um unterschiedlich große Werkstücke mit demselben Förderfahrzeug fördern zu können.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind eine Beladeeinheit und eine Entladeeinheit vorgesehen und dazu eingerichtet, zu behandelnde Werkstücke an die Förderfahrzeuge zu übergeben bzw. bereits behandelte Werkstücke von den Förderfahrzeugen zu entladen. Die Beladeeinheit oder/und die Entladeeinheit weisen zumindest ein zweites Tragelement auf, wobei die Summe des mindestens einen Tragelements eines Förderfahrzeugs und des mindestens einen Tragelements der Entladeeinheit bzw. der Beladeeinheit mindestens drei beträgt. Das zweite Trageelement ist derart dimensioniert, dass beim Übernehmen eines Werkstücks von einem Förderfahrzeug bzw. beim Übergeben eines Werkstücks an ein Förderfahrzeug die ersten und zweiten Tragelemente ineinandergreifen und in einer Ebene angeordnet sind. Dadurch kann das Werkstück schnell und effizient aus dem Hochtemperaturofen entnommen werden, ohne dabei die Lage des Werkstücks zu verändern. Vorzugsweise wird das Werkstück von dem Förderfahrzeug von der Entladeeinheit entnommen, während sich das Werkstück noch in dem Prozessraum befindet. Dadurch ist die Verweilzeit des Werkstücks in atmosphärischen Bedingungen am Kürzesten und das Werkstück kann mit möglichst hoher Temperatur in dem anschließenden Umformprozess bearbeitet werden. Alternativ hierzu kann ein Roboterarm das Tragelement beladen und entladen.
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In einer Ausführungsform sind die Förderfahrzeuge entlang der Rücklaufstrecke so bewegbar, dass sich das zumindest eine Tragelement vollständig außerhalb des Prozessraums befindet. Bei sehr niedrigen Ofenbauweisen kann es vorteilhaft sein, alternativ die Tragelemente im Prozessraum zu bewegen.
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Eine erste und eine zweite Umsetzeinheit sind bevorzugt vorgesehen und dazu eingerichtet, Förderfahrzeuge vom Ofenausgang zu der Rücklaufstrecke bzw. von der Rücklaufstrecke zum Ofeneingang zu transportieren. Dabei können die Umsetzeinheiten beispielsweise einen lateralen Versatz zwischen der Förderstrecke und der Rücklaufstrecke überbrücken. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Umsetzeinheiten dazu eingerichtet sind, unterschiedliche Förderniveaus zwischen der Förderstrecke und der Rücklaufstrecke zu überbrücken. Auf diese Weise benötigt das Transportsystem weniger Fläche.
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Alternativ dazu können die Rücklaufstrecke und der Prozessraum eine verbundene Förderstrecke bilden, sodass auf die Umsetzeinheiten verzichtet werden kann.
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In einer Ausführungsform umfasst das Fördersystem einen zumindest teilweise außerhalb des Prozessraums angeordneten Schieber, mit dem die Förderfahrzeuge entlang der Förderrichtung diskontinuierlich förderbar sind. Der Schieber kann dabei beispielsweise elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben sein.
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Die Förderfahrzeuge bilden dabei auf der Förderstrecke einen Schubverband. Im aus dem Stand der Technik bekannten Schubofen bilden dagegen die behandelnden Werkstücke einen Schubverband. Durch die Bildung eines Schubverbands mittels der Förderfahrzeuge kann der einfache Aufbau eines schubangetriebenen Fördersystems verwendet werden, ohne im Prozessraum erzeugten Abrieb in Kauf nehmen zu müssen.
