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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Vakuumofen für die Warmbehandlung eines
Behandlungsguts, welches in dem Ofen unter Vakuum gehalten wird. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen Vakuumofen, wie er zum Sintern oder zum Löten eines metallischen
Behandlungsguts verwendet wird.
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Ein zur Warmbehandlung, z.B. zum Sintern oder zum Hartlöten, vorgesehener
Vakuumofen, der im folgenden näher erläutert wird, wurde von den Erfindern bereits
entwickelt und in Betrieb genommen.
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Ein hohler Ofen besitzt einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Behandlungsguts
in seinem Inneren. Ein Abschnitt einer Seitenwand des Ofens besitzt einen Eingang,
durch den das Behandlungsgut von außen in das Ofeninnere eingebracht wird. In einem
anderen Teil einer Seitenwand des Ofens befindet sich ein Ausgang, durch den das
Behandlungsgut aus dem Ofeninneren nach außen gelangt. Mehrere Transportrollen transportieren
das Behandlungsgut von dem Eingang durch den Behandlungsraum hindurch zum Ausgang.
Die Transportrollen befinden sich in einem unteren Bereich im Ofeninneren und sind
mit Abstand voneinander angeordnet. Unterhalb der Transportrollen befindet sich
im Inneren des Ofens eine Wärmequelle, die Strahlungswärme in Richtung des Aufnahmeraums
abstrahlt.
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Bei einem solchen Vakuumofen bewegt sich das über den Eingang in das
Ofeninnere gelangte Behandlungsgut auf den Transportrollen, während diese gedreht
werden, bis das Behandlungsgut den Aufnahmeraum erreicht. An dieser Stelle werden
die Transportrollen angehalten, so daß das Behandlungsgut stillsteht. In diesem
Ruhezustand wird das Behandlungsgut mehrere Stunden lang von der Wärmequelle, die
sich unterhalb der Rollen befindet, durch den Zwischenraum zwischen
jeweils benachbarten Rollen hindurch mit Strahlungswärme erwärmt. Nach Beendigung
der Warmbehandlung werden die Rollen wieder gedreht, so daß sich das Behandlungsgut
a.f den Transportrollen weiterbewegt und schließlich zu dem Ausgang gelangt. Bei
einem solchen Vakuumofen läßt sich das Behandlungsgut im Mittelbereich des Transportabschnitts,
bei welchem das Behandlungsgut auf den Transportrollen vom Eingang zu dem Ausgang
hin bewegt wird, warmbehandeln.
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Allerdings befindet sich in einem solchen Vakuumofen kein oder praktisch
kein Gas. Demzufolge erfolgt die Erwärmung des Behandlungsguts seitens der Wärmequelle
ausschließlich durch Strahlungswärme. Wenn folglich die Erwärmung des Behandlungsguts
erfolgt, während letzteres auf den stillstehenden Transportrollen ruht, so kann
die Strahlungswärme kaum zu denjenigen Bereichen des Behandlungsguts gelangen, die
im Strahlungsschatten der Wärmestrahlen liegen.
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Es ergibt sich also das Problem, daß in den genannten Bereichen, die
von den Transportrollen beschattet werden, die Temperatur deutlich niedriger ist
als in den Bereichen, die der Strahlungswärme wirksam ausgesetzt sind.
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Außerdem sind die Transportrollen relativ groß bemessen, so daß der
Abschattungsbereich ebenfalls ziemlich groß ist.
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Demzufolge ist die Wärmemenge, die von den der Wärmestrahlung ausgesetzten
Bereichen zu den abgeschatteten Bereichen gelangt, relativ gering. Es ist also schwierig,
die Temperatur in den abgeschatteten Bereichen auf einen ausreichend hohen Wert
zu bringen.
