DE4020920A1 - Durchlaufofen zum vorwaermen von einer weiterverarbeitung zuzufuehrenden werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen zum Vorwärmen von einer Weiterverarbeitung zuzuführenden Werkstücken wie Halbzeug und dergl., insbesondere zum Aufwärmen von Kunststoffmaterialien wie glasfaserverstärkte Polypropylenplatten auf Verarbeitungstemperatur, mit einer die Werkstücke in den Ofen zuführenden Aufnahmestation und einer die erwärmten Werkstücke aus dem Ofen übernehmenden Abnahmestation, ferner mit einer im Innern des Ofens angeordneten Heizeinrichtung und einer Transporteinrichtung, die die Werkstücke innerhalb des Ofens befördert und von der Aufnahme- an die Abnahmestation überführt.

Für die Verarbeitung, insbesondere die Umformung von thermoplastischen Werkstücken ist es erforderlich, diese auf eine von den jeweiligen Materialeigenschaften abhängige Temperatur zu bringen, wobei es darauf ankommt, daß die Aufheizung des Werkstücks weitgehend homogen erfolgt. Da Kunststoffmaterialien in der Regel eine vergleichsweise schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen, andererseits auf Überhitzung an der Oberfläche empfindlich reagieren, müssen die Werkstücke eine hinreichend lange Zeit der erhöhten Umgebungstemperatur ausgesetzt werden, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung in ihrem Inneren zu erreichen. Hierzu sind aus der Praxis Durchlauföfen bekannt, bei denen die Werkstücke auf einem endlosen Band durch das Innere des Ofens transportiert werden. Um hierbei eine ausreichend lange Verweildauer der Werkstücke im Ofen zu erreichen, muß die Geschwindigkeit des Transportbandes entsprechend niedrig gewählt werden. Dies bedeutet, daß die Werkstücke entsprechend langsam in die Abnahmestation gelangen und dort teilweise bereits wieder auskühlen, zumal im Austrittsbereich des Ofens bereits eine erhebliche Temperaturabnahme, also ein Temperaturgradient zu beobachten ist. Ein taktweiser Transport der Werkstücke durch den Ofen bringt hier nur geringfügige Verbesserungen, wobei in jedem Fall der Nachteil bestehen bleibt, daß der Ofen wegen der geforderten Verweildauer der Werkstücke in seinem Inneren eine nicht unbeträchtliche Länge aufweisen muß, die ihn auch in wärmetechnischer Hinsicht unwirtschaftlich machen. Darüber hinaus müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die erhitzten Proben von dem Transportband abzunehmen und der weiteren Verarbeitung zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufofen der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Zuführung der Werkstücke und deren Entnahme im erhitzten Zustand vereinfacht wird und eine homogene Aufwärmung der Werkstücke bei kompakten Abmessungen des Ofens und einer hohen Drucksatzrate erreicht wird, und daß schon vor dem Erwärmen auch mehrere Werkstücke positioniert übereinander stapelbar sind, so daß sie nach dem Erwärmen in bereits positionierter und gestapelter Form einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für den Transport der Werkstücke Formbleche vorgesehen sind, die eines oder mehrere der Werkstücke aufnehmen und einzeln von der Aufnahmestation in die Transporteinrichtung sowie von dieser an die Abnahmestation überführt werden.

Der durch die Erfindung erreichte Fortschritt besteht zunächst darin, daß die Formbleche mit den Werkstücken dem Ofen schnell zugeführt und wieder entnommen werden können, so daß insbesondere die erwärmten Werkstücke keine merkliche Abkühlung erfahren können, dem Weiterverarbeitungsprozeß also unter den geforderten Temperaturbedingungen zugeführt werden. Durch die Beschickung des Durchlaufofens über Formbleche besteht darüber hinaus die Möglichkeit, bei taktweisem Arbeitsbetrieb die Ofenöffnungen zwischenzeitlich jeweils zu schließen, so daß neben einer homogeneren Temperatureinstellung im Inneren des Ofens auch durch geringere Wärmeverluste ein wirtschaftlicherer Betrieb erreicht wird. Schließlich besteht die Möglichkeit, die Transporteinrichtung so auszubilden, daß die Formbleche gegenüber einem geradlinigen Transportband einen wesentlich längeren Weg im Inneren des Ofens durchlaufen, so daß ein wesentlich höherer Durchsatz an Werkstücken in Folge einer höheren Transportgeschwindigkeit möglich ist.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aufnahme- bzw. Abnahmestation je eine Wandöffnung vorgesehen ist, deren lichter Öffnungsquerschnitt der in Transportrichtung gesehenen Querschnittsfläche der Formbleche angepaßt ist und daß die Wandöffnungen mit Verschlußeinrichtungen versehen sind. Dabei können die Verschlußeinrichtungen zweckmäßigerweise von außenseitig angebrachten Schließblechen gebildet sein, die parallel zur Außenfläche des Ofens verschiebbar geführt sind.

