DE2109507A1 - Vakuumofen - Google Patents

Description

D-4000 DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE

Malkastenstraße2 DIPL.-ING. ALEX STENGER

DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Unser Zeichen: 11 ^OHr Datum: Λ C γ-l

Ipsen Industries International GmbH, 4l9o Kleve,

Johanna-Sebus-Strasse 52

Vakuumofen

Die Erfindung betrifft einen Vakuumofen für die Wärmebehandlung mit einer evakuierbaren Heizkammer und einer Abschreckkammer, die mit der Heizkammer durch eine luftdicht abschließbare Türöffnung verbunden ist.

Vakuumöfen für die Wärmebehandlung metallischer Gegenstände, beispielsweise zum Blankhärten, Glühen,Sintern,Hartlöten oder Spannungsfreiglühen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie sind jeweils mit einer Einrichtung versehen, mittels der die in der Heizkammer erhitzten Gegenstände durch Inertgas oder öl mit vorgegebener Temperaturänderungsgeschwindigkeit abgeschreckt werden können. Im einfachsten Fall werden die in der Heizkaramer befindlichen Gegenstände,die Charge, von kaltem Gas umströmt,das nach öffnen einer Boden- und einer Deckentür durch die Heizkammer hindurch umgewälzt wird, wobei sich die Heizkammer innerhalb eines evakuierbaren Druckbehälters befindet. Da hierbei die verhältnismäßig empfindlichen Heizstäbe der Heizkammer ebenfalls von dem Gas umspült werden, wodurch Beschädigungen auftreten können, ist es weiterhin bekannt, eine von der Heizkanmer getrennte Gasabschreckkammer anzuordnen, die mit der Heizkammer durch eine luftdicht abschließbare Türöffnung verbunden ist. Bei diesem aus zwei Kammern bestehenden Vakuumofen wird die in der Heizkammer erhitzte Charge nach öffnen der Helzkammertür in die ebenfalls evakuierte Gasabschreckkammer verfahren,die nach Schließen der

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Türöffnung zur Heizkammer mit Inertgas geflutet wird,wobei die Temperatur des Gases, seine Umwälzgeschwindigkeit und die Stärke der Rückkühlung des Gases auf beliebige Werte einstellbar sind.

Die bekannten Vakuumöfen mit einer ölabschreckeinrichtung besitzen innerhalb eines gemeinsamen Druekbehälters neben oder unterhalb der Heizkammer ein ölbad, In das die Charge nach Ablauf der Heizperiode mittels einer Beschickungsvorrichtung abgesenkt wird.

Alle bekannten Bauarten der Vakuumöfen besitzen unabhängig von der Abschreckung mittels Inertgas oder ,öl den Nachteil, daß der Heizvorgang nicht nur beim' Be- und Entladen, sondern auch während des Abschreckvorganges unterbrochen werden muß, so daß die Heizkammer unter erheblichem Energieaufwand für Jede Charge erneut aufgeheizt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumofen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der eine kontinuierlich durchlaufende Beheizung der Heizkammer gestattet und ein vielfältigeres Behandlungsverfahren ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, die Heizkammer an zwei Seiten mit Je einer Abschreckkammer zu verbinden, die jeweils evakuierbar und von der Heizkammer luftdicht abtrennbar 1st und von denen eine als ölabschreckkammer und die andere als Gasabschreckkammer ausgebildet ist.

Jede Kammer ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung unabhängig von den anderen betreibbar. Um eine kompakte Bauweise zu ermöglichen, sindjdie ölabschreckkammer, die Heizkammer und die Gasabschreckkammer gemäß der Erfindung waagerecht hintere inanderliegend angeordnet. Zur Ermöglichung eines selbsttätigen Arbeitsablaufes innerhalb des Vakuumofens wird mit der Erfindung schließlich vorgeschlagen, die ölabsohreckkammer und die Gasabsohreokkammer

