DE1808857A1 - Elektrischer Vakuumofen zur Waermebehandlung von Werkstuecken - Google Patents

Description

• Elektrischer Vakuumofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch betriebene Vakuumöfen zur Wärmebehandlung von Werkstücken.
• Bei derartigen Vakuumöfen liegt ein Problem in der Zeit, die erforderlicil ist, nach dem Beenden der Wärmebehandlung die Heizkammer des Ofens aufzufüllen und das Werkstück, das sich in der Heizkammer befindet, abzukühlen.
• Wenn bei den bekannten Vakuumöfen nach dem Beenden der Xärmebehandlung das Werkstück aus dem Ofen herausgenonimen werden sollte, mußte die Heizkammer mit einem gasförmigen Medium, beispielsweise mit Stickstoff, aufgefüllt werden, um das Abkühlen zu beschleunigen und den Druck im Ofen bis auf den Atmosphärendruck zu bringen, um das Werkstück herausnehmen zu können. Das unrwünschte Merkmal bei dieser Technik war das, daß die gesamte Heizkammer zusammen ait dem Werkstück abgekühlt werden mußte, so darin der Ofen vollständig abgeschaltet wurde, beovr das Werkstück herausgenommen werden konnte, Weil die übliche im Satzbetrieb betriebene Heizkammer des VaKuumofens dauernd autgeheizt und abgekühlt wurde, ergaben sich verhältnismäßig hohe Wartungskosten, insbesondere deshalb, weil die Heizelemente und ctie Strahiungsschilde im Ofen zusammen mit dem werkstück drastischen Heiz- und Abkühltemperaturen ausgesetzt sind Weil ein häufiges Abkühlen durch Auffüllen mit einem Gas bei den bekannten Öfen nötig war, war eine relativ hohe Leistungsbelastung erforderlich, die größere Prellplatten, Strahlungsschilde und Heizeinrichtungen notwendig machte. Weiterhin erforderten die bekannten Öfen einen verhältnismäßig großen Platzbedarf. weil ein häufiges Abkühlen der Heizkammer erforderlich war. Wegen der bei den bekannten Ofen benutzten Ausrüstung war es üblich, Fachräfte zur Bedienung zu verwenden. Diese Fachkräfte verringerten zwar die Vartungskosten, Jedoch wurden die Gesamtbetriebskosten hierdurch wesentlich erhöht.
• GemäB der Erfindung ist bei einem Ofen der erläuterten Art eine Heizkammer vorgesehen, in der eine inerte Atmosphäre dauernd bei im wesentlichen konstantem Druck und konstanter Temperatur, vorzugsweise bei einem Druck unterhalb des Atmosprlärendrucks aufrechterhalten wird. Das Vorhandensein einer inerten Atmosphäre iimerhalb der Heizkammer stellt sicher, da13 Verunreinigungen, die in der Heizkammer unter einem Partialdruck gehalten werden, in so geringfügiger Menge vorhanden sind, daß sie die Oberfläche des in der Kammer behandelten Werkstücks nicht beeinflussen können. Um den Druck und die Temperatur innerhalb der Heizkammer aufrechtzuerhalten und dadurch die Verunreinigungen möglichst gering zu halten, kann die Heizkammer in Verbindung mit einem Vorraum gebracht werden, der intermittierend gegen die Heizkammer abdichtbar ist. Gemäß der Erfindung stehen mit der Heizkammer zwei einander gegenüberliegende Vorräume über einen Zwischen oder oberführungsraum in verbindung. Dadurch, daß einander gegenüberliegende Vorräume verwendet werden, karul ein Werkstück nach einer Wärmebehandlung zum Abkühlen in einen der Vorräume überführt werden, ohne dalS die Betriebsbedingungen innerhalb der Heizkammer verändert werden Um nun ein Werkstück in den Ofen einführen zu können, während gleichzeitig ein Wärmebehandeltes Werkstuck aus den Ofen entnommen wird, ist gemäß der erfindung eine überführungs- und Dichtungseinrichtung vorgesehen, die ein werkstück in die heizkammer einbringt oder daraus entnimmt und gleichzeitig einen der Vorräume gegen die Heizkammer abdichtet. Nährend also ein Werkstück in der Heizkammer wärmebehandelt wird, kann das vorher behandelte werkstück, das in einen Vorraum überführt worden ist, in diesem in einem vorbestimmten Kühlzyklus abgekürilt und anschließend aus dem Ofen entnomlien werden, während gleichzeitig in der Heizkammer die Wärmebahändlung eines neuen ;werkstücks stattfindet. Das abwechselnde Abdichten der Vorräume gegen die heizkammer wird in erster Linie mit Hilfe einer metaliischen Dichtungseinrichtung erreicht, die mit einem Vakuumsystem in Verbindung steht, das gesondert von dem Vakuumsystem vorgesehen ist, mit dem die Heizkammer in Verbindung steht. Wegen die ser metallischen Dichteinrichtung kann ein Vorraum in einfacher reise mit einem gasförmigen Medium wie beispielsweise Stickstoff aufgefüllt werden, wobei gleichzeitig ein Kühlgebläse benutzt wird, um das Werkstück im Vorraum abzukühlen. Die metallische Dichteinrichtung ermöglicht es weiterhin, daij der Vorraum, in dem ein Werkstück abgekühlt wird, zum herausnehmen des Werkstücks auf Atmosphärendruck gebracht werden kann, ohne daß das Vakuum und die Temperatur in der heizkammer dadurch beeinflußt werden.
