EP0129701A1 - Oven device for cooling a workload, especially of metallic workpieces - Google Patents

Oven device for cooling a workload, especially of metallic workpieces Download PDF

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EP0129701A1
EP0129701A1 EP84105678A EP84105678A EP0129701A1 EP 0129701 A1 EP0129701 A1 EP 0129701A1 EP 84105678 A EP84105678 A EP 84105678A EP 84105678 A EP84105678 A EP 84105678A EP 0129701 A1 EP0129701 A1 EP 0129701A1
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EP
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chamber
cooling
walls
cooling gas
housing
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EP84105678A
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Peter Schmetz
Dieter Gierse
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Schmetz GmbH and Co KG
Original Assignee
Schmetz GmbH and Co KG
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/767—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material with forced gas circulation; Reheating thereof
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    • C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D1/84—Controlled slow cooling
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
    • F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B5/16—Arrangements of air or gas supply devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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    • F27B2005/166—Means to circulate the atmosphere
    • F27B2005/169—Means to circulate the atmosphere the atmosphere being continuously renewed by exterior means

Definitions

  • the invention relates to a method for cooling a batch, in particular of metallic workpieces, after heat treatment within a closed chamber of an oven system by blowing with a cooling gas.
  • the invention is also directed to an oven system for carrying out this method.
  • the invention has for its object to develop a method for cooling a batch after heat treatment within a closed chamber of a furnace system by blowing with a cooling gas, which offers the possibility of cooling a batch depending on its circumstances at a predetermined speed to allow and at the same time it is possible to maintain a uniform temperature distribution within the batch.
  • the invention proposes a method in which the temperature distribution in the batch is measured by means of temperature sensors such as thermocouples or the like, and in order to achieve a desired cooling rate and largely uniform temperature distribution in the batch in the event of deviations from the predetermined target values of the measured temperatures the flow of the cooling gas is changed in terms of intensity and / or direction.
  • Another object of the invention is to design a furnace system for carrying out the aforementioned method.
  • an electrical memory in the temperature control system which is used to store the control signals of an initial batch for a programmed control of repeat batches.
  • the advantages which are achieved with the invention essentially consist in the fact that through the targeted use of the cooling gas in the treatment chamber with regard to intensity and / or direction, taking into account the conditions of the batch, cooling is carried out at a predetermined speed and on the other hand, a largely uniform distribution of the temperature within the batch can be brought about. Uniform temperature distribution means maintaining temperature differences within a specified range.
  • the furnace systems also proposed according to the invention enable the aforementioned process steps to be carried out safely in the various customary versions of the treatment chamber.
  • the inclusion of a temperature controller system on the basis of target-actual comparisons between the target values of the temperature specification and the measured actual values also offers the advantage of performing the entire cooling process automatically to be able to.
  • the furnace system shown in FIG. 1 includes a vacuum chamber furnace, which essentially consists of a double-walled cylindrical steel housing 1, which has a removable cover 2 on the underside, and an internal cylindrical treatment chamber 3 with an upstanding cylinder axis and a space on all sides to the inner wall of the steel housing 1. Loading takes place from the underside after removal of the cover 2.
  • the cover can just as well be arranged on the top of the steel housing.
  • partition walls 4 and 5 are arranged in the form of annular disks in the vicinity of the upper and lower ends of the treatment chamber. Through these partitions are in the space between a lower and an upper room 6 and 7 and a middle room.
  • the middle room is divided by two partition walls 8 running in a common axial plane into two semicircular rooms 9, 10.
  • control valves for the inlet are designated E and for the outlet of the cooling gas with A, the affiliation to the respective space 6, 7, 9 or 10 being indicated by the additional digit.
  • the control valves are two-way valves that are actuated electromagnetically or in some other way.
  • FIG. 2 shows a furnace system with a cubic treatment chamber 3 'inside a cylindrical steel housing 1', which is arranged with a horizontally extending cylinder axis.
  • the cover 2 ', with which the loading opening is closed, is located here on an end face of the steel housing 1'.
  • the steel housing 1 ' is shown on the left in cross section and on the right in longitudinal section.
  • the treatment chamber 3 'in the form of a cube has a length in the diagonals which corresponds approximately to the inside diameter of the cylindrical steel housing 1'.
  • partition walls 16, 17 are arranged in the form of circular sections. These partition walls 16 and 17 form a total of six closed rooms, namely one room 18, 19 on each end face and the rooms 20, 21, 22 and 23 on the longitudinal walls of the treatment chamber 3 '.
  • the individual control valves are like in the furnace system according to FIG. 1 with the letters E and A with the addition of a number that corresponds to the reference number of the associated Room coincides.
  • FIG. 4 In the treatment chamber 3 'provided here in the form of a cube, eight different operating states are possible with regard to the guidance of the cooling gas in the interior of the treatment chamber 3'. These different operating states are shown in FIG. 4 in the same way as in FIG. 3 for the furnace system according to FIG. 1.
  • operating states 5 to 8 gas flows can be set which run in opposite directions perpendicular to the plane of the drawing. This is indicated by crosses or dots.
  • the table at the bottom shows the switching positions of the twelve control valves for all eight operating states.
  • the change in the intensity of the different flows of the cooling gas in the interior of the treatment chamber 3 or 3 ′ can be brought about in a simple manner by regulating the delivery rate of the blower device 14.

