DE3506131C1 - Verfahren zum Waermebehandeln von insbesondere metallischen Werkstuecken und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Waermebehandeln von insbesondere metallischen Werkstuecken und Vorrichtung zur Durchfuehrung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Wärmebehandeln von insbesondere metallischen Werkstücken
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, wie sie durch die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 5
gekennzeichnet ist.
Bekanntermaßen wird beim Wärmebehandeln metallischer Werkstücke derart vorgegangen, daß diese
Werkstücke zu Losen zusammengetragen werden, die jeweils bei gleichen Prozeßparametern behandelt werden.
Chargen, die gleiche Prozeßparameter und dabei auch insbesondere gleiche Verweilzeit in der Ofenatmosphäre
erfordern, werden dann nacheinander einer zumindest quasi kontinuierlich arbeitenden Ofenkammer
zugeführt. Die Chargen durchlaufen seriell, d. h. eine hinter der anderen, kontinuierlich oder taktweise bewegt,
die Ofenkammer von deren Beschickungsöffnung bis zu ihrer Entnahmeöffnung. Die Weglänge, die die
Chargen innerhalb der Ofenkammer zurücklegen in Verbindung mit der Wander- bzw. Taktgeschwindigkeit
ergibt die Verweildauer der Chargen innerhalb der Ofenatmosphäre.
Infolge der seriellen Bewegung sämtlicher in der Ofenkammer befindlicher Chargen ergibt sich bei den
bekannten Verfahren zwangsweise eine von Charge zu Charge gleiche Behandlungsdauer in der Ofenkammer,
weshalb auch nur Chargen gleichzeitig behandelt werden können, die praktisch dieselben Prozeßbedingungen
erfordern.
Es ist bei den bekannten Ofenlagen kein gemischter Betrieb möglich, in dem Sinne, daß gleichzeitig Chargen
behandelt werden, die jeweils voneinander unterschiedliehe Verweildauer in der Ofenkammer erfordern.
Wenn bei den bekannten Ofenanlagen Chargen behandelt werden sollen, die eine andere Verweildauer in
der Ofenkammer benötigen, muß zunächst abgewartet werden, bis die letzte Charge aus der Ofenkammer entnommen
ist, die noch die alte vorhergehende Prozeßzeit erforderte. Erst dann ist es möglich, mit der Behandlung
der neuen Chargen zu beginnen, deren Verweildauer in der Ofenkammer gegenüber den vorher behandelten
Chargen kürzer oder länger ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Wärmebehandeln
von insbesondere metallischen Werkstücken in einer eine entsprechende Atmosphäre enthaltenden
Ofenkammer zu schaffen, das beim Übergang von einer Charge auf eine Charge anderer Art keine vorhergehende
vollständige Entleerung der Ofenkammer erfordert bzw. das es gestattet, gleichzeitig Chargen unterschiedlicher
Art zu behandeln.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine hierfür geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
zu schaffen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches
und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst.
Dadurch, daß eine jede Charge nach Ablauf einer für sie spezifischen Verweilzeit in der Ofenkammer von den
übrigen Chargen unabhängig aus der Ofenkammer entnommen wird, ist es nicht mehr notwendig, die Chargen
nach Losen mit gleichen Verfahrensparametern zusammenzustellen, um Totzeiten beim Übergang von Chargen
der einen Art auf Chargen der anderen Art zu minimieren. Vielmehr können nacheinander Chargen praktisch
beliebiger Art eingegeben werden, sobald ein entsprechender Platz in der Ofenkammer frei geworden ist.
Es ergibt sich hierdurch eine hohe Flexibilität auch bei der Verwendung kleiner Öfen.
