-
-
Ofen für die Wärmebehandlung von zylindrischen Gegen-
-
ständen Die Erfindung betrifft einen Ofen für die Wärmebehandlung,
beispielsweise das Vergüten, Glühen, Normalisieren oder Anlassen von zylindrischen
Gegenständen, insbesondere von Stangen oder Rohren, mit einem durch Ofentüren am
Eingang und am Ausgang beschickbaren bzw.
-
entladbaren Ofenraum, mit einer T-ransporteinrichtung zum Bewegen
der zylindrischen Gegenstände durch den Ofenraum quer zu ihren Längsachsen und mit
einem Brenner zur Beheizung des Ofenraumes.
-
Derartige Wärmebehandlungsöfen sind überwiegend als Hubbalkenöfen
ausgebildet. In deren Ofenraum erstreckt sich über die gesamte Ofenfläche ein Rost
mit in Transportrichtung verlaufende Roststäben. Deren Oberseiten sind onduliert,
weisen also eine Vielzahl von in Transportrichtung aufeinanderfolgenden Einbuchtungen
auf, in die die zylindrischen Gegenstände, beispielsweise-Stangen und Rohre, gelegt
werden. Um die Rohre durch
den Ofen zu befördern, müssen sie mittels
einer Transporteinrichtung alle gemeinsam angehoben, dann in angehobenem Zustand
bis zur jeweils nächstfolgenden Einbuchtung transportiert und dann in diese abgesenkt
werden.
-
Hierzu sind Hubbalken -vorgesehen, die zwischen die Roststäbe vertikal
hochgehoben werden können und nach Anheben der Rohre in Transportrichtung verfahrbar
sind. Nach dem Absenken werden sie wieder zurückgefahren.
-
Durch das gemeinsame Anheben aller zylindrischen Gegenstände müssen
die Hubbalken hohe Traglasten aufnehmen.
-
Der Antrieb der Hubbalken muß somit das Gewicht dieser Traglasten
wie auch das der entsprechend zudimensionierenden Hubbalken tragen, wobei Gewichte
bis zu looo t zu bewegen sind. Entsprechend hoch ist der Aufwand für den Antrieb
und die Kinematik der Hubbalken. Da diese Öfen zudem einen durchgehenden Ofenraum
aufweisen, haben sie eine ungünstige Wärmeverteilung und einen hohen Wärmeverbrauch.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der eingangs
genannten Art so zu gestalten, daß seine Herstellung wesentlich kostengünstiger
und sein Wärmeverbrauch erheblich geringer ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ofenraum
in zumindest zwei quer zur Transportrichtung sich erstreckende, in Transportrichtung
hintereinander angeordnete, durch Kammertüren für den Durchtritt der zylindrischen
Gegenstände getrennte Ofenkammern aufgeteilt ist, wobei die einzelnen Ofenkammern
zur Umluftführung der Heißluft zwischen dem Brenner und einem Umluftgebläse miteinander
verbunden sind.
-
Durch die Aufteilung des Ofenraumes in zumindest zwei
Ofenkammern
und die Umluftführung der Heißluft wird die im Brenner erzeugte Wärme optimal ausgenutzt.
Zudem hat es sich herausgestellt, daß der Bauaufwand für einen solchen Ofen wesentlich
geringer ist.
-
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ofenkammern für
die Aufnahme je eines zylindrischen Gegenstandes ausgelegt sind, was auch einer
möglichst guten Wärmeausnutzung dienlich ist.
-
Von besonderem Vorteil ist, wenn der erfindungsgemäße Ofen mit einer
Transporteinrichtung kombiniert wird, die aus in Transportrichtung abfallend verlaufenden
Rollbahnen und in jeder Ofenkammer angeordneten, aus der Rollebene entfernbaren
Positionieranschlägen besteht. Auf diesen Rollbahnen bewegen sich die zylindrischen
Gegenstände aufgrund ihres Eigengewichts durch den Ofenraum, so daß komplizierte
Einrichtungen, wie sie bei Hubbalkenöfen vorhanden sind, nicht erforderlich sind.