Abstract

A method and oven equipment for cooling a charge after thermal treatment. The charge, which is located within a closed chamber, is cooled by blowing in cooling gas. The cooling occurs as a function of the actual conditions of the charge at a predetermined speed, and a uniform distribution of temperature within the charge is assured. For this purpose, the temperature distribution in the charge is measured by temperature sensors, and the intensity and/or direction of the flow of the cooling gas can be changed if deviations from the predetermined theoretical values occur. The wall of the closed treatment chamber of the oven equipment contains a plurality of gas passages which can either be closed off, or are permeable for gases yet impermeable for heat rays. Cooling gases are conducted through the chamber via control valves. The cooling gas is circulated with the aid of a blower unit along with a gas cooler. A temperature control system based on desired-actual-comparisons operates the control valves and the closure elements of the gas passages.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung einer Charge, insbesondere aus metallischen Werkstücken, nach einer Wärmebehandlung innerhalb einer geschlossenen Kammer einer Ofenanlage durch Anblasen mit einem Kühlgas. Weiter ist die Erfindung auf eine Ofenanlage zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.The invention relates to a method for cooling a batch, in particular of metallic workpieces, after heat treatment within a closed chamber of an oven system by blowing with a cooling gas. The invention is also directed to an oven system for carrying out this method.

Zu den gebräuchlichen Verfahren zum Härten von metallischen Werkstücken ist seit einiger Zeit als neues Verfahren das sogenannte Vakuum-Härten hinzugekommen. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, das Behandlungsgut (Charge) unter Vakuum auf die erforderliche Härtetemperatur zu erwärmen und hiernach durch Anblasen mit einem Kühlgas, wie z.B. Stickstoff oder Argon, abzuschrecken. Die Vorteile, die ein solches Verfahren vor allem hinsichtlich der Oberflächenqualität des Härtegutes bietet, können jedoch nicht ausgeschöpft werden, wenn der Abschreckvorgang innerhalb der Charge so ungleichmäßig verläuft, daß daraus stark unterschiedliche Härtewerte resultieren, oder wenn an einem einzelnen Behandlungsstück beachtliche Temperaturdifferenzen zwischen verschiedenen Stellen des Behandlungsstückes auftreten, die bleibende Formänderungen (Verzug) verursachen können. Solche Unzulänglichkeiten können verstärkt auftreten, wenn die einzelnen Behandlungsteile oder die ganze Charge unterschiedliche Massenverteilungen aufweisen oder wenn durch den Chargenaufbau die Durchströmung mit Kühlgas behindertwird.For some time now, vacuum hardening has been added to the usual methods for hardening metallic workpieces as a new method. This method essentially consists in heating the material to be treated (batch) under vacuum to the required hardening temperature and then by blowing with a cooling gas, such as e.g. Nitrogen or argon to deter. The advantages offered by such a process, particularly with regard to the surface quality of the hardened material, cannot be exploited if the quenching process within the batch is so uneven that it results in very different hardness values, or if there are considerable temperature differences between different points on a single treatment item of the treatment piece occur, which can cause permanent changes in shape (distortion). Such shortcomings can increase if the individual treatment parts or the entire batch have different mass distributions or if the flow of cooling gas is hindered by the batch structure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Kühlen einer Charge nach einer Wärmebehandlung innerhalb einer geschlossenen Kammer einer Ofenanlage durch Anblasen mit einem Kühlgas ein Verfahren zu entwickeln, welches die Möglichkeit bietet, die Abkühlung einer Charge in Abhängigkeit von ihren Gegebenheiten mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit ablaufen zu lassen und bei dem zugleich die Einhaltung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung innerhalb der Charge möglich ist.The invention has for its object to develop a method for cooling a batch after heat treatment within a closed chamber of a furnace system by blowing with a cooling gas, which offers the possibility of cooling a batch depending on its circumstances at a predetermined speed to allow and at the same time it is possible to maintain a uniform temperature distribution within the batch.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren vor,bei dem die Temperaturverteilung in der Charge mittels Temperaturfühlern wie Thermoelemente oder dergleichen gemessen wird und zur Erzielung einer gewünschten Abkühlgeschwindigkeit sowie weitgehend gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Charge bei Abweichungen von den vorgegebenen Soll-Werten der gemessenen Temperaturen die Strömung des Kühlgases hinsichtlich Intensität und/oder Richtung verändert wird.To achieve this object, the invention proposes a method in which the temperature distribution in the batch is measured by means of temperature sensors such as thermocouples or the like, and in order to achieve a desired cooling rate and largely uniform temperature distribution in the batch in the event of deviations from the predetermined target values of the measured temperatures the flow of the cooling gas is changed in terms of intensity and / or direction.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Ausgestaltung einer Ofenanlage zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.Another object of the invention is to design a furnace system for carrying out the aforementioned method.