Um die Zufuhr und Entnahme der Formbleche zu vereinfachen, sieht die Erfindung vor, daß im Bereich der Wandöffnungen an die Transporteinrichtung anschließende Führungsmittel zur Beförderung der Formbleche vorgesehen sind.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Transporteinrichtung aus einem oder mehreren Fördertürmen gebildet, die mit Aufnahmen für die Formbleche versehen sind und deren Stapelung übereinander sowie deren Transport in vertikaler Richtung erlaubt. Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Fördertürme paarweise zueinander angeordnet sind, wobei deren Transportrichtung gegenläufig ist und eine Übergabe der Formbleche vom einen zum anderen Förderturm am oberen bzw. unteren Ende der Fördertürme erfolgt. Hierdurch können die Aufnahme- und Abnahmestation in der gleichen Ebene angeordnet sein. Bei einer ungeraden Anzahl von Fördertürmen besteht dagegen die Möglichkeit, die Aufnahme- und Abgabestation in unterschiedliche Höhe zu legen, wenn dies etwa aus baulichen Gründen wünschenswert ist.

Jeder Förderturm weist in zweckmäßiger Ausgestaltung zwei sich senkrecht erstreckende, mit gegenseitigem Abstand und parallel zueinander verlaufende, endlose Transportbänder auf, die endseitig jeweils über Umlenkrollen geführt sind und an ihrer Außenseite mit Aufnahmeteilen für die Formbleche versehen sind. Die Aufnahmeteile können hierbei in besonders einfacher Ausgestaltung von U-Profil-Schienen gebildet sein, die achsparallel zu den Umlenkrollen und längs des Transportbandes gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Um einen gleichmäßigen Transport und eine horizontale Ausrichtung der Formbleche sicher zu stellen, sind zweckmäßigerweise zumindest jeweils eine der Umlenkrollen der beiden Transportbänder zwangsweise miteinander in entgegengesetztem Drehsinn gekoppelt und gemeinsam an eine Antriebseinrichtung angeschlossen. Entsprechend sieht die Erfindung vor, daß bei paarweise zueinander angeordneten Fördertürmen der Drehantrieb der jeweils gekoppelten Umlenkrollen zueinander gegensinnig erfolgt.

Weiter ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, wenn der Antrieb der Transportbänder getaktet erfolgt, wobei die Abstände der Aufnahmeteile an den Transportbändern so gewählt sind, daß nach jedem Bewegungstakt jeweils eine Aufnahme der Aufnahmestation und/oder der Abnahmestation gegenübersteht und bei paarweiser Anordnung der Fördertürme die Aufnahmen am der Aufnahme- bzw. Abnahmestation entgegengesetzten Ende der Transportbänder zueinander fluchten. Hierdurch ist es möglich, jeweils bei Stillstand der Transportbänder sowohl ein Formblech zu- bzw. abzuführen und ferner ein Formblech von dem einen Förderturm zum anderen zu überstellen.

Um eine möglichst homogene Temperaturverteilung im Inneren des Ofens zu erreichen, können eine oder mehrere Ventiliationsvorrichtungen vorgesehen sein, die eine Luftströmung in der Ebene der Formbleche erzeugen.

Die Formbleche weisen vorteilhafterweise einen rechteckigen Rahmen auf, der innenseitig mit Auflageelementen für die Werkstücke versehen ist. Hierdurch wird eine gute Wärmezufuhr zu den Werkstücken auch von ihrer Unterseite her erreicht. Dabei können die Auflageelemente beispielsweise von parallel zueinander angeordneten Rundprofilen gebildet sein. Ebenso besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Auflageelemente von rasterartig angeordneten, senkrecht ausgerichteten Leisten gebildet sind.

