DE4305498A1

DE4305498A1 - Continuous furnace with position sensor

Info

Publication number: DE4305498A1
Application number: DE19934305498
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dr Kuehn
Original assignee: LOI IND OFENANLAGEN
Current assignee: LOI Thermprocess GmbH
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1994-08-25

Abstract

The sensor is designed as an ultrasonic distance measuring device (5) and arranged in an end wall (1) of the continuous pusher-type furnace. It is located in a water-cooled chamber (7) and detects the position of a basic grate (2) as it approaches (arrow 3) and before it is transported further (arrow 4). The chamber (7) is flushed with nitrogen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen zum Behandeln von Werkstücken, insbesondere unter gesteuerter Atmosphäre, mit ei nem Sensor zum Erfassen der Position eines der Werkstücke oder eines Grundrostes vor einer Stirnwand eines Durchlaufofens, insbesondere am Ort einer Laufrichtungsänderung, wobei der Sen sor in der Stirnwand angeordnet ist. Die Erfindung ist insbe sondere anwendbar auf Durchstoßöfen.The invention relates to a continuous furnace for treating Workpieces, especially under a controlled atmosphere, with egg nem sensor for detecting the position of one of the workpieces or a base grating in front of an end wall of a continuous furnace, especially at the location of a change of direction, the Sen sor is arranged in the end wall. The invention is esp particularly applicable to push-through furnaces.

Eine Positionserfassung und ggf. -korrektur ist notwendig, weil sich die Werkstücke bzw. die Grundroste durch die Erwär mung ausdehnen. Außerdem können Aufkohlungsvorgänge zu einem Wachsen der Grundroste führen. Schließlich muß berücksichtigt werden, daß sich Verunreinigungen oder Zunder zwischen die Werkstücke bzw. die Roste legen kann. Eine genaue Positionie rung ist unerläßlich, weil andernfalls eine etwaige Stoßrich tungsänderung nicht korrekt durchgeführt werden kann oder die Stirnwand bzw. eine dort befindliche Tür beschädigt wird.Position detection and, if necessary, correction is necessary because the workpieces or the base grids stretch. In addition, carburizing processes can lead to one Grow the base grates. Finally, must be considered be that impurities or scale between the Workpieces or the grates can place. An exact position tion is indispensable, because otherwise a change cannot be carried out correctly or the End wall or a door located there is damaged.

Bekannte Sensoren weisen eine Stange auf, die unter Zwi schenschaltung einer Dichtung verschieblich in der Stirnwand des Durchstoßofens angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, daß die bekannte Konstruktion störanfällig ist. So kommt es häufig zu einem Verbiegen der Stange. Auch stellt die Dichtung zwischen der Stange und der Stirnwand des Durchstoßofens eine Schwach stelle dar. Verluste an zum Teil CO-haltiger, also giftiger Ofenatmosphäre sind äußerst unangenehm.Known sensors have a rod that under Zwi Circuit of a seal slidably in the front wall the pusher furnace is arranged. It has been shown that the known construction is prone to failure. So it happens often a bending of the rod. The seal also places between the rod and the front wall of the push-through furnace a weak one represent. Losses of CO, some of which are toxic Oven atmospheres are extremely uncomfortable.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit des Ofens zu erhöhen.Accordingly, the invention is based on the object to increase the operational safety of the furnace.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Er findung dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Ultraschall- Distanzsensor ausgebildet und stationär sowie gasdicht in die Stirnwand des Durchlaufofens eingebaut ist.To solve this problem, the device according to the Er characterized in that the sensor as an ultrasonic Distance sensor designed and stationary and gas-tight in the End wall of the continuous furnace is installed.

Der Sensor arbeitet also berührungsfrei, so daß es nicht zu stoßbedingten Beschädigungen kommen kann. Auch tritt kein Ver schleiß auf. Das Problem der Abdichtung gegenüber der Stirnwand des Durchlaufofens läßt sich einfach und dauerhaft lösen, da keine Bewegungen an der Dichtstelle auftreten. Leckageverluste können praktisch ausgeschlossen werden. Der Betrieb wird also gefahrloser und erfordert vor allen Dingen keinen wesentlichen Instandhaltungsaufwand.So the sensor works without contact, so that it is not too shock-related damage can occur. Also no Ver occurs wear on. The problem of sealing against the bulkhead of the continuous furnace can be easily and permanently solved because no movements occur at the sealing point. Leakage losses can practically be excluded. So the operation will less dangerous and above all does not require any essential Maintenance effort.

