-
Tunnelofen für Schutzgasbetrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen
Tunnelofen für Schutzgasbetrieb zur Wärmebehandlung von Werkstücken, die bei Glühtemperaturen
bis 1350° C in einer Behälterreihe kontinuierlich durch den Ofen bewegt werden.
-
Derartige Öfen besitzen oft einen Vorerwärmungsteil und einen Kühlteil
an den Enden des eigentlichen Ofens.
-
Bei solchen Öfen soll der Eingang und Ausgang möglichst klein sein,
um das Entweichen der erhitzten Gase zu verhindern. Diese Forderung hinsichtlich
des Ein- und Ausgangs wird nicht bei Verwendung von Blockwagen zur Beschickung des
Ofens erfüllt, wobei der obere Teil der Wagen mit Schichten feuerfesten Mauerwerks
versehen ist, um eine zu starke Erhitzung der Wagenräder zu verhindern.
-
Ferner ist es bekannt, die Werkstücke durch solche Öfen mit einem
Förderband aus feuerfestem Material oder einem Wanderrost zu transportieren. Die
höchste Arbeitstemperatur für einen solchen Ofen beträgt gewöhnlich etwa 1150° C.
Über diesen Temperaturen wird eine Wärmebehandlung in einem solchen Ofen so durchgeführt,
daß die Werkstücke in Behältern, Trögen u. dgl., im nachfolgenden kurz Behälter
genannt, durch den Ofen gestoßen werden. Dazu können gemäß bekannten Ausführungen
Gleitstäbe oder Keramikwalzen vorgesehen sein. Weil die Länge des erhitzten Teils
und ebenso die Länge eines Behälters bekannt ist, ist die Geschwindigkeit leicht
zu berechnen, mit welcher Behälter eingeführt werden müssen, um sicherzustellen,
daß jeder Behälter auf der Behandlungstemperatur für die gewünschte Zeit gehalten
wird.
-
Dabei werden die Behälter mittels einer auf den letzten Behälter in
der Reihe ausgeübten beträchtlichen Kraft durch den Ofen gestoßen. Beispielsweise
bei einer Ofengesamtlänge von 12 m und Behältern von je 0,30 m Länge und 6 kg Gewicht
einschließlich Last muß ein Gesamtgewicht von 240 kg durch den Ofen bewegt werden.
Unter den Arbeitsbedingungen, die in einem solchen Ofen herrschen, nähert sich der
Reibungskoeffizient dem Wert 1. Daher treten bei einem solchen Stoßsystem Nachteile
auf.
-
Beispielsweise ist eine Behälterreihe, die über Gleitstäbe oder Walzen
gestoßen wird, unstabil. Ein seitlich aus der Reihe kommender Behälter wird so gestoßen,
daß er sich weiter aus der Reihe bewegt. Dadurch entstehen starke Reibungen an den
Seiten der Ofenkammer und Hemmungen an kleinen Vorsprüngen. Gleiche Nachteile ergeben
sich, wenn ein Behälter durch ein abgebröckeltes Stück eines feuerfesten Steines
angehoben wird. Dadurch kann ein Behälter auf den vorhergehenden geschoben werden,
was Schaden an der Ofenkammer nach sich ziehen kann.
-
Es ist bekannt, einen Ofen statt mit einer Stoßeinrichtung mit einer
Zieheinrichtung auszuführen, die vom Ofenausgang her wirkt.
-
Bei Stoß- und Zieheinrichtungen ergeben sich die Nachteile, daß die
für Behälter bis zum Ofenausgang oder am Ofeneingang erforderliche Kraft durch die
im erhitzten Ofenteil befindlichen Behälter übertragen werden muß, was zu starken
Beanspruchungen und Verzerrungen und somit zur verminderten Lebensdauer der Behälter
führt: Beim Transport der Behälter mittels einer Schubvorrichtung durch die Glühzone
des Ofens hindurch ist es bekannt, die Behälter am Ausgang des Ofens von einer hin-
und hergehenden Zugstangeneinrichtung erfassen zu lassen und durch eine Kühlzone
zu ziehen. Dadurch ergeben sich zwei verschiedene und nicht miteinander verbundene
Behälterreihen, was voraussetzt, daß die Behälter nicht miteinander gekuppelt sind.
Der Nachteil im Ofen ist wie oben
geschildert, d. h., die Behälter
in dem eigentlichen Ofen sind großen Druckkräften ausgesetzt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.
Das wird dadurch erreicht, daß alle im Ofenraum befindlichen Behälter miteinander
gekuppelt sind und nur die vom Ofeneingang bis zur Höchsttemperaturzone reichenden
Behälter unter dem Einfluß einer zur Ofenmitte gerichteten Stoßkraft stehen, während
die von der Höchsttemperaturzone bis zum Ofenausgang reichende Behälterreihe unter
Anspannung der Behälterkupplungen unter dem Einfluß einer Zugkraft steht; dabei
verhält sich die Stoßkraft zur Zugkraft wie der Abstand der Höchsttemperaturzone
vom Ofeneingang zum Abstand derselben vom Ofenende.
-
Durch diese Ausführung wird die Belastung der Behälter weitestgehend
herabgesetzt, wobei der in der Mitte des erhitzten Teiles befindliche Ofen unter
im wesentlichen gleichen Druck- und Zugkräften steht.
-
Zwei vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der
Zeichnungen als Ausführungsbeispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigt Fig.