Die Positionieranschläge halten dabei die zylindrischen Gegenstände in der jeweiligen
Ofenkammer in der gewünschten Stellung fest und werden aus der Rollebene entfernt,
wenn die zylindrischen Gegenstände von einer Ofenkammer in die andere rollen sollen.
-
Die Positionieranschläge sind zweckmäßigerweise als in bzw. gegen
die Transportrichtung schwenkbare Anschlaghebel ausgebildet., die durch einfache
Schwenkbewegung in die Rollebene hineinbewegt bzw. aus ihr herausgeschwenkt werden
können. Sie sind vorteilhafterweise- unterhalb des Ofenraums schwenkbar gelacert,
wobei sie über Schlitze in den Ofenraum hineinragen. Aufgrund dieser Anordnung unterliegt
die Lagerung nicht der Hitzeeinwirkung im Ofenraum. Dabei sollten die Schlitze durch
sich mit den Anschlaghebeln bewegende Abdeckleisten ver-
schlossen
sein. Die Anschlaghebel können über außerhalb des Ofenraumes angreifende Hydraulikzylinder
angetrieben sein. Damit die Anschlaghebel in einer Ofenkammer immer dieselbe Position
einnehmen, sollten sie auf einer gemeinsamen Achse befestigt sein.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung- ist vorgesehen, daß die Rollbahnen
im Bereich der Mitte der Ofenkammern horizontal verlaufende Abschnitte aufweisen
und Verschiebeeinrichtungen zum Abschieben der zylindrischen Gegenstände von diesen
Abschnitten in Transportrichtung vorgesehen sind. Auf diese Weise sind die Positionieranschläge
bzw. Anschlaghebel während der Wärmebehandlungsphase nicht durch das Gewicht der
zylindrischen Gegenstände belastet, da diese dann den horizontal verlaufenden Abschnitten
ruhen.
-
Verschiebeeinrichtungen können dabei in einfacher Wei se dadurch verwirklichS,werden,
daß die Anschlaghebel an ihren Positionierstellung über die Rollbahnen hinausragenden
Enden V-förmige Einschnitte für die Aufnahme der zylindrischen Gegenstände in dieser
Stellung aufweisen.
-
Gemäß der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß an einem Stirnende
der in Transportrichtung letzten Ofenkammer der Brenner angeordnet ist, der mit
dem an dem entsprechenden Stirnende der ersten Ofenkammer a: angeord ten Umluftgebläse
in Verbindung steht. Bei mehr als zwei Ofenkammern ergibt sich hierdurch eine zick-zack-förmige
Führung der Heißluft vom Brenner zum Umluftgebläse hin, wobei die von diesem Geblase
angesaugte Heiß luft wieder dem Brenner zugeführt wird.
-
Die Erfindung sieht schließlich vor, daß die Ofentüren und die Kammertüre(n)
über Hydraulikzylinder vertikal
anhebbar bzw. absenkbar sind.
-
In der Zeichnung ist die. Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Es zeigen: Figur einen Horizontalschnitt durch einen Ofen
in der Ebene B-B in Figur 2 und Figur 2 einen Querschnitt durch den Ofen gemäß Figur
1 ion der Ebene C9C.
-
Von den beiden Figuren zeigt insbesondere Figur 1 den grundsätzlichen
Aufbau des Ofens 1. Dessen Ofenraum 2 ist in zwei längliche Ofenkammern 3, 4 aufgeteilt,
wobei die in dieser Ansicht obere Ofenkammer 3 die in Transportrichtung der zylindrischen
Gegenstände gesehen erste ist.
