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Ofen mit einer einen Drehherd umschließenden Ofenhaube zum Erwärmen
von Knüppelstücken und ähnlichen Werkstücken auf Schmiedehitze Die Erfindung betrifft
einen Ofen zum Erwärmen von Knüppelstücken und ähnlichen Werkstücken auf Schmiedehitze,
wobei als Träger der Werkstücke ein von einer Ofenhaube umschlossener Drehherd dient,
der mit einer etwa waagerecht angeordneten Achse versehen und langsam, im Takt rotierend,
angetrieben ist, wobei an dem Umfang des Drehherdes Behälter angebracht sind und
die Beschickung und Entleerung der Behälter selbsttätig erfolgen kann.
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Bei einer bekannten Bauart (deutsche Patentschrift 449 963) ist der
in einer zylindermantelartigen Ofenhaube angeordnete, um eine waagerechte Achse
rotierende Drehherd selbst als Heizkäfig mit wenigen großen Kammern ausgebildet.
Es ist in diesem Fall eine selbsttätige Beschickung und Entleerung der Behälter
möglich, jedoch ist es nachteilig, daß die Beschickungs- und Entleerungsöffnung
jeweils in der Mantelfläche des in vertikaler Ebene umlaufenden Behälters vorgesehen
sind. Die Behälter sind außerdem einzeln elektrisch beheizt. Die Wärmekosten elektrisch
beheizter Öfen sind hoch, und außerdem führt eine solche elektrische Beheizung der
mit dem Drehherd rotierenden Behälter zu einem komplizierten und teuren Aufbau.
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Bekannt ist außerdem ein Glühofen mit waagerechter oder senkrechter
Drehachse, wobei der Drehherd eine walzenartige Ausbildung mit nahe seinem Umfang
verteilt angeordneten rohrartigen Längskanälen hat. Auch diese längskanalartigen
Kammern werden elektrisch beheizt. Beschickung und Entleerung dieser rohrartigen
Kammern erfolgen auf gegenüberliegenden Stirnseiten des walzenartigen Drehherdes.
Während bei senkrechter Anordnung der Drehachse des Herdes Sicherungen zur Verhinderung
des Durchrutschens der Werkstücke getroffen werden müssen und letztere in ungünstiger
Weise gleitend auf einer Unterlage zu bewegen sind, erfordert der Ofen mit waagerechter
Drehachse einen entsprechend großen Aufstellungsplatz mit Einschub- und Ausstoßvorrichtungen
wegen der stirnseitig wechselnden Beschickung und Entleerung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfachen
Aufbau für den mit Drehherd und feststehender, d. h. sich nicht drehender Ofenhaube
versehenen Ofen zu schaffen, der bei geringem Raumbedarf für seine Aufstellung weitestgehend
von einer Seite in gut kontrollierbarer Weise selbsttätig zu beschicken und auch
zu entleeren ist und bei welchem auch bei nahezu vollständiger Ausfüllung der Behälter
die Werkstücke nicht in schleifender Weise an der Innenwand der Ofenhaube entlanggezogen
werden. Der Ofen nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die in Form
von Käfigen ausgebildeten und in einem zwischen Drehherd und Ofenhaube vorgesehenen
Ringkanal geführten Behälter zwecks selbsttätigen Beschickens und Entleerens von
der Ofenstirnseite her winkelig zur Richtung der Drehachse, und zwar kegelig oder
schraubenlinienförmig zu dieser Achse, angeordnet sind. Hierbei ist es weiterhin
zweckmäßig, wenn die Behälter bei kegeliger Anordnung zur Drehherdachse unter einem
auf die Herdachse bezogenen Neigungswinkel von etwa 45° angeordnet sind. Bei schraubenlinienförmiger
Anordnung der Behälter soll zweckmäßig der Steigungswinkel der Schraubenlinie etwa
45° betragen.