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Vorzugsweise weist das Fördersystem einen Abzugsförderer auf, der dazu eingerichtet ist, einen Abstand zwischen dem in Förderrichtung sich an vorderster Position im Schubverband befindenden Förderfahrzeug und dem in Förderrichtung unmittelbar dahinter angeordneten Förderfahrzeug zu erzeugen, um damit den Schubverband am Ofenausgang aufzulösen. Bei dem Abzugsförderer kann es sich insbesondere um einen Kettenförderer handeln, an dem Mitnehmer vorgesehen sind, die das zu bewegende Förderfahrzeug greifen. Der Abzugsförderer bewegt lediglich das sich im Schubverband an vorderster Stelle befindende Förderfahrzeug unabhängig vom Schubverband, um eine Lücke zwischen dem an vorderster Stelle befindenden Förderfahrzeug und dem unmittelbar nachfolgenden Förderfahrzeug zu erzeugen. Dadurch kann das leere Förderfahrzeug z.B. mittels der Umsetzeinheit von der Förderstrecke entfernt werden und das Ofentor kann geschlossen werden. Alternativ dazu kann das Förderfahrzeug derart gestaltet sein, dass das Ofentor auch bei zwei unmittelbar aneinander angrenzenden Förderfahrzeugen schließen kann.
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Alternativ kann das Fördersystem ein umlaufendes Zugmittel umfassen, mit dem die Förderfahrzeuge entlang der Förderstrecke und der Rücklaufstrecke kontinuierlich förderbar sind. Dadurch kann ein Abstand zwischen Förderfahrzeugen eingehalten werden, sodass zu befördernde Werkstücke auch länger sein können als das Förderfahrzeug, ohne sich dabei zu berühren. Das umlaufende Zugmittel kann dabei bevorzugt Mitnehmer umfassen, die kraft- oder formschlüssig mit den Förderfahrzeugen verbunden sind.
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Dabei kann die Be- und Entladung auch taktend erfolgen, und zwar ohne das Zugmittel anzuhalten. Dazu können separate Ein- und/oder Auslaufförderer am Ofeneingang und/oder am Ofenausgang vorgesehen sein, die auf Grund einer im Vergleich zum umlaufenden Zugmittel höheren Fördergeschwindigkeit eine ausreichend große Lücke zwischen dem zu entladenen Förderfahrzeug und dem nachfolgenden Förderfahrzeug erzeugen. Dann kann das vorderste Fahrzeug kurzzeitig angehalten werden, um das Werkstück zu entladen, ohne dass das nachfolgende Förderfahrzeug auf das entladende Förderfahrzeug auffährt.
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Der Spalt weist bevorzugt eine schleifende Dichtung zur Abdichtung des Prozessraums des Hochtemperaturofens auf. Schleifende Dichtungen dichten allgemein zwischen Bauteilen ab, die sich relativ zueinander bewegen. Im vorliegenden Fall bewegen sich die Förderfahrzeuge entlang der Dichtung in dem Spalt. Die schleifende Dichtung eignet sich besonders für den bereits beschriebenen Schubbetrieb, da in diesem Fall keine Lücken zwischen den Förderfahrzeugen entlang des Spalts entstehen. Der Spalt wird dadurch über seine gesamte Länge durch die Förderfahrzeuge abgedichtet.
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Im kontinuierlichen Betrieb können zusätzliche Dichtungsmaßnahmen vorgesehen sein, z.B. zusätzliche Dichtungsbänder aus Steinwolle, um die Lücken zwischen den Förderfahrzeugen 26 abzudichten.
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Bevorzugt wird eine Sandtassendichtung als schleifende Dichtung eingesetzt. Eine Sandtassendichtung verhindert ein Austreten und Eindringen von Luft in den Prozessraum, um den Prozessraum gasdicht zu realisieren. Dabei ist die Sandtassendichtung besonders hitzefest und ist nur schwer entflammbar. Alternativ dazu ist eine Abdichtung mittels Dichtungsbändern aus Steinwolle denkbar. Muss der Prozessraum nicht zwingend gasdicht sein, so sind auch Dichtelemente mit geringerer Dichtigkeit möglich, z.B. Labyrinthdichtungen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die Förderfahrzeuge Rollen als Lauf- und Führungselemente auf. Dadurch ist ein leichtgängiger Lauf der Förderfahrzeuge möglich, wodurch die Antriebsleistung der Förderanlage reduziert werden kann. Alternativ dazu kann ein Gleitsitz als Laufelement vorgesehen sein.