-
Die Außenwandung dieser Ofenkammer 3 wird im wesentlichen durch eine
Ofeneingangstür 5 gebildet, die innenseitig mit einer Isolierschicht 6 aus Feuerfestmaterial
gedämmt ist. Die Außenwandung der zweiten Ofenkammer 4 ist mit einer Ofenausgangstür
7 versehen, auf die ebenfalls innenseitig -eine Isolierschicht 8 aufgebracht ist.
-
Beide Ofentüren 5, 7 sind seitlich in Vertikalführungen 9, 10, 11,
12 so geführt, daß sie nach oben angehoben werden können.
-
Die Ofenkammern 3, 4 werden durch eine auf beiden Seiten mit Isolierschichten
13, 14 versehene Kammertür 15 getrennt, die in ihrer Länge derjenigen der Ofeneingangs-bzw.
-ausgangstür 5, 7 entspricht. Sie trennt beide Ofenkammern 3, 4 bis auf einen Endbereich
16 an ihrem in dieser Ansicht linken Ende, wo die Ofenkammern 3, 4 Verbindung miteinander
haben. Dieser Endbereich 16 wird
außenseitig mit einem U-förmigen,
gleichfalls innenseitig mit einer Isolierschicht 17 ausgekleideten Wandungsteil
18 abgeschlossen. An ihrer in dieser Ansicht rechten Vertikalkante ist die Kammertür
15 in einer Vertikalführung 19 nach Art einer Nut-Feder-Führung gehalten.
-
Die erste Ofenkammer 3 setzt sich in dieser Ansicht nach rechts in
einem Gebläsestutzen 20 fort, an dessen Ende ein Radialgebläse 21 angeordnet ist.
Die untere Ofenkammer 4 weist an dem gleichen Stirnende eine Brennermündung 22 auf.
Der Brenner selbst wie auch der Antriebsmotor für das Radialgebläse 21 sind nicht
gezeichnet und entsprechen üblichen Ausführungsnormen. Brenner und Radialgebläse
21 sind miteinander so verbunden, daß sich ein Umluftstrom ergibt, der -ausgehend
von der Brennermündung 22 - die zweite, in dieser Ansicht untere Ofenkammer 4 in
Längsrichtung entlang des Pfeils A durchläuft, in dem Endbereich 16 um 1800 umgelenkt
wird, die erste Ofenkammer 3 durchläuft und mittels des Radialgebläses 21 wieder
der Brennermündung zugeführt wird. Hierdurch läßt sich eine optimale Wärmenutzung
erzielen.
-
Quer zur Längsachse der Ofenkammern 3, 4 verlaufen insgesamt sechs
identisch ausgebildete Rollbahnen 23, 24, 25, 26, 27, 28, und zwar in Transportrichtung.
Auf ihnen können die Wärmezubehandelnden Stangen, Rohre oder dergleichen durch die
Ofenkammern 3, 4 gerollt werden.
-
Dabei werden sie für die Wärmebehandlung in der jeweiligen Ofenkammer
3, 4 von jeweils vier im Abstand nebeneinander angeordneten, identisch ausgebildeten
Anschlaghebel 29, 30, 31, 32 bzw. 33, 34, 35, 36 in Position gehalten. Dies ist
insbesondere der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 2 zu entnehmen.
-
Wie diese Figur zeigt, hat der Ofen 1 einen gestuft ausgebildeten
und mit einer innenseitigen Isolierschicht 37 ausgekleideten Ofenboden 38, der von
Stützen 39, 40, 41 getragen wird, die wiederum auf einem Rahmenwerk 42 stehen. Durch
den Ofenraum 2 erstrecken sich die Rollbahnen 23 bis 28, wobei hier nur die Rollbahn
24 zu sehen ist, da alle Rollbahnen hintereinander gleich angeordnet sind. Die Rollbahn
24 ist an beiden Enden auf Tragstützen'69, 70 abgestützt. In der Ofeneingangs- und
Ofenausgangstür 5-, 7 sowie der Kammertür 15 sind für den Durchtritt der Rollbahnen
23 bis 28 entsprechende Schlitze vorgesehen. Auf der in dieser Ansicht rechten Eingangsseite
hat die Rollbahn 24 - wie auch die übrigen Rollbahnen 23 bis 28 - einen horizontalen
Abschnitt a3 und am Ende der Ausgangsseite einen Endanschlag 44.
