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Beschreibung:
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Die Erfindung geht aus von einem Durchlaufofen zur Wärmebehandlung
von Kleinteilen aus Metall unter Schutzgas oder unter Reaktionsgas mit eine endlosen,
außerhalb des Wärmebehandlungsraumes (welcher auch als Retorte bezeichnet wird)
angetriebenen Förderband, insbesondere Drahtgliederband, dessen Obertrum die Retorte
auf einer Stützeinrichtung aufliegend durchläuft.
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Ein solcher Durchlaufofen ist aus dem DE-GM 7 916 413 bekannt. Bei
diesem bekannten Durchlaufofen liegt das Förderband im Innern der Retorte auf dem
ebenen Retortenboden auf, während es außerhalb der Retorte auf einem mit dem Retortenboden
fluchtenden Stützblech aufliegt. Am Ende der Retorte, noch innerhalb des Glühraums,
wird das Förderband durch eine Wippe nach unten umgelenkt und läuft durch einen
unterhalb der Retorte angeordneten, gekühlten Rücklaufkanal zum vorderen Ende des
von der Retorte gelegenen Stützbleches zurück.
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Unterhalb des Stützbleches ist ein Antriebsaggregat, bestehend aus
einer angetriebenen Walze und einer mit dieser zusammenarbeitenden Andrückwalze,
vorgesehen, zwischen denen das Förderband eingeklemmt und durch die Retorte gezogen
wird.
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Es ist bekannt, anstelle einer das Förderband umlenkenden Wippe eine
Umlenkrolle vorzusehen, welche außerhalb der Retorte liegt, angetrieben ist und
das Förderband durch die geradlinig ausgebildete Retorte hindurchzieht und gleichzeitig
umlenkt.
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Weiterhin ist es bekannt, auf dem Retortenboden eine bewegliche Platte
vorzusehen, auf welcher das Förderband auf-
liegt. Diese Platte
wird vor- und zurückbewegt, wobei vorwärts das Förderband mitgenommen wird, während
die Platte bei ihrer Rückwärtsbewegung unter dem Band weggezogen wird. Auf diese
Weise ist ein schrittweises Vorbewegen des Förderbandes möglich.
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Bei allen diesen bekannten Durchlauföfen sind die Förderbänder in
der Retorte einer großen Zugbeanspruchung ausgesetzt.
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Wegen der zunehmenden Reibung ist diese Zugbeanspruchung um so größer,
je höher das Gewicht der auf dem Förderband aufliegenden Metallteile ist. Bei höheren
Temperaturen, die in der Praxis bis zu 1200 OC betragen können, nimmt die Festigkeit
des Bandmaterials erheblich ab. Die Zugbeanspruchung des Förderbandes führt deshalb
zu einem Verzug des Förderbandes und damit zu einer Verringerung seiner Standzeit.
Um den Verzug in Grenzen zu halten, muß man das Gewicht bzw. die Menge der aufgelegten
Metallteile mit zunehmender Temperatur in der Retorte reduzieren, aber auch bei
geringer Belastung des Förderbandes kommt es zu einem unerwünschten Verzug.
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Um die Probleme mit dem Verziehen des Förderbandes zu vermeiden, ist
es bereits bekannt, in die Retorte von Durchlauföfen als Fördereinrichtung eine
Rollenbahn einzubauen, bei der die Lagerenden der einzelnen Rollen durch die Isolierung
des Durchlaufofens nach außen geführt sind und dort vereinzelt oder einzeln angetrieben
werden. Solche sogenannte Rollenherdöfen sind jedoch in ihrem Aufbau sehr aufwendig,
denn an jedem einzelnen Durchbruch für die Lagerenden der Rollen benötigt man eine
gasdichte Durchführung, weil der Durchlaufofen in seiner Retorte ja mit Schutzgas
oder Reaktionsgas betrieben wird, und außerdem befindet sich der gesamte Ofenraum
unter Schutzgas, was Probleme bei der Wärmebehandlung mit sich bringt.