• It Hilfe der erfindung ist es also möglich, einen Vakuumofen zu schaffen, in dem gleichzeitig ein Werkstück im Heizraum wärmebehandelt und ein anderes Werkstück, das aus der Heizkammer entnommen worden ist, abgekühlt wird, wobei das Entnehmen des wärmebehandelten Werkstücks aus der Heizkammer und das xinfahren eines neuen Werkstücks ohne auffüllen und abkühlen der heizkammer oder Abstellen des Ofenbetrieb 5 vorgenommen werden kann.
• Weiterhin wird durch die erfindung ein Vakuumofen geschaffen, bei dem die anfänglichen Leistungsanforderungen und Wartungskosten gering sind, bei dem nur verhältnismäßig geringer Raum beansprucht wird, und bei cem iarmeschocks der Heizkammer vermieden werden, die üblicherweise beim Abschrecken und Wiedererhitzen der Heizkammer auftreten.
• Schließlich wird dadurch die Erfindun: ein Ofen geschaffen, bei dem die Heizkammer ohne Abschrecken oder Wiederauffüllen kontinuierlich betrieben wird, wobei eine mit ILetall gegen Metall arbeitende Vakuumdichtung benutzt wird, um sufgabe- und Nühlkammern für die Werkstücke gegen die Heizkammer abzudichten, so daß Temperatur und Vakuum in der Heizkammer dauernd aufrecht erhalten werden.
• Fig. 1 ist ein horizontaler Schnitt durch einen Vakuumofen gemäß der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Ofens der Fig. 1 und läßt die Steuerung für die Transport- und Dichteinrichtung erkennen.
• Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2.
• Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Ofens und zeigt die Vakuumsysteme für den Ofen und die bichteinrichtungen.
• Fig. 5 zeigt schematisch die steuerung zum Betrieb der Transport- und Dichteinrichtung.
• Fig. 6 bis 11 zeigen aufeinanderfolgende Arbeitsgänge des Ofens und lassen erkennen, wie ein werkstück in die Heizkammer des Ofens eingeführt und wieder herausgenommen wird, wänrend ein anderes Werkstück gleichzeitig in den Ofen eingesetzt und in die Heizkammer überführt wird.
• In Fig. 1 der Zeichnung ist der Ofen im ganzen mit 10 bezeichnet und weist ein T-förmiges Gehäuse auf, das durch ein Kopfteil 22 und ein Stegteil 13 gebildet wird. as Gehäuse ist - wenn es auch nicht in der Zeichnung dargestellt ist - auf einem geeigneten Rahmenwerk gelagert. Im Stegteil 13 des T-förmigen Gehäuses ist eine Kammer 12 ausgebildet, die die Heizkammer des Ofens 10 darstellt. Innerhalb der Heizkammer 12 ist eine Mehrzahl von Heizelementen 14 vorgesehen, die als draphitelemente ausgebildet sind, wie es in der US-(?)-Patentscnrift 9 257 492 erläutert und dargestellt ist. Um die länge innerhalb eines bestimmten bereiches zu halten, sind die Graphitheizelemente 14 von lsolierschichten 16 umgeben. Die gesamte Heizkammer 12 ist von einem Kühlmantel 18 umgeben, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. In der Kühlkammer 16 ist eine Öffnung 20 vorgesehen, die über eine geeignete Leitung mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht, welche -wie noch erläutert wird # derart betrieben wird, daß in der Heizkammer ein gewünschtes Vakuum aufrechterhalten wird.
• enn die heizkammer bis au.f ein geeignetes Vakuum evakuiert sit, z.B. bis auf 100 Mikron, wird ein ventil geschlossen, um die Heizkammer abzudichten. Dann wird in die Heizkammer ein inertes Gas wie beispielsweise Stickstoff eingeführt, um das Vakuum auf einen Betriebsdrcuk von etwa 5" Hg (127 mm Hg) zu bringen. Die Stickstoffatmosphäre, die in der Heizkammer bei einem Partialdruck aufrechterhalten wird, verringert wirksam die Höhe der Verunreinigung und ermöglicht dadurch, daß die noch zu erläuternde Wärmebehändlung in einer nichtoxydierenden Atmosphäre ausgeführt werden kann, so daß das wärmebehandelte Werkstück nicht nachteilig beeinflußt wird. Es ist klar, daß die oxydierenden Urmeinheiten in der Heizkammer ebenfalls bei einem l-artialdruck gehalten werden, so daß die Wärmebehandlung in einer Atmosphäre abläuft, in der nur eine geringe Konzentration von Stoffen vorliegt, die oxydierend wirken.
