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Wärmofen mit mechanischer Wärmgutförderung Die Erfindung betrifft
einen Wärmofen, in dem das Wärmgut, z. B. Körper mit rundem, quadratischem oder
mehreckigem Querschnitt, mittels neuartiger Förderelemente kontinuierlich oder in
periodischem Rhythmus durch den Ofen transportiert werden, und ein Verfahren zu
seinem Betrieb.
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Die Forderungen, die an einen Durchgangswärmofen gestellt werden,
sind vielfach sehr groß, z. B. in Preßwerken mit einem vielseitigen Preßprogramm.
Es müssen die verschiedensten Metalllegierungen in Form von Blöcken, Preßbolzen,
Rohren od. dgl. mit ganz verschiedenen Abmessungen hinsichtlich der Länge und des
Durchmessers gleich gut und ohne Betriebsstörungen laufend in dem Ofen erwärmt werden
können, wobei die Erzielung einer völlig gleichmäßigen Temperatur im ganzen Querschnitt
des Wärmguts wesentlich ist. Jede Temperaturungleichmäßigkeit im Querschnitt führt
z. B. beim Pressen von Rohren und dünnwandigen Profilen zu ungleichen Wandstärken.
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Die bisher bekannten Wärmöfen mit mechanischer Wärmgutförderung besitzen
verschiedene Nachteile und gestatten insbesondere nicht, die obengenannten Bedingungen
zu erreichen.
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Bei Öfen mi.t Hubbalkenförderung ist bei höheren Temperaturen die
Wärmedehnung der Förderbalken nie genau gleichmäßig, so daß eine geradlinige Hindurchbewegung
insbesondere von kurzen Bolzen nicht gewährleistet ist. Die zulässige Länge des
zu fördernden Wärmguts ist daher nach unten stark begrenzt.
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Ferner erfährt bei solchen Öfen. das Wärmgut keine Änderung seiner
Lage in bezug auf die Auflage bzw. die Förderorgane beim Durchgang durch
den
Ofen und wird daher nur einseitig beheizt, da meistens die Beheizung - sowohl bei
elektrisch als auch bei mit Gas oder Ölfeuerung beheizten Öfen - von oben erfolgt.
Es ist daher die erwünschte Gleichmäßigkeit der Erwärmung insbesondere: bei Bolzen
mit größerem Durchmesser schwer zu erzielen.
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Beim Wärmen von Gut aus Messinglegierungen oder Kupfer kommt es vor,
daß das Gut zum Fließen kommt. Das herunterfließende Metall läuft in die Spalten.
zwischen den beweglichen Förderbalken und den festen Herdbalken. Die Balken verklemmen
sich miteinander, so daß es oft zum Bruch eines Antriebsteils kommt. Die Folge davon.
sind längere Betriebsstörungen und Produktionsausfall, da für jede Reparatur der
Ofen erkalten gelassen und nach Beendigung der Reparatur wieder aufgeheizt werden
muß, was mehrere Tage in Anspruch nimmt.
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Auch bei Öfen mit Kettenförderung bleibt das Wärmgut in unveränderter
Lage auf den Ketten liegen. Auch bei derartigen Ofen läßt die Gleichmäßigkeit der
Erwärmung zu wünschen übrig. Außerdem sind die Ketten ständigen Temperaturschwankungen
ausgesetzt und haben nur eine sehr begrenzte Lebensdauer. Die Ketten haben das Gesamtgewicht
des Ofeninhalts an Wärmgut zu tragen und müssen deshalb außerordentlich starke Abmessungen
aufweisen, da die Warmfestigkeit auch bei hitzebeständigen Stählen bei hohen Temperaturen
noch zu gering ist.
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Ein weiterer Nachteil der Öfen mit Kettenförderung besteht darin,
daß die verhältnismäßig schweren Ketten einen zusätzlichen Wärmebedarf erfordern,
weil die umlaufenden Ketten ständig abkühlen und wieder aufgewärmt werden müssen.
