EP0484667A1

EP0484667A1 - Mehrzweckofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken

Info

Publication number: EP0484667A1
Application number: EP91116243A
Authority: EP
Inventors: Theo Wörner
Original assignee: Aichelin GmbH Germany
Current assignee: Aichelin GmbH Germany
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1992-05-13
Also published as: DE4033893C1

Abstract

Ein Mehrzweckofen (10) zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken (64) ist mit einer Vorkammer (14), die mit einem Schutzgas beaufschlagbar ist, mit einer verschließbaren Heizkammer (22) in der die metallischen Werkstücke (64) einer Wärmebehandlung, insbesondere einer thermochemischen Behandlung unterworfen werden, ferner mit zumindest einer Kühlkammer (16, 18) zum Abkühlen der behandelten Werkstücke (64) sowie mit einer Transportvorrichtung (24) zum Transportieren der Werkstücke (64) zwischen den Kammern versehen. Um besonders große und schwere, insbesondere mehr als eine Tonne wiegende Werkstücke einfach transportieren zu können, wird vorgeschlagen, daß die Transportvorrichtung (24) einen horizontal und vertikal verfahrbaren, in der Vorkammer (14) angeordneten Kran (26) aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrzweckofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, mit einer Vorkammer, die mit einem Schutzgas beaufschlagbar ist, mit einer verschließbaren Heizkammer, in der die metallischen Werkstücke einer Wärmebehandlung, insbesondere einer thermochemischen Behandlung unterworfen werden, mit zumindest einer Kühlkammer zum Abkühlen der behandelten Werkstücke, sowie mit einer Transportvorrichtung zum Transportieren der Werkstücke zwischen den Kammern.
Ein derartiger Mehrzweckofen ist aus dem Firmenprospekt "W 02 A, Mehrzweckofen" der Anmelderin aus dem Jahre 1987 bekannt.
Der daraus bekannte Mehrzweckofen weist eine Vorkammer auf, die über eine, mit einer Tür verschließbaren Beschickungsöffnung versehen ist. Zum Beschicken des Mehrzweckofens werden die Werkstücke in Form einer Charge auf einen Chargiertisch vor der Beschickungsöffnung gebracht und vom Chargiertisch in die Vorkammer überführt. Nach Schließen der Beschickungstür und Ausspülen der Vorkammer mit einem Schutzgas wird die Charge mittels einer Transportvorrichtung in die Heizkammer überführt. Dadurch, daß in der Vorkammer durch die Schutzgasspülung eine sauerstofffreie Atmosphäre erzielt werden konnte, findet beim Überbringen der Charge von der Vorkammer in die Heizkammer, in der ebenfalls die Schutzgasatmosphäre vorherrscht, keine Änderung der Gasatmosphäre in der Heizkammer statt. Die Vorkammer wirkt daher als Schleuse zwischen der sauerstoffhaltigen Umgebung des Mehrzweckofens und der Heizkammer.
Nach Überbringen der Charge in die Heizkammer mittels der Transportvorrichtung wird diese wieder aus der Heizkammer gefahren, letztere verschlossen und anschließend die Charge in der abgeschlossenen Heizkammer erwärmt. Je nach der gewünschten Art der Wärmebehandlung kann lediglich ein Erwärmen der Charge erfolgen. Es können auch zugleich in die Heizkammer weitere Gase eingeführt werden, die in der Heizkammer mit den metallischen Werkstücken reagieren, wobei deren Oberfläche vergütet werden. Diese thermochemischen Behandlungen sind unter den Bezeichnungen Aufkohlen, Aufsticken bzw. Nitrieren und Nitrocarborieren bekannt geworden. Beim Aufkohlen werden die Randschichten der metallischen Werkstoffe mit Kohlenstoff, beim Aufsticken mit Stickstoff und beim Nitrocarborieren sowohl mit Stickstoff als auch mit Kohlenstoff angereichert.
Nach Beenden der Wärmebehandlung in der Heizkammer wird diese geöffnet und die Transportvorrichtung fährt in die noch heiße Heizkammer ein und überführt die Charge, noch in glühendem Zustand aus der Heizkammer in die Kühlkammer, damit die Charge einem Kühlvorgang unterzogen werden kann. Meist wird das Abkühlen in einem Abschreckbad durchgeführt, in das die etwa 1000°C heiße Charge sehr rasch eingetaucht wird. Das Abschreckbad enthält Öl (ca. 100°C) oder ein geschmolzenes Salz (ca. 300°C). Nach Beenden des Abkühlvorganges wird die Charge wieder aus dem Abschreckbad angehoben und nach Abtropfen über die Vorkammer wieder aus dem Mehrzweckofen ausgefahren.