Darüber hinaus hat das neue Verfahren den Vorteil, den Istzustand der Werkstücke pro Charge zu berücksichtigen
und dementsprechend individuell die Charge der Ofenatmosphäre ausgesetzt zu lassen. Bei den bekannten
Ofenanlagen mußte dagegen auf den zu erwartenden ungünstigsten Fall hin die Verweilzeit bestimmt
werden, was dann beispielsweise bei anderen Chargen eine zu ausgeprägte Wärmebehandlung zur Folge hatte.
Um eine wechselseitige Beeinflussung der Chargen innerhalb der Ofenkammer möglichst auszuschließen,
ist es zweckmäßig, wenn eine jede Charge vor ihrem Einbringen in die Ofenkammer in einer Vorheizzone auf
die jeweilige Prozeßtemperatur in der Ofenkammer vorgewärmt wird. Es ist damit nicht zu befürchten, daß
bereits in der Ofenkammer befindliche Chargen in ihrem Prozeßablauf durch eine in der Nähe angeordnete
kalte Charge beeinflußt werden.
Obgleich es durchaus möglich ist, das neue Verfahren auch dann zu verwenden, wenn sich die Zustandsgrößen
und die Zusammensetzungen der Ofenatmosphäre allmählich oder stufenweise verändern, vereinfacht sich
beispielsweise die Berechnung der Verweilzeit, wenn die Zustandsgrößen und die Zusammensetzung der
Ofenatmosphäre über die Behandlungsdauer einer jeweiligen Charge hinaus konstant gehalten werden.
Diese Annahme ist auch bei gleitend oder stufenförmig sich ändernden Prozeßparametern gegeben, wenn
die Änderung während der Verweildauer der Charge ein bestimmtes Maß nicht überschreitet, d. h. in diesem
Falle ist die Ofenatmosphäre hinsichtlich ihrer Zutandsgrößen und Zusammensetzung quasi konstant.
Ein besonderes flexibles Verfahren, das auch den unterschiedlichsten
Werkstückformen gerecht wird, ergibt sich, wenn für eine jede Charge während ihres Verweilens
in der Ofenkammer aus den Zustandsgrößen unter Zusammensetzung der Ofenatmosphäre sowie der
Werkstückform und -art pro Charge die notwendige Verweildauer berechnet wird. Insbesondere kommt es
dann auch nicht unbedingt darauf an, die chemischen und physikalischen Parameter der Ofenatmosphäre
ständig innerhalb enger Grenzen konstant zu halten. Darüber hinaus ist gerade durch diese Maßnahme es
leicht möglich, den Istzustand der einzelnen Chargen mitzuberücksichtigen.
Dadurch, daß der Transporteinrichtung eine einen Speicher aufweisende Steuerungseinrichtung zugeordnet
ist, ist eine besonders gute Ausnutzung der Transporteinrichtung möglich, weil sofort nach dem Entladen
einer Charge deren freiwerdender Platz von einer neuen Charge eingenommen werden kann. Außerdem gestattet
dieses Verfahren einen selbsttätigen automatischen Betrieb, der ohne manuelle Eingriffe auskommt.
Eine gute Raumausnutzung innerhalb der Ofenkammer wird erhalten, wenn die Transporteinrichtung innerhalb
der Ofenkammer eine geschlossene Bahn aufweist, längs derer die Chargen bewegbar sind. Auch
ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, die Chargen längs der Bahn so zu bewegen, daß zur Entnahme bzw. zum
erneuten Beladen jeweils nur die kürzeste Wegstrecke zurückzulegen ist, weil sich die Chargen bzw. die Leerplätze
von beiden Seiten her der Beschickungs- oder der Entnahmeöffnung nähern können.
Je nach dem, wie die Platzverhältnisse in der Umgebung der Ofenkammer aussehen, können die Entnahme-
und die Beschickungsöffnung unmittelbar benachbart sein oder sie können sich bezüglich der Bahn und der
Mitte der Ofenkammer diametral gegenüberliegen.