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Alternativ dazu können die Förderfahrzeuge durch den Prozessraums mittels eines diskontinuierlich arbeitenden Schiebers und nur über die Rücklaufstrecke mittels eines Zugmittels angetrieben werden. Dadurch können die leeren Förderfahrzeuge auf der Rücklaufstrecke eine höhere Geschwindigkeit haben als mit Werkstücken beladenen Förderfahrzeuge entlang der Förderstrecke. Dadurch werden insgesamt weniger Förderfahrzeuge benötigt.
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Das Fördersystem hat bevorzugt mindestens ein Sensorelement am Ofenausgang zur Positionserkennung der Förderfahrzeuge. Damit können z.B. die Belade- und Entladeeinheit, die Umsetzeinheiten und/oder den Schieber angesteuert werden. Damit können viele Bewegungen synchronisiert werden, um Stillstandzeiten zu minimieren. Das Sensorelement kann ein mechanischer oder optischer Signalgeber sein. Alternativ dazu kann die Taktzeit rechnerisch ermittelt werden, um die Belade- und Entladeeinheit in einem festen zeitlichen Intervall automatisch anzusteuern.
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Vorzugsweise umfasst das Fördersystem eine Detektionseinrichtung zur Erfassung der Lage der Werkstücke auf den Fahrzeugen. Die Kontur des Werkstücks wird z.B. mittels induktiver oder kapazitiver Elemente erkannt. Dadurch kann festgestellt werden, ob sich die Lage des Werkstücks verändert hat und ob die Lage vor dem Entladen des Werkstücks korrigiert werden muss. Leichte Werkstücke können z.B. beim Schubantrieb relativ zu den Förderfahrzeugen bewegt werden. Mit der Detektionseinrichtung und einer Korrektureinrichtung kann trotzdem eine schnelle Entladung der Werkstücke am Ofenausgang ermöglicht werden. Alternativ kann eine automatische Lagerkorrektureinrichtung vorgesehen sein, die ohne die Lage der Werkstücke zu prüfen eine Lagekorrektur der Werkstücke durchführt. Dies kann dadurch realisiert werden, dass ein Drücker jedes Werkstück an einen Anschlag drückt und damit automatisch in eine vordefinierte Lage ausrichtet.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Hochtemperaturofen mit einem Fördersystem in einer perspektivischen Ansicht gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;
- 2 einen Teil des in der 1 gezeigten Hochtemperaturofens in einem vertikalen Schnitt, wobei das Förderfahrzeug einen Zwischenträger mit zwei darauf angeordneten Werkstücken fördert;
- 3 ein Förderfahrzeug des in der 1 gezeigten Hochtemperaturofens in einer perspektivischen Ansicht;
- 4 einen Teil des erfindungsgemäßen Hochtemperaturofens im Bereich des Ofenausgangs in einem horizontalen Schnitt, während das Werkstück entladen wird;
- 5 den in der 4 gezeigten Teil, nachdem das Werkstück entladen und das entladene Förderfahrzeug mittels des Abzugsförderers vom Schubverband gelöst wurde;
- 6 einen erfindungsgemäßen Hochtemperaturofen in einer schematischen Seitenansicht;
- 7 den in der 4 gezeigten Teil mit einer schwenkbaren Entladeeinheit;
- 8 den in der 4 gezeigten Teil mit einer quer zur Förderrichtung verfahrbaren Entladeeinheit.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Die 1 zeigt einen Hochtemperaturofen 10 mit einem Prozessraum 12, in dem Werkstücke 14 wärmebehandelt werden. Der Prozessraum 12 ist von einem Gehäuse 16 umschlossen, wobei das Gehäuse einen entlang der Förderrichtung 17 des Hochtemperaturofens 10 verlaufenden Spalt 18 aufweist. Des Weiteren weist der Ofen einen Ofeneingang 22 und einen Ofenausgang 24 auf. In der 1 ist der Ofeneingang 22 fluchtend zum Ofenausgang 24 angeordnet. Jedoch kann der Ofenausgang 24 bei einem entsprechend gekrümmten Förderstreckenverlauf auch neben dem Ofeneingang 22 angeordnet sein. Der Ofeneingang 22 und der Ofenausgang 24 weisen in der Regel schließ- und öffnungsfähige Ofentore auf, die jedoch in der 1 nicht dargestellt sind.