Bei manchen Wärmebehandlungsvorgängen erfolgt das Abkühlen nicht in einem Abschreckbad, sondern in einer mit einem Kühlgas beaufschlagbaren Kühlkammer. Der Abschreckvorgang im Ölbad bzw. der Abkühlvorgang in der Kühlkammer erfolgen jeweils in Schutzgasatmosphäre, so daß Oxidationsvorgänge ausgeschlossen sind.
Die Transportvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, die Charge von der Vorkammer in die Heizkammer hinein bzw. aus dieser wieder heraus zu transportieren, besteht aus einer, in einem geschlossenen Kanal aufgenommenen, rückensteifen Gliederkette, die die Charge über Gleitflächen schiebt bzw. zieht. Gleitflächen werden deshalb herangezogen, da in der Heizkammer bei den hohen Temperaturen keine Lager vorhanden sein können.
Wird die kalte Charge von der Vorkammer in die Heizkammer mittels der Gliederkette eingeschoben bzw. eingestoßen, müssen die Reibungskräfte zwischen der entsprechenden Gleitfläche der Vorkammer bzw. der Heizkammer und der auf dieser aufliegenden Fläche der Charge überwunden werden. Bei der noch kalten Charge müssen, um beispielsweise eine Charge von einem Gewicht von 1 to überzuschieben, Kräfte aufgewendet werden, die etwa 600 kg entsprechen. D.h., der Gleitfaktor liegt etwa im Bereich von 0,6. Beim Überbringen der erwärmten Charge von der Heizkammer in die Vorkammer bzw. Kühlkammer müssen wesentlich höhere Kräfte aufgewendet werden, da der Gleitfaktor dann etwa im Bereich von 1 liegt, d.h. um eine 1 to schwere Charge mittels der rückensteifen Gliederkette von der Heizkammer in die Vorkammer überzuschieben, sind Kräfte notwendig, die 1000 kg entsprechen.
Nachteilig an dem Mehrzweckofen der eingangs genannten Art ist, daß zum Bewegen von schweren Chargen sehr hohe Kräfte notwendig sind, die eine entsprechend aufwendige Konstruktion der Transportvorrichtung notwendig machen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein Mehrzweckofen der eingangs genannten Art mit der rückensteifen Gliederkettentransportvorrichtung bei Chargengrößen, die im Bereich von 1 to und größer liegen, nicht mehr mit vernünftigem Konstruktionsaufwand eingesetzt werden können. Bereits bei Chargengewichten in Größen von 1 to sind erhebliche konstruktive Aufwendungen notwendig, um die Chargen mittels den gliedersteifen Ketten zu bewegen. Diese sind durch die dabei auftretenden mechanischen Beanspruchungen einem sehr hohen Verschleiß ausgesetzt, so daß ein solcher Mehrzweckofen für Chargen im Bereich von 1 to und schwerer nicht auf Dauer funktionsfähig ist.
Sollen sehr voluminöse und sehr schwere Chargen wärmebehandelt werden, beispielsweise große Zahnräder mit 1 bis 2 m Durchmesser, Wellen, Ritzel, Rotor- und Statorbleche aus dem Wärmekraftmaschinenbau, so ist es bekannt, dies in sogenannten Vertikalöfen durchzuführen.
Ein solcher Vertikalofen ist aus dem Firmenprospekt "W 12 A" der Anmelderin aus dem Jahre 1982 bekannt.
Die darin dargestellten Vertikalretortenöfen, die auch als Vertikalschachtöfen bezeichnet werden, weisen meist einen hohlzylindrischen Korpus mit einem festen geschlossenen Boden auf. Der hohlzylindrische Korpus ist an seiner oberen Seite mit einem Verschlußdeckel versehen, der zum Beschicken bzw. Entleeren des Ofens seitlich verschwenkt werden kann. Die Charge, die einer Wärmebehandlung unterzogen werden soll, wird mittels eines Hebezeuges von oben in den Ofen eingesetzt. Nach Ausfahren des Hebezeuges und nach Schließen des Verschlußdeckels wird der Innenraum des Ofens mit Schutzgas ausgespült und anschließend der Wärmebehandlungsvorgang durchgeführt. Der Innenraum des Ofens ist also zugleich Vorkammer und Heizkammer.