Hinzu kommt, daß Wärmeverluste über den Sensor im Vergleich mit einer durch die Ofenwand hindurchgeführten Stange stark re duziert werden. Auch insoweit wird also der Betrieb energetisch günstiger und wirtschaftlicher.Added to this is the fact that heat losses via the sensor are compared strongly with a rod passed through the furnace wall be reduced. In this respect, too, the operation becomes energetic cheaper and more economical.

Ferner sei hervorgerufen, daß die erfindungsgemäße Kon struktion einfach ist und sich problemlos montieren läßt. Ins besondere die Justierung bereitet keinerlei Schwierigkeiten, da sie in kaltem Zustand durchgeführt werden kann. Demgegenüber ist beim Stande der Technik ein Nachjustieren während des Be triebes unerläßlich. Dieser Vorgang ist zeitaufwendig und benö tigt den Einsatz von zwei Mitarbeitern, während die Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von einem Mitarbeiter durch geführt werden kann. Auch hieraus resultiert eine beträchtliche Kostenersparnis.It should also be brought about that the Kon structure is simple and can be easily installed. Ins the adjustment in particular does not cause any difficulties since it can be carried out when cold. In contrast is in the prior art readjustment during loading was indispensable. This process is time consuming and necessary The use of two employees during the hiring process the device according to the invention by an employee can be performed. This also results in a considerable one Cost savings.

Vorzugsweise ist die Arbeitsfrequenz des Ultraschall-Di stanzmessers auf einen Bereich eingestellt, in dem der Einfluß der Ofenatmosphäre auf die Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit vernachlässigbar ist. Es bedarf also keiner Nachjustierung bei Umstellungen der Ofenatmosphäre.The operating frequency of the ultrasound Di is preferably punch knife set to an area in which the influence the furnace atmosphere to the sound propagation speed is negligible. So there is no need for readjustment Changes to the furnace atmosphere.

Ferner ist es aus Gründen der Meßgenauigkeit vorteilhaft, den Ultraschall-Distanzmesser rechtwinklig auf das ankommende Werkstück bzw. den ankommenden Grundrost auszurichten.Furthermore, for reasons of measurement accuracy, it is advantageous the ultrasonic distance meter at right angles to the incoming Align the workpiece or the incoming base grate.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Ul traschall-Distanzmesser in einer in Meßrichtung offenen, vor zugsweise rohrförmigen Kammer anzuordnen und dementsprechend weitgehend gegen den rauhen Ofenbetrieb abzuschirmen. Außerdem vermindert sich die Wärmebelastung des Sensors, was gleichzei tig zu einer Verminderung der Wärmeverluste führt. Die vorteil haften Auswirkungen der Kammer lassen sich noch dadurch stei gern, daß man sie an eine Spülgasquelle, vorzugsweise an eine Stickstoffquelle anschließt.In a development of the invention, it is proposed that the ul ultrasonic distance meter in an open direction in the measuring direction preferably arrange tubular chamber and accordingly largely to shield against the rough furnace operation. Furthermore the thermal load on the sensor is reduced, which at the same time leads to a reduction in heat loss. The advantage The effects of the chamber can still be increased gladly that you put them in a purge gas source, preferably in a Nitrogen source connects.

U.U. ist man bestrebt, den Meßabstand klein zu halten. Hierzu kann die Vorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet sein durch einen dem Ultraschall-Distanzmesser in Meßrichtung vorgeschalteten Taster, der in Meßrichtung verschiebbar ist. Das Werkstück bzw. der Grundrost wirkt also auf den Taster ein, wobei dann die eigentliche Abstandsmessung zwischen dem Taster und dem Ultraschall-Distanzmesser stattfindet. Der Sensor selbst arbeitet also nach wie vor berührungsfrei, und zwar un ter erhöhter Abschirmung gegen den eigentlichen Ofenbetrieb. Auch werden keine Leckagestellen geschaffen, und es werden vor allen Dingen die Wärmeverluste nicht erhöht. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn der Taster gegen die Stirnwand des Durchstoßofens wärmeisoliert ist.Possibly. one strives to keep the measuring distance small. To this end, the device according to the invention can be characterized be by an ultrasonic distance meter in the measuring direction upstream button that can be moved in the measuring direction. The workpiece or the base grate thus acts on the button, then the actual distance measurement between the button and the ultrasonic distance meter takes place. The sensor itself continues to work without contact, and un ter increased shielding against the actual furnace operation. Also, no leaks are created, and there will be all things the heat loss does not increase. The latter applies especially if the button against the front wall of the Push-through furnace is thermally insulated.