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Die verwendeten käfigartig ausgebildeten Behälter haben einen gitterartigen
Mantel und lediglich einseitig eine zum Beschicken und Entleeren dienende offene
Stirnseite, die im Bereich der Entleerungsöffnung des Ofens schräg abwärts, jedoch
zur Vorderseite des Ofens hin gerichtet ist. Die gleichen Käfige nehmen im Bereich
der in Umfangsrichtung der Käfigumlaufbahn versetzten Beschickungsöffnung eine geänderte
Winkelstellung ein, die" ein Zurückgleiten des zugeführten Werkstückes ausschließt,
eher jedoch das Hineingleiten des Werkstückes in den Käfig begünstigt. Trotz dieser
insbesondere für das selbsttätige Entleeren vorgesehenen Schräglage der Käfige sichern
diese für die Zeit der Umlaufbewegung des Käfigs dem Werkstück eine von der feststehenden
Innenseite der Ofenhaube distanzierte Lage. Diese Käfigausbildung und ihre Umführung
um die Drehachse mit einer sich dabei stetig verändernden Winkelstellung ihrer eigenen
Längsachse gegenüber der Horizontallage schafft die Möglichkeit, Beschickung und
Entleerung von der gleichen Ofenseite her durchzuführen, wodurch die Kontrolle für
die Beschickung und die Entleerung von einer
Beobachtungsstelle
aus vereinfacht ist und die Hilfsvorrichtungen zur Beschickung und Entnahme gleichfalls
einseitig vorgesehen werden können. Für die Aufstellung eines solchen Ofens ergibt
sich der weitere Vorteil des möglichst kleinen Platzbedarfs.
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Bei der Führung der Käfige durch den Ringraum der Ofenhaube können
die dem Ringraum zugeführten heißen Gase die Werkstücke von allen Seiten bestreichen
und damit ein gleichmäßiges Glühen herbeiführen. Diese Art des Glühprozesses führt
noch zu weiteren Vorteilen, die die Schaffung einer Kühlzone betreffen.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der Querschnitt
des Ringkanals nur etwas größer als ein Käfigquerschnitt bemessen ist und die in
der Haube vorgesehenen Öffnungen zum Beschicken und Entleeren der Käfige bei diesen
und dem Ofen zur gleichen Ofenstirnseite hin gerichtet sind. Bei schraubenlinienförmiger
Anordnung der Behälter ist es zweckmäßig, wenn die Öffnungen zum Beschicken und
Entleeren der Käfige in der Höhe der waagerechten Mittelebene in zur Drehachse,
diametraler Versetzung angeordnet sind.
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Bei der Ausbildung der Käfige kann es zweckmäßig sein, wenn in den
zur gleichen Stirnseite gerichteten Beschickungsöffnungen der Käfige angegossene
Haltenocken und neben diesen seitliche Führungsöffnungen zum Einschieben eines in
der Ofenhaube gelagerten Auswerferbolzens vorgesehen sind. Dieser Auswerferbolzen
wird wiederum zweckmäßig durch Druckluft gesteuert oder mechanisch betätigt. Obwohl
die Käfige die Werkstücke bereits sicher halten, läßt sich auf die vorgenannte Weise
mit einer einfachen Sicherung jegliche Möglichkeit des Anlaufens des glühenden Werkstückes
an der Innenwand der Ofenhaube verhindern. Der Auswerferbolzen gibt bei schräger
Anordnung außerdem die Möglichkeit, im geeigneten Zeitpunkt das Herausgleiten des
Werkstückes aus dem Käfig einzuleiten.
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Der Ofen nach der Erfindung kann dadurch weiterhin verbessert werden,
daß der hinter der Entleerungsöffnung liegende Bereich des Ringkanals als Kühlstrecke
für die Käfige ausgebildet ist. In besonderen Fällen - beispielsweise bei einer
Zwangspause - können die mit den heißen Werkstücken gefüllten Käfige in den kühleren
Kanalabschnitt gefahren werden. Vorteilhaft arbeitet aber dieser kühlere Abschnitt
des Ringkanals bei normal ablaufendem Glühbetrieb dadurch, daß die Käfige nach ihrer
Entleerung und vor der Aufnahme des neuen Glühgutes auf eine niedrigere Temperatur
heruntergekühlt werden. Hierdurch wird zunächst das hitzebeständige Material der
Käfige geschont, und auch für die Werkstücke, z. B. solche aus legierten Stählen
mit ungünstiger Wärmeleitfähigkeit (Austenite), ist das Eintreten in einen heruntergekühlten
Käfig günstiger.
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Der Betrieb des Ofens nach der Erfindung erfolgt bevorzugt mittels
Gas- oder ölfeuerung.
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Es -können weiterhin Vorkehrungen dafür getroffen werden, daß
der Ringkanal des Ofens gegen das Eindringen von Außenluft gasdicht abgesichert
ist. Es können ferner die Beschickungs- und Entleerungsöffnungen durch mit Wasser
gefüllte Schleusen gasdicht abgesichert sein.