• Der Kopfteil 22 des Gehäuses ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist einander gegenüberliegende Vorräume auf, die bei 24 und 26 angedeutet sind, miteinander fluchten und koaxial zueinander liegen. nie Vorraum 24 und 26 sintL voneinander duich einen Zwischenbereich oder einen Überführungsbereich 28 getrennt, der mit dieser heizkammer 12 in Verbindung steht und dazu benutzt wird, ein Werkstück in die Heizkammer 12 einzubringen oder daraus zu entnehmen. Die Vorräume 24 und u sind von Wassermänteln 30 und 32 umgeben, die in üblicher Weise eine Kühlung des Gehäuses bewirken. weiterhin ist in der iAttel des Kopfteils 22 ein zylindrischer Abschnitt 34 vorgesehen, der mit dem Überführunhsgbereich 28 in Verbindung steht und eine zentrale Öffnung 96 festlegt, die durch eine Tür 38 abgedichtet ist.
• Durch eine abgedichtete Öffnung in der Tür 38 faßt eine Steuer stange 40 hindurch, mit der von ifand ein Werkstück durch einen Bedienungsmann zur Heizkammer 12 hin- und davon wegbewgt werden kann, wie weiter unten noch erläutert wird Wie später noch beschrieben wird, werden die Vorräume 24 und 26 abwechseln als Aufgabestation zur Aufnahme eines wärmezubehandelnden Werkstücks und als eine Kühlstation benutzt, die ein wärmebehandeltes werkstück nach der Wärmebahandlung aufnimmt. Um die Werkstücke in die Vorräume 24 oder 26 einbringen oder aus diesen entnehmen zu können, ist der Kopfteil 22 mit schwenkbar angeordneten Türen 40 und 42 versehen, die an den äußersten inden der Vorräume angebracht sind. Die Türen 40 und 42 sind mit ringförmigen Dichtungen 44 und 46 versehen, die an den äußersten Enden des Kopfteils 22 zur Anlage kommen können, durch den die Vorräume 24 und 26 gebildet werden. Jie weiter unten noch erläutert wird, können die Türen 40 und 42 automatisch geöffnet werden, wenn der Druck innerhalb der Vorräume dem Atmosphärendruck gleich ist.
• In Vorraum 24 ist in der Nähe des Überführungsbereichs 28 eine Dichteinrichtung 48 befestigt, die eine Platte 50 aufweist, an der eine innere, ringförmige Wandung 52 angebracht ist.
• Diese innere, ringförmige Wandung 92 legt eine Öffnung fest, die eine Verbindung zwischen dem Vorraum 24 und dem uberführungsraum 28 festlegt und durch die ein Werkstuck bewegt werden kann. weiterhin ist mit der platte 50 im Abstand von der ringförmigen Wandung 52 eine äußere ringformige Wandung 54 verbunden, wobei aie beiden Wandungen 92 und 94 eine ringförmige Kammer 96 festlegen, die mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht. Im vorraum 26 ist in der Nähe des Überführungssraums 28 im Abstand von der Dichteinrichtung 48 eine mit 58 bezeichnete Dichteinrichtung angeordnet, die im wesentlichen der eben erläuterten Dichteinrichtung 48 gleich ist. Eine platte 60 ist an dem den Vorraum 26 festlegenuen Gehäuse befestigt, die eine innere ringförmige Wandung 62 und eine äußere ringförmipe Wandung 64 aufweist, zwischen denen eine Kammer 66 liegt, die ebenfalls mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht. Es ist weiterhin zu erkennen, daß die innere ringförmige wandung 62 eine Öffnung festlegt, die eine Verbindung zwischen dem Vorraum 26 und dem Uberführungsraum 28 herstellt, Beim betrieb des Ofens ist es erforderlich, daß die Vorräume 24 und 26 abwechselnd gegen den Uberführungsraum 28 und die Heiskammer 12 abgedichtet werden. Zu diesem Zweck ist eine Dichtplatte 68 vorgesehen, die an einer berführungseinrichtung befestigt ist, die im ganzen mit 70 bezeichnet ist und in dichtenden ;inCrriff mit den Wandungen 52, 94 bzw. 62, 64 gebracht werden kann. "ie in Verbindung mit Fig. 4 noch erläutert wird, können iie Kammern 96 und o6 durch eine Vakuumpumpe -evakuiert werden, die gesondert zu der pumpe vorgesehen ist, mit der die Heizkammer 12 evakuiert wird, wobei das in den Kammern 56 und 6 erzeugte Vakuum etwas größer ist als das in der rammer 12.