-
Ofeneingangs- und -ausgangstür 5, i sowie die Kammertür 15 sind an
den Kolbenstangen 45, 46, 47 von Hydraulikzylindern 48, 49, 50 aufgehängt, die wiederum
an einem Traggerüst 51 befestigt sind. Das Traggerüst 51 wird von Trägern 52, 53
gehalten, die auf den Ofenkammerdecken 54, 55 stehen. Auch die Ofenkämmerdecken
54, 55 sind'innenseitig mit einer Isolierbeschichtung 56, 57 versehen.
-
Durch die Schlitze im Ofenboden 38 ragen von unten her die Anschlaghebel.
29 bis 36 in die Ofenkammer 3, 4 hinein, wobei hier nur die Anschlaghebel 29, 33
zu sehen sind.
-
Sie sind unterhalb des Ofenbodens 38 auf je einer Hebelwelle 58, 59
befestigt, die parallel zur Längsachse des Ofens 1 verlaufen und auf denen jeweils
eine Gruppe von Anschlaghebeln 29 bis 32 bzw. 33 bis 36 in gleicher Stellung befestigt
sind. Die Hebelwellen 58,59 sind in Lagerböcken 60, 61 schwenkbar gelagert und weisen
nach unten
gerichtete Antriebshebel 62, 63 auf, an denen Hydraulikzylinder
64, 65 angelenkt sind. Letztere stützen sich an dem Rahmenwerk 42 ab. Selbstverständlich
können auch weitere Antriebshebel und Hydraulikzylinder v.Qrgesehen sein.
-
Die freien Enden der Anschlaghebel 29 bis 36 sind, wie die hier gezeigten
Anschlaghebel 29, 33 zeigen, Y-förmig ausgebildet, d. h. sie weisen jeweils zwei
im Winkel zueinander angeordnete Nasen auf, die V-förmige Einschnitte 66, 67 einschließen.
Diese Einschnitte 66, 67 sind so groß ausgebildet, daß die zylindrischen Gegenstände
bis zu Durchmessern, für die der Ofen 1 auSgelegtst, einschließen können.
-
Der Ofen 1 arbeitet bei der Wärmebehandlung einer hier strichpunktiert
angedeuteten Stange 68 wie folgt.
-
Zunächst wird die Stange 68 in Position 68' auf den horizontalen Abschnitt
43 der Rollbahn 24 abgelegt. Die Erstreckung der Stange 68 senkrecht zur Zeichnungsebene
ist dabei selbstverständlich so groß, daß die Stange auf mehreren Rollbahnen 23
bis 28-áufliegt. Die Ofeneingangstür 5 wird dann durch Einziehen der Kolbenstange
45 in den Hydraulikzylinder 48 hochgezogen und gleichzeitig der Anschlaghebel 29
- wie auch die übrigen auf der Hebelwelle 58 befestigten Anschlaghebel 30, 31, 32
- so weit in dieser Ansicht nach rechts geschwenkt, daß die in dieser Ansicht rechte
Nase des Y-förmigen Endes des Anschlaghebels 29 unterhalb der Rollbahnen zu liegen
kommt, während die linke Nase steil hoch steht. Der Verschwenkvorgang wird dabei
durch Einziehen der Kolbenstange des Hydraulikzylinders 64 und damit Verschwenken
des*Antriebshebels 62 bewirkt.