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Die oben aufgezeigten Umstände haben zur Folge, daß in dem Behandlungsgut
stark unterschiedliche Temperaturen herrschen, was die Qualität des der Warmbehandlung
unterzogenen Behandlungsguts abträglich beeinflußt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenherd-Vakuumofen
zu schaffen, der folgenden Bedingungen genügt: Das über den Eingang in den Ofen
zum Aufnahmeraum gelangte Behandlungsgut bleibt in dem Aufnahmeraum stehen; das
Behandlungsgut wird in diesem Ruhezustand über einen längeren Zeitraum von beispielsweise
mehreren Stunden durch Strahlungswärme erwärmt, wobei die Strahlungswärme von einer
Wärmeabstrahlungs-Fläche kommt, die sich unterhalb der Transportrollen befindet;
nach der Warmbehandlung wird das erwärmte Behandlungsgut auf den Transportrollen
weiterbewegt. Im Ruhezustand erfolgt die Erwärmung des Behandlungsguts derart, daß
auf seiner Unterseite der Temperaturanstieg in sämtlichen Bereichen im wesentlichen
gleichförmig ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Wenn in dem erfindungsgemäßen Vakuumofen das Behandlungsgut im Aufnahmeraum
angehalten ist, wird das Behandlungsgut von Hubmitteln angehoben, und anschließend
erfolgt über einen längeren Zeitraum von mehreren Stunden hinweg die Erwärmung des
Behandlungsguts, während dieses in Abstand von den Transportrollen gehalten wird.
In diesem Zustand wird auch derjenige Bereich der Unterseite des Behandlungsguts,
der unmittelbar oberhalb der Transportrollen liegt, ebenfalls der Strahlungswärme
ausgesetzt, und zwar gelangt die Wärmestrahlung etwa diagonal von unten durch die
Zwischenräume zwischen benachbarten Transportrollen. Dies hat zur Folge, daß die
Temperatur auf der Unterseite des Behandlungsguts unmittelbar oberhalb der jeweiligen
Transportrollen praktisch genauso stark ansteigt wie in den Bereichen oberhalb des
Zwischenraums zwischen benachbarten Transportrollen.
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Während der Behandlung werden diejenigen Bereiche oder wird derjenige
Bereich der Unterseite des Behandlungsguts, die bzw. der mit den Hebemitteln in
Berührung kommen, der Wärmestrahlung nicht ausgesetzt. Folglich könnte es schwierig
sein, die Temperatur in diesen Bereichen in der gewünschten Weise zu erhöhen. Allerdings
ist die Projektionsfläche der Hebemittel, von oben betrachtet, sehr viel kleiner
als die Projektionsfläche der Walzen. Dies hat zur Folge, daß die Fläche auf der
Unterseite des Behandlungsguts, die der Wärmestrahlung ausgesetzt ist, sehr groß
ist im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem die Erwärmung durchgeführt wurde,
während das Behandlungsgut direkt auf den Transportrollen ruhte. Es ist also möglich,
die Temperaturerhöhung an der Unterseite des Behandlungsguts zu beschleunigen.
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Außeraem ist die - von oben betrachtete - Projektionsfläche der Hebemittel
sehr klein im Vergleich zu der Projektionsfläche der Transportrollen. Dies hat zur
Folge, daß die Gesamtfläche an der Unterseite des Behandlungsguts, die der Wärmestrahlung
nicht ausgesetzt wird, sehr klein ist. Deshalb gibt es nur sehr kleine Wege für
den Wärmetransport innerhalb des Behandlungsguts von der Umgebung eines der Strahlungswärme
nicht ausgesetzten Abschnitts zur Mitte dieses der Strahlungswärme nicht ausgesetzten
Abschnitts hin. Deshalb läßt sich die Temperatur in den mit den Hebemitteln in Berührung
stehenden Bereichen praktisch auf den gleichen Wert anheben, wie es in den übrigen
Bereichen der Fall ist, und zwar durch Konvektionswärme aus der Umgebung in die
genannten Berührungsbereiche.
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Aus den genannten Gründen wird die gesamte Unterseite des Behandlungsguts
mit gleichmäßiger Temperaturverteilung erwärmt.
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Die Erfindung schafft außerdem einen Rollenherd-Vakuumofen,
der
selbst dann, wenn das Behandlungsgut im Ruhezustand erwärmt wird, die Transportrollen
während des Warmbehandlungsvorgangs laufen lassen kann.