• Es ist zu erkennen, daß der Zweck der bichtkammern 56 und 66 darin liegt, sicherzustellen, da. die Heiskammer 12 gegenüber dem Vorraum, der gegen den heizraum abgedichtet ist, geschützt ist, wenn ein Werkstück aus diesem Vorraum entnommen oder darin eingesetzt werden soll, und wenn dieser Vorraum unter Atmosphärendruck steht.
• Um nun .ierkstücke zur Heizkammer 12 und daraus mit Hilfe der Vorräume 24 und 26 wegzubewegen, ist die überführungseinrichtung vorgesehen, die mit der Dichtplatte 68 derart verbunden ist, da gleichzeitig ein Vorraum abgedichtet wird, wenn ein neues Werkstück in ule Heizkammer überführt wird. wie aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, weist die Überführungseinrichtung 70 parallele Stangen 72 und 74 auf, an uenen die Platte 68 derart befestigt ist, daß sie sich mit den Stangen bewegt. Die Stange ist mit einem Endteil 76 versehen und eist einen Vorsprung 78 auf, der im abstand von dem Endteil liegt0 An dem anderen Ende der anderen Stange 74 sind ebenfalls ein endteil 80 und ein Vorsprung 82 vorgesehen, die im Abstand voneinander liegen.
• Das Endteil 76 der Stange 72 ist durch einen Betätigungsdrahtzug 86 mit eine Seiltrommel 84 verbunden, die auf einer Welle 88 sitzt, welche aus dem Vorraum 24 nach aulien vorstent und am Ende ein Kettenritzel 90 trägt. Am endteil 80 der Stange 74 ist ein Betätigungsdrahtzug 92 befestigt, der um eine Seiltrommel 94 gewic elt ist, die auf einer Welle 96 sitzt. Diese Welle 96 ragt aus dem Vorraum 26 heraus und trägt an ihrem anderen Ende ein Kettenrad 98 (Fig. 2). Am äußersten Ende der Welle 96 ist ein .andgriff 100 angebracht, mit dem die Welle 96 von Hand gedrelit werden darin. Weiterhin ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, eine Kette 102 auf die Kettenräder 90 una 98 aufgelegt, die die Bewegung der Welle 96 bei Betätigung des Handgriffs 100 auf die zelle 88 überträgt. bei einer Betätigung des Handgriffs 100 werden also die beiden parallelen Stangen 72 und 74 zusammen mit der ilatte 6e in axialer Richtung in den Vorräumen 24 und' 26 hin- und hergeschoben.
• Um ein Werkstück zur heizkammer 12 hin oder davon wegzubewegen, ist ein Schlitten vorgesehen, der im ganzen mit 104 bezeichnet ist und mit der Stange 72 durch eine kurze Strebe 106 verbunden ist, die eine Schwenksteile 108 besitzt. Der Schlitten, der mit Seitenschienen 110 und 112 sowie Endschienen 114 und 116 versehen ist, ist mit einer Stange 118 schwenkbar über eine Schwenkstelle 120 verbunden, wobei eine Strebe 122, die an der Endschiene 116 sitzt, ebenfalls mit der Schwenkstelle 120 verbunden ist. Das äußerste Ende der Stange 118 ist, wie in Fig. 1 zu erkennen, mit dem Vorsprung 82 durch eine Zugfeder 124 verbunden. An der Unterseite der Stanze 118 ist ein Finger 126 ausgebildet (Fig. 3), der bei Bewegung der überführungseinrichtung 70 nach rechts (in Fig. 1 gesehen) mit der festen Platte 60 zum Eingriff kommen kann. In ig. 1 ist im Vorraum 24 ein weiterer Schlitten 105 dargestellt, der genau wie der Schlitten 104 ausgebildet ist. das weiter unten noch erläutert wird, werden bei getrieb des Ofens die Schlitten 104 und 105 abwechselnd aus den entsprechenden Vorräumen in den Überführungsraum 28 bewegt und dazu benutzt, die Werkstücke in die Meizkammer 12 einzubringen und daraus zu entnehnien, ohne daß ein Auffüllen und Abkühlen der meizkammer nach jeder Wärmebehandlung erforderlich ist.
• Nach Fig. 1 ist in der Heizzone zwischen den Heizelementen 14 der Kammer 12 ein Werkstückkorb 126 vorgesehen, der auf einer Führung 120 liegt und ein Werkstück aufnimmt. Die Führung 126 reicht von der überführungskammer 28 bis zur Heizkammer 12. Wenn der Schlitten 104, der den Korb 126 trägt, in den überführungsraum 28 bewegt und in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gedreht wird, befindet sich der Korb 126 in einer Stellung, in der er auf die Führung 128 und dann in den Heizbereich zwischen den Heizelementen 14 bewegt werden kann. Wie noch erläutert wird, wird die Überführungsstange 40 von hand so bewegt, daß der Korb 126 von dem Schlitten 104 auf die führung 128 und in die Heizstellung bewegt wird; außerdem wird die Stange dazu benutzt, den Korb 126 aus der Heizkammer herauszuziehen und auf den Schlitten 104 zu bringen, wenn die Wärmebehandlung abgeschlossen ist.