Eine besonders einfache Transporteinrichtung ergibt sich, wenn zur Bildung der geschlossenen Bahn in der
Ofenkammer ein um die Vertikale drehbar gelagerter Herd vorgesehen ist, der von einer durch die Steuereinrichtung
gesteuerten Antriebseinrichtung wahlweise in die eine oder in die andere Richtung, zumindest jedoch
in wenigstens eine Richtung drehbar ist, wobei mit dem Herd der Positionsgeber gekuppelt ist, mittels dem die
Steuerungseinrichtung die jeweilige Position der Chargen bzw. die Position freier Stellen auf dem Herd bestimmt.
Um den Herd zu be- oder entladen, enthält die Transporteinrichtung Stoßer oder Zieher, die die Chargen
durch die Entnahme- oder Beschickungsöffnung hindurch auf den Herd bzw. von diesem herunter transportieren.
Die Steuerungseinrichtung kann auch mit einem Rechner zusammengefaßt sein, der für jede in der Ofenkammer
befindliche Charge während deren Anwesenheit aus den Zustandsgrößen und der Zusammensetzung
der Ofenatmosphäre, d. h. aus deren physikalischen und chemischen Parametern sowie der Werk-
stückform und -art innerhalb der jeweiligen Charge deren Verweilzeit ermittelt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt jeweils in
schematisierter Darstellung:
F i g. 1 eine Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in einer Draufsicht mit
geöffneten Kammern,
Fig.2 den eigentlichen Behandlungsofen der Ofenanlage
nach F i g. 1 in einem Längsschnitt, to
F i g. 3 den Ofen nach F i g. 2, geschnitten entlang der Linie III-III in einer Ansicht von oben und
F i g. 4 und 5 in weiter schematisierter Darstellung die quergeschnittene Ofenkammer unter Veranschaulichung
unterschiedlicher Lagen der Beschickungs- und Entnahmeöffnung.
In F i g. 1 ist eine Ofenanlage 1 veranschaulicht, die eine Vorheizzone 2 sowie einen an den Ausgang der
Vorheizzone 2 angeschlossenen Industrieofen 3 zum Wärmebehandeln, inbesondere metallischer Werkstükke,
enthält, in dem die Werkstücke beispielsweise in einer entsprechenden Atmosphäre aufgekohlt werden.
Die Steuerung der Antriebe und Einrichtungen der Vorheizzone 2 und des Ofens 3 erfolgt mittels eines Rechners
4, der über schematisch angedeutete Steuerleitungen 5 und 6 mit den jeweiligen Antriebsmitteln verbunden
ist. Seine Daten und sein Programm erhält der Rechner 4 über einen über eine Leitung 7 angeschlossenen
Speicher 8 sowie über entsprechende Meßfühler.
neres über eine Beschickungsöffnung 22 und eine Entnahmeöffnung 23 zugänglich ist. Die Beschickungsöffnung
22 des Ofens 3 ist an die Entnahmeöffnung 12 der Vorheizkammer 9 angeschlossen, wobei zwischen beiden
Öffnungen eine ebenfalls durch entsprechende, nicht dargestellte Antriebsmittel betätigbare Tür 24 angeordnet
ist, durch die der Innenraum der Vorheizkammer 9 vom Innenraum der Ofenkammer 21 wahlweise
abzusperren ist. Lediglich zum Überführen der Chargen 13 aus der Vorheizkammer 9 in die Ofenkammer 21 wird
die Tür 24 geöffnet.
Die Entnahmeöffnung 23 schließt gegebenenfalls an weitere Behandlungseinrichtungen für die Werkstücke
an, weshalb der von der Entnahmeöffnung 23 wegführende Kanal abgebrochen veranschaulicht ist. Auch die
Entnahmeöffnung 23 ist durch eine entsprechende Tür
25 wahlweise absperrbar.
Der Aufbau des Ofens 3, der in F i g. 1 stark schematisiert wiedergegeben ist, ist im folgenden anhand der
F i g. 2 und 3 erläutert.