Eine Ofenanlage mit einer zylindrischen Behandlungskammer ist erfindungsgemäß durch nachstehende Merkmale gekenn- zeichnet:

  • - die Kammer ist mit aufrechtstehender Zylinderachse konzentrisch in einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse mit allseitigem Zwischenraum angeordnet,
  • - im Ringraum zwischen Kammer und Gehäuse sind rechtwinklig zu den Wänden der Kammer und des Gehäuses Trennwände zum einen in der Nähe des oberen und unteren Endes der Kammer und zum anderen in einer Axialebene zwischen der unteren und oberen Trennwand angeordnet, so daß oberhalb und unterhalb der Kammer je ein abgeschlossener Raum und um die Kammer herum zwei abgeschlossene Räume gebildet sind,
  • - in den Wandungen der Kammer sind eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen enthalten, die entweder verschließbar oder durchlässig für Gase, aber undurchlässig für Wärmestrahlen sind,
  • - in der Gehäusewandung sind im Bereich jedes der vier Zwischenräume je zwei Rohranschlüsse für das Einleiten bzw. Ableiten von Kühlgas angeordnet,
  • - an jedem Zwischenraum ist jeweils ein Anschluß über eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil an die Druckseite und der zweite Anschluß über eine Verbindungsleitung mit einem Steuerventil an die Saugseite' der Gebläseeinrichtung für Kühlgas angeschlossen und
  • - ein Temperaturregler-System auf der Basis von Soll-Ist- Vergleichen zwischen den Soll-Werten der Temperaturvorgabe und den gemessenen Ist-Werten dient zur Betätigung der Steuerventile und der Verschlußelemente der Gasdurchtrittsöffnungen.
According to the invention, a furnace system with a cylindrical treatment chamber is characterized by the following features:
  • the chamber is arranged concentrically with the cylinder axis upright in a closed cylindrical housing with space on all sides,
  • - In the annular space between the chamber and the housing are perpendicular to the walls of the chamber and the housing partitions on the one hand near the upper and lower end of the chamber and on the other in an axial plane between the lower and upper partition, so that above and below the Chamber each a closed room and two closed rooms are formed around the chamber,
  • a large number of gas through-openings are contained in the walls of the chamber, which are either closable or permeable to gases but impermeable to heat rays,
  • - In the housing are in the area of each of the four Gaps between two pipe connections for the introduction or discharge of cooling gas,
  • - At each intermediate space, a connection is connected via a connecting line and a control valve to the pressure side and the second connection via a connecting line with a control valve to the suction side 'of the blower device for cooling gas and
  • - A temperature controller system based on target-actual comparisons between the target values of the temperature specification and the measured actual values serves to actuate the control valves and the closure elements of the gas passage openings.