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In der DE-PS 2 259 300 ist auch bereits vorgeschlagen worden, in der
Retorte ein Paar Walzen vorzusehen, welche in einem spitzen Winkel zur Förderrichtung
angeordnet sind und miteinander
einen spitzen Winkel bilden und
gegensinnig angetrieben werden. Diese Walzen sollen ein endloses Förderband stützen,
dessen Obertrum auf der Oberseite der Walzen aufliegt und dessen Untertrum von unten
an die Walzen gedrückt wird. Durch das gegensinnige Drehen der Walzen wird eine
Umlaufbewegung des Förderbandes bewirkt. Bei diesem bekannten Durchlaufofen ist
die Zugbelastung des Förderbandes zwar verringert, aber keineswegs auf unkritische
Werte begrenzt worden; nachteilig bei diesem bekannten Durchlaufofen ist, daß die
in der Retorte angeordneten Walzen bereits aufgrund ihrer sehr großen Länge zu einem
erheblichen Verzug neigen, welcher sich einerseits nachteilig auf das um die Walzen
herumgeführte Transportband auswirkt und andererseits die Gefahr von Störungen des
Transports bis hin zur Blockade in sich birgt. Große Probleme birgt obendrein der
Zwang, die Walzen im Innern der heißen Retorte antreiben zu müssen.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Durchlauföfen
der eingangs genannten Art ein Verziehen der Förderbänder weitgehend zu vermeiden
durch eine neue Gestaltung, welche so preisgünstig ist, daß sie auch in kleineren
Durchlauföfen verwirklicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Durchlaufofens mit den im
Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei dem neuen Durchlaufofen wird das Förderband in der Retorte, also
in dem entscheidenden heißen Bereich, über die frei drehbaren Rollen hinweggezogen,
und weil zwischen dem Förderband und den Rollen allenfalls eine schwache Reibung
auftritt, tritt auch nur entsprechend schwache Zugbeanspruchung des Förderbandes
auf, so daß dieses von einem Verzug weitgehend verschont bleibt. Wegen der geringen
Zugbeanspruchung hat man bei dem neuen Durchlaufofen den Vorteil, daß das Förderband
stärker mit Metallteilen beladen werden kann als dies bei einem Förderband der Fall
ist, welches aufgrund seiner Anord-
nung einer stärkeren Zugbeanspruchung
ausgesetzt ist.
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Die Rollen, welche das Förderband stützen, sind frei drehbar ausgebildet;
sie müssen keinen Beitrag zum Antrieb des Förderbandes leisten, vielmehr wird das
Förderband durch ein außerhalb des Ofens angeordnetes Antriebsaggregat, insbesondere
durch Antriebswalzen wie im Fall des DE-GM 7 916 413 angetrieben.
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Außerdem wird bei dem neuen Durchlaufofen darauf verzichtet, die Lagerenden
der Rollen seitlich aus der Retorte und durch die Isolierung des Ofens nach außen
zu führen; vielmehr sind die Rollen in einem Rollenträger gelagert, welcher als
Ganzes in die Retorte eingesetzt wird. Damit stehen die Lager der Rollen unter einer
hohen Temperaturbeanspruchung und es muß damit gerechnet werden, daß hin und wieder
eine Rolle oder ein Rollenlager ausgetauscht werden muß. Dies ist auf einfache Weise
möglich, weil der Rollenträger zu einem Ende aus der Retorte herausziehbar angeordnet
ist. Man ist also nicht darauf angewiesen, innerhalb der Retorte komplizierte Wartungsarbeiten
durchführen zu müssen, sondern man nimmt erforderlichenfalls den Rollenträger mitsamt
den Rollen als Ganzes aus der Retorte heraus und kann dann ungehindert Wartungs-oder
Reparaturarbeiten durchführen.
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Vorzugsweise setzt man den Rollenträger lose in die Retorte ein und
sichert ihn lediglich gegen Verschieben in Längsrichtung der Retorte. Einer solchen
Lösung stellen sich keinerlei prinzipielle Schwierigkeiten entgegen; gegenüber einer
Retorte, in welcher das Förderband über den Retortenboden schleift, ist lediglich
die Höhe der Retorte um die Höhe des Rollenträgers mitsamt Rollen zu vergrößern.