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Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Transportrollen
beliebig weitergedreht werden können, da das Behandlungsgut während der Warmbehandlung
angehoben und von den Transportrollen beabstandet ist. Der Vorteil dieser Möglichkeit
ist darin zu sehen, daß ein Verbiegen oder ein Verformen der der genannten Wärmestrahlungs-Fläche
teilweise und lokal ausgesetzten Transportrollen verhindert wird. Die Wärmestrahlungs-Fläche
befindet sich nämlich unterhalb der Transportrollen. Ein weiterer Vorteil ist darin
zu sehen, daß die gleichmäßige Erwärmung der Unterseite des Behandlungsguts gefördert
wird, weil zwar die Temperatur der Rollen auf deren Unterseite aufgrund der von
der Wärmestrahlungs-Fläche abgegebenen Wärmeenergie erhöht wird, die Strahlungswärme
aber dann auf die Unterseite des Behandlungsguts gelenkt wird, wenn der eine hohe
Temperatur aufweisende Bereich der Rolle gedreht wird und nach oben weist.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1A vertikale Schnittansichten eines Sin-und
1B terofens, Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig.
3 eine Schnittansicht entlang der Linie 111-111 in Fig. 1, Fig. 4 eine Grundrißansicht,
die die Beziehung zwischen Transportrollen, Hebemitteln
und einem
Behandlungsgut veranschaulicht, Fig. 5 eine Skizze, die den Verlauf der Wärmestrahlung
bezüglich der Unterseite eines Behandlungsguts veranschaulicht, Fig. 6 eine vertikale
Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Wärmequelle
anders angeordnet ist, und Fig. 7 eine Skizze, die eine weitere Ausführungsform
mit einer anders gestalteten Hebevorrichtung zeigt.
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Fig. 1 bis 5 zeigen als Ausführungsbeispiel für einen Vakuumofen einen
Sinterofen 1. Der Sinterofen 1 besitzt einen Ofenkörper 2, in dessen Innerem sich
eine Vorkammer 3, eine Entfettungs-Kammer 4, eine Sinterkammer 5, eine Kühlkammer
6 und weitere Teile befinden. In den jeweiligen Kammern befindet sich jeweils ein
Aufnahmeraum 4a, 5a und 6a für das Behandlungsgut (im folgenden auch einfach als
"Gegenstand" bezeichnet). Der Ofenkörper besteht aus Metall und kann bei Bedarf
ein wassergekühltes Gehäuse aufweisen. Die Sinterkammer 5 ist gegenüber den anderen
Kammern durch metallische Unterteilungswände 7 und 8 luftdicht abgeschlossen.
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Ein Eingang 9 und ein Ausgang 10 können von Hubtüren 11 bzw.
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12 geöffnet und geschlossen werden. Die Türen 11 und 12 besitzen eine
Hubvorrichtung 13 bzw. 14. In dem Ofenkörper 2 ist eine Vielzahl von Transportrollen
15 und 16 angeordnet.
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Im folgenden soll der Aufbau der Sinterkammer 5 im einzelnen erläutert
werden. Eine wärmeisolierende Wand 17 ist derart angeordnet, daß sie den Aufnahmeraum
5a für das Behandlungsgut umgibt. Die wärmeisolierende Wand besteht z.B. aus
Graphit. Die Innenfläche der Wand ist poliert, so daß sie die
Reflexion von Strahlungswärme erleichtert. Entlang der Innenseite der wärmeisolierenden
Wand 17 befinden sich mehrere Wärmequellen 18,die z.B. als elektrische Heizvorrichtungen
ausgebildet sind. Die Einlässe 19a und 20a der Sinterkammer 5 werden von einer Einlaßtür
19 bzw. einer Auslaßtür 20 luftdicht abgeschlossen. Diese Türen 19 und 20 werden
gebildet durch einen aus Metall bestehenden Außenrahmen 21 und eine wärmeisolierende
Platte 22, die an der Innenseite des Außenrahmens 21 angebracht ist. Der Außenrahmen
21 kann luftdicht in Berührung gebracht werden mit dem Rand des Einlasses 19a und
dem des Auslasses 20a in den Trennwänden 7 bzw. 8. Ferner wird im Zustand der Berührung
die wärmeisolierende Platte 22 in Berührung gebracht mit dem Umfangsrand des Einlasses
19a und des Auslasses 20a in der wärmeisolierenden Wand 17.