Auf insgesamt vier im Quadrat angeordneten Pfeilern
26 eines Sockels 27 ruht eine mit wärmeisolierendem Material 28 ausgekleidete Haube 29, die nach unten
offen ist. Der durch die Auskleidung 28 begrenzte Raum hat einen kreisförmigen Grundriß mit einer gewölbten
Decke 31.
Von unten her ragt in den durch die Ausmauerung 28 begrenzten zylindrischen Raum ein ebenfalls kreisförmiger
Drehherd 32, der auf seiner Oberseite eine wär-
Die Vorheizzone 2 weist eine rechteckige mit wärme- 30 meisolierende Auflage 33 trägt. Der Drehherd 32 ist
isolierendem Material ausgekleidete Vorheizkammer 9 mittels eines entsprechenden Vertikallagers 34 in dem
auf, an deren einer Stirnseite sich eine Beschickungsöffnung 11 befindet, während an dem der Beschickungsöffnung
11 abgelegenen Ende einer Seitenwand eine Entnahmeöffnung 12 vorgesehen ist. Zwischen der Beschikkungsöffnung
11 und der Entnahmeöffnung 12 erstreckt sich in der Vorheizkammer 9 ein Rost oder Herd, auf
dem sich die in Körben oder auf Paletten befindlichen Chargen 13 allmählich von der Beschickungsöffnung 11
zu der Entnahmeöffnung 12 bewegen. Der Beschikkungsöffnung 11 vorgelagert ist eine Schleuse 14, die
mittels zweier Türen 15 und 16 einerseits zu der Beschickungsöffnung 11 der Vorheizkammer 9 hin bzw.
durch die Schleusentür 16 zur Außenatmosphäre hin wahlweise abschließbar ist. Den beiden Schleusentüren
15 und 16 sind zum öffnen und Schließen nicht dargeteilte elektrische oder hydraulische Antriebsmittel zugeordnet.
An einer der Beschickungsöffnung 11 gegenüberliegenden Seitenwand der Schleuse 14 ist ein beispielsweise
hydraulisch betätigbarer Querstoßer 17 vorgesehen, mit dem eine in die Kammer der Schleuse 14 gebrachte
Charge 18 bei geöffneter Schleusentür 15 auf den Herd der eigentlichen Vorheizkammer 9 durch die Beschikkungsöffnung
11 hindurch vorgeschoben werden kann, wobei gleichzeitig sämtliche auf diesem Herd befindliche
Chargen 13 um den entsprechenden Betrag in Richtung auf die Entnahmeöffnung 12 vorrücken.
Um die Chargen 13 aus der Vorheizkammer 9 herauszubefördern, ist an einer der Entnahmeöffnung 12 gegenüberliegenden
Stelle in dieser Seitenwand ein weiterer ebenfalls beispielsweise hydraulisch betätigbarer
Querstoßer 19 vorgesehen, der bei seiner Aktivierung die entsprechende vor ihm befindliche Charge 13 von
dem Herd in der Vorheizkammer 9 herunter durch die Entnahmneöffnung 12 hindurchtransportiert.
Der Ofen 3 enthält eine ebenfalls mit wärmeisolierendem Material ausgekleidete Ofenkammer 21, deren InSockel
27 um die vertikale Achse drehbar gelagert, die konzentrisch zu dem durch die Ausmauerung 28 begrenzten
Raum verläuft. Zur Abdichtung des Drehherdes 32 gegenüber der Haube 29 ist an deren Unterseite
ein zylindrisch umlaufendes Schwert 35 angeordnet, das in einen mit öl gefüllten und nach oben offenen Ringkanal
36 eintaucht, der an der Unterseite des Drehherdes 32 vorgesehen ist und radial über diesen seitlich, wie
gezeigt, übersteht. Drehherd 32 und Haube 29 begrenzen zusammen die Ofenkammer 21.