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Der Rollenträger soll sich mindestens über den gesamten beheizten
Abschnitt der Retorte erstrecken, damit in jenem Bereich, wo das Förderband beheizt
wird und in seiner Zugfestigkeit herabgesetzt ist, eine schädliche Zugbelastung
mög-
lichst vermieden wird. Vorzugsweise steht der Rollenträger
über das Auslaufende der Retorte hinaus ein Stück weit vor, so daß auch der aus
der Retorte austretende, immer noch heisse, aber sich bereits abkühlende Abschnitt
des Förderbandes noch durch die Rollen unterstützt ist. Außerhalb der Retorte kann
sich aber an den Rollenträger als weitere Unterstützung für das Förderband auch
eine Platte anschließen, deren Oberfläche mit der oberen Tangentialfläche der Rollen
fluchtet.
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Die Rollen sollen das Förderband zweckmäßigerweise auf dessen ganzer
Breite unterstützen, und dies geht am einfachsten, wenn die Rollen wenigstens so
breit sind wie das Förderband; grundsätzlich ist es aber auch möglich, mehrere Rollen
nebeneinander anzuordnen, die dann das Förderband gemeinsam über dessen gesamte
Breite unterstützen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Rollen, die nicht so
breit sind wie das Förderband, abwechselnd seitlich versetzt anzuordnen und dadurch
eine breite Unterstützung zu gewährleisten.
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Da sich die Rollen samt ihren Lagern im Innern der Retorte befinden
und hier Temperaturen bis zu 1200 OC ausgesetzt sein können, ist es ratsam, der
Ausbildung der Lager besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Vorzugsweise baut man den
Rollenträger samt Rollen und Lagern nicht vollständig aus Metall, sondern lagert
die Rollen in der Weise, daß von je zwei einander berührenden, relativ zueinander
drehbaren Teilen stets eines aus Metall und das andere aus einem hitzebeständigen,
nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere aus einer Oxidkeramik besteht. Auf diese
Weise kann man sicherstellen, daß die Lager der Rollen nicht festfressen. Als Oxidkeramik
eignet sich besonders eine Aluminiumoxidkeramik; außer Oxidkeramiken kann als hitzebeständiger,
nichtmetallischer Werkstoff auch Graphit verwendet werden, jedoch wird Graphit nicht
bevor zugt. Die Lagerausbildung kann so gewählt werden, daß der Rollenträger mit
Lagern aus hitzebeständigem, nichtmetallischem Werkstoff ausgestattet wird, in welchem
man die metallischen Achsen der Rollen drehbar lagert. Alternativ könnte
man
auch die metallischen Achsen der Rollen unverdrehbar im Rollenträger befestigen
und die Rollen mit Lagerringen aus hitzebeständigem, nichtmetallischem Werkstoff
ausrüsten, mit denen sie dann drehbar auf den Achsen gelagert sind.
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Die metallischen Achsen der Rollen erfahren durch die hohen Temperaturen
im Innern der Retorte gegebenenfalls spürbare Längenänderungen, die die freie Drehbarkeit
der Rollen nicht beeinträchtigen sollen. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, entweder
die Rollen axial verschieblich auf den Achsen oder die Achsen axial verschieblich
im Rollenträger zu lagern.
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Außerdem wird es bevorzugt, die Achsen der Rollen in getrennt ausgebildeten
Laschen des Rollenträgers zu lagern, so daß diese unabhängig voneinander auf die
in der Retorte herrschende, längs der Retorte nicht gleichbleibende Temperatur und
die durch sie hervorgerufenen Wärmedehnungen reagieren können.
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Ein Ausführungsbeispiel des neuen Durchlaufofens ist in den beigefügten
Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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F i g . 1 zeigt den Durchlaufofen im Längsschnitt, F i g . 2 zeigt
in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die Retorte des Durchlaufofens gemäß
Fig. 1, F i g . 3 zeigt als Detail die Lagerung einer Rolle, F i g . 4 zeigt als
Detail eine alternative Ausführungsform für die Lagerung einer Rolle, F i g . 5
zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil des Rollenträgers mit Rollen, und
F
i g . 5 zeigt die Draufsicht auf den Rollenträger, wie er in einem Durchlaufofen
gemäß Fig. 1 verwendet ist.