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Folglich ist das Innere der Sinterkammer 5 luftdicht abgeschlossen,
und der Aufnahmeraum 5a für ein Behandlungsgut 50 ist von der wärmeisolierenden
Wand 17 und der wärmeisolierenden Platte 22 umgeben. Die Tür wird von einem Schließer/Öffner
23 geschlossen und geöffnet. Ein Rahmen 24 kann angehoben und abgesenkt werden,
so daß er in einer (nicht gezeigten) Führung, die an dem Ofenkörper 2 montiert ist,
vertikal zwischen vorbestimmten Stellungen bewegt werden kann. Ein Hebezeug 25 (z.B.
ein Hydraulikzylinder) dient zum Anheben und Absenken des Rahmens 24. Eine Parallelverbindung
26 koppelt die Tür mit dem Rahmen 24. Der Öffner/ Schließer 23 arbeitet wie folgt:
Der Rahmen 24 wird durch den Zylinder 25 abgesenkt. Wenn dabei die Tür 19 (oder
20) dem Einlaß l9a (dem Auslaß 20a) gegenüberliegt, gelangt der untere Abschnitt
des Außenrahmens 21 in Berührung mit einem (nicht gezeigten) Anschlag. Auf diese
Weise wird ein weiteres Absenken der Tür verhindert. In diesem Zustand wird der
Rahmen 24 weiter abgesenkt. Dann stößt die nach unten gerichtete Kraft des Rahmens
24 den Außenrand des
Außenrahmens 21 über die Verbindung 26 gegen
die Unterteilungswand. Auf diese Weise läßt sich der Abdichtungs-Zustand erreichen.
Wenn der Rahmen 24 angehoben wird, bewegt sich die Tür zusammen mit dem Rahmen 24
nach oben, nachdem die erwähnte Andrückkraft verschwunden ist.
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Im folgenden soll anhand von Fig. 2 die mit den Transportrollen 16
in Verbindung stehende Konstruktion beschrieben werden. Eine Transportrolle 16 besitzt
eine aus Metall bestehende Welle 28, die drehbar in Lagern 27 aufgenommen ist. Am
Umfang der Welle 28 sind ringförmige Aufnahmeglieder /z.B. aus Graphit) 29 angebracht.
Mit Ausnahme des von dem Aufnahmeglied 29 umfaßten Bereichs ist derjenige Abschnitt
der Welle 28, der dem Innenraum der wärmeisolierenden Wand 17 gegenüberliegt, mit
einem wärmeisolierenden Material 30 beschichtet. An einem Ende der Welle 28 ist
ein Kettenzahnrad 21 befestigt, welches mit einem Drehantrieb, z.B. einem Motor,
32 gekoppelt ist. Die Transportrolle 16 wird durch den Drehantrieb 32 gedreht. Die
Welle 28 ist wassergekühlt. Sämtliche oder ein Teil der Teile der Transportrolle
16 können aus Keramikmaterial bestehen.
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Im folgenden soll die in der Sinterkammer 5 befindliche Hebevorrichtung
erläutert werden. Eine Drehwelle 35 ist drehbar in Lagern 36 aufgenommen. Auf der
Drehwelle 35 ist ein exzentrischer Nocken 37 montiert. An dem Nocken 37 liegt eine
Hubplatte 38 an. Auf der Oberseite der Hubplatte 38 befinden sich mehrere Hubstangen
39 im aufrechten Zustand.
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Die durch die mit den Bezugszeichen 35 bis 38 versehenen Teile gebildete
Anordnung soll hier auch als Hubvorrichtung bezeichnet werden. Jede der Hubstangen
39 durchsetzt eine Durchgangsbohrung in der wärmeisolierenden Wand 17.
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Am oberen Ende jeder Hubstange 39 befindet sich ein Hebeglied 40,
das z.B. aus einem wärmeisolierenden Material wie Graphit besteht. Wie Fig. 4 zeigt,
ist dieses Hebeglied 40 so konstruiert, daß seine von oben betrachtete Projek-
tionsfläche
deutlich kleiner ist als die ebenfalls von oben betrachtete Projektionsfläche der
Transportrolle 16.
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Um abträgliche Einflüsse der Rolle auf die Unterseite des Behandlungsguts
50 zu vermeiden, das heißt, den Schattenwurf auf die Unterseite des Behandlungsguts
und das dadurch bedingte Abhalten der Strahlungswärme von dem Behandlungsgut zu
vermeiden, wird ein umso besseres Ergebnis erzielt, desto kleiner die Projektionsfläche
der Hebeglieder ist.