-
Die Stange 68 wird dann auf den geneigten Abschnitt der
Rollbahn
24 geschoben und rollt dann aufgrund ihres Eigengewichtes gegen den hochstehenden
Teil des Anschlaghebels 29 - und natürlich auch- der weiteren Anschlaghebel 30,
31, 32 auf der Hebelwelle 58. Anschliessend werden die Ofeneingangstür 5 geschlossen
und gleichzeitig die Anschlaghebe 29 bis 32 in die gezeigte Mittelstellung geschwenkt,
so daß die Stange 68 in Position 68" auf einem ebenen Abschnitt 71 der Rollbahn
24 in dem Einschnitt 66 gehalten wird. Es erfolgt dann die Wärmebehandlung im kühleren
Teil des Ofenraums 2, nämlich in der Ofenkammer 3. Gleichzeitig wird in der benachbarten
Ofenkammer 4 eine schon vorgewärmte Stange weiter erhitzt.
-
Ist die Stange 68 entsprechend erwärmt, wird die Kammertür 15 durch
Einziehen der Kolbenstange 46 in den Hydraulikzylinder 49 angehoben. Dann wird die
Hebelwelle 58 so entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, daß der Anschlaghebel 29 -
wie auch die übrigen Anschlaghebel 30 bis 33 -nach in dieser Ansicht links geschwenkt
wird, und zwar so weit, bis die in dieser Ansicht linke-Nase des Anschlaghebels
29 unterhalb der Ebene der Rollbahn 24 zu liegen kommt. Dabei wird die Stange 68
von dem ebenen Abschnitt 71 auf den anschließenden, geneigten Abschnitt der Rollbahn
24 heruntergeschoben, so daß die Stange 68.
-
dann aufgrund ihres Eigengewichts ins Rollen kommt.
-
Gleichzeitig werden die Anschlaghebel 33 bis 36, von denen hier der
Anschlaghebel 33 zu sehen ist,- so nach in dieser Ansicht rechts verschwenkt, daß
deren rechte Nase unterhalb der Ebene der Rollbahnen 23 bis 28 zu liegen kommt.-Die
nach links rollende Stange 68 gelangt dann in die zweite Ofenkammer 4 und dort in
den Einschnitt 67 -des Anschlaghebels 33 und auf einen ebenfalls ebenen Abschnitt
72 der Rollbahn 24. Die Kammertür 15 wird wieder abgesenkt
und
die Hebelwelle 59 so gegen den Uhrzeigersinn gedreht, daß die Anschlaghebel 33 bis
36 die gezeigte Stellung einnehmen und sich die Stange 68 in der Position 68"' befindet.
Zuvor ist selbstverständlich die in dieser Ofenkammer 4 befindliche Stange entfernt
worden, während jetzt die erste Ofenkammer 3 mit einer neuen Stange entsprechend
beladen werden kann. Die Stange 68 wird dann in der heißen Ofenkammer 4 auf die
gewünschte Wärmebehandlungstemperatur gebracht.
-
Ist die Stange 68 fertig behandelt, werden die Ofenausgangstür 7 durch
Einziehen der Kolbenstange 47 in den Hydraulikzylinder 50 angehoben und die Anschlaghe
bel 33 bis 36 so weit nach links verschwenkt, daß die jeweils linke Nase des Einschnitts
67 unterhalb der Ebene der Rollbahn 24 gelangt und die Stange 68 von dem ebenen
Abschnitt 72 auf den anschließenden, geneigten Abschnitt der Rollbahn 24 geschoben
wird.
-
Die Stange 68 rollt dann aus dem Ofenraum 2 hinaus und wird vom Endanschlag
44 in Position 68'''' angehalten, von wo sie dann weggetragen werden kann. Selbstverständlich
kann statt eines Endanschlages 44 ein Rollengang oder eine andere Transportvorrichtung
angeschlossen werden.
-
Die Ofenausganastür 7 wird dann geschlossen. Die in der ersten Ofenkammer
3 befindliche vorgewärmte Stange wird dann - wie zuvor beschrieben - in die zweite
Ofenkammer 4 transportiert, während die erste Ofenkammer 3 wieder mit einer neuen
Stange beladen werden kann.