Zum Antrieb des Drehherdes 32 ist in dem Sockel 27 ein Getriebemotor 37 befestigt, dessen Ausgangszahnrad
38 mit einem mit dem Drehherd 32 drehfest verbundenen Zahnrad 39 kämmt, das koaxial zur Drehachse
des Drehherdes 32 ist. Getrieblich mit dem Zahnrad 39 gekuppelt ist ferner ein Drehwinkelgeber 41, dessen
elektrischer Ausgang über eine Verbindungsleitung 42 an den Rechner 4 angeschlossen ist, so daß dieser über
den Drehwinkelgeber 41 den jeweiligen Azimutwinkel des Drehherdes 32 ermitteln kann.
Unterhalb der Decke 31 sind in die Haube 29 endseitig abgeschlossene Rohre 43 eingesetzt, in denen zum
Aufheizen der Ofenatmosphäre Brenner eingeschoben sind. Zum Messen und Regeln der physikalischen und
chemischen Parameter der Ofenatmosphäre während des Prozeßablaufs sind an sich bekannte Einrichtungen
vorgesehen und elektrisch mit dem Rechner 4 verbunden, die deshalb auch nicht weiter im einzelnen gezeigt
sind.
Die insoweit beschriebene Ofenanlage 1 arbeitet folgendermaßen: Sobald auf dem Drehherd 32 ein Stellplatz
infolge der Entnahme einer der Chargen 13 frei geworden ist, setzt der Rechner 4 den Getriebemotor 37
so lange in Gang, bis die von dem Winkelgeber 41 gemeldete Winkelstellung des Drehherdes 32 für den
Rechner 4 erkennen läßt, daß dieser frei gewordene Stellplatz sich gegenüber der Beschickungsöffnung 22
befindet. Sobald diese Position erreicht ist, wird der Getriebemotor
37 stillgesetzt und von dem Rechner 4 der Antrieb für die Tür 24 eingeschaltet und die Tür 24
geöffnet. Durch die nunmehr geöffnete Verbindung zwischen der Entnahmeöffnung 12 der Vorheizkammer
9 und der Beschickungsöffnung 22 des Ofens 3 wird die dem Querstoßer 19 benachbarte Charge 13a von dem
Querstoßer 19, nachdem der Antrieb von diesem ebenfalls über den Rechner 4 eingeschaltet wurde, von dem
Herd in der Vorheizzone 9 herunter und durch die Entnahmeöffnung 12 sowie die Beschickungsöffnung 22
hindurchgeschoben, so weit, bis die Charge 13a den freien Stellplatz auf dem Drehherd 32 eingenommen hat.
Nach dem Zurückziehen des Querstoßers 19 in die in F i g. 1 gezeigte Ausgangslage veranlaßt der Rechner 4
das Schließen der Tür 24 und stattdessen das öffnen der Schleusentür 15, so daß der Querstoßer 17 nach Ingangsetzen
seines Antriebs durch den Rechner 4 die in der Kammer der Schleuse 14 wartende Charge 136 auf
den Herd in der Vorheizkammer 9 vorschieben kann. Gleichzeitig damit bewegt der Querstoßer 17 alle in der
Vorheizkammer 9 wartenden Chargen 13 eine Position weiter vor, bis wieder die in F i g. 1 gezeigte Anordnung
erreicht ist, bei der eine Charge 13a vor der Entnahmeöffnung 12 positioniert ist.
Der Querstoßer 17 wird daraufhin zurückgezogen und der Rechner 4 veranlaßt die Schließung der Schleusentür
15. Es kann nunmehr in die freie Schleuse 14 nach Öffnen der Schleusentür 16 eine neue Charge 136 eingegeben
werden.
Von der neu auf den Drehherd 32 übergebenen Charge 13a speichert der Rechner 4 in seinem Arbeitsspeicher
8 den Zeitpunkt der Übernahme in den Ofen 3 und die Winkelposition der Lage dieser Charge 13a auf dem
Drehherd 32.
