DE202016100564U1 - Device for heating workpieces under a protective gas atmosphere - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Erwärmung stangenartiger elektrisch leitenden Werkstücke, umfassend zwei hintereinander geschaltete Erwärmungsmodule, welche über ein Steuermodul miteinander gekoppelt sind, sodass eine durchgehende Erwärmungskammer gebildet ist, wobei das erste Erwärmungsmodul durch einen Gasofen (1) und das zweite Erwärmungsmodul durch einen Induktionsofen (2) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gasofen (1) und dem Induktionsofen (2) eine erste Schleusentransferkammer und dem Induktionsofen nachgeschaltet eine zweite Schleusentransferkammer angeordnet ist, welche erste und zweite Schleusenkammern gemeinsam mit dem Gasofen (1) und dem Induktionsofen (2) einen zusammenhängenden Tunnel bilden, wobei wenigstens ein Anschluss zur Zuführung eines Inertgases angeordnet ist.Device for heating bar-type electrically conductive workpieces, comprising two heating modules connected in series, which are coupled together via a control module, so that a continuous heating chamber is formed, wherein the first heating module by a gas furnace (1) and the second heating module by an induction furnace (2) is, characterized in that between the gas furnace (1) and the induction furnace (2) a first transfer lock chamber and the induction furnace downstream of a second transfer lock chamber is arranged, which first and second lock chambers together with the gas furnace (1) and the induction furnace (2) a form continuous tunnel, wherein at least one connection for supplying an inert gas is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung stangenartiger elektrisch leitender Werkstücke nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. The invention relates to a device for heating rod-like electrically conductive workpieces according to the preamble of the protection claim. 1
Die prozesstechnischen Anforderungen der Temperaturführung bei der Erwärmung von stangenförmigen, insbesondere zylindrischen Metallbolzen für die Warmumformung sind in den letzten Jahren stetig gestiegen. Die richtige Bolzentemperatur ist von zentraler Bedeutung für einen wirtschaftlichen und qualitätsgerechten Strangpressbetrieb. Die Problematik des Anwärmprozesses unterscheidet regelmäßig zwei Teilaufgaben, nämlich die Erwärmung des Bolzens auf Presstemperatur und die Erzeugung eines axialen Blocktemperaturprofils (Taper), welches die Erwärmung während es Umformprozesses derart kompensiert, dass ein Isothermer Pressprozess erreicht wird. Zur wirtschaftlichen Erwärmung der Werkstoffe ist in der
Bei der Erwärmung von Metallen, wie Stahl oder auch Kupferlegierungen kann es durch die Reaktion mit Sauerstoff an der heißen Metalloberfläche zu Zunderbildung kommen. Die Zunderbildung kann je nach Metallart 3% und mehr des Rohmaterials betragen und führt so zu deutlichen Materialverlusten. Im Falle von anhaftendem Zunder kann ein Einschmieden des Zunders weiterhin zu Oberflächendefekten und Ausschuss führen. Nicht zuletzt verursacht der bei der Erwärmung des Stangenmaterials entstehende Primärzunder zusammen mit dem Erwärmen auf Schmiedetemperatur entstehen Sekundärzunder einen erheblichen Werkzeugverschleiß. In the heating of metals, such as steel or copper alloys, it may come to the formation of scale by the reaction with oxygen on the hot metal surface. Depending on the type of metal, scale formation can amount to 3% or more of the raw material and thus leads to significant material losses. In the case of adherent scale, smashing the scale may continue to cause surface defects and rejects. Not least caused by the heating of the bar stock primary scale together with the heating to forging temperature caused secondary scale a significant tool wear.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Erwärmung stangenartiger elektrisch leitender Werkstücke bereitzustellen, bei der eine Zunderbildung vermieden ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst. The invention aims to remedy this situation. The invention is based on the object to provide a device for heating rod-like electrically conductive workpieces, in which a scale formation is avoided. According to the invention, this object is solved by the features of the characterizing part of
Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erwärmung stangenartiger elektrisch leitender Werkstücke bereitgestellt, bei der eine Zunderbildung vermieden ist. Dadurch, dass zwischen dem Gasofen und den Induktionsofen eine erste Schleusenstransferkammer und dem Induktionsofen nachgeschaltet eine zweite Schleusenstransferkammer angeordnet ist, welche erste und zweite Schleusenkammern gemeinsam mit dem Gasofen und dem Induktionsofen einen zusammenhängenden Tunnel bilden, ist entlang der gesamten Erwärmungsstrecke eine gasdichte Einhausung gebildet, die über den wenigstens einen in Inert-Gasanschluss mit einer Schutzgasatmosphäre beaufschlagbar ist. Durch diese Einhausung ist es erstmals ermöglicht, auch Materialien mit einer hohen Zunderneigung, wie beispielsweise Kupferlegierungen während des durchgehenden Erwärmungsprozesses vor Sauerstoffeinfluss und damit vor Zunderbildung zu schützen. With the invention, a device for heating rod-like electrically conductive workpieces is provided in which a scale formation is avoided. Characterized in that between the gas oven and the induction furnace, a first lock transfer chamber and the induction furnace downstream of a second lock transfer chamber is arranged, which form first and second lock chambers together with the gas furnace and the induction furnace a continuous tunnel, along the entire heating distance a gas-tight enclosure is formed can be acted upon by at least one in inert gas connection with a protective gas atmosphere. This enclosure makes it possible for the first time to also protect materials with a high tendency to zund, such as copper alloys during the continuous heating process from the influence of oxygen and thus against scale formation.