Vor Beginn der Messung wird der Taster ausgeschoben und in seine Meßposition gebracht. Nach Beendigung der Messung und entsprechender Verschiebung des Tasters wird dieser wieder zu rückgezogen, um die Bewegung des Werkstücks bzw. des Grundro stes in der nun geänderten Durchlaufrichtung nicht durch seit liche Anlage zu behindern. Diese Ausschiebe- und Rückzugsbewe gungen des Tasters werden vorzugsweise elektromagnetisch durch geführt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Taster als Bolzen auszubilden und in einer elektrischen Spule anzuordnen. Die Umkehr der Bewegungsrichtung erfolgt dann durch Stromrich tungsumkehr. Mechanische Bewegungen durch die Ofenwandung hin durch sind für die Tasterverschiebung nicht erforderlich.Before the start of the measurement, the button is pushed out and in brought his measuring position. After the measurement and corresponding shifting of the push button becomes again withdrawn to the movement of the workpiece or Grundro stes in the now changed direction of passage not through hinder plant. This move out and retreat gations of the button are preferably electromagnetic guided. It is particularly advantageous to use the button as Form bolts and arrange them in an electrical coil. The direction of movement is then reversed by Stromrich reversal. Mechanical movements through the furnace wall through are not required for push button movement.

Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kom binationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den vorste hend diskutierten Verknüpfungen abweichen.Such coms are also disclosed as being essential to the invention binations of the features of the invention by the previous The links discussed differ.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Aus führungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeich nung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: The invention is based on preferred from management examples in connection with the attached drawing tion explained in more detail. The drawing shows in:

Fig. 1 schematisch einen Teilschnitt durch einen erfin dungsgemäßen Durchlaufofen; Fig. 1 shows schematically a partial section through a continuous furnace according to the invention;

Fig. 2 in gleicher Darstellung eine abgewandelte Ausfüh rungsform. Fig. 2 in the same representation a modified Ausfüh approximate shape.

In Fig. 1 handelt es sich um einen Durchstoßofen mit einer Stirnwand 1, vor der eine Stoßrichtungsänderung erfolgt. Dies ist anhand eines Grundrahmens 2 dargestellt, der sich in Rich tung eines ersten Pfeils 3 der Stirnwand genähert hat. Sein Weitertransport erfolgt in Richtung eines zweiten Pfeils 4.In Fig. 1 it is a push-through furnace with an end wall 1 , in front of which there is a change in the direction of impact. This is illustrated using a base frame 2 , which has approached the end wall in the direction of a first arrow 3 . It is transported further in the direction of a second arrow 4 .

Zur Ermittlung der Position des Grundrahmens 2 und zur Ab gabe eines u. U. erforderlichen Korrektursignals ist ein Sensor in Form eines Ultraschall-Distanzmessers 5 vorgesehen, und zwar in rechtwinkliger Ausrichtung auf den Grundrahmen 2. Die Ar beitsfrequenz des Ultraschall-Distanzmessers 5 ist so einge stellt, daß die Ofenatmosphäre die Schallfortpflanzungsge schwindigkeit nur unwesentlich beeinflußt.To determine the position of the base frame 2 and to give a u. U. required correction signal, a sensor in the form of an ultrasonic distance meter 5 is provided, namely in a right-angled orientation on the base frame 2 . The Ar frequency of the ultrasonic distance meter 5 is set so that the furnace atmosphere affects the speed of sound propagation only marginally.

Der Ultraschall-Distanzmesser 5 ist stationär und abgedich tet in einer Platte 6 angeordnet, die den Boden einer rohrför migen Kammer 7 darstellt. Deren Wand 8 bildet einen Mantel, welcher von Kühlwasser durchströmt wird. Die Kammer 7 ist in einer Durchführung 9 angeordnet, die eine Öffnung in der Stirn wand 1 des Durchstoßofens bildet.The ultrasonic distance meter 5 is stationary and sealed in a plate 6 , which represents the bottom of a tube-shaped chamber 7 . The wall 8 forms a jacket through which cooling water flows. The chamber 7 is arranged in a passage 9 which forms an opening in the end wall 1 of the pusher furnace.

Die Vorrichtung arbeitet berührungs- und dementsprechend verschleißfrei. Leckverluste können nicht auftreten. Auch sind die Wärmeverluste minimiert. Konstruktion, Montage und Wartung sind einfach und kostengünstig. Das Ein- oder Nachjustieren kann bei kaltem Ofen durchgeführt werden.The device works touch and accordingly wear-free. Leakage losses cannot occur. Also are minimizes heat loss. Construction, assembly and maintenance are simple and inexpensive. The adjustment or readjustment can be done in a cold oven.