Eine Ofenanlage mit einer würfelförmigen Behandlungskammer ist erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

  • - die Kammer ist einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse mit horizontaler Zylinderachse mit Abstand von den Stirnwänden des Gehäuses angeordnet,
  • - im Bereich jeder der vier in Richtung der Zylinderachse des Gehäuses verlaufenden Wandungen der Kammer sind in der Nähe der Enden der Wandungen den Zwischenraum über-i brückende Trennwände angebracht, so daß zwischen jeder Kammerwandung und der Innenwandung des Gehäuses in sich abgeschlossene Räume gebildet sind,
  • - in den Wandungen der Kammer sind eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen enthalten, die entweder verschließbar oder durchlässig für Gase, aber undurch- lässig für Wärmestrahlen sind,
  • - in der Behälterwandung sind im Bereich jedes der sechs Zwischenräume je zwei Rohranschlüsse für das Ein- bzw. Ableiten von Kühlgas angeordnet,
  • - an jedem Zwischenraum ist jeweils ein Anschluß über eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil an die Druckseite und der zweite Anschluß über eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil an die Saugseite der Gebläseeinrichtung für Kühlgas angeschlossen und
  • - ein Temperaturregler-System auf der Basis von Soll-Ist-Vergleichen zwischen den Soll-Werten der Temperaturvorgabe und den gemessenen Ist-Werten dient zur Betätigung der Steuerventile und der Verschlußelemente der Gasdurchtrittsöffnungen.
A furnace system with a cube-shaped treatment chamber is characterized according to the invention by the following features:
  • the chamber is arranged in a closed cylindrical housing with a horizontal cylinder axis at a distance from the end walls of the housing,
  • in the area of each of the four walls of the chamber running in the direction of the cylinder axis of the housing, in the vicinity of the ends of the walls there are partition walls bridging the gap, so that self-contained spaces are formed between each chamber wall and the inner wall of the housing,
  • a large number of gas through-openings are contained in the walls of the chamber, which are either closable or permeable to gases, but impermeable to heat rays,
  • two pipe connections for the introduction and discharge of cooling gas are arranged in the area of each of the six intermediate spaces,
  • - At each intermediate space, a connection is connected via a connecting line and a control valve to the pressure side and the second connection via a connecting line and a control valve to the suction side of the blower device for cooling gas and
  • - A temperature controller system based on target-actual comparisons between the target values of the temperature specification and the measured actual values is used to actuate the control valves and the closure elements of the gas passage openings.

Für die Behandlung einer Anzahl gleichbleibender Chargen ist es vorteilhaft, einen elektrischen Speicher in das Temperaturregler-System einzubeziehen, der dazu dient, die Steuersignale einer Erstcharge für eine programmierte Steuerung von Wiederholchargen zu speichern.For the treatment of a number of constant batches, it is advantageous to include an electrical memory in the temperature control system which is used to store the control signals of an initial batch for a programmed control of repeat batches.

Die Vorteile, die mit der Erfindung erzielt werden, be- j stehen im wesentlichen darin, daß durch den gezielten Einsatz des Kühlgases in der Behandlungskammer hinsichtlich Intensität und/oder Richtung unter Berücksichtigung der Gegebenheiten der Charge zum einen die Abkühlung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durchgeführt und zum anderen eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Temperatur innerhalb der Charge bewirkt werden kann. Gleichmäßige Temperaturverteilung bedeutet hierbei die Einhaltung von Temperaturdifferenzen innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite. Die nach der Erfindung ferner vorgeschlagenen Ofenanlagen ermöglichen bei den verschiedenen gebräuchlichen Ausführungen der Behandlungskammer eine sichere Durchführung der vorgenannten Verfahrensschritte. Die Einbeziehung eines Temperaturregler-Systems auf der Basis von Soll-Ist-Vergleichen zwischen den Soll-Werten der Temperaturvorgabe und den gemessenen Ist-Werten bietet ferner den Vorteil, den gesamten Kühlvorgang automatisch durchführen zu können.The advantages which are achieved with the invention essentially consist in the fact that through the targeted use of the cooling gas in the treatment chamber with regard to intensity and / or direction, taking into account the conditions of the batch, cooling is carried out at a predetermined speed and on the other hand, a largely uniform distribution of the temperature within the batch can be brought about. Uniform temperature distribution means maintaining temperature differences within a specified range. The furnace systems also proposed according to the invention enable the aforementioned process steps to be carried out safely in the various customary versions of the treatment chamber. The inclusion of a temperature controller system on the basis of target-actual comparisons between the target values of the temperature specification and the measured actual values also offers the advantage of performing the entire cooling process automatically to be able to.

Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ofenanlage mit zylindrischer Behandlungskammer,
  • Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Ofenanlage mit würfelförmiger Behandlungskammer,
  • Fig. 3 Schemata der verschiedenen Betriebszustände hinsichtlich der Strömung des Kühlgases in der Behandlungskammer der Ofenanlage nach Fig. 1 und
  • Fig. 4 Schemata der verschiedenen Betriebszustände hinsichtlich der Strömung des Kühlgases in der Behandlungskammer der Ofenanlage nach Fig. 2.
Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below. Show it:
  • 1 is a schematic diagram of an oven system with a cylindrical treatment chamber,
  • 2 shows a schematic diagram of an oven system with a cubic treatment chamber,
  • 3 shows schemes of the various operating states with regard to the flow of the cooling gas in the treatment chamber of the furnace system according to FIGS. 1 and
  • 4 shows diagrams of the various operating states with regard to the flow of the cooling gas in the treatment chamber of the furnace system according to FIG. 2.

Zu der in Fig. l abgebildeten Ofenanlage gehört ein Vakuum-Kammerofen, der im wesentlichen aus einem doppelwandigen zylindrischen Stahlgehäuse 1, das an der Unterseite einen abnehmbaren Deckel 2 aufweist, und einer im Innern befindlichen zylindrischen Behandlungskammer 3 mit aufrecht- stehender Zylinderachse und allseitigem Zwischenraum zur Innenwandung des Stahlgehäuses 1 besteht. Die Beschickung erfolgt von der Unterseite nach Abnahme des Deckels 2. Ebensogut kann der Deckel oben am Stahlgehäuse angeordnet sein.The furnace system shown in FIG. 1 includes a vacuum chamber furnace, which essentially consists of a double-walled cylindrical steel housing 1, which has a removable cover 2 on the underside, and an internal cylindrical treatment chamber 3 with an upstanding cylinder axis and a space on all sides to the inner wall of the steel housing 1. Loading takes place from the underside after removal of the cover 2. The cover can just as well be arranged on the top of the steel housing.

Im Zwischenraum zwischen der Behandlungskammer 3 und dem Stahlgehäuse 1 sind in der Nähe des oberen und unteren Endes der Behandlungskammer 3 Trennwände 4 und 5 in Form von Ringscheiben angeordnet. Durch diese Trennwände sind im Zwischenraum ein unterer und ein oberer Raum 6 bzw. 7 und ein mittlerer Raum gebildet. Der mittlere Raum ist durch zwei in einer gemeinsamen Axialebene verlaufende Trennwände 8 in zwei im Grundriß halbrunde Räume 9, 10 unterteilt.In the space between the treatment chamber 3 and the steel housing 1 3 partition walls 4 and 5 are arranged in the form of annular disks in the vicinity of the upper and lower ends of the treatment chamber. Through these partitions are in the space between a lower and an upper room 6 and 7 and a middle room. The middle room is divided by two partition walls 8 running in a common axial plane into two semicircular rooms 9, 10.

Im Boden, in der Decke und in der Zylinderwandung der Behandlungskammer 3 sind jeweils eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen 11 enthalten, die entweder durchlässig für Gase, jedoch undurchlässig für Wärmestrahlen sind oder; durch nicht dargestellte Klappen verschließbar sind. Zur Betätigung der Klappen dienen Stellgeräte wie Hubzylinder oder dergleichen. In jeden der Räume 6, 7, 9 und 10 münden je zwei Rohranschlüsse für das Einleiten bzw. Ableiten ! von Kühlgas. Diese Rohranschlüsse sind über Verbindungsleitungen und je ein Steuerventil einerseits an die Druckseite 12 und andererseits an die Saugseite 13 einer Gebläseeinrichtung 14 angeschlossen. Auf der Saugseite ist der Gebläseeinrichtung ein Gaskühler 15 vorgeschaltet.In the floor, in the ceiling and in the cylinder wall of the treatment chamber 3, a large number of gas passage openings 11 are contained, which are either permeable to gases but impermeable to heat rays or; can be closed by flaps, not shown. Actuators such as lifting cylinders or the like are used to actuate the flaps. In each of rooms 6, 7, 9 and 10 two pipe connections open for the introduction or discharge! of cooling gas. These pipe connections are connected via connecting lines and a control valve on the one hand to the pressure side 12 and on the other hand to the suction side 13 of a blower device 14. A gas cooler 15 is connected upstream of the blower device on the suction side.

Die Steuerventile für den Einlaß sind mit E und für den Auslaß des Kühlgases mit A bezeichnet, wobei durch die zusätzliche Ziffer die Zugehörigkeit zu dem jeweiligen Zwischenraum 6, 7, 9 oder 10 kenntlich gemacht ist. Bei den Steuerventilen handelt es sich um Zwei-Wege-Ventile, die elektromagnetisch oder in anderer Weise betätigt werden.The control valves for the inlet are designated E and for the outlet of the cooling gas with A, the affiliation to the respective space 6, 7, 9 or 10 being indicated by the additional digit. The control valves are two-way valves that are actuated electromagnetically or in some other way.

Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Behandlungskammer 3 sind hinsichtlich der Führung des Kühlgases im Innern der Behandlungskammer 3 sechs unterschiedliche Betriebszustände einstellbar. Dargestellt sind diese Betriebszustände in Fig. 3, wobei in der am unteren Rand abgebildeten Tabelle für jeden Betriebszustand die Schaltstellungen der insgesamt acht Steuerventile angegeben sind. Hierbei bedeutet: I = Ventil geöffnet und 0 = Ventil geschlossen.In a treatment chamber 3 designed in this way, six different operating states can be set with regard to the guidance of the cooling gas inside the treatment chamber 3. These operating states are shown in FIG. 3, the switching positions of the total of eight control valves being indicated for each operating state in the table shown at the bottom. Here: I = valve open and 0 = valve closed.

Fig. 2 zeigt eine Ofenanlage mit würfelförmiger Behandlungskammer 3' im Innern eines zylindrischen Stahlgehäuses 1' , welches mit waagerecht verlaufender Zylinder- achse angeordnet ist. Der Deckel 2', mit dem die Be- schickungsöffnung verschlossen wird, befindet sich hier an einer Stirnseite des Stahlgehäuses 1'.2 shows a furnace system with a cubic treatment chamber 3 'inside a cylindrical steel housing 1', which is arranged with a horizontally extending cylinder axis. The cover 2 ', with which the loading opening is closed, is located here on an end face of the steel housing 1'.

In der Prinzipdarstellung der Fig. 2 ist das Stahlgehäuse 1' links im Querschnitt und rechts im Längsschnitt dargestellt. Die Behandlungskammer 3' in der Gestalt eines Würfels hat in den Diagonalen eine Länge, die etwa dem Innendurchmesser des zylindrischen Stahlgehäuses 1' entspricht. Im Zwischenraum zwischen Behandlungskammer 3' und Stahlgehäuse 1' sind in der Nähe der Enden - in Richtung der Zylinderachse - der Behandlungskammer 3' an jeder der vier Wandungen der Behandlungskammer 3' Trennwände 16, 17 in Form von Kreisabschnitten angeordnet. Durch diese Trennwände 16 und 17 sind insgesamt sechs abgeschlossene Räume gebildet, nämlich an den Stirnseiten je ein Raum 18, 19 und an den Längswandungen der Behandlungskammer 3' die Räume 20, 21, 22 und 23.2, the steel housing 1 'is shown on the left in cross section and on the right in longitudinal section. The treatment chamber 3 'in the form of a cube has a length in the diagonals which corresponds approximately to the inside diameter of the cylindrical steel housing 1'. In the space between the treatment chamber 3 'and the steel housing 1', near the ends - in the direction of the cylinder axis - of the treatment chamber 3 'on each of the four walls of the treatment chamber 3', partition walls 16, 17 are arranged in the form of circular sections. These partition walls 16 and 17 form a total of six closed rooms, namely one room 18, 19 on each end face and the rooms 20, 21, 22 and 23 on the longitudinal walls of the treatment chamber 3 '.

Auch hier münden in jeden dieser Räume je zwei Rohranschlüsse für das Einleiten bzw. Ableiten von Kühlgas. Diese sind über Steuerventile und Verbindungsleitungen einerseits an die Druckseite 12 und andererseits an die Saugseite 13 einer Gebläseeinrichtung 14 mit einem Gas- kühler 15 angeschlossen. In allen sechs Wandungen der Behandlungskammer 3' sind eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen 11' enthalten, die entweder durchlässig für Gase, jedoch undurchlässig für Wärmestrahlen sind oder durch nicht dargestellte Verschlußelemente verschließbar sind.Here, too, two pipe connections lead into each of these rooms for the introduction or discharge of cooling gas. These are connected via control valves and connecting lines on the one hand to the pressure side 12 and on the other hand to the suction side 13 of a blower device 14 with a gas cooler 15. In all six walls of the treatment chamber 3 ', a plurality of gas passage openings 11' are contained, which are either permeable to gases but impermeable to heat rays or can be closed by closure elements, not shown.

Die einzelnen Steuerventile sind wie bei der Ofenanlage nach Fig. 1 mit den Buchstaben E und A unter Hinzufügung einer Ziffer, die mit der Bezugszahl des zugehörigen Raumes übereinstimmt, bezeichnet.The individual control valves are like in the furnace system according to FIG. 1 with the letters E and A with the addition of a number that corresponds to the reference number of the associated Room coincides.