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Zum Fördern der Werkstücke 14 weist der Hochtemperaturofen 10 des Weiteren ein Fördersystem 20 auf. Das Fördersystem umfasst Förderfahrzeuge 26, die auf einer Förderstrecke verfahrbar sind, die außerhalb des Gehäuses 16 angeordnet ist. Jedes Förderfahrzeug 26 weist zwei kreiszylindrische Tragelemente 28 auf, die als Auflagefläche für die Werkstücke 14 dienen. Jedoch kann die Anzahl der Tragelemente 28 von den in 1 dargestellten zwei abweichen. Lediglich ein einziges plattenförmiges Tragelement 28 ist ebenso denkbar wie ein Förderfahrzeug mit drei oder mehr Tragelementen. Die Anzahl der Tragelemente 28 hängt im Wesentlichen von der Größe und vom Gewicht der zu behandelnden Werkstücke 14 ab. Die Tragelemente können neben der dargestellten Kreiszylinderform auch eine mehreckige Form aufweisen. Des Weiteren können die Tragelemente 28 eine Hohlprofilform oder eine C-Profilform aufweisen, um das Gewicht zu reduzieren.
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Die Tragelemente 28 erstrecken sich durch den Spalt 18 hindurch und in den Prozessraum 12 hinein. In dem Prozessraum 12 werden die Werkstücke 12 von den Tragelementen 28 der Förderfahrzeuge 26 gefördert. Während der Förderung bewegen sich die Werkstücke 14 nicht oder allenfalls geringfügig auf den Tragelementen 28. Eine nicht dargestellte Detektionseinrichtung 52 kann dennoch vorgesehen sein, um die Lage der Werkstücke 14 auf den Förderfahrzeugen 26 zu kontrollieren, da sehr leichte Werkstücke durch Ruckbewegungen im Schubbetrieb der Förderfahrzeuge 26 auf den Tragelemente 28 verrutschen können. Die Lage der Werkstücke 14 kann dann beispielsweise mit Hilfe eines nicht dargestellten Roboters am Ofenausgang korrigiert werden.
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Um die Förderfahrzeuge 26 nach der Entladung der Werkstücke 14 am Ofenausgang 24 wieder zum Ofeneingang 22 zurückzuführen, weist das Fördersystem 20 eine Rücklaufstrecke 34 auf. Die Rücklaufstrecke 34 befindet sich komplett außerhalb des Prozessraums 12, sodass die Förderfahrzeuge 26 einschließlich der Trageelemente 28 vollständig außerhalb des Prozessraums 12 auf der Rücklaufstrecke 34 gefördert werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird beim Fördersystem ein diskontinuierlicher Schubbetrieb unter Verwendung eines Schiebers 40 realisiert. Der Schieber 40 führt wie in 1 dargestellt eine Bewegung entlang der Förderrichtung 17 durch und übt dabei eine Kraft auf die Förderfahrzeuge 26 aus. Nach jedem Schub wird der Schieber 40 in seine Ausgangslage zurückversetzt, z.B. mittels einer Federkraft. Der Schieber 40 kann auch eine Umlaufbewegung durchführen, bei welcher die Vorwärtsbewegung, während welcher der Schieber 40 die Förderfahrzeuge 26 anschiebt, und die Rückwärtsbewegung, während welcher der Schieber 40 die Förderfahrzeuge 26 nicht berührt, auf unterschiedlichen Wegen erfolgen. Der Schieber 40 kann z.B. pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch angetrieben sein.
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Auf der Rücklaufstrecke 34 können die Förderfahrzeuge 26 ebenfalls mit einem (nicht dargestellten) Schieber gefördert werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Förderfahrzeuge 26 auf Grund des Schubbetriebs mittels des Schiebers 40 sowohl in der Förderstrecke entlang des Prozessraums 12 als auch entlang der Rücklaufstrecke 34 einen Schubverband. Die Förderfahrzeuge 26 werden entlang der Förderstrecke des Prozessraums 12 als auch entlang der Rücklaufstrecke 34 schrittweise um eine Förderfahrzeuglänge bewegt, indem der Schieber 40 jeweils ein Förderfahrzeug 26 in den Schubverband drückt. Damit wird das Fördersystem 20 getaktet betrieben, wobei ein Takt durch die Länge eines Förderfahrzeugs 26 vorgegeben ist.