Schließlich können die Formbleche mit einem oder mehreren Aufsatzteilen zur formschlüssigen Aufnahme der Werkstücke versehen sein.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 den Gegenstand nach der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt dargestellt,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Gegenstands nach Fig. 1, ebenfalls teilweise im Schnitt dargestellt,

Fig. 3 ein Formblech in Draufsicht und Stirnansicht in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 4 ein Formblech in Draufsicht und Stirnansicht in einer zweiten Ausführungsform.

Der in der Zeichnung dargestellte Durchlaufofen 1 dient zum Vorwärmen von Werkstücken 13 wie Halbzeug und dergl., die zu ihrer Weiterverarbeitung anschließend beispielsweise einem Umformwerkzeug zuzuführen sind. Derartige Werkstücke 13 können beispielsweise aus Kunststoffmaterialien wie glasfaserverstärkten Polypropylenplatten bestehen.

Im einzelnen weist der Durchlaufofen 1 eine Aufnahmestation 14 für die dem Ofen zuzuführenden Werkstücke 13 und eine die erwärmten Werkstücke 13 aus dem Ofen 1 übernehmende Abnahmestation 15 auf. Ferner ist der Ofen 1 mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Heizeinrichtung sowie einer allgemein mit 16 bezeichneten Transporteinrichtung versehen, die die Werkstücke 13 innerhalb des Ofens 1 befördert und von der Aufnahme- 14 an die Abnahmestation 15 überführt.

Für den Transport der Werkstücke 13 sind Formbleche 7 vorgesehen, die eines oder mehrere der Werkstücke 13 aufnehmen. Diese Formbleche 7 werden einzeln von der Aufnahmestation 14 an die Transporteinrichtung 16 übergeben und von dieser an die Abnahmestation 15 überführt.

Im Bereich der Aufnahme- 14 bzw. der Abnahmestation 15 ist je eine Wandöffnung 17 im Ofen 1 vorgesehen, deren lichter Öffnungsquerschnitt der in Transportrichtung gesehenen Querschnittsfläche der Formbleche 7 angepaßt ist. Hierdurch wird ein nur geringer Wärmeverlust aus dem Ofen 1 erreicht, der im übrigen noch dadurch verkleinert werden kann, daß die Wandöffnungen 17 mit Verschlußeinrichtungen 9, 10 versehen sind. Diese Verschlußeinrichtungen 9, 10 sind von außenseitig angebrachten Schließblechen gebildet, die parallel zur Außenfläche des Ofens 1 verschiebbar geführt sind. Die Formbleche 7 können zum Ofen 1 über Transportbänder oder Transportwagen 11 heran- und wieder weggebracht werden, wie dies in Fig. 1 durch einen lediglich angedeuteten, hebbaren Wagen 11 dargestellt ist. Im Bereich der Wandöffnungen 17 können dann bereits in der Zeichnung ebenfalls nicht näher dargestellte Führungsmittel vorgesehen sein, die an die Transporteinrichtung 16 anschließen und der Beförderung der Formbleche 7 im Bereich der Wandöffnung 17 dienen.

Die Transporteinrichtung 16 kann im wesentlichen weitgehend beliebig gestaltet sein, wobei es allein darauf ankommt, daß die Formbleche 7 einen möglichst langen Weg im Inneren des Ofens 1 zurücklegen, so daß eine ausreichend große Verweildauer auch bei höherer Transportgeschwindigkeit der Formbleche 7 erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Transporteinrichtung 16 aus mehreren Fördertürmen 18 gebildet, die mit Aufnahmen für die Formbleche 7 versehen sind und deren Stapelung übereinander sowie deren Transport in vertikaler Richtung erlauben. Um die Aufnahme- 14 und Abnahmestation 15 auf gleicher Höhe zu halten, sind die Fördertürme 18 paarweise zueinander angeordnet, wobei deren Transportrichtung gegenläufig ist. Eine Übergabe der Formbleche 7 vom einen zum anderen Förderturm 18 erfolgt am oberen, also der Aufnahme- 14 bzw. Abnahmestation 15 abgewandten Ende.

Jeder Förderturm 18 weist zwei sich senkrecht erstreckende, mit gegenseitigem Abstand und parallel zueinander verlaufende, endlose Transportbänder 2, 3 auf.