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Für die- Durchführung von Säuberungs- und Reparaturarbeiten ist- es
-zweckmäßig, wenn gemäß der Erfindung -die -Ofenhaube -geteilt ist --und---
Herd und/oder Haube in Achsrichtung relativverschieblich zueinander gelagert sind.
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Der Ofen nach der Erfindung schafft günstige Voraussetzungen dafür,
daß zwischen dem Ofen und dem Standort des Schmiedes Mittel solcher Art vorgesehen
werden können, die auf dem Wege der Fernsteuerung die Inbetriebnahme, das Unterbrechen
und den Betriebsschluß regeln lassen. Diese Steuerung des Ofens durch den Schmied
vom Stand am Hammer oder an der Presse aus ermöglicht eine wirtschaftliche Betriebsweise
sämtlicher zusammenarbeitender Vorrichtungen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ofens nach der Erfindung
veranschaulicht.
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F i g. 1 zeigt einen mit horizontaler Achse verseheneu Drehherdofen
in vertikalem Längsschnitt; F i g. 2 zeigt einen vertikalen Querschnitt entsprechend
der Linie II-II der F i g. 1.
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Der von einer Ofenhaube 6 umschlossene Drehherd 2 besteht aus einem
um eine horizontale Achse 1 rotierenden Radkörper, dessen Umfang vorzugsweise nach
Art eines Kegelmantels ausgebildet ist, wobei auf dem Kegelmantel käfigartige Behälter
3 für Werkstücke, insbesondere Knüppelstücke 4, angeordnet sind. Die kleinen Behälter
3 sind in entsprechend großer Anzahl über die gesamte Umfangslänge des Kegelmantels
verteilt angeordnet. Der Kegelmantel und damit auch die Achsen der käfigartigen
Behälter sind unter einem Winkel von etwa 45° geneigt.
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Die Ofenhaube 6 hat einen etwa U-förmigen Querschnitt. Die Haube besteht
aus einem oberen deckelartigen Schenkelabschnitt und einem unteren winkelförmigen
Gehäuseabschnitt. Der von dem U-förmigen Profil der Haube umschlossene Ringkanal
5 wird durch den Kegelmantel des radförmigen Drehherdes 2 innenseitig abgeschlossen.
Es bleibt daher nur ein _ im Querschnitt verhältnismäßig kleiner Ringkanal frei,
durch welchen die vom Drehherd getragenen käfigartigen Behälter hindurchbewegt werden.
Die beiden Gehäuseteile der Ofenhaube sind in geeigneter Weise durch Verschlußelemente
gekuppelt, nach deren Lösen die beiden Gehäuseteile - gegebenenfalls auch der radförmige
Drehherd - in axialer Richturig auseinandergefahren werden können, sofern Reparaturarbeiten
od. d-1. notwendig sind.
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In der der großen Kegelseite des Drehherdes zugewendeten Seite der
Ofenhaube 6 ist im oberen Bereich liegend die Beschickungsöffnung 6' und im unteren
Bereich liegend die Entnahmeöffnung 8 vorgesehen. Der Beschickungsöffnung 6' ist
eine Beschickungsvorrichtung 7 zugeordnet, die aus einem flüssigkeitsgefüllten Behälter
9 besteht, in welcher unterhalb des Flüssigkeits-, insbesondere Wasserspiegels ein
Transportband angeordnet ist, welches in mit der Drehbewegung des Herdes 2 übereinstimmenden
Zeitabständen jeweils ein Werkstück der Beschikkungsöffnung 6' zuführt. Es erfolgt
auf diese Weise stets eine zeitgerechte Beschickung eines sich im Bereich der Beschickungsöffnung
befindenden Behälters 3. - Die Drehung des Behälters erfolgt zweckmäßig periodisch,
d. h. im Takt, wodurch der richtige Zeitpunkt für die Beschickung ohne komplizierte
Hilfsmittel eingehalten werden kann.
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Der Entnahmeöffnung ist ebenfalls ein flüssigkeits-, insbesondere
wassergefüllter Behälter 10 zugeordnet; - wobei-- auch --in-- diesem-Fall --in--bleicher
Weise
wie beim Behälter 9 die Flüssigkeitsfüllung den Verschluß der Ofenöffnung bewirkt.
In dem Behälter 10 ist ein Auswerfer gelagert, der das aus dem Ofen fallende Werkstück
im gleichen Augenblick aus dem Wasser wieder herausschleudert.