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2 zeigt das zu 1 beschriebene Förderfahrzeug 26 in einem seitlichen Schnitt. Dabei ist im Gegensatz zu 1 ein Zwischenträger 32 auf den Tragelementen 28 angeordnet, auf dem die Werkstücke 14 ruhen. Ein solcher Zwischenträger ist vor allem dann vorteilhaft, wenn der Abstand der Tragelemente 28 größer ist als die Transportlänge des Werkstücks 14, weil er dann ein Herunterfallen der Werkstücke 14 zwischen den Tragelementen 28 verhindert. Es ist auch denkbar, mehr als zwei Werkstücke 14 pro Förderfahrzeug 26 zu fördern. Die Beladung der Förderfahrzeuge 26 hängt unter anderem von der Breite des Prozessraums 12 und von der Größe und vom Gewicht der Werkstücke 14 ab.
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Die Tragelemente 28 sind mittels zweier Druckschrauben 27 höhenverstellbar. Dadurch können die Tragelemente so stufenlos justiert werden, dass eine ebene Förderfläche entsteht, auf der die Werkstücke 14 nicht verrutschen können. Die Anzahl der Druckschrauben 27 kann jedoch auch davon abweichen. Insbesondere hängt die Anzahl der Druckschrauben 27 vom Gewicht der Tragelemente 28 und der Werkstücke 14 ab. Neben Druckschrauben 27 sind auch andere Elemente einsetzbar, die eine Höhenverstellung des Tragelements 28 ermöglichen, z.B. verrastende Elemente.
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Das Förderfahrzeug 26 ist mittels vier Rollen 38, 39 (siehe auch 3) in als C-Profile ausgebildeten Schienen 37, 43 geführt und gestützt. Das zum Prozessraum 12 weisende Paar von Rollen 38 stützt sich dabei am unteren Schenkel der Schiene 37 und das vom Prozessraum 12 weg weisende Paar von Rollen 39 an dem oberen Schenkel der Schiene 43 ab, wodurch das Förderfahrzeug 26 gegen Verkippung gesichert wird. Die Mittenflächen der Schienen 37, 43 sichern das Förderfahrzeug 26 dabei in axialer Richtung.
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Der Prozessraum 12 ist mittels einer schleifenden Sandtassendichtung 36 in dem Spalt 18 des Gehäuses 16 nach außen hin abgedichtet. Dabei schleift ein Teil des Förderfahrzeugs 26 durch die Sandfüllung der Sandtassendichtung 36 und dichtet so den Spalt ab.
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Eine thermische Isolierung 41 ist zusätzlich an den Tragelementen 28 vorgesehen. Dabei ragt die thermische Isolierung 41 zum Teil in das Gehäuse 16 hinein. Jedoch kann die Isolierung 41 auch nur außerhalb des Gehäuses 16 angeordnet sein.
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Ein zweites Gehäuse 42 grenzt an das Gehäuse 16 an und umschließt die Förderstrecke und die Rücklaufstrecke 34. Dadurch können Dichtungen in dem Spalt 18 vorgesehen werden, die geringere Dichtigkeitsanforderungen erfüllen. Das zweite Gehäuse 42 erhöht zusätzlich die Wärmeisolierung im Vergleich zu einem einzigen Gehäuse 16, wodurch der Energieverbrauch des Hochtemperaturofens 10 reduziert wird.
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3 zeigt das in 1 und 2 dargestellte Förderfahrzeug 26 in einer perspektivischen Ansicht. Zusätzlich erkennbar sind darin Fixierungselemente 30, die an den Tragelementen 28 ausgebildet sind, um den Zwischenträger 32 auf den Tragelementen 28 zu fixieren. Die Fixierungselemente 30 können beispielsweise in Ausnehmungen des Zwischenträgers 32 eingreifen, oder sie dienen lediglich als Anschläge, um den Zwischenträger in axialer Richtung und/oder der Förderrichtung 17 zu fixieren. Anders als in 3 abgebildet, können auch nur an einem Teil der Tragelemente 28 Fixierungselemente 30 ausgebildet sein.