Dadurch entsteht erstens ein großer Wärmeverbrauch, und zweitens tritt eine Änderung
ihres Gefüges durch den Temperaturwechsel ein, wodurch bald zu vorzeitigem Bruch
der Ketten führende Spannungsrisse entstehen können. Der Kraftverbrauch für den
Antrieb der Ketten ist außerdem verhältnismäßig hoch.
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Es ist schließlich eine Vorrichtung mit Kurvenscheiben zum Fördern
von Rohren durch einen Glühofen bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Vorrichtung
mit hintereinander angeordneten Förderelementen mit jeweils auf einer drehbaren
Welle befestigten außenliegenden Kurvenscheiben mit Vertiefungen. Die bekannte Vorrichtung
ist für die Fortbewegung von Röhren durch den Ofen bestimmt. Mit ihr kann nur Glühgut
bestimmter Länge und bestimmter Durchmesser gefördert werden. Es ist insbesondere
nicht die Gewähr gegeben, daß das Glühgut in genau gerader Richtung durch den Ofen
transportiert wird, weil das Glühgut nur jeweils auf zwei Punkten aufliegt und bei
der bekannten Vorrichtung auf dem Umfang der außen befindlichen Kurvenscheiben rollt.
Die bei derartigen Wärmöfen. vorherrschenden hohen Temperaturen, bewirken. Wärmespannungen,
so daß nicht gewährleistet ist, daß die Scheiben stets genau in der Waage liegen.
Schon geringfügige Abweichungen, selbst von Bruchteilen von Millimetern, können
dabei schon störend wirken.
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Die bekannte Vorrichtung ist ferner nicht für Rohre mit dünnen Wandstärken
geeignet, weil diese infolge der Veränderung des Radius der Kurvenscheibe leicht
eingedrückt werden können. Außerdem kommt die bekannte Vorrichtung nur für den Transport
von runden Körpern in Frage, weil viereckige oder mehreckige oder ovale Körper auf
den Kurvenscheiben nicht rollen.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Wärmofens mit mechanischer
Wärmgutförderung auf einem Ofenherd, der aus hintereinander angeordneten Förderelementen
mit jeweils auf einer drehbaren Welle befestigten, das Wärmgut erfassenden und vorwärts
bewegenden Teilen gebildet ist, bei dem die Nachteile der bekannten. Ofen vermieden
werden und eine hohe Gleichmäßigkeit der Erwärmung, eine schonende Behandlung des
Wärmgutes und eine volle Ausnutzung der Herdfläche gewährleistet ist.
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Bei dem Wärmofen, gemäß der Erfindung sind die das Wärmgut erfassenden
und vorwärts bewegenden Teile als sechszackige Sternscheiben ausgebildet. Bei Verwendung
derartiger sechszackiger Sternscheiben wird das Wärmgut, wie z. B. Blöcke oder Rohre
der verschiedensten Querschnitte, von einem Satz von jeweils auf einer drehbaren
Welle befestigten sechszackigen Sternscheiben auf den benachbarten Satz übertragen,
ohne daß praktisch ein Rollen oder Schieben erfolgt. Der Wärmofen gemäß der Erfindung
mit sechszackigen Sternscheiben ist einem Dauerbetrieb mit hoher Belastung gewachsen.
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Die Förderelemente können an der Außenseite des. Ofens. durch einen
geeigneten Antrieb gleichmäßig in drehende Bewegung versetzt werden. Die Größe der
Sternscheiben sowie der Abstand der Elemente voneinander richten sich jeweils nach
der Größe bzw. dem Durchmesser des zu wärmenden Gutes.
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Die die sechszackigen Sternscheiben tragenden Wellen können als Hohlwellen
ausgebildet sein und gegebenenfalls innen mit Luft gekühlt werden. Beim Betrieb
eines Wärmeofens gemäß der Erfindung kann die Kühlluft den Brennern als Verbrennungsluft
zugeführt werden.