Bei der hier vorgesehenen Behandlungskammer 3' in Form eines Würfels sind acht unterschiedliche Betriebszustände hinsichtlich der Führung des Kühlgases im Innern der Behandlungskammer 3' möglich. Dargestellt sind diese unterschiedlichen Betriebszustände in Fig. 4 in der gleichen Weise wie in Fig. 3 für die Ofenanlage nach Fig. 1. Bei den Betriebszuständen 5 bis 8 sind Gasströmungen einstellbar, die senkrecht zur Zeichenebene in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Dies ist durch Kreuze bzw. Punkte angedeutet. Die am unteren Rand befindliche Tabelle zeigt für alle acht Betriebszustände die Schaltstellungen der insgesamt zwölf Steuerventile.In the treatment chamber 3 'provided here in the form of a cube, eight different operating states are possible with regard to the guidance of the cooling gas in the interior of the treatment chamber 3'. These different operating states are shown in FIG. 4 in the same way as in FIG. 3 for the furnace system according to FIG. 1. In operating states 5 to 8, gas flows can be set which run in opposite directions perpendicular to the plane of the drawing. This is indicated by crosses or dots. The table at the bottom shows the switching positions of the twelve control valves for all eight operating states.

Die Änderung der Intensität der verschiedenen Strömungen des Kühlgases im Innern der Behandlungskammer 3 bzw. 3' kann auf einfache Weise durch eine Regelung der Fördermenge der Gebläseeinrichtung 14 bewirkt werden.The change in the intensity of the different flows of the cooling gas in the interior of the treatment chamber 3 or 3 ′ can be brought about in a simple manner by regulating the delivery rate of the blower device 14.

Claims (4)