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Beim Ausführungsbeispiel wird das zu glühende Werkstück gemeinsam
mit dem Aufnahmebehälaer 3 etwa über die halbe Umfangslänge, und zwar in einem Bogenmaß
von etwa 180°, geführt, wobei sich die offene Stirnseite des Behälters 3 aus der
leicht aufwärts gerichteten Stellung in die leicht abwärts gerichtete Stellung neigt.
Es kann dadurch das an der Beschickungsöffnung 6' zugeführte Werkstück leicht in
den Behälter 3 hineingleiten, jedoch im Bereich der Entnahmeöffnung 8 auch zum Behälter
10 hin herausgleiten. Der in Drehrichtnug des Herdes zwischen der Beschickungsöffnung
und der Entnahmeöffnung liegende Längenabschnitt des Ringkanals 5 bildet die beheizte
Glühzone, wobei sich die Brenner 12 etwa am Endbereich dieser Zone befinden. Der
hinter der Entnahmeöffnung liegende, sich bis zur Beschickungsöffnung erstreckende
Abschnitt des Ringkanals ist unbeheizt und kann als Kühlzone verwendet werden. Es
ist möglich, diesen Bereich unter die Wirkung besonderer Kühlvorrichtungen zu stellen.
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Das Längenverhältnis zwischen den zum Glühen und Kühlen bestimmten
Ringkanalzonen kann auch anders gewählt werden, als dies in der Zeichnung dargestellt
ist. Es wird nach Möglichkeit eine lange Glühzone angestrebt.
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Die käfigartigen Behälter 3 sind auf den der größeren Kegelseite zugewendeten
Stirnseiten offen ausgebildet und im Bereich ihrer Öffnung mit einem insbesondere
angegossenen Haltenocken 3' versehen. Der Haltenocken behindert nicht das Hineingleiten
eines Werkstückes, verhindert aber, daß die Werkstücke vor Erreichen aus dem Behälter
gleiten. Es kann zur Unterstützung des Herausgleitens des Werkstückes aus dem Behälter
3 ein selbsttätig arbeitender Auswerferbolzen 13 vorgesehen sein, dessen Trag- und
Antriebseinrichtung an der Wand der Ofenhaube befestigt ist. Dieser Auswerferbolzen
gen Behälter 3 und hebt das Werkstück im rechten dringt durch eine seitliche Öffnung
in den käfigarti-Augenblick über den Haltenocken. Die Behälter 3 bestehen aus hitzebeständigem
Stahl. Der Behältermantel ist mit vielen Löchern versehen und bildet gewissermaßen
ein Gitter, d. h. einen Käfig, so daß die heißen Gase das Werkstück an allen Umfangsbereichen
erreichen. Da während der Drehung des Herdes 2 eine Veränderung des Auflagepunktes
des Werkstückes im Behälter stattfindet, wird eine besonders gute Erhitzung und
Glühung des Werkstükkes erreicht.
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Die für den Auswerfer 13 vorgesehene Antriebsvorrichtung 14 kann als
Druckluftantrieb ausgebildet sein. Es ist aber auch ein mechanischer Antrieb verwendbar.
Der Auswerferbolzen 13 wird zweckmäßig schräg zum Behälter 3 angeordnet, derart,
daß beim Einschieben des Bolzens das Werkstück während des Anhebens in Richtung
der Behälteröffnung geschoben wird.
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Besonders vorteilhaft arbeitet der Ofen, wenn ei auf eine Bühne gestellt
wird. Die nach unten fallenden Werkstücke gleiten in diesem Fall dann durch ein
Rohr unmittelbar zu den Schmiedeaggregaten. Eine besondere Ofenbedienung erübrigt
sich in diesein Fall. Für den Ofen kann eine Gasbeheizung vorgesehen werden, jedoch
ist auch eine Ölfeuerung zur Erzielung der Glühtemperatur verwendbar. An Stelle
von Schutzgas können auch andere Mittel verwendet werden, die zur Erzielung einer
zunderarmen Erwärmung geeignet sind. Die Ofenhaube wird zweckmäßig beiderseits des
radförmigen Drehherdes 2 durch Abschlußwände 15,16 verkleidet. Die Abschlußwand
15 ist mit einer geeigneten Stopfbuchse versehen, die den Innenraum gegenüber der
Atmosphäre gasdicht abschließt, so daß keine besonderen Vorkehrungen erforderlich
sind, um die Bewegungspalte zwischen Ofenhaube und Drehherd im Bereich des Ringkanals
besonders sorgfältig abzudichten.