1 eine schematische Seitenansicht eines Ofens mit einer sich durch ihn bewegenden
Behälterreihe, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Behälters mit einer Ausführungsform
einer Kupplung, Fig. 3 eine Seitenansicht von drei Behältern mit einer anderen Kupplungsausführung.
-
Nach Fig. 2 ist der Behälter mit zwei Schlitzen 1 an jedem Ende versehen,
wobei die Schlitze senkrecht von der waagerechten Mittellinie der Endseite nach
oben zum oberen Rand der Endseite verlaufen und jeder Schlitz im wesentlichen U-Form
besitzt. Die Behälter werden miteinander durch Muttern und Bolzen 3 verbunden, wobei
die Bolzendurchmesser den Schlitzen entsprechen. Jeder Behälter ist mit zwei Halteplatten
5 versehen von im wesentlichen der gleichen Gestalt wie die Endwände des Behälters,
bei welchen aber ihre Schlitze abwärts zu ihren unteren Rändern verlaufen. In ihrer
Lage sind die Halteplatten so angeordnet, daß jeder Schlitz verdeckt ist, außer
einem kleinen Stück seiner Länge, welches ein im wesentlichen rundes Loch für die
Bolzenstange darstellt. Auf jeden Bolzen wird seine Mutter so aufgeschraubt, daß
seine wirksame Länge ein wenig größer als die erforderliche ist, um die Behälter
starr zusammenzuhalten. Wenn ein Behälter zu der Reihe zugefügt werden soll, wird
er zuerst in Stellung gebracht, Bolzen mit Muttern 3 werden nach unten in die Schlitze
eingesetzt, so daß die Köpfe in einem Behälter und die Muttern in dem nächsten Behälter
sind. Dann werden die Halteplatten 5 in Lage im Innern eines jeden Behälters zwischen
die Endwände des Behälters und den Bolzenkopf oder die Mutter eingesetzt. Um einen
Behälter aus der Reihe zu entfernen, ist es -notwendig, den Behälter in senkrechter
Ebene entweder anzuheben oder zu senken, wodurch Bolzen mit Halteplatten sich aus
den Schlitzen des unteren der zwei Behälter anheben werden, um so die Behälter auseinanderzukuppeln.
Mittel sind vorgesehen, um die Behälterreihe durch Anwendung von Kräften an beiden
Enden der Reihe zu bewegen, wobei die Kräfte von einer Größe proportional zu dem
Anteil der Belastung sind, welche auf jedes Ende auszuüben ist, und wobei solche
Kräfte zweckmäßigerweise durch pneumatische oder hydraulische Rammen ausgeübt werden.
-
Das Verhältnis des Abstandes von der Einlaß-oder Stoßramme bis zur
Mitte des erhitzten Teils zum Abstand vom Auslaß bis zur Mitte des erhitzten Teils
ist auch das Verhältnis von der Kraft am Einlaß zur Kraft am Auslaß. Dies kann durch
die Gleichung
ausgedrückt werden, worin F 1 die zum Stoßen der Behälter in den Ofen ausgeübte
Kraft und F2 die zum Ziehen der Behälter aus dem Ofen ausgeübte Kraft ist. A ist
der Abstand vom Eimaß zur Mitte des erhitzten Teils und B der Abstand vom Auslaß
zur Mitte des erhitzten Teils. Die Summe der Kräfte F1 und F2 ist gleich der gesamten
erforderlichen Kraft, und die Summe von A und Bist die gesamte Strecke durch den
Ofen vom Einlaß zum Auslaß. Die pneumatischen Rammen sind mit Schlitzen gleich denjenigen
an den Behältern versehen, so daß die Behälter an den Rammen befestigt werden können,
wodurch Bewegung der Rammen zu einer gleichen Bewegung der Behälter führt. Die Länge
des Hubs der Rammen wird die Strecke bestimmen, welche von der Behälterreihe für
jeden Rammenhub zurückgelegt wird.
-
Nach Fig.3 können die Behälter mit falschen Enden versehen sein in
Form einer Zunge 7 od. dgl. an dem Ende, aber befestigt an dem Behälter nur an ihrer
unteren Verlängerung, wobei das gegenüberliegende Ende des Behälters in ähnlicher
Weise ausgerüstet ist, aber mit seiner Zunge 9 an seinem oberen Ende. Die Verbindung
der Behälter wird dadurch hergestellt, daß eine Zunge zwischen die nächste Zunge
und das Behälterende gesteckt ist.
-
Die Muttern und Bolzen bei der beispielsweise gegebenen Ausführungsform
können durch I-förmige Formstücke ersetzt oder mit T-förmigen, dauernd an einem
Behälter befestigten Formstücken ausgerüstet sein, wobei der Querbalken des T in
Schlitze im nächsten Behälter eingepaßt wird. Viele abgeänderte Konstruktionen sind
möglich und können angewendet werden zur Ausführung der Erfindung, vorausgesetzt,
daß sie das Stoßen oder Ziehen der Behälter und eine schnelle und zweckmäßige Befestigung
ermöglichen, aber nicht zufälliger Entkupplung zugänglich sind.
-
Indem die Erfindung Mittel für schnelles und zweckmäßiges Aneinanderbefestigen
einer Reihe von Behältern schafft mit Mitteln, um die Reihe durch an beiden Enden
der Reihe gleichzeitig ausgeübte Kräfte zu bewegen, gewährleistet sie, daß diese
Behälter in dem heißesten und daher die Behälter am meisten schädigenden Teil des
Ofens nur sehr niedrigen, von den die Behälter bewegenden Kräften herrührenden Beanspruchungen
unterworfen sind.