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4 zeigt den Abschnitt der Förderstrecke am Ofenausgang 24. Eine lateral und vertikal verfahrbare Entladeeinheit 48 mit langgestreckten Tragelementen 50 entnimmt die Werkstücke 14 - vorzugsweise noch innerhalb des Prozessraums 12 des Hochtemperaturofens 10 - von den Tragelementen 28 der Förderfahrzeuge 26. Das Ofentor 55 ist zur Entnahme des Werkstücks 14 und des Förderfahrzeugs 26 offen. Die Öffnung des Ofentors 55 und die Aktivierung der Entladeeinheit 48 und Beladeeinheit 46 können z.B. mittels eines nicht dargestellten Sensorelements gesteuert werden, das die Position eines Förderfahrzeugs 26 am Ofentor 55 erkennt. So kann sichergestellt werden, dass das Ofentor 55 synchron zum Taktbetrieb geöffnet und geschlossen wird und dadurch der Prozessraum 12 möglichst lange geschlossen bleibt. Die Tragelemente 50 können durch Ihre Dimensionierung zwischen die Tragelemente 28 der Förderfahrzeuge 26 greifen, um so schnell die Werkstücke 14 zu einem nachfolgenden Umformprozess zu fördern, ohne dass die Lage der Werkstücke 14 verändert wird.
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Die Beladung der Förderfahrzeuge 26 erfolgt mittels einer (nicht dargestellten) Beladeeinheit, die genauso wie die Entladeeinheit 48 aufgebaut ist.
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Das Transportsystem 20 umfasst außerdem einen Abzugsförderer 58 mit Mitnehmern 51, um beim Schubbetrieb des Hochtemperaturofens 10 das von der Entladeeinheit 48 entladene Förderfahrzeug 26 aus dem Schubverband zu lösen, damit es anschließend zur Rücklaufstrecke 34 gefördert werden kann. Der Schubverband steht auf Grund des Drückens durch den Schieber 40 unter Druck, sodass ein direktes vertikales Lösen des Förderfahrzeugs 26 aus dem Schubverband unvorteilhaft wäre, z.B. auf Grund eines möglichen Verkantens zweier sicher berührender Förderfahrzeuge 26. Das Lösen des entladenen Förderfahrzeugs 26 aus dem Schubverband wird bei stillstehendem Schubverband durchgeführt. Einer der Mitnehmer 51 des Abzugsförderers 58 greift bevorzugt formschlüssig an einer Greifposition 53 des entladenen Förderfahrzeugs 26 an und bewegt dieses unabhängig vom Schubbetrieb entlang der Förderrichtung 17. Dabei entsteht eine Lücke zwischen dem vom Mitnehmer 51 gegriffenen Förderfahrzeug 26 und dem nachfolgenden Förderfahrzeug 26, sodass sich die beiden Förderfahrzeuge 26 nicht mehr berühren. Das vorderste Förderfahrzeug 26 ist damit vom Schubverband gelöst. Im Anschluss daran kann das vom Schubverband abgelöste Förderfahrzeug 26 zur Rücklaufstrecke 34 gefördert werden, und zwar bevorzugt in vertikaler Richtung.
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5 zeigt das mittels der Entladeeinheit 48 abgenommene Werkstück 14. Die Ofentore 55, 49 sind bereits geschlossen. Der Abzugsförderer 58 hat eine Lücke zwischen dem entladenen Förderfahrzeug 26 und dem nachfolgenden beladenen Förderfahrzeug 26 erzeugt, sodass das entladene Förderfahrzeug 26 in vertikaler Richtung abgesenkt und dadurch zur Rücklaufstrecke 34 bewegt werden kann.
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6 zeigt eine erste Umsetzeinheit 58 am Ofenausgang 24, um die Förderfahrzeuge 26 von dem Ofenausgang 24 abzusenken und auf diese Weise zu der Rücklaufstrecke 34 zu transportieren. Eine zweite Umsetzeinheit 56 am Ofeneingang 22 hebt die Förderfahrzeuge 26 an und transportiert diese so von der Rücklaufstrecke 34 zum Ofeneingang 22. In 6 überbrücken die Umsetzeinheiten 56, 58 auf diese Weise das unterschiedliche Förderniveau zwischen der Förderstrecke entlang des Prozessraums 12 und der Rücklaufstrecke 34.