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Durch die Erfindung ist ein Wärmeofen mit mechanischer Wärmgutförderung
geschaffen, der allen an einen solchen Ofen gestellten Forderungen gerecht wird
und nicht die Nachteile der bekannten Ofenbauarten besitzt.
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Bei einem Wärmofen gemäß der Erfindung kann das Wärmgut weitgehend
verschiedene Abmessungen besitzen. Es erfolgt eine gleichmäßige Beaufschlagung durch
die Wärmestrahlen, und bei Gas-oder ölbeheizung können die Rauchgase das Wärmgut
allseitig umspülen, da die einzelnen Körper (Blöcke, Bolzen, Rohre, Flaschen od.
dgl.) beim Durchgang durch den. Ofen sich mehrmals um ihre eigene Achse drehen.
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Wenn z. B. beim Erwärmen von Bolzen ein Bolzen abschmilzt, so kann
bei dem Ofen gemäß der
Erfindung der Schmelzfluß ungehindert nach
unten durchfließen und sich auf dem Herdboden absetzen, ohne daß dadurch eine Betriebsstörung
hervorgerufen wird.
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Es tritt ferner kein zusätzlicher Wärmebedarf, wie z. B. bei Öfen
mit Kettenförderung, auf.
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Bei dem Wärmofen gemäß der Erfindung liegen die einzelnen Körper immer
in einem bestimmten Abstand voneinander und können. daher nicht aneinanderkleben,
wie dies z. B. bei einem einfachen Rollofen vorkommen kann.
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Die Erfindung wird nachstehend an. Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. I stellt einen Wärmofen gemäß der Erfindung im Längsschnitt dar;
Fig. II ist ein Querschnitt durch den Ofen gemäß Fig. I; Fig. III bis VI veranschaulichen
die einzelnen Phasen der Bewegung durch den Ofen.
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In der Zeichnung sind mit i die Wellen mit den aufgesetzten Sternscheiben
und mit 2 zu wärmende zylindrische Körper, z. B. Rundblöcke, bezeichnet. Die auf
jeder Welle, angeordneten Sternscheiben sind gegen die auf den Nachbarwellen angeordneten
Sternscheiben versetzt, so daß die Sternscheiben benachbarter Wellen nicht aneinanderstoßen.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bilden die jeweils nach oben stehenden
Zacken der Sternscheiben Mulden, welche die zu wärmenden Körper immer mit gleichmäßigen
Zwischenräumen lagern. Werden die Förderelemente gleichmäßig um 6o° in der Bewegungsrichtung
des Wärmguts gedreht, so wandert das Wärmgut jeweils um gleichmäßige Strecken weiter,
wobei am Eintrittsende des Ofens selbsttätig ein Block in den Fördermechanismus
einrollt und an der Entnahmeseite selbsttätig ein Block ausrollt. Die einzelnen
Phasen der Bewegung sind aus Fig. III bis VI ersichtlich. Der aus den Förderelementen
gebildete Herd kann sowohl geneigt als auch horizontal angeordnet sein. Da erst
etwa im letzten Drittel des Ofens die volle Betriebstemperatur herrscht, . kann
es zweckmäßig sein, die letzten Elemente innen mit Luft zu kühlen, wobei dann die
nach dem Durchströmen der Förderelemente hocherwärmte Kühlluft in bekannter Weise
den Brennern zugeführt und als Verbrennungsluft ausgenutzt werden kann. Es geht
auf diese Weise keine Wärme verloren. Andererseits werden die Elemente in ihrer
Warmfestigkeit nicht zu sehr beansprucht, und da das Wärmgut immer in einem gewissen
Abstand von den Wellen der Förderelemente gehalten wird, wird auch dem Wärmgut,
das bei gas- und ölbeheizten Ofen allseitig von Heizgas umspült werden kann, nicht
in unerwünschter Weise Wärme entzogen.