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Allerdings ist eine gewisse Flächengröße zulässig, wenn die Temperaturschwankungen
des Behandlungsguts 50 innerhalb eines Toleranzbereichs von beispielsweise +3....+5°C
bei einer Temperatur von 1.200°C liegen. Betrachtet man das Ausmaß der Beeinträchtigung,
die im Stand der Technik durch die herkömmliche Transportrolle 16, die z.B. einen
Durchmesser von 200 mm besitzt, auf das Behandlungsgut 50 ausgeübt wird, so kann
im Vergleich zu der Projektionsfläche der Transportrolle hier eine Projektionsfläche
von bis zu der Hälfte oder einem Drittel zugelassen werden.
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Eine Zugstange 41 dient zum Verbinden der Unterteilungswand 7 und
der Hubplatte 38. Diese Stange 41 verhindert, daß die Hubplatte 38 in Fig. 1 nach
rechts und nach links bewegt wird, wenn sich der Exzenter-Nocken 37 dreht.
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Die oben beschriebene Hubvorrichtung 34 arbeitet wie folgt: Die Drehwelle
35 wird von einer Antriebsvorrichtung, z.B.
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einem Motor 35a, um beispielsweise 1800 gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn
gedreht. Dabei hebt der Exzenter-Nocken 37 die Hubplatte 38 an. Während die Hubplatte
38 angehoben wird, heben die Hebeglieder 40 an den oberen Enden der Hubstangen 39
das Behandlungsgut 50 von den Transportrollen 16 ab. Wenn die Drehwelle 35 aus diesem
Zustand um beispielsweise 1800 weitergedreht wird, senkt der Exzenter-Nocken 37
die Hubplatte 38 ab, so daß demzufolge auch die Hebeglieder 40 nach unten gehen
und damit das Behandlungsgut 50 wieder auf die Transportrollen 16 abgesenkt wird.
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Die Entfettungs-Kammer 4 hat einen Aufbau, der im wesentlichen dem
Aufbau der Sinterkammer 5 entspricht. Gleiche und ähnliche Teile sind mit entsprechenden
Bezugszeichen wie in der Sinterkammer 5 versehen. Auf eine Beschreibung dieser Teile
wird verzichtet.
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in der Kühlkammer 6 befinden sich ein Gebläse 42, ein Motor 43, ein
Kühler 44 und eine Führungsplatte 55. Wird das Gebläse 42 von dem Motor 43 gedreht,
entsteht ein Gasstrom, wie er in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist. Das von dem
Kühler 44 gekühlte Gas gelangt somit in Berührung mit dem Behandlungsgut 50 und
kühlt dieses.
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Fig. 1 zeigt Transportwagen 51 und 52. Auf den Oberseiten dieser Transportwagen
befinden sich mehrere Rollen zur Aufnahme des Behandlungsguts 50. Die Wagen bewegen
sich parallel zu den Transportrollen 16, um das Behandlungsgut 50 zu transportieren.
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Das Behandlungsgut 50 hat z.B. die Form, wie sie in der Vorkammer
3 angedeutet ist. Demnach sind in einem Behälter 54 zur Bewegung entlang den Transportrollen
mehrere Formteile 56 angeordnet, die gesintert werden sollen. Weitere Behälter 55
besitzen ähnliche Form. Die Behälter 54, 55 werden unter Zwischenlegung von Distanzhaltern
57 übereinander gestapelt. Bei den Formteilen 56 kann es sich z.B. um Teile handeln,
die aus rostfreiem Metallpulver bestehen, welches mit Hilfe eines an sich bekannten
Bindemittels verfestigt wurde. Es kann sich außerdem um Formteile handeln, bei denen
pulverförmiger Werkzeugstahl mit Hilfe eines Bindemittels zu einer Form verfestigt
ist. Außerdem kann es sich um pulverförmige seltene-Erden-Metalle handeln, die ebenfalls
mit Hilfe eines Bindemittels zu einer Form verfestigt wurden.
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Man kann auch auf einem platten- oder gitterähnlichen Halter
einen
Eimer anordnen, um das Behandlungsgut über die Transportrollen zu bewegen, wobei
die Formteile dann in dem Eimer angeordnet werden.
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Im folgenden soll die Arbeitsweise des oben beschriebenen Vakuumofens
erläutert werden. Die Vorkammer 3 und die Entfettungs-Kammer 4 werden unter Atmosphären-Druck
gesetzt, während die Sinterkammer 5 und die Kühlkammer 6 unter Vakuum gesetzt werden.