• Es ist zu erkennen, daß dann, wenn ein Korb 126 auf einen in einem Vorraum befindlichen Schlitten aufgelegt ist und der Handgriff 100 gedreht wird, die Überführungseinrichtung 70 den Schlitten aus dem Vorraum in den Lberführungsraum 26 bewegt. enn sich der Schlitten in den überführungsraum hineinbewegt, stößt der Finger 126 entweder gegen die feste platte 5C: oder 60 Ce nach Bewegungsrichtung), wodurch eine weitere Bewegung der Stange 118 nach vorne verhindert wird. Die parallelen Stangen 72 und 74, die verschiebbar in den Platten jO und 60 gelagert sind, bewegen den Schlitten weiter; weil Jedoch der Schlitten bei 120 schwenkbar an die Stange angeschlossen ist, wird der Schlitten aus seiner axialen Steilung relativ zu den Vorräumen in eine Querlage relativ zu den Vorräumen verschwenkt, wie es rig. 1 zeigt. iDie Drehbewegung des bchlittens beivirkt, daß die Feder 124 gespannt wird, so daß der Schlitten zwangsweise in der Querstellung erhalten wird. Wenn der Schlitten diese in i'ig. 1 angedeutete Stellung einnimmt, kann der darauf befindliche Korb 126 auf die Führung 128 geschoben werden, von wo er in die Heizkammer 12 und in den Heikbereich zwischen den Heizelementen 14 geschoben werden kann. wie weiterhin in jig. 1 dargestellt, wird, wenn der Schlitten 104 aus dem Vorraum 26 in den überführungsraum 28 bewegt wird, die latte 68 zusammen mit er überführungseinrichtung 70 in Änlap:e an die Dichteinrichtung 48 bewegt, so daß der Vorraum 24 gegen den überführungsraum 28, eie heizKammer 12 und den Vorraum 26 abgedichtet ist.
• Während er zeit, in der der Vorraum 24 abgedichtet ist, Kann er zum Abkühlen eines warmebehandeltesl Werkstücks oder zum einbringen eines neuen Werkstücks, das noch warmebehandelt werden soll, ausgenutzt werden. Wie weiter unten noch erläutert wird, wird die zugehörige Tür des Vorraums, in dem der Druck bis auf Qen Atmosphärendruck angehoben wird, automatisch geöffnet.
• Wenn der Korb 126 wieder auf den Schlitten 104 oder 105, der sich im Überführungsraum 28 befindet, zurückbewegt und dann der Handgriff 100 gedraht wird, wird sich der Schlitten durch die Wirkung der Feder 124 wieder in die relativ zu den Vorräumen axiale Stellung zurückdrehen. Eine weitere Drehung d.es handgriffs 100 zieht den Schlitten mit dem Korb 126 entweder durch die Platte 90 oder 60 in den entsprechenden Vorraum hinein. während dieser Bewegung wird die Dichtplatte 68 aus ihrer dichtenden Stellung an der einen Dicht einrichtung in die dicht ende tllung an der anderen Dichteinrichtung verschoben.
• Fig. 4 zeiSt schematisch den Ofen 10 und läßt die ohrleitungen für die Vakuumsysteme im einezelnen erkennen. Ein Merkmal der Erfindung liegt darin, innerhalb der Heizkammer 12 das Vakuum zu erhalten, während abwechselnd die Vorräume 24 unu 26 unter Atmosphärendruck stehen. iie vorher schon erläutert, steht die Heizkammer 12 über die Öffnung 20 mit einer Vakuumpumpe in Verbindung.
• wie in l'ig. 4 zu erkennen, sind die beiden Vorräume 24 und 26 mit derselben Vakuumpumpe durch Leitungen 130, 152 und 134 verbunden. In den Leitungen 130 und 132 sitzen solenoidbetätigte Ventile 136 bzw. 138, die das Evakuieren der Räume 24 und 26 steuern können. Da die Dichteinrichtungen 48 und 98 auf einen geringeren Druck als die Kammer 12 evakuiert werden, ist hierfür eine gesonderte Vakuumpumpe vorgesehen. Wie Fig. 4 zeigt, sind mit dieser Vakuumpumpe die Leitungen 140 und 142 über eine Leitung 144 verbunden. Das Vakuum in den Dichteinrichtungen 48 und 58 ist etwas größer als das in der Heizkammer 12, so daß irgendeine Leckage, wenn die platte 68 mit der einen oder anderen Dichteinrichtung in dichtender Verbindung steht, immer von der Kammer 12 zu der betreffenden Dichteinrichtung hir erfolgt, so da; die Heizkammer 12 geschützt ist, wenn der eine oder andere vorraum auf Atmosphärendruck gebracht wird. Auch in den Leitungen 140 und 142 sind solenoidbetätigte Ventile vorgesehen, die das Evakuieren der Dichteinrichtungen 48 und 38 steuern.