Da der Rechner 4 aufgrund eines wie vorher beschriebenen Vorgangs von jeder der in dem Ofen 3
befindlichen Chargen deren Eingabezeitpunkt in den Ofen 3 und deren Lage auf dem Drehherd 32 kennt,
kann der Rechner 4 aufgrund dieser Daten sowie der von ihm mit entsprechenden bekannten Meßfühlern ermittelten
physikalischen und chemischen Parametern der Ofenatmosphäre in dem Ofen 3 sowie der zu erreichenden
Bedingungen für jede Charge die notwendige Verweilzeit berechnen. Da die in der Vorheizkammer 9
befindlichen Chargen 13 bereits auf die Prozeßtemperatur aufgeheizt werden — die Vorheizkammer 9 wird
hierzu durch entsprechende nicht veranschaulichte Heizelemente aufgeheizt — beeinflussen die neu in die
Ofenkammer überführten Chargen 13 auch nicht die Prozeßtemperatur für die unmittelbar benachbarten,
bereits länger in dem Ofen 3 befindlichen Chargen 13.
Sobald der Rechner 4 aufgrund der im Speicher 8 enthaltenen Daten feststellt, daß für eine der in dem
nach wird die Tür 25 wieder geschlossen; selbstverständlich kann die Tür 25 eine weitere Schleusentür
einer an die Entnahmeöffnung 23 angeschlossenen nicht gezeigten Schleuse sein, die einen größeren Verlust an
5 Ofenatmosphäre verhindern hilft.
Der nunmehr frei gewordene Stellplatz auf dem Drehherd 32 kann von einer aus der Vorheizkammer 9
in der oben beschriebenen Weise nachrückenden Charge 13a eingenommen werden, wozu der Rechner 4 entsprechend
den Getriebemotor 37 in Gang setzt, bis sich der Stellplatz auf dem Drehherd 32 vor der Beschikkungsöffnung
22 befindet.
Der Drehherd 32 bildet bei dieser Anordnung eine Transportvorrichtung für die Chargen 13c bis 13/j die
mittels des Drehherdes 32 längs einer geschlossenen Bahn in der Kammer des Ofens 3 zu bewegen sind.
Ersichtlicherweise kann die von dem Rechner 4 vorgesehene Steuerung des Drehherdes 32 auch dahin gehen,
daß sich der Drehherd 32 aufgrund des eingeschalteten Getriebemotors 37 während des Wärmebehandlungsprozesses
ständig dreht und von dem Rechner 4 lediglich während des eigentlichen Be- und Entladevorgangs
in der entsprechenden richtigen Position angehalten und danach wieder ständig in Gang gesetzt wird.
Weiterhin kann die Steuerung so ausgelegt werden, daß sie je nach Lage der von dem Drehherd 32 zu entladenden
Charge 13c bis 13/ relativ zu der Entnahmeöffnung 23 den Drehherd 32 entweder links oder rechts herum in
Gang setzt, so daß jeweils nur der kürzeste Weg zurückzulegen
ist.
Wie die stark schematisierten F i g. 4 und 5 des Ofens 3 zeigen, können sich die Beschickungsöffnungen 22 und
23 bezüglich der durch den Drehherd 32 gegebenen Bahn bzw. der Mitte der Kammer des Ofens 3 diametral
gegenüberliegen. Dies zeigt im übrigen auch das vorhergehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Pfeile 45
und 46 deuten dabei die Bewegungsrichtung der Chargen beim Be- bzw. Entladen an. Ein Doppelpfeil 47 hingegen
veranschaulicht die wahlweise Wanderrichtung der Chargen 13 innerhalb der Kammer des Ofens 3.