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Die Fig. 1 zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentlichsten
Merkmale eines Durchlaufofens, mit einem Ofengehäuse (1), welches mit einer Wärmeisolierung
ausgerüstet ist und mit einer darin gebildeten Kammer, durch welche eine gasdichte
Retorte (3) hindurchführt, welche lediglich an ihren beiden Enden geöffnet ist und
durch Heizvorrichtungen (2) oberhalb und unterhalb der Retorte beheizbar ist. Durch
die Retorte führt ein Förderband (5) hindurch, welches im Innern der Retorte durch
ein Feld von Rollen (4), welche mit waagerechter Achse rechtwinklig zur Förderrichtung
(Pfeil 7) angeordnet sind, unterstützt wird. Die Rollen sind in einem metallischen
Rollenträger (8) gelagert, welcher in Fig. 1 nur angedeutet und detaillierter in
den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist. Die Rollen sind frei drehbar und besitzen eine
gemeinsame obere Tangentialebene, welche mit einer am Eintrittsende der Retorte
(3) angeordneten Stützplatte (9) fluchtet, welche bis dicht an den Beginn des Rollenträgers
heranführt. In dem Bereich vor dem Eingang der Retorte (3), wo das Förderband (5)
auf der Stützplatte (9) aufliegt, wird die Ware (6), welche einer Wärmebehandlung
unterzogen werden soll, auf das Förderband aufgegeben. Sie durchwandert die Retorte
auf dem Förderband (5) liegend. Die Retorte endet mit einem Flansch (10) und an
diesen ist mit einem entsprechenden Flansch (11) ein Kanal (12) angeflanscht, welcher
einen ebenen Boden (13) besitzt, der mit der oberen Tangentialebene der Rollen (5)
fluchtet.
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In diesem Kanal (12) setzt sich das endlose Förderband (5) fort, wobei
es dort auf dem Boden (13) aufliegt. In diesem Kanal (12) kann zum Beispiel ein
kontrolliertes Abkühlen der Ware (6) unter Schutzgas erfolgen.
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Der Rollenträger (8) ist lose in die Retorte (3) eingesetzt und kann
nach Entfernen des Flansches (11) und des Kanals (12) durch den Flansch (10) hindurch
herausgezogen werden. Ein
Sichern des Rollenträgers (8) gegen Verschieben
in Richtung des Pfeils 7 erfolgt im Betrieb durch den Flansch (11), gegen welchen
der Rollenträger gegebenenfalls anstößt.
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Wie die Figur 2 zeigt, hat der Rollenträger einen U-förmigen Querschnitt,
er besteht zweckmäßigerweise aus einem entsprechend gebogenen Blech. In den hochstehenden
Schenkeln (14) des Rollenträgers stecken die Achsen (15) der Rollen-(4), welche
sich über die gesamte Breite des Förderbandes (5) erstrecken. Der Rollenträger (8)
ist im Hinblick auf die zu erwartenden Wärmedehnungen mit einigem seitlichen Spiel
in die Retorte (3) eingesetzt.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei mögliche Weisen der Lagerung der Rollen
(4) im Rollenträger (8). Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind in die hochstehenden
Schenkel (14) des Rollenträgers keramische Lager (15) eingefügt, in welchen die
metallischen Achsen (16) der ebenfalls metallischen Rollen (4) drehbar gelagert
sind. Hingegen sind im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 die metallischen Achsen
(16) der Rollen (4) unverdrehbar in Bohrungen der hochstehenden Schenkel (14) des
Rollen;trägers (8) befestigt und in den Rollen (4) sind keramische Lagerringe (17)
angeordnet, mit welchen die Rollen (4) drehbar auf den Achsen (16) gelagert sind.
In beiden Fällen finden Drehbewegungen nur statt zwischen jeweils einem metallischen
und einem keramischen Teil.
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Wie die Figur 5 zeigt, sind die hochstehenden Schenkel (14) des Rollenträgers
in einzelne Laschen unterteilt, so daß der Rollenträger (8) die Wärmedehnungen der
Rollen (4) und ihrer Achsen (16) unabhängig voneinander aufnehmen kann. Der Abstand
der Rollen (4) voneinander wird nach der vorgesehenen Belastbarkeit des Förderbandes
(5) durch die aufzulegende Ware (6) bemessen.
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Das Antriebsaggregat für das Förderband (5) ist nicht dargestellt,
da ein konventioneller Antrieb verwendet werden kann.