• die oben bereits erwähnt, ist es notwendig, das Werkstück nach einer Wärmebehandlung in einer Atmosphäre abzukühlen; zu diesem Zweck wird ein gasförmiges Medium, wie beispielsweise Stickstoff, in den Vorraum eingebracht, in den das wärmebehandelte Werkstück überführt worden ist. Um den Stickstoff in die Vorräume 24 und 26 einbringen zu können, ist eine Stickstoffzufuhr wie in Fig. 4 angedeutet vorgesehen, die mit den Vorräumen 24 und 26 über eine leitung 146 und Weitere Leitungen 148 und 150 in Verbindung steht. Weiterhin steht mit der otickstoffzufuhr noch eine Zwischenleitung 132 in Werbindung, die den tickstoff einer Sammelleitung 154 zuführt, die ihrerseits Stickstoff über Leitungen 136 und 158 an andere Stellen der Vorräume 24 und 26 leitet. In allen Leitungen der Auffülleinrichtung sind wie in Fig. 4 andeutet solenoidbetätigte Ventile angeordnet, mit denen die Zufuhr von Stickstoff zu den Vorräumen gesteuert werden kann.
• Wie schon oben erläutert, kann die Dichtplatte 68, die mit der Überführeinrichtung Yo verbunden ist und mit dieser gemeinsam bewegt wird, in dichtende Anlage an die Dichteinrichtung 48 oder 38 gebracht werden, Je nachdem der Schlitten 104 oder 105 in den Überführungsraum hineinbewegt wird. Um die Dichtplatte 68 zwangsweise in der dichtenden Stellung zu halten, wird die kette 102, die zum bewegen der 'uberführungseinrichtung benutzt wird, durch einen Druckluftzylinder 160 unterstützt, dessen Kolbenstangen 163 und 164 mit der Kette 102 verbunden sind ;ie in Fig. 5 dargestellt, wird Druckluft von einer Luftversorgung durch Leitungen 16ó und 168 in den ylinder 160 geleitet. Weiterhin sind Schalter 170 und 172 vorgesehen, die auf die Bewegung der Kolbenstangen 163 und 164 ansprechen und Solenoidventile 174 und 176 betätigen, die die Druckluft in die entsprechenden Zylinderseiten leiten. Dadurch werden die Kolbenstangen 163 und 164 verschoben, so daß die Sichtplatte 68 zwangsweise in Anlage an der Dichteinrichtung 48 oder 58 gehalten wird.
• Nachdem das Werkstück nach einer Wärmebehandlung aus der heizkammer 12 entfernt und in einen Vorraum überführt worden ist, wird ein Kühlvorgang eingeleitet, bei dem das werkstück dadurch abgekühlt wird, daß Stickstoff in den Vorraum eingeleitet und dieser aufgefüllt wird. Um die Vorräume 24 und 26 zu külilen, sind in den Vorräumen Kühlgebläse 178 und 180 vorgesehen, die durch gesonderte Motoren 182 bzw. 184 angetrieben werden. Wie i'ig. 2 erkennen läßt, ragen die Kühlgebläse 178 und 180 in'die Vorräume 24 bzw. 26 hinein und sind mit ihren Motoren durch ellen 186 und 188 verbunden, wobei die otoren auf den Gehäuseabschnitten angebracht sind, die die betreffenden Vorräume bilden. Die Motoren 182 und 184 werden automatisch so gesteuert, daß sie den Kühlvorgang dann beginnen, wenn ein Werkstück in den betreffenden Vorraum eingebracht worden ist.
• Es soll jetzt die Arbeitsweise des Ofens erläutert werden1 wobei auf die Fig. 6 bis 11 verwiesen wird. In Fig. 6 ist die Überführungseinrichtung /O derart eingestellt, daß die Dichtplatte 68 in Anlage an der Dichteinrichtung 58 liegt, so daß der Vorraum 26 gegenüber dem uberführungsraum 28 und der Heizkammer 12 abgedichtet ist In dieser Stellung der Dichtplatte 68 steht der Vorraum 24 in Verbindung mit dem überführungsraum 28 und dem Heizraum 12, und das Vakuum im Vorraum 24 entspricht im wesentlichen dem im Heizraum 12. Wenn de Dichtplatte 68 die in Fig. 6 angedeutete Stellung einnimmt und der Vorraum 26 unter Atmosphärendruck steht, befindet sich die linke Tür 42 automatisch in der offenen teliung, so daß ein korb 126 mit einem Werkstück auf de Schlitten 104 gesetzt werden kann, der sich innerhalb des Vorraum 26 befindet. Die für 42 wird geschlossen, wobei ein Schalter 1/4 geschlossen wird, der einen Zeitschaltmotor anlaufen läßt, der nicht dargestellt ist. Der Zeitschaltnocken betätit das Solenoidventil 138, das den Vorraum 26 mit der Vakuumpumpe für die Kammern in Verbindung bringe, Nachdem der Vorraum bis auf etwa 100 Mikron oder besser evakuiert ist, wird er mit Stickstoff bis auf etwa 5"Hg (127 mm Hg) aufgefüllt, worauf dann nicht dargestellte Ausgleichventile betätigt werden, die den Druck in der Heizkammer 12 und um Vorraum 26 ausgleichen.