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mit Je einer in die Heizkammer' verfahrbaren Beschickungsvorrichtung zu versehen, so daß ein Transport der Chargen zwischen den drei Kammern unter Aufrechterhaltung des Vakuums ohne öffnen des Vakuumofens möglich ist.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Vakuumofen ermöglicht gegenüber den bekannten Bauarten eine erheblich kürzere Chargenfolge bei gleichzeitig kontinuierlichem Betrieb der Heizkammer, da durch die als Schleusen verwendbaren Abschreckkammern zu beiden Seiten der Heizkammer bereits während des Abschreckens einer Charge in einer Abschreckkammer die nächste Charge über die andere Abschreckkammer in die Heizkammer gebracht werden kann. Sollen die Chargen beispielsweise in der Gasabschräckkammer abgeschreckt werden,so erfolgt die Beschickung des Vakuumofens über die ölabschreckkammer, die bei diesem Betrieb lediglich als Schleuse verwendet wird. Auf diese Weise entfällt das ständige Abkühlen und Aufheizen der Heizkammer, wodurch sieh erhebliche Kostenersparnisse für die aufzuwendende Energie ergeben. Andererseits ermöglicht der erfindungsgemäße Vakuumofen, daß die aufgeheizten Chargen wahlweise mit öl oder Gas abgeschreckt werden, wobei durchaus ein wechselweiser Betrieb möglich ist. Insgesamt ergibt sich somit ein kompakter Vakuumofen, der bei hoher Leistung und verhältnismäßig geringen Energiekosten vielfältige Behandlungsverfahren ermöglicht.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Vakuumofens in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht dargestellt.

Der Vakuumofen besitzt in seiner Mitte eine Heizkammer 1, der an zwei gegenüberliegenden Seiten eine Gasabschreckkammer 2 und eine ölabschreckkammer 3 vorgeschaltet sind. Alle drei Kammern 1,2 und 3 stehen über Vakuumleitungen 5 mit Vakuumpumpen 4 in Verbindung, wobei nicht näher bezeichnete Ventile dafür sorgen, daß alle drei Kammern 1,2 und 3 unabhängig voneinander evakuiert werden können.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ölabschreckkammer 3* die Heizkammer 1 und die Gasabschreckkammer 2 waagerecht hinterein-

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anderOLiegend angeordnet, so daß die Gasabschreckkammer 2 und die ölabschreckkammer 3 von der Seite her beschickt werden können, zu welchem Zweck ein auf Schienen 6 laufender Beschickungswagen 7 vorgesehen ist. Die Trennung der Gasabsehreckkammer 2 bzw.ölabschreckkammer 3 von der Heizkammer 1 erfolgt Jeweils durch eine Schleusentür 8, die von einem Hubzylinder 9 aus der in der Zeichnung dargestellten Stellung nach oben weggezogen werden kann. In der geschlossenen Stellung bewirkt die Schleusentür 8 über die in der Zeichnung dargestellten Kniehebel einen druckdichten Abschluß zwischen Abschreckkammer 2 bzw. 3 und Heizkammer 1.

Die Heizkammer 1 besteht aus einem quaderförmigen Isoliergehäuse 11, das an den beiden Stirnseiten mit nach oben verfahrbaren Heizkammertüren 12 versehen ist, die durch einen Hubzylinder 16 betätigt werden. Innerhalb des Isoliergehäuses 11 sind mehrere Heizelemente 13 angeordnet, die vorzugsweise elektrisch beheizt werden und die auf Tragschienen I5 ruhenden Chargen aufheizen. Der besseren. Übersichtlichkeit wegen sind in der Zeichnung keine Chargen dargestellt, die üblicherweise in sogenannten Chargierkörben enthalten sind. Die im wesentlichen aus dem Isoliergehäuse 11 bestehende Heizkammer 1 befindet sich in einem zylindrischen Druckbehälter 14, der an den Stirnseiten von den voranstehend erwähnten Schleusentüren 8 abgedichtet werden kann.

Die Gasabsehreckkammer 2 besteht im wesentlichen aus einem Druckbehälter 21, der mit einer Fronttür 22 versehen ist,welche druckdicht abgeschlossen werden kann. Im Inneren des Druckbehälters 21 ist eine Beschickungsvorrichtung 23 vorgesehen, mit deren Hilfe ein nicht dargestellter Chargierkorb bei geöffneter Schleusentür 8 und geöffneter Heizkammertür 12 in die Heizkammer 1 gefahren bzw. aus der Heizkammer 1 abgezogen werden kann. Die Gasabschreckkammer 2 ist mit einer nicht dargestellten Gasleitung und ebenfalls nicht dargestellten Wärmeaustauschelementen versehen,die zum Abkühlen des in die Gasabschreckkammer 2 einblasbaren Inertgases bestimmt sind, das zusätzlich durch einen Ventilator 24 umgewälzt werden kann.