In diesem Zustand wird der Betrieb des Ofens 1 begonnen. Zum Einfahren des Behandlungsguts
50 auf dem Transportwagen 51 wird die Tür 11 geöffnet, und das Behandlungsgut 50
gelangt von dem Eingang 9 in die Vorkammer 3. Anschließend wird die Tür 11 wieder
geschlossen, und der Vorkammer 3 und der Entfettungs-Kammer 4 wird Luft entzogen,
um die Kammern unter Vakuum zu setzen. Dann wird die Einlaßtür 19 der Entfettungs-Kammer
4 geöffnet, und das Behandlungsgut 50 wird über die Transportrollen 16 weitertransportiert,
bevor die Einlaßtür 19 wieder verschlossen wird. In diesem Zustand wird das Behandlungsgut
50 von den Hebegliedern 40 angehoben. In diesem angehobenen Zustand wird das Behandlungsgut
50 durch die von der Wärmequelle 18 abgestrahlte Strahlungswärme erwärmt. Das Aufheizen
erfolgt bis zum Erreichen einer Temperatur, die zum Ausdampfen von in dem Behandlungsgut
50 enthaltenem Wachs (Bindemittel) geeignet ist. Diese Temperatur beträgt beispielsweise
etwa 650 CC. Außerdem wird die Warmbehandlung über einen Zeitraum hinweg fortgesetzt,
der ausreicht, um das Behandlungsgut 50 auch in seinem Mittelbereich ausreichend
stark zu erwärmen, so daß das dort enthaltene Wachs vollständig verdampft wird.
Übliche Zeiten hierbei sind mehrere zehn Minuten bis zu mehreren Stunden.
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Nach Beendigung des oben beschriebenen Warmbehandlungs-Schritts werden
die Hebeglieder 40 abgesenkt, so daß das Behandlungsgut 50 wieder von den Transportrollen
16 aufqenommen wird. Danach wird die Auslaßtür 20 der Entfettungs-
Kammer
4 sowie die Einlaßtür 19 der Sinterkammer 5 geöffnet, und das Behandlungsgut 50
wird über die Transportrollen 16 in den Aufnahmeraum im Inneren der Sinterkammer
5 transportiert. Dann werden die Türen 19 und 20 wieder geschlossen, und mit Hilfe
der Hubvorrichtung 34 im Inneren der Sinterkammer 5 wird das Behandlungsgut 50 von
den Transportrollen 16 abgehoben. Dann wird die Wärmequelle 18 in Gang gesetzt,
und durch die von ihr abgegebene Strahlungswärme wird das Behandlungsgut 50 erwärmt.
Die Erwärmung erfolgt bis zu einer Temperatur, die sich zum Sintern des Behandlungsguts
50 eignet, wobei es sich um eine Temperatur von beispielsweise 1.200°C handeln kann.
Es besteht die Möglichkeit, dieses Erwärmen nur bis zu einem solchen Ausmaß zu betreiben,
daß die Temperatur des Behandlungsguts 50 die erwähnte Temperatur erreicht. Mit
anderen Worten: Man benötigt keine lange Behandlungszeit. Wenn aber gleichzeitig
auch eine Behandlung in einer oder mehreren anderen Kammern erfolgt, z.B.
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in der Entfettungs-Kammer 4 oder der Kühlkammer 6, so kann man die
Warmbehandlung praktisch genauso lange durchführen, um die Bearbeitungszeit mit
der Bearbeitungszeit des Behandlungsguts in den anderen Kammern abzustimmen.
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Nach Beendigung des oben beschriebenen Erwärmungsvorgangs werden die
Hebeglieder 40 abgesenkt, so daß das Behandlungsgut 50 wieder von den Transportrollen
16 aufgenommen wird.
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Dann wird die Auslaßtür 20 geöffnet, und das Behandlungsgut verläßt
auf den Transportrollen 16 die Sinterkammer 5, um auf Transportrollen 15 in die
Kühlkammer 6 zu gelangen.
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Nach Schließen der Auslaßtür 20 wird in die Kühlkammer 6 ein Kühlgas
eingegeben. Das Gebläse und der Kühler 44 werden eingeschaltet, um das Behandlungsgut
50 zu kühlen.