• Wenn der Druck im Vorraum 26 etwa 5"hg (127 mm Hg) betritt, wird die überführungseinrichtung 70 von Hand durhc Drehen des Handgriffs 100 betätigt, wodurch der Schlitten 1C4 in den berführungsbereich 2d bewegt und dort um 90° gedreht wird. Die Stange 40, die von Hand von einem Bedienungsmann betätigt wird, wird so verschoben, das der Korb 126 vom Schlitten 104 auf die Führung 128 und dann in die Heizkammer 12 geschoben wird, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Gleichzeitig mit der bewegung der überführungseinrichtung 70 in die in Fig. 7 dargestellte Stellung wird auch die Platte 68 in die rechte Stellung bewegt, in der sie dichtend an der Dichteinrichtung 48 anliegt, so daß der Vorraum 24 von der Heizkammer 12 abgedichtet ist.
• Bei dieser Stellung der Platte 68 wird die wichtung durch das Evakuieren der Kammer 56 der Dichteinrichtung 48 über die Leitung 140 geschützt. Nach dem Beenden der Wärmebehandlung des Werkstücks in der Heizkammer entsprechend dem wärmezubehandelnden ria-terial wird der Korb 126 von Hand auf den Schlitten 104 zurückgezogen, so dafJ er in den vorraum 26 zurückbewegt werden kann (Fig. 8). Während des Heizvorgangs wird wird der Vorraum durch Auffüllen mit Stickstoff über die Leitung 148 und die Leitung 156 auf Atmosphärendruck gebracht. Wenn der Atmosphärendruck erreicht ist, öffnet sich automatisch die Tür 40.
• Darauf wird ein Korb 126a mit einem darin liegenden Werkstück eingef;ihrt und auf den Schlitten 105 Belegt, der dann in die l'j'eizkammer 12 überführt werden kann.
• Wenn der Vorraum 24 abgedichtet und das neue Werkstück eingelegt int, wird der Vorraum in Verbindung mit der Vakuumpumpe gebracht, worauf der Druck bis auf etwa 100 Mikrons verringert wird. Dann wird der Vorraum wieder mit Stickstoff' bis auf etwa 5"Hg (127 mm Hg) aufgefüllt, so daß im wesentlichen der Druck erreicht wird, der in der Heizkammer herrscht. Jetzt wird der ,ruck im Vorraum 24 und in der Heizkammer 12 ausgeglichen und der Handgriff 100 wird so gedreht, daß das warmebehandelte Werkstück aus dem überführungsbereich in den Vorraum 26 überführt wird. Gleichzeitig wird der Korb 126a mit dem neuen wärrnezubehanuelncieii ;,erkstück, der sich im Vorraum 24 befindet, in den überführungsbereich 28 bewegt, wobei die Dichtplatte 68 sich von der Anlage an der Dichteinrichtung 48 in Anla ;e an die Dicht einrichtung 58 bewegt (Fig. 9). Der Kühlmotor innerhalb des Vorraum 26 wird automatisch betätigt, wobei die Zeitschalteinrichtung den Abkühlvorgang derart steuert, daß das wärmebehandelte IVerkstück im Vorraum 26 während einer vorbestimmte, Zeit abgekühlt wird. Dann öffnet der Zeitschaltmotor das Zuführventil zum Vorraum 26, um Stickstoff eintreten zu lassen, mit dem uer Vorraum 26 aufgefüllt wird. Der Vorraum wird dabei auf Atmosphärendruck gebracht und die Tür 42 wird automatisch geöffnet.
• Dann wird der Vorgang wiederholt, d.h. es wiid ein orb 126b mit einem neuen Werkstück in den Vorraum 26 eingelegt, während das Werkstück im Korb 126a in der Heizkammer 12 wärmebehandelt wird. Sobald das Werkstück im Korb 126a fertig behandelt ist, wird es in die überführungszone auf den Schlitten 105 zurückbewegt und in deu Vorraum 24 gebracht (Fig. 11), wobei qleichzeitig der Korb 126b mit dem neuen Werkstück aus dem vorraum 26 zum Überführungsbereich 25 bewegt wird. Anschließend wird wieder der wort 126b in die Heizkammer 12 bewegt. In dem Vorraum 24, der jetzt durch die Platte 60 abgedichtet ist, wird das Werkstück durch Einführen von Stickstoff abgekühlt und abgeschreckt, worauf der Vorraum 24 wieder auf Atmosphärendruck gebracht wird, so daß oas Werkstück entnommen werden kann.
• Wenn auch im Vorstehenden nur eine bestimmte Ausführungsforn der Erfindung erläutert ist, so ist doch klar, das zahlreiche Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wird.