1. Verfahren zur Kühlung einer Charge, insbesondere aus metallischen Werkstücken, nach einer Wärmebehandlung innerhalb einer geschlossenen Kammer durch Anblasen mit einem Kühlgas, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturverteilung in der Charge mittels Temperaturfühlern wie Thermoelemente oder dergleichen gemessen wird und zur Erzielung einer gewünschten Abkühlgeschwindigkeit sowie weitgehend gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Charge bei Abweichungen von den vorgegebenen Soll-Werten der gemessenen Temperaturen die Strömung des Kühlgases hinsichtlich Intensität und/oder Richtung verändert wird.1. A method for cooling a batch, in particular of metallic workpieces, after heat treatment within a closed chamber by blowing with a cooling gas, characterized in that the temperature distribution in the batch is measured by means of temperature sensors such as thermocouples or the like and to achieve a desired cooling rate and largely uniform temperature distribution in the batch in the event of deviations from the specified target values of the measured temperatures, the flow of the cooling gas is changed in terms of intensity and / or direction. 2. Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer zylindrischen Behandlungskammer und einer Gebläseeinrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Kammer (3) ist mit aufrechtstehender Zylinderachse konzentrisch in einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse (1) mit allseitigem Zwischenraum angeordnet, - im Ringraum zwischen Kammer (3) und Gehäuse (1) sind rechtwinklig zu den Wänden der Kammer (3) und des Gehäuses (1) Trennwände (4, 5 bzw. 8) zum einen in der Nähe des oberen und unteren Endes der Kammer (3) und zum anderen in einer Axialebene zwischen der unteren und oberen Trennwand (4, 5) angeordnet, so daß oberhalb und unterhalb der Kammer (3) je ein abgeschlossener Raum (6, 7) und um die Kammer (3) herum zwei abgeschlossene Räume (9, 10) gebildet sind, - in den Wandungen der Kammer (3) sind eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen (11) enthalten, die entweder verschließbar oder durchlässig für Gase, aber undurchlässig für Wärmestrahlen sind, - in der Gehäusewandung sind im Bereich jedes der vier Zwischenräume (6, 7, 9 u. 10) je zwei Rohranschlüsse für das Einleiten bzw. Ableiten von Kühlgas angeordnet, - an jedem Zwischenraum (6, 7, 9 u. 10) ist jeweils ein Anschluß über eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil an die Druckseite und der zweite Anschluß über eine Verbindungsleitung mit einem Steuerventil an die Saugseite der Gebläseeinrichtung (14) für Kühlgas angeschlossen und - ein Temperaturregler-System auf der Basis von Soll-Ist-Vergleichen zwischen den Soll-Werten der Temperavorgabe und den gemessenen Ist-Werten dient zur Betätigung der Steuerventile und der Verschlußelemente der Gasdurchtrittsöffnungen (11). 2. Furnace system for carrying out the method according to claim 1 with a cylindrical treatment chamber and a blower device, characterized by the following features: - The chamber (3) is arranged with the cylinder axis upright in a closed cylindrical housing (1) with a space on all sides, - In the annular space between the chamber (3) and housing (1) are perpendicular to the walls of the chamber (3) and the housing (1) partitions (4, 5 and 8) on the one hand near the upper and lower ends of the chamber (3) and the other in an axial plane between the lower and the upper partition (4, 5) are arranged so that a closed space (6, 7) and two closed spaces (9, 10) are formed above and below the chamber (3), - In the walls of the chamber (3) a plurality of gas passage openings (11) are contained, which are either closable or permeable to gases, but impermeable to heat rays, two pipe connections are arranged in the area of each of the four intermediate spaces (6, 7, 9 and 10) for the introduction or discharge of cooling gas, - At each intermediate space (6, 7, 9 and 10) a connection is connected via a connecting line and a control valve to the pressure side and the second connection via a connecting line with a control valve to the suction side of the blower device (14) for cooling gas and - A temperature controller system based on target-actual comparisons between the target values of the temperature specification and the measured actual values is used to actuate the control valves and the closure elements of the gas passage openings (11). 3. Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer würfelförmigen Behandlungskammer und einer Gebläseeinrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Kammer (3') ist einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse (1') mit horizontaler Zylinderachse mit Abstand von den Stirnwänden des Gehäuses (1') angeordnet, - im Bereich jeder der vier in Richtung der Zylinderachse des Gehäuses (1') verlaufenden Wandungen der Kammer (3') sind in der Nähe der Enden der Wandungen den Zwischenraum überbrückende Trennwände (16, 17) angebracht, so daß zwischen jeder Kammerwandung und der Innenwandung des Gehäuses (1') in sich abgeschlossene Räume (18, 19, 20, 21, 22 u. 23) gebildet sind, - in den Wandungen der Kammer (3') sind eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen (11') enthalten, die entweder verschließbar oder durchlässig für Gase, aber undurchlässig für Wärmestrahlen sind, - in der Behälterwandung sind im Bereich jedes der sechs Zwischenräume (18, 19, 20, 21, 22 u. 23) je zwei Rohranschlüsse für das Ein- bzw. Ableiten von Kühlgas angeordnet, - an jedem Zwischenraum (18, 19, 20, 21, 22 u. 23) ist jeweils ein Anschluß über eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil an die Druckseite und der zweite Anschluß über eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil an die Saugseite der Gebläseeinrichtung (14) für Kühlgas angeschlossen und - ein Temperaturregler-System auf der Basis von Soll-Ist-Vergleichen zwischen den Soll-Werten der Temperaturvorgabe und den gemessenen Ist-Werten dient zur Betätigung der Steuerventile und der Verschlußelemente der Gasdurchtrittsöffnungen (11'). 3. Furnace system for carrying out the method according to claim 1 with a cube-shaped treatment chamber and a blower device, characterized by the following features: the chamber (3 ') is a closed cylindrical housing (1') with a horizontal cylinder axis at a distance from the end walls of the housing (1 '), - In the region of each of the four walls of the chamber (3 ') running in the direction of the cylinder axis of the housing (1'), in the vicinity of the ends of the walls the partition bridges (16, 17) are mounted, so that between each chamber wall and the Inner walls of the housing (1 ') are formed in self-contained spaces (18, 19, 20, 21, 22 and 23), - In the walls of the chamber (3 ') a plurality of gas passage openings (11') are contained, which are either closable or permeable to gases, but impermeable to heat rays, two tube connections are arranged in the area of each of the six intermediate spaces (18, 19, 20, 21, 22 and 23) for the introduction and discharge of cooling gas, - At each space (18, 19, 20, 21, 22 and 23) is a connection via a connecting line and a control valve to the pressure side and the second connection via a connecting line and a control valve to the suction side of the blower device (14) for Cooling gas connected and - A temperature controller system based on target-actual comparisons between the target values of the temperature specification and the measured actual values is used to actuate the control valves and the closure elements of the gas passage openings (11 '). 4. Ofenanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Speicher vorgesehen ist, der dazu dient, Steuersignale einer Erstcharge für eine programmierte Steuerung von Wiederholchargen zu speichern.4. Furnace system according to claim 2 or 3, characterized in that an electrical memory is provided which serves to store control signals of an initial batch for a programmed control of repeat batches.
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