In Weiterbildung der Erfindung ist die erste Schleusenstransferkammer mit einem Pusher versehen, der in einer seitlichen Durchführung bewegbar angeordnet ist. Hierdurch ist eine bedarfsgerechte Zuführung der durch den Gasofen vorgewärmten Werkstücke in den Induktionsofen entlang der Schleusenstransferkammer ermöglicht. In a further development of the invention, the first lock transfer chamber is provided with a pusher which is movably arranged in a lateral passage. As a result, a needs-based supply of preheated by the gas furnace workpieces in the induction furnace along the lock transfer chamber allows.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Induktionsofen mit zwei gegenüberliegend angeordneten Schleusentüren versehen. Hierdurch ist eine Abschottung des Induktionsofens während des Erwärmungsprozesses erzielt. Die gegenüberliegend angeordneten Schleusentüren ermöglichen zugleich eine getaktete Durchführung von durch den Gasofen vorgewärmten Werkstücken. Darüber hinaus ermöglichen die Schleusentüren eine Fixierung eines Werkstücks mit definierter Länge innerhalb des Induktionsofens. In an embodiment of the invention, the induction furnace is provided with two oppositely arranged lock doors. As a result, a foreclosure of the induction furnace is achieved during the heating process. The oppositely arranged lock doors also enable clocked passage of preheated by the gas furnace workpieces. In addition, the lock doors allow a fixation of a workpiece with a defined length inside the induction furnace.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der zweiten Schleusenstransferkammer ein horizontal bewegbares Transfermodul zur Übernahme eines aus dem Induktionsmodul ausgebrachten Werkstücks angeordnet. Bevorzugt umfasst das Transfermodul eine Zange zur Aufnahme eines Werkstücks. In a further embodiment of the invention, a horizontally movable transfer module is arranged in the second lock transfer chamber for taking over a workpiece which has been brought out of the induction module. Preferably, the transfer module comprises a pair of pliers for receiving a workpiece.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Schleusenstransferkammer einen vorzugsweise pneumatisch öffnenden Deckel auf, wobei ein Greifer angeordnet ist, der bei geöffnetem Deckel an die zweite Schleusentransferkammer anstellbar ist. Hierdurch ist eine Entnahme eines von dem Transfermodul positionierten Werkstücks aus der zweiten Schleusentransferkammer unter Ausschluss der Atmosphäre ermöglicht. In a further embodiment of the invention, the second lock transfer chamber on a preferably pneumatically opening lid, wherein a gripper is arranged, which is engageable with the lid open to the second lock transfer chamber. In this way, removal of a workpiece positioned by the transfer module from the second transfer lock chamber is made possible in the absence of the atmosphere.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Greifer von einer Schutzhülle umgeben. Hierdurch ist eine weitgehende Abschottung eines von dem Greifer aufgenommenen Werkstücks erzielt. In a further development of the invention, the gripper is surrounded by a protective cover. As a result, a substantial partitioning of a workpiece received by the gripper is achieved.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Schutzhülle in Form eines über einen vorzugsweise pneumatisch bewegbaren Boden verschließbaren Greifergehäuses ausgebildet. Hierdurch ist ein kombinierter Greif- und Umhüllungsprozess erzielt. Nach dem Aufsetzen des Greifers auf die zweite Schleusentransferkammer können der Deckel der zweiten Schleusentransferkammer sowie der Boden des Greifergehäuses geöffnet werden, wonach das Werkstück dem Greifer zugeführt werden kann. Vorzugsweise ist hierzu innerhalb der zweiten Schleusentransferkammer eine Hubvorrichtung angeordnet. Nach Aufnahme des Werkstücks durch den Greifer können der Bodens des Greifergehäuses sowie der Deckel der zweiten Schleusentransferkammer wieder verschlossen werden. In an embodiment of the invention, the protective cover is designed in the form of a closable via a preferably pneumatically movable bottom gripper housing. This is a combined Gripping and cladding process achieved. After placing the gripper on the second transfer lock chamber, the lid of the second transfer lock chamber and the bottom of the gripper housing can be opened, after which the workpiece can be supplied to the gripper. For this purpose, a lifting device is preferably arranged within the second lock transfer chamber. After receiving the workpiece by the gripper, the bottom of the gripper housing and the lid of the second transfer lock chamber can be closed again.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schutzhülle mit einem Anschluss zur Zuführung eines Inertgases versehen. Hierdurch ist eine weitere Abschottung des Werkstücks von sauerstoffhaltiger Atmosphäre erreicht. In a further embodiment of the invention, the protective cover is provided with a connection for supplying an inert gas. As a result, a further foreclosure of the workpiece is achieved by oxygen-containing atmosphere.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Wände des wenigstens einen, bevorzugt der beiden Schleusenstransferkammern zumindest bereichsweise transparent ausgebildet. Hierdurch ist eine durchgehende visuelle Kontrolle des Erwärmungsprozesses der Werkstücke ermöglicht. In a further development of the invention, the walls of the at least one, preferably the two lock transfer chambers are at least partially transparent. This allows a continuous visual control of the heating process of the workpieces.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen: Other developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. An embodiment is shown in the drawings and will be described in detail below. Show it:
Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Erwärmung stangenartiger elektrisch leitender Werkstücke besteht im Wesentlichen aus einem Gasofen
Der Induktionsofen
Die erste Schleusenstransferkammer
Der Induktionsofen
Die zweite Schleusenstransferkammer
Der Greifer
Zur Erwärmung eines Werkstücks
Nachfolgend wird das Greifergehäuse
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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