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7 zeigt den Abschnitt der Förderstrecke aus 4 in der Nähe des Ofenausgangs 24. Die Entladeeinheit 48 weist im Wesentlichen den Aufbau aus der 4 auf. Im Gegensatz zur 4 ist die Entladeeinheit 48 jedoch um eine vertikale Achse Z schwenkbar und vertikal entlang der Achse Z verfahrbar. Das Greifen der Werkstücke 14 von den Tragelementen 28 der Förderfahrzeuge 26 funktioniert wie in 4 beschrieben. Im Gegensatz zum lateralen Verfahren der Entladeeinheit 48, um die Werkstücke 14 zum nachfolgenden Umformprozess zu fördern, führt die Entladeeinheit 48 eine Schwenkbewegung um die Achse Z durch. Der Antrieb für eine solche Entladeeinheit 48 ist konstruktiv einfacher aufgebaut als Antriebe für längsverschiebbare Entladeeinheiten.
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8 zeigt ebenfalls den Abschnitt der Förderstrecke aus 4 in der Nähe des Ofenausgangs 24. Die Entladeeinheit 48 weist erneut im Wesentlichen den Aufbau aus der 4 auf. Im Gegensatz zur 4 ist die Entladeeinheit 48 jedoch quer zur Förderrichtung 17 verfahrbar. Die Förderfahrzeuge können noch im Prozessraum 12 mittels der nicht dargestellten Umsetzeinheit 58 am Ofenausgang 24 aus dem Prozessraum 12 abgesenkt werden. Während des Absenkens greifen die Tragelemente 50 der Entladeeinheit 48 und die Tragelemente 28 der Förderfahrzeuge 26 ineinander, wie zu 4 beschrieben. Dabei wird das Werkstück an die Entladeeinheit 48 übergeben. So kann auf eine vertikale Verfahrbarkeit der Entladeeinheit 48 verzichtet werden. Durch die Verfahrbarkeit der Entladeeinheit 48 quer zur Förderrichtung 17 kann das Werkstück 14 durch die Öffnung, die durch das Öffnen des in 8 offenen und deswegen nicht erkennbaren seitlichen Tors 49 entsteht, aus dem Prozessraum 12 entnommen werden, sodass auf das hintere Ofentor 55 verzichtet werden kann. Dadurch wird der Energieverbrauch des Hochtemperaturofens 10 reduziert. Des Weiteren weist der Hochtemperaturofen damit einen einfacheren Aufbau auf.
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Weitere Ausführungsbeispiele
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Zusätzlich zum beschriebenen diskontinuierlichen Betrieb ist auch ein kontinuierlicher Betrieb der Förderfahrzeuge 26 mittels eines umlaufenden Zugmittels denkbar, z.B. mittels eines Kettenförderers. Dabei wären die Förderstrecke entlang des Prozessraums 12 und die Rücklaufstrecke 34 mit einem einzigen umlaufenden Kettenförderer verbunden. Alternativ ist auch ein Mischbetrieb möglich, sodass z.B. die Förderstrecke entlang des Prozessraums 12 mittels eines Schiebers 40 im Schubbetrieb betrieben wird, während die Förderfahrzeuge 12 in der Rücklaufstrecke 34 mittels eines Kettenförderers angetrieben werden. Dadurch kann z.B. die Fördergeschwindigkeit der Förderfahrzeuge entlang der Rücklaufstrecke höher eingestellt werden als die Fördergeschwindigkeit entlang des Prozessraums 12. Dadurch können weniger Förderfahrzeuge 26 eingesetzt werden, da die Rücklaufstrecke 34 keinen gefüllten Schubverband zur Förderung aufweisen muss.
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Des Weiteren können die Umsetzeinheiten 56, 58 neben dem beschriebenen Überbrücken unterschiedlicher Förderniveaus zwischen der Rücklaufstrecke 34 und der Förderstrecke auch einen lateralen Versatz der Rücklaufstrecke 34 und der Förderstrecke entlang des Prozessraums 12 ausgleichen.