Die Kammer 7 ist in nicht dargestellter Weise zu ihrer Spü lung an eine Stickstoffquelle angeschlossen.The chamber 7 is connected in a manner not shown for rinsing to a nitrogen source.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist dem Ultraschall-Distanzmes ser 5 ein Taster 10 in Form eines Bolzens vorgeschaltet, wel cher den Kern einer elektrischen Spule 11 bildet. Diese dient dazu, den Taster 10 vor Beginn der Messung auszuschieben und nach beendigter Messung vom Grundrost zurückzuziehen. Eine Wär meisolierung 12 schirmt die Stirnwand 1 des Durchstoßofens ge gen den Taster 10 ab.As shown in Fig. 2, the ultrasonic distance measurer 5 is a button 10 upstream in the form of a bolt which wel cher forms the core of an electrical coil 11 . This serves to push out the button 10 before the start of the measurement and to withdraw it from the base grate after the measurement has ended. A heat insulation 12 shields the end wall 1 of the pusher furnace from the button 10 .

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglich keiten gegeben. So kann die Kammer 7 ohne weiteres auf der In nenseite der Stirnwand 1 angeordnet sein, wobei letztere dann lediglich eine Durchführung für Meßleitungen und ggf. Steuer leitungen aufweisen muß. Anstelle der Wasserkühlung der Kammer wandung kann auch eine Abschirmung aus wärmedämmendem Material vorgesehen werden, sofern nicht auf eine Wärmeisolierung völlig verzichtet wird, wie es bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der Fall sein kann. Die Öffnung der Kammer nach Fig. 1 kann von ei ner Lochblende geschlossen sein. Ferner besteht die Möglich keit, die Arbeitsfrequenz des Ultraschall-Distanzmessers auf die jeweilige Ofenatmosphäre einzustellen. Anstelle einer elek tromagnetischen Betätigung des Tasters 10 nach Fig. 2 kommen auch mechanische Verstelleinrichtungen in Frage, die dann al lerdings Durchbrüche der Ofenwandung erforderlich machen.Within the scope of the invention, there are possibilities for modification. Thus, the chamber 7 can be easily arranged on the inside of the end wall 1 , the latter then only having to have a feed-through for measuring lines and possibly control lines. Instead of the water cooling of the chamber wall, a shield made of heat-insulating material can also be provided, unless heat insulation is completely dispensed with, as can be the case in the embodiment according to FIG. 2. The opening of the chamber of Fig. 1 can be closed by egg ner pinhole. There is also the possibility of adjusting the working frequency of the ultrasonic distance meter to the particular furnace atmosphere. Instead of an elec tromagnetic actuation of the button 10 according to FIG. 2, mechanical adjustment devices are also possible, which then make openings in the furnace wall necessary.

Claims

1. Continuous furnace for treating workpieces, in particular under a controlled atmosphere, with a sensor for detecting the position of one of the workpieces or a base grating in front of an end wall of the continuous furnace, in particular at the location of a change in direction of travel, the sensor being arranged in the end wall, characterized in that the sensor is constructed as an ultrasonic distance meter ( 5 ) and is installed stationary and gas-tight in the end wall ( 1 ) of the continuous furnace.

2. Continuous furnace according to claim 1, characterized in that the working frequency of the ultrasonic distance meter ( 5 ) is set to a range in which the influence of the furnace atmosphere on the sound propagation speed is vernachläs sigbar.

3. Continuous furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the ultrasonic distance meter ( 5 ) is aligned at right angles to the incoming workpiece or the incoming base grate ( 2 ).

4. Continuous furnace according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ultrasonic distance meter ( 5 ) is arranged in an open in the measuring direction, preferably tubular chamber ( 7 ).

5. Continuous furnace according to claim 4, characterized in that the chamber ( 7 ) is connected to a purge gas source, preferably to a nitrogen source.

6. Continuous furnace according to claim 4 or 5, characterized in that the chamber ( 7 ) is formed by a water-cooled wall ( 8 ).

7. Continuous furnace according to one of claims 1 to 6, marked by an ultrasonic distance meter ( 5 ) upstream in the measuring direction button ( 10 ) which can be pushed ver in the measuring direction.

8. Continuous furnace according to claim 7, characterized in that the button ( 10 ) against the end wall ( 1 ) of the push-through furnace is thermally insulated.

9. Continuous furnace according to claim 7 or 8, characterized in that the button ( 10 ) can be moved back and forth electromagnetically in the measuring direction.

10. Continuous furnace according to claim 9, characterized in that the button ( 10 ) is designed as a bolt and is arranged in an electrical coil ( 11 ).