Diese Transportbänder 2, 3 sind endseitig jeweils über Umlenkrollen 20 geführt und an ihrer Außenseite mit die Aufnahmen bildenden Aufnahmeteilen 6 für die Formbleche 7 versehen. Die Aufnahmeteile 6 selbst sind von U-Profil-Schienen gebildet, die achsparallel zu den Umlenkrollen 20 und längs des Transportbandes 2, 3 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Um eine übereinstimmende Umlaufgeschwindigkeit der beiden zu einem Förderturm 18 gehörenden Transportbänder 2, 3 zu erreichen, sind zumindest jeweils eine der Umlenkrollen 20 der beiden Transportbänder zwangsweise miteinander in entgegengesetztem Drehsinn gekoppelt und gemeinsam an eine Antriebseinrichtung 4, 5 angeschlossen. Um einen Schlupf der Transportbänder 2, 3 zu vermeiden, können die Umlenkrollen 20 und die Transportbänder 2, 3 auch über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Verzahnung ineinandergreifen. Bei paarweise zueinander angeordneten Fördertürmen 18 muß der Drehantrieb der jeweils gekoppelten Umlenkrollen 20 ebenfalls zueinander gegensinnig erfolgen, wobei auch hier die Antriebsgeschwindigkeit beider Fördertürme 18 übereinstimmen sollte.

Um die Übergabe der Formbleche 7 zu erleichtern, erfolgt der Antrieb der Transportbänder 2, 3 getaktet, wobei die Abstände der Aufnahmeteile 6 an den Transportbändern 2, 3 so gewählt sind, daß nach jedem Bewegungstakt jeweils eine Aufnahme der Aufnahmestation 14 und der Abnahmestation 15 gegenübersteht. Gleichzeitig fluchten in dieser Stellung die Aufnahmen am der Aufnahme- 14 bzw. Abnahmestation 15 entgegengesetzten Ende der Transportbänder 2, 3, so daß gleichzeitig auch eine Überstellung des Formblechs 7 vom einen Förderturm 18 in den anderen erfolgen kann, wofür in Fig. 1 eine nach außen aus dem Ofen vorstehende Bestätigungsstange 8 vorgesehen ist.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, sind im Inneren des Ofens 1 Ventillationsvorrichtungen 19 vorgesehen, die eine Luftströmung in der Ebene der Formbleche 7 erzeugen und hierdurch für eine homogene Temperaturverteilung im Inneren des Ofens 1 sorgen.

Die Formbleche 7 nach den Fig. 3 und 4 weisen einen rechteckigen Rahmen 7a auf, der innenseitig mit Auflageelementen 21 für die Werkstücke 13 versehen ist. Dabei sind die Auflageelemente 21 in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 von parallel zueinander angeordneten Rundprofilen gebildet, während bei dem Formblech 7 nach Fig. 4 die Auflageelemente 21 von rasterartig angeordneten, senkrecht ausgerichteten Leisten gebildet sind.

Wie sich weiter aus der Draufsicht der Fig. 3 und 4 ergibt, sind die Formbleche 7 jeweils mit zwei Aufsatzteilen 12 versehen, die die Werkstücke 13 formschlüssig in sich aufnehmen. Dies hat den Vorteil, daß die Werkstücke 13 sich selbst nach Erschütterungen des Formblechs 7 stets in der vorgeschriebenen Lage und Ausrichtung befinden, so daß sie auf besonders einfache Weise von automatisch arbeitenden Greifersystemen für die Weiterverarbeitung aufgenommen werden können. Darüber hinaus ermöglichen die Aufsatzteile 12 auch das gleichzeitige Aufwärmen zweier oder mehrerer aufeinander gelegter Werkstücke 13, wie dies aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 und 4 hervorgeht, die hierdurch paßgenau übereinander gehalten werden.