Abweichend von der Anordnung nach F i g. 4 ist es aber auch möglich, die Beschickungs- und die Entnahmeöffnung
zu einer gemeinsamen Öffnung 47 zu kombinieren bzw. diese beiden Öffnungen unmittelbar benachbart
anzuordnen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Drehherd 32 zwischen dem Entleeren und dem erneuten
Beladen praktisch nicht oder nur ein geringes Stück bewegt werden muß, da sich der durch die Entnahme
frei gewordene Stellplatz auf diese Weise entweder unmittelbar vor oder in unmittelbarer Nähe der Beschikkungsöffnung
befindet.
In jedem Falle ist es mittels der beschriebenen Ofenanlage 1 möglich, in dem Ofen 3 gleichzeitig Chargen 13
zu behandeln, die eine unterschiedliche Verweildauer in
Ofen 3 befindlichen Chargen 13c bis 13/ die Verweilzeit 55 der Kammer des Ofens 3 erfordern, da die Chargen 13
abgelaufen ist, setzt er den Getriebemotor 37 erneut in unabhängig voneinander entladen werden können, wo-
Gang, um den Drehherd 32 so lange zu drehen, bis die jeweilige Charge, deren Verweilzeit in dem Ofen abgelaufen
ist, sich auf dem Drehherd 32 vor der Entnahmeöffnung 23 befindet. Wenn der Rechner 4 mittels des
Drehwinkelgebers 41 das Erreichen dieser Einstellung ermittelt hat, wird der Getriebemotor 37 abgeschaltet
und der Drehherd 32 bleibt deswegen stehen. Nach öffnen der Tür 25 kann mittels des abgebrochen veranschaulichten
Querziehers 44 die entsprechende Charge 13 von dem Drehherd 32 durch die Entnahmeöffnung 23
hindurch heruntergezogen werden, um für einen weiteren Verarbeitungsschritt bereitgestellt zu werden. Dabei
die durch den Rechner 4 gebildete Steuerungseinrichtung in ihrem Speicher 8 die notwendigen Informationen
über Position und Verweildauer einer jeweils in dem Ofen 3 befindlichen Charge enthält. Während des
Entladens einer Charge 13, läuft, wie aus dem Obigen ohne weiteres ersichtlich ist, der Wärmebehandlungsprozeß für die übrigen auf dem Drehherd 32 befindlichen
Chargen 13c bis 13/ weiter. Bei entsprechender Planung ist es sogar möglich, nacheinander Chargen zu
behandeln, die eine unterschiedliche Zusammensetzung der Ofenatmosphäre erfordern, beispielsweise indem
die jeweiligen Chargen dann zugegeben werden, wenn
die für sie günstigste Atmosphärenzusammensetzung
erreicht ist, während andere in dem Ofen 3 befindliche
Chargen über eine längere Zeit verweilen, um so die
Änderung der Atmosphärenbedingung für diese Chargen auszunutzen.
erreicht ist, während andere in dem Ofen 3 befindliche
Chargen über eine längere Zeit verweilen, um so die
Änderung der Atmosphärenbedingung für diese Chargen auszunutzen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Claims (13)
1. Verfahren zum Wärmebehandeln von insbesondere metallischen Werkstücken in einer eine entsprechende
Atmosphäre enthaltenden Ofenkammer, bei dem die Atmosphäre auf die jeweilige Prozeßtemperatur
aufgeheizt wird, die Werkstücke in die Ofenkammer eingegeben werden und dort für eine
vor bestimmte Zeit verbleiben, während gleichzeitig die Zustandsgrößen und die Zusammensetzung der
Ofenatmosphäre geregelt bzw. gesteuert wird, d a durch gekennzeichnet, daß eine jede Charge
nach Ablauf einer für sie spezifischen Verweilzeit in der Ofenkammer von den übrigen Chargen unabhängig
aus der Ofenkammer entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Charge vor ihrem Einbringen in
die Ofenkammer in einer Vorheizzone auf die Prozeßtemperatur in der Ofenkammer vorgewärmt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalischen und chemischen Parameter
der Ofenatmosphäre über die Bearbeitungsdauer einer Charge hinaus konstant gehalten
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine jede Charge während ihres