Claims (11)

Ansprüche

1. Ofen zum Wärmebehandeln von metallischen Gegenständen, gekennzeichnet durch eine heizkammer (12), in die die Werkstücke zum Wärmebehandeln eingeführt werde, durch einander gegenüberliegende und im abstand voneinander in der hähe der Heizkammer gelegene Vorräume (24, 26), deren Längsachsen miteinander fluchten, die eine Aufgabe- und eine Kühlstation darstellen, in die die Werkstücke zum Überführen in die eizkammer eingelegt werden, unu in die die Werkstücke nach dem Wärmebehandeln in der heizkammer zum Abkühlen überführt werden, durch eine Einrichtung (48, 58, 68), mit der die Vorräume abwechselnd abgedichtet werden, und miC einer Einrichtung (70), mit der aufeinanderfolgend die Dichteinrichtungen derart betätigbar sind, daß abwechselnd ein Vorraum während des A'bkühlens und Aufgabens von werkstücken gegen die Heizkammer abgedichtet und der andere Vorraum in Verbindung mit der Heizkammer gebracht wird, wenn die Werkstücke zum Wärmebehandeln in diese überführt werden sollen.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sinrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Heizkammer (12) und der während der Wärmebehandlung damit in Verbindung stehende Vorraum (24; 26) evakuierbar sind, daß jeder Vorraum eine Dichtkammer (8; 58) aufweist, gegen die abwechselnd die Dichteinrichtung (68) bewegbar ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Dichtkammern der Vorräume evakuierbar sind und auf einem Druck gehalten werden, der geringer ist als der Druck in der Heizkammer, wodurch die Vorräume während des Abkühlens und bs Aufgabens der Werkstücke wirksam gegen die Wärmebehandlungskammer abgedichtet sind.

3. Ofen nach Anspruch'1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (70) zur Aufnahme und zur Überführung der werkstücke zu den Vorräumen und aus den Vorräumen heraus, wobei aiese minrichtung in axialer Richtung durch einen Vorraum (24; 26j und dann derart bewegbar ist, daß das Werkstück zur Wärmebehandlung in die Heizkammer (12) eingebracht wird.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander fluchtenden Längsachsen der Vorräume (24, 26) senkrecht zur Längsachse der Heizkammer (12) liegen.

5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und überführungseinrichtung (70) in einer ßichtung bewegbar ist, die quer zur ersten Bewegungsrichtung dieser Einrichtung liegt, wenn die werkstucke in die Heizkammer (12) eingebracht werden.

6. Ofen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zwiscilen den orräumen (24, 26) und vor dem Eingang zur Heizkammer (12) angeordneten überführungsraum (28), in dem die Dichteinrichtung (68) derart bewegbar ist, daß abwechselnd ein Vorraum in Verbindung mit dem heizraum gebracht wird, während der andere Vorraum gegen die Heizkammer abgedichtet ist.

7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und überführungseinrichtung einen Schlitten (104;105) mit einem Korb (126) zur Aufnahme der wärmezubehandelnden Werkstücke aufweist, der schwenkbar gelagert ist und bei Bewegung in den überführungsraum (28) aus einer Stellung, in der er koaxial zur achse der Vorräume (24, 26) liegt, in eine Stellung quer dazu schwenkt, in der er koaxial zur achse der Heizkammer (12) liegt, wobei der Schlitten anschließend in axialer Richtung relativ zur Heizkammer aus dem Überführungsraum in die Heizkammer bewegbar ist.

8. Ofen nacn Anspruch 7, dadurch pJeKelmzeichnet, dai3 daß die Aufnahme- und Überführungseinrichtung federnde Vorrichtungen ;124) aufweist, die den Schlitten (104, 105) unter Spannung in die Querstellung bewegen, wobei die federnden Vorrichtungen den Schlitten in die koaxiale Lage relativ zu den Vorräumen (24, 26) dann zurückschwenken, wenn die Dichteinrichtung (68) aus der dichtenden Anlage an einem Vorraum in die dicht ende Anlage an de. anderen Vorraum überführt wird.

9. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (178, 180) zum Abkühlen der Werkstücke vorgesehen ist, die durch die Bewegung des Werkstücks aus der Heizkammer (12) in einen der V'orräume wirksam vrird.

10. Ofen nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Linrichtung, mit der ein gasförmiges Medium in den Vorraum, in den das Werkstück nach der Wärmebehandlung überführt ist, einführbar ist, und mit der nach einem vorbestimmten Kühl zyklus das Medium in den Vorraum eingeleitet wird, um zum Entnehmen des Werkstücks den Druck im Vorraum etwa auf den Atmospharendruck anzuheben.

11. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, darin die Dichteinrichtung ein Dichtglied (68) aufweist, das koaxial zu den Vorräumen (24, 26) liegt und zwischen diesen derart bewegbar ist, daß es abwechselnd die Vorräume gegen die Heizkammer (12) abdichtet.

L e e r s e i t e