Claims (16)

1. Durchlaufofen zum Vorwärmen von einer Weiterverarbeitung zuzuführenden Werkstücken (13) wie Halbzeug und dergl., insbesondere zum Aufwärmen von Kunststoffmaterialien wie glasfaserverstärkten Polypropylenplatten auf Verarbeitungstemperatur, mit einer die Werkstücke (13) in den Ofen (1) zuführenden Aufnahmestation (14) und einer die erwärmten Werkstücke (13) aus dem Ofen (1) übernehmenden Abnahmestation (15), ferner mit einer im Innern des Ofens (1) angeordneten Heizeinrichtung und einer Transporteinrichtung (16), die die Werkstücke (13) innerhalb des Ofens (1) befördert und von der Aufnahme- (14) an die Abnahmestation (15) überführt, dadurch gekennzeichnet, daß für den Transport der Werkstücke (13) Formbleche (7) vorgesehen sind, die eines oder mehrere der Werkstücke (13) aufnehmen und einzeln von der Aufnahmestation (14) an die Transporteinrichtung (16) sowie von dieser an die Abnahmestation (15) überführt werden.

2. Durchlaufofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aufnahme- (14) bzw. Abnahmestation (15) je eine Wandöffnung (17) vorgesehen ist, deren lichter Öffnungsquerschnitt der in Transportrichtung gesehenen Querschnittsfläche der Formbleche (7) angepaßt ist, und daß die Wandöffnungen (17) mit Verschlußeinrichtungen (9, 10) versehen sind.

3. Durchlaufofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen (9, 10) von außenseitig angebrachten Schließblechen gebildet sind, die parallel zur Außenfläche des Ofens (1) verschiebbar geführt sind.

4. Durchlaufofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Wandöffnungen (17) an die Transporteinrichtung (16) anschließende Führungsmittel zur Beförderung der Formbleche (7) vorgesehen sind.

5. Durchlaufofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (16) aus einem oder mehreren Fördertürmen (18) gebildet ist, die mit Aufnahmen für die Formbleche (7) versehen sind und deren Stapelung übereinander sowie deren Transport in vertikaler Richtung erlauben.

6. Durchlaufofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördertürme (18) paarweise zueinander angeordnet sind, wobei deren Transportrichtung gegenläufig ist und eine Übergabe der Formbleche (7) vom einen zum anderen Förderturm (18) am oberen bzw. unteren Ende der Fördertürme (18) erfolgt.

7. Durchlaufofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Förderturm (18) zwei sich senkrecht erstreckende, mit gegenseitigem Abstand und parallel zueinander verlaufende, endlose Transportbänder (2, 3) aufweist, die endseitig jeweils über Umlenkrollen (20) geführt sind und an ihrer Außenseite mit Aufnahmeteilen (6) für die Formbleche (7) versehen sind.

8. Durchlaufofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeteile (6) von U-Profil-Schienen gebildet sind, die achsparallel zu den Umlenkrollen (20) und längs des Transportbandes (2, 3) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

9. Durchlaufofen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jeweils eine der Umlenkrollen (20) der beiden Transportbänder (2, 3) zwangsweise miteinander in entgegengesetztem Drehsinn gekoppelt und gemeinsam an eine Antriebseinrichtung (4, 5) angeschlossen sind.

10. Durchlaufofen nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei paarweise zueinander angeordneten Fördertürmen (18) der Drehantrieb der jeweils gekoppelten Umlenkrollen (20) zueinander gegensinnig erfolgt.

11. Durchlaufofen nach den Ansprüchen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Transportbänder (2, 3) getaktet erfolgt, wobei die Abstände der Aufnahmeteile (6) an den Transportbändern so gewählt sind, daß nach jedem Bewegungstakt jeweils eine Aufnahme der Aufnahmestation (14) und/oder der Abnahmestation (15) gegenübersteht und bei paarweiser Anordnung der Fördertürme (18) die Aufnahmen am der Aufnahme- (14) bzw. Abnahmestation (15) entgegengesetzten Ende der Transportbänder (2, 3) zueinander fluchten.

12. Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Ventilationsvorrichtungen (19) vorgesehen sind, die eine Luftströmung in der Ebene der Formbleche (7) erzeugen.

13. Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbleche (7) einen rechteckigen Rahmen (7a) aufweisen, der innenseitig mit Auflageelementen (21) für die Werkstücke (13) versehen ist.

14. Durchlaufofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (21) von parallel zueinander angeordneten Rundprofilen gebildet sind.

15. Durchlaufofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (21) von rasterartig angeordneten, senkrecht ausgerichteten Leisten gebildet sind.

16. Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbleche (7) mit einem oder mehreren Aufsatzteilen (12) zur formschlüssigen Aufnahme der Werkstücke (13) versehen sind.