Verweilens in der Ofenkammer aus den Zustandsgrößen und der Zusammensetzung der Ofenatmo-Sphäre
sowie der Werkstückform und -art pro Charge die notwendige Verweildauer errechnet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Ofenkammer, die zur
Eingabe der Chargen in die Ofenkammer eine Beschickungsöffnung und zur Entnahme der Chargen
eine Entnahmeöffnung aufweist, einem in der Ofenkammer angeordneten Herd, auf dem sich während
der Wärmebehandlung die Chargen befinden, einer Transporteinrichtung, mittels der die Chargen durch
die Beschickungsöffnung in die Ofenkammer, durch die Ofenkammer hindurch und aus der Ofenkammer
heraustransportierbar sind, sowie mit einer Regeleinrichtung zum Einregeln der Zustandsgrößen und
der Zusammensetzung der Ofenatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung
(32, 37) eine einen Speicher (8) aufweisende Steuerungseinrichtung (4) zugeordnet ist, die in ihrem
Speicher für eine jede in der Ofenkammer (21) befindliche Charge (13c bis 13/), deren Position in der
Ofenkammer (21) sowie die zu der Charge (13c bis 13i) gehörige Verweilzeit enthält, und die nach Ablauf
einer jeweiligen Verweilzeit die Transporteinrichtung (32,37) selbsttätig derart steuert, daß durch
diese die Charge (13c bis t3i), deren Verweilzeit abgelaufen ist, unabhängig von den übrigen Chargen
aus der Ofenkammer (21) heraus transportierbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung (32, 37) ein
Positionsgeber (41) zugeordnet ist, der an die Steuereinrichtung (4) angeschlossen und mittels dem
durch die Steuereinrichtung (4) die Position einer jeweiligen Charge (13c bis 13/) bzw. freien Stelle für
die Chargen in der Ofenkammer (21) bestimmbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (32, 37) innerhalb
der Ofenkammer (21) eine geschlossene Bahn aufweist, längs derer die Chargen (13c bis 13/)
bewegbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beschickungsöffnung (22) und
die Entnahmeöffnung (23) bezüglich der Bahn für die Chargen (13c bis t3i) diametral gegenüberliegen und
sich die Bahn von der Beschickungsöffnung (22) bis zu der Entnahmeöffnung (23) erstreckt.
9. Vorrichtung nacn Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschickungsöffnung (22) und die Entnahmeöffnung (23) in der Ofenkammer (21) nebeneinander
angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung zur Bildung
der geschlossenen Bahn einen in der Ofenkammer (21) drehbar gelagerten Herd (32) enthält, der
von einer durch die Steuereinrichtung (4) gesteuerten Antriebseinrichtung (37) wahlweise in die eine
oder die andere Richtung zumindest jedoch in eine Richtung drehbar ist, und daß mit dem Herd (32) der
Positionsgeber (41) gekuppelt ist, mittels dem durch die Steuereinrichtung (4) die jeweilige Position der
Chargen (13c bis i3i) bzw. die Position freier Stellen auf dem Herd (32) bestimmbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Transporteinrichtung zum Beschicken bzw. Entladen ihrer endlosen Bahn einen
Stoßer (19) bzw. einen Zieher (44) enthält.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Beschickungsöffnung (22)
der Ofenkammer (21) eine eine eigene Beschikkungsöffnung (11) aufweisende Vorheizkammer (9)
angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Rechner
(4) enthält, der für jede in der Ofenkammer (21) befindliche Charge (13c bis 13$ während deren Anwesenheit
in der Ofenkammer (21) aus den Zustandsgrößen und der Zusammensetzungen der Ofenatmosphäre sowie der Werkstückform und -art
der jeweiligen Charge (13c bis 13$ deren Verweilzeit
ermittelt.
Priority Applications (6)
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