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Wenn die Temperatur des abzukühlenden Behandlungsguts 50 einen vorbestimmten
Wert erreicht hat, wird ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehendes (nicht gezeigtes)
Ventil geöffnet, um das Innere der Kühlkammer 6 auf Atmosphären-Druck zu bringen.
Als nächstes
wird die Tür 12 geöffnet, und das Behandlungsgut 50
wird auf den Transportwagen 52 aufgegeben. Auf dem Transportwagen 52 gelangt das
Behandlungsgut 50 dann zu weiteren Verarbeitungsstationen.
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Bei der Durchführung der Warmbehandlung des Behandlungsguts in der
Entfettungs-Kammer 4 oder in der Sinterkammer 5 wird das Behandlungsgut 50 durch
die Strahlungswärme erwärmt, welche direkt von den Wärmequellen 18 abgestrahlt wird,
und es wird auch erwärmt durch die Wärmestrahlung, die durch die Innenflächen der
wärmeisolierenden Wand 17 reflektiert wird. Selbst wenn die Wärmequelle also in
einigen Bereichen der Umgebung des Behandlungsguts 50 fehlt, wird der Teil des Behandlungsguts
50 dort ebenfalls erwärmt, und zwar durch die Wärmestrahlung, die von der wärmeisolierenden
Wand 17 an dieser Seite reflektiert wird, so, als ob dort eine Wärmequelle 18 vorhanden
wäre. Deshalb werden im vorliegenden Zusammenhang die Wärmequellen 18, welche direkt
Strahlungswärme auf das Behandlungsgut abstrahlen, als auch die seitlichen Wandoberflächen
der wärmeisolierenden Wand 17, die Strahlungswärme auf das Behandlungsgut 50 als
reflektierte Strahlungswärme lenken, insgesamt als Wärmeabstrahlungs-Flächen bezeichnet.
Demnach befinden sich in dem oben beschriebenen Ofen Wärmeabstrahlungs-Flächen in
dem Aufnahmeraum 4a oder 5a oder in sämtlichen Bereichen des Behandlungsguts 50.
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Wenn das Erwärmen des Behandlungsguts 50 in der oben geschilderten
Weise erfolgt, ist das Behandlungsgut 50 durch die Hebeglieder 40 von den Rollen
16 abgehoben. Dadurch, daß das Behandlungsgut 50 hochgehoben ist, werden folgende
Vorteile gegenüber dem Fall erzielt, daß das Behandlungsgut 50 nicht hochgehoben
ist: Wenn das Behandlungsgut 50 von den Transportrollen 16 nicht abgehoben ist,
wie in Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, kann Strahlungswärme nur
in einem extrem kleinen Bereich, wie er durch ei-
nen Winkel >Cangedeutet
ist, zu dem Abschnitt 50a des Behandlungsguts 50 unmittelbar oberhalb der Rolle
16 gelangen. Wenn hingegen erfindungsgemäß das Behandlungsgut 50 durch die Hebeglieder
abgehoben ist, gelangt Strahlungswärme aus einem relativ großen Bereich, der durch
den Winkel p angedeutet ist, in den unmittelbar oberhalb der Rolle 16 befindlichen
Bereich 50a. Dementsprechend verringert sich die Menge der Strahlungswärme, die
in den Bereich 50a gelangt, kaum im Vergleich zu der Strahlungswärme, die in die
übrigen Bereiche des Behandlungsguts gelangt. Der Abschnitt 50a wird also fast genauso
erwärmt wie die übrigen Bereiche.
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Während der oben beschriebenen Warmbehandlung kann der Drehantrieb
32 in Betrieb bleiben, so daß die Rollen 16 weitergedreht werden. In diesem Fall
drehen sich die Rollen 16 im Leerlauf in eine Richtung. Deshalb ist der in Fig.
5 nach unten weisende Abschnitt 16a der Rollen 16 der Strahlungswärme von unten
ausgesetzt und nimmt eine hohe Temperatur an. Im Laufe der Zeit weist der Abschnitt
16a aufgrund der Drehung der Rollen 16 nach oben und liegt der Unterseite des Behandlungsguts
50 gegenüber. Da der Bereich 16a eine hohe Temperatur angenommen hat, vermag er
die Strahlungswärme auf die Unterseite des Behandlungsguts 50 abzustrahlen. Dadurch
wird die Unterseite des Behandlungsguts 50 durch Strahlungswärme zusätzlich erwärmt.