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Auch die Ölabschreckkammer 3 besitzt einen Druckbehälter 31, der durch eine Fronttür 32 verschließbar ist. Unterhalb des Druckbehälters 31 ist weiterhin ein ölbehälter 33 angeordnet, dessen ölfüllung durch eine ölumwälzvorrichtung 3^ in Umlauf versetzt werden kann. Eine in der ölabschreckkammer 3 vorhandene Beschickungsvorrichtung 35 ermöglicht im Gegensatz zur Beschickungsvorrichtung 23 der Gasabschreckkammer 2 nicht nur eine waagerechte Be- und Entladung der Heizkammer 1, sondern ein senkrechtes Absenken von Chargierkörben in den ölbehälter 33 zum Abschrecken der Charge.

Mit dem voranstehend beschriebenen Vakuumofen ist ein kontinuierlicher Betrieb der Heizkammer 1 möglich, wenn die Chargen in einer Richtung durch den Vakuumofen transportiert werden. Wenn beispielsweise eine Abschreckung in öl vorgenommen werden soll, wird die Heizkammer 1 durch die Gasabschreckkammer 2 beschickt,die in diesem Fall nur als Schleuse wirkt. Auf diese Weise kann die in der Heizkammer 1 aufgeheizte Charge in die ölabschreckkammer 3 transportiert und in der ölabschreckkammer 3 abgeschreckt werden, während gleichzeitig ein Nachfüllen der Heizkammer 1 von der Gasabschreckkammer 2 her erfolgt. Umgekehrt ist natürlich auch ein kontinuierlicher Betrieb bei der Beschickung der Heizkammer 1 von der als Schleuse wirkenden ölabschreckkammer 3 her möglich, wobei das Abschrecken in der Gasabschreckkammer 2 erfolgt, die durch Einblasen von Inertgas gekühlt wird.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Vakuumofen diskontinuierlich zu betreiben, indem die Chargen aus derjenigen Abschreckkammer 2 oder 3 entnommen werden, durch die sie in die Heizkammer 1 gelangten. So ist beispielsweise ein Beschicken der Heizkammer 1 durch die ölabschreckkammer 3 möglich,worauf nach dem Aufheizen der Charge in der Heizkammer 1 ein Abschrecken der Charge wiederum in der ölabschreckkammer 3 erfolgt, aus der die Charge schließlich auch mittels des Beschickungswagens 7 entfernt wird.

Dieser diskontinuierliche Betrieb kann gegebenenfalls zu einem kontinuierlichen Betrieb der Heizkammer 1 umgestaltet werden,wenn die Heizkammer 1 abwechselnd von der Gasabsehreckkammer 2 und der ölab-

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schreckkammer 3 beschickt wird,wobei ,jede Charge in derjenigen Abschreckkammer 2 bzw. 3 abgeschreckt wird, durch die sie in die Heizkammer 1 gelangt ist.

Bei allen diesen voranstehend beschriebenen Betriebsarten kann die Abschreckung in der Gasabschreckkammer 2 entweder langsam im Vakuum oder beschleunigt durch Einblasen von Inertgas erfolgen, wobei das Inertgas durch die in der Gasabschreckkammer 2 vorhandenen Wärmetauscher in gewünschtem Maß gekühlt und gegebenenfalls durch den Ventilator 24 umgewälzt werden kann. Hierdurch ergibt sich für die Gasabsehreckung die Möglichkeit unterschiedlich einstellbarer Intensität.

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vakuumofen für die Wärmebehandlung mit einer evakuierbaren Heizkammer und einer Abschreckkammer, die mit der Heizkammer durch eine luftdicht abschließbare Türöffnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer (1) an zwei Seiten mit je einer Abschreckkammer (2,3) verbunden ist,die Jeweils evakuierbar und von der Heizkammer luftdicht abtrennbar ist und von denen eine als ülabschreekkammer (3) und die andere als Gasabschreckkammer (2) ausgebildet ist.

2. Vakuupofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Kammer (1,2,3) unabhängig von den anderen betreibbar ist.

3. Vakuumofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölabschreckkammer (3)* die Heizkammer (1) und die Gas-. abschreckkammer (2) waagerecht hintereinanderliegend angeordnet sind.

4. Vakuumofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ölabschreckkammer (3) und die Gasabschreckkammer (2) mit Je einer in die Heizkammer (1) verfahrbaren Beschickungsvorrichtung (35*23) versehen sind.