Dies geschieht kontinuierlich, während sich die Rollen 16 drehen.
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Man erhält demzufolge auf der Unterseite des Behandlungsguts 50 eine
noch gleichmäßigere Erwärmung.
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Durch das Drehen der Rollen 16 in der oben beschriebenen Weise lassen
sich außerdem durch die hohe Temperatur verursachte Verformungen, z.B. Verbiegungen,
der Rollen 16 vermeiden.
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Da außerdem das Behandlungsgut 50 durch die Hubvorrichtung
angehoben
wird, bleibt die Lage des Behandlungsguts 50 unverändert, während sich die Rollen
16 drehen. Die Innenabmessungen der wärmeisolierenden Wand 17 können mithin zur
Aufnahme des Behandlungsguts 50 sehr klein gehalten werden.
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Hieraus folgt, daß zu der Erwärmung des Behandlungsguts eine nur relativ
geringe Menge Energie benötigt wird. Der Gesamtenergieverbrauch läßt sich also herabsetzen.
Wenn die Innenabmessungen der wärmeisolierenden Wand 17 klein sind, sind auch die
Außenabmessungen klein. Hieraus folgt, daß die Aufnahmekapazität des Vakuum-Behälters
2, der die wärmeisolierende Wand 17 aufnimmt, sehr klein gehalten werden kann. Die
Pumpleistung zur Einstellung des Vakuums läßt sich also herabsetzen, so daß man
eine kompakte Vakuumpumpe verwenden kann.
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Da sich das Behandlungsgut 50 im Inneren der wärmeisolierenden Wände
17 auch dann nicht bewegt, wenn die Rollen 16 gedreht werden, kommt es nicht zu
Beschädigungen, etwa dadurch, daß das Behandlungsgut 50 gegen die wärmeisolierende
Wand 17 stößt und beschädigt wird.
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Während der Erwärmung befindet sich die Unterseite des Behandlungsguts
50 nicht in Berührung mit den Rollen 16. Dies hat zur Folge, daß die in dem Behandlungsgut
50 enthaltene Wärme nicht über die Rollen 16 zur Außenseite des Ofens hin gelangt.
Lokale Temperaturabfälle des Behandlungsguts 50, wie sie auftreten, wenn das Behandlungsgut
50 die Rollen 16 berührt, sind also nicht zu befürchten.
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Jedesmal, wenn das Behandlungsgut 50 aus einer Kammer in eine andere
Kammer des Ofenkörpers 2 bewegt wird, läßt sich neues Behandlungsgut 50 in den Eingang
9 einfahren, so daß die einzelnen Behandlungsabschnitte gleichzeitig in den einzelnen
Kammern des Ofenkörpers 2 durchgeführt werden können.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Wärmequellen
im Inneren der wärmeisolierenden Wände anders ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform
sind Wärmequellen 18e nur an zwei Seiten des Aufnahmeraums Sae für ein Behandlungsgut
50, welches im Inneren der wärmeisolierenden Wände 17e behandelt wird, angeordnet.
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Selbst bei einer Vorrichtung mit einem solchen Aufbau rereflektieren
die Innenfläche der wärmeisolierenden Wände oberhalb und unterhalb des Aufnahmeraums
für das Behandlungsgut 50e Wärmestrahlung in Richtung auf das Behandlungsgut. Die
Innenflächen der wärmeisolierenden Wände dienen somit als Wärmeabstrahlungs-Flächen.
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In Fig. 6 sind diejenigen Teile, die den gleichen Aufbau und/oder
die gleiche Funktion haben wie entsprechende Teile in den Fig. 1 bis 5, mit ähnlichen
Bezugszeichen versehen, die jedoch in Fig. 6 den Zusatz "e" tragen.
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In Fig. 7 tragen ähnliche Teile wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
den Zusatz "f". Fig. 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Hubvorrichtung.
Die Hubvorrichtung nach Fig. 7 enthält einen Fluidzylinder 61, der Hubstangen 39f
vertikal nach oben und nach unten bewegt.
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In das Innere des Ofenkörpers 2f ragt durch eine Dichtung 63 eine
Kolbenstange 62, auf deren oberem Ende eine Hubplatte 38f montiert ist.