Nach Beendigung des Wärmebehandlungsvorganges wird der Deckel geöffnet und die noch glühende bzw. heiße Charge mittels des Hebewerks in vertikaler Richtung aus dem Ofen angehoben und in Luftatmosphäre einem Abschreckbad zugeführt. Selbst wenn das Abschreckbad unmittelbar neben dem Vertikalschachtofen angeordnet ist, dauert es dennoch einige Minuten, bis der Schachtdeckel geöffnet ist, die Charge vom Hebezeug ergriffen wird, diese aus dem Ofen vertikal angehoben und zum Abschreckbad verfahren wird. Durch das Überführen in der Luftatmosphäre finden während dieses Zeitraumes Oxidationsvorgänge an der noch bis zu 1000° heißen Charge statt. So wurde beispielsweise festgestellt, daß durch solche Oxidationsvorgänge Rißbildungen an den Zahnrädern auftreten, die dann im Betrieb zum Bruch des gesamten Zahnrades oder von einzelnen Zähnen führen kann. Dadurch, daß die Charge mit Umgebungsluft von etwa Raumtemperatur in wärmeaustauschenden Kontakt tritt, können einzelne Randbereiche gegenüber innenliegender Bereichen so weit abkühlen, daß Spannungen oder Verzug in den Werkstücken auftreten.
Mit den zuvor genannten Vertikalschachtöfen können zwar Chargen im Bereich von 10 to und mehr in einem einzigen Wärmebehandlungsvorgang behandelt werden, wobei die Chargen Ausmaße von mehreren Metern Höhe, Breite und Tiefe haben können, durch den Luftsauerstoffkontakt zwischen Überbringen von der Heizkammer zur Kühlkammer bzw. zum Abschreckbad und dem Abkühlen während des Überbringens treten doch die zuvor erwähnten Nachteile auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher hier Abhilfe zu schaffen und einen Mehrzweckofen der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, daß sehr große und schwere Chargen, insbesondere im Bereich von einer Tonne und schwerer, wärmebehandelt werden können, wobei insbesondere ein einfaches und rasches Überbringen in und aus der Heizkammer erzielt werden soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Transportvorrichtung einen horizontal und vertikal verfahrbaren, in der Vorkammer angeordneten Kran aufweist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird deswegen vollkommen gelöst, da mittels eines Krans auch sehr schwere und große Lasten reibungsarm bewegt werden könne, in jedem Fall wesentlich reibungsarmer als durch Verschieben mittels rücksteifer Gliederketten. Durch die horizontale und vertikale Verschiebbarkeit kann der Kran im Innern des Ofens, also unter Abschluß von der sauerstoffhaltigen Luftatmosphäre die notwendigen Transportbewegungen durchführen, d.h. das jeweilige Ergreifen, Anheben, Absenken und Verfahren der Charge. Die vertikale Verschiebbarkeit ermöglicht, die Charge, am Kran hängend, sehr rasch, beispielsweise in ein Abschreckbad, abzusenken und wieder aus diesem anzuheben. Dadurch, daß der Kran in der Vorkammer angeordnet ist, in der, gegenüber der Raumtemperatur erhöhte, gegenüber der Heizkammer jedoch relativ niedere Temperaturen herrschen (ca. 200°) und lediglich die Schutzgasatmosphäre vorherrscht, können die bei einem Kranen vorhandenen drehenden und laufenden Teile, wie Räder, Rollen und Seilzüge, auf Dauer betriebsbereit bleiben, da sie zum einen keinen hohen Temperaturen ausgesetzt sind und außerdem nicht mit den Aufkohlungs- Nitrier- oder Nitrocarburieratmosphären in Berührung kommen. Während des Wärmebehandlungsvorganges in der Heizkammer kann der Kran in der relativ kalten Zone (ca. 200°C) des Ofens verbleiben. Lediglich zum Entnehmen der heißen Charge muß der Kran, nach Öffnen der Heizkammer, soweit herangefahren werden, daß er die Charge ergreifen kann. Dies kann sehr einfach und sehr rasch erfolgen. Die voluminöse und schwere Charge kann durch die ca. 200° warme, mit Schutzgas gefüllte Vorkammer der Kühlkammer zugeführt werden, ohne daß Oxidationsprozesse stattfinden oder sich die Charge soweit abkühlt, daß ein Verzug an den großen Werkstücken stattfindet. Letzteres wird insbesondere durch das abgeschlossene System mit der gegenüber Raumtemperatur erhöhten Temperatur erreicht. Nach Abkühlen der wärmebehandelten Charge kann dann der Mehrzweckofen geöffnet werden und die Charge entnommen werden. Die gesamten Behandlungsvorgänge finden im Innenraum des Mehrzweckofens in der Schutzatmosphäre statt, so daß Oxidationsvorgänge mit der nachteiligen Rißbildung ausgeschlossen werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Kran eine horizontal verfahrbare Laufkatze auf, die fest mit einer vertikal verlaufenden Führung verbunden ist, längs der ein vertikal verfahrbarer Werkstückträger angebracht ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit wenigen sehr robust und stabil konstruierbaren Bauelementen die notwendigen wesentlichen Teile des Krans hergestellt werden können. Die Laufkatze, die durch einen entsprechend steifen und stabilen Rahmen, beispielsweise durch Verschweißen von entsprechend steifen Trägern, sehr einfach aufgebaut sein kann, kann Gewichte im Bereich von 10 to ohne besonders konstruktive Aufwendungen horizontal bewegen. Die an der Laufkatze vertikal verlaufende Führung kann dann entsprechend robust ausgebildet sein, d.h. mit der Laufkatze verschweißte, vertikal verlaufende Träger, an denen verfahrbar ein Werkstückträger angebracht ist. Der Werkstückträger kann dann gleichzeitig als Ausleger ausgebildet sein, so daß er als Träger während des Transportes und zum Absetzen bzw. Ergreifen der zu transportierenden Charge dient. Auch dies ist dann wieder auf konstruktiv einfache Mittel in robuster Bauweise zu erreichen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Laufkatze über zumindest ein im Innenraum des Mehrzweckofens angeordneten Zugelement horizontal hin- und herbewegbar, wobei das zumindest eine Zugelement selbst über einen außerhalb des Innenraums des Mehrzweckofens angeordneten Antrieb angetrieben wird.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß im Innenraum des Ofens lediglich das Zugelement vorgesehen ist, das die Laufkatze horizontal hin- und herbewegt. Der eigentliche Antrieb, wie Elektromotoren samt der dazu notwendigen Verkabelung sind außerhalb des Innenraums angeordnet, so daß diese Bauteile der etwa 200° heißen Schutzgasatmosphäre und auch den bei dem Abschreckvorgang entstehenden Dämpfen nicht ausgesetzt sind. Dies trägt auch wieder zur Robustheit, Einfachheit und Lebensdauer der Antriebsvorrichtung bei.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Zugelement als endloses Element, insbesondere als endlose Gliederkette ausgebildet, das um zwei feste Rollen läuft, wobei eine angetriebene Rolle mit einer gasdicht durch eine Wand des Ofens geführte Welle verbunden ist, die mit einer Antriebswelle des außerhalb des Ofens angeordneten Antriebs verbunden ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß im Innenraum des Ofens lediglich das umlaufende Element angeordnet ist, das beispielsweise als sehr robuste metallene Gliederkette ausgebildet werden kann. Die eine angetriebene Rolle, um die die Kette läuft, ist über einfach zu bewerkstellende, gasdichte Lager durch eine Wand des Ofens geführt und mit den außerhalb des Innenraums gelegenen Antriebselementen bzw. der Energieversorgung verbunden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hängt der Werkstückträger über eine an ihm angebrachte erste lose Rolle an einem Hubelement, insbesondere in Form einer Kette, das über zwei beidseits der losen Rolle gelegenen, am oberen Ende der Führung angeordneten festen Rollen läuft.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch robuste Konstruktionsteile die notwendige vertikale Bewegung des Werkstück trägers bewerkstelligt wird. Durch entsprechend robuste Ausbildung des Hubelements als Gliederkette, ist es möglich, Chargen von 10 to und mehr sicher zu halten und auch in vertikaler Richtung auf- und abzubewegen. Die Ausbildung der Aufhängung des Werkstückträgers als lose Rolle zwischen den beiden festen Rollen am oberen Ende der vertikalen Führung, erlaubt, trotz robuster und stabiler Ausführung, ein sehr rasches Absenken des Werkstückträgers, was insbesondere beim Einsenken der Charge in ein Abschreckbad erwünscht ist. Soll beispielsweise ein mehrere Meter langes, vertikal stehendes, wärmebehandeltes Werkstück in das Abschreckbad eingetaucht werden, so muß dies innerhalb von Sekunden erfolgen, damit sichergestellt ist, daß innerhalb des Werkstückes kein Verzug dadurch auftritt, daß ein erster unterer, bereits eingetauchter Teil sich abkühlt, wohingehend ein oberer, noch nicht in das Abschreckbad eingetauchte Teil noch sehr heiß ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Hubelement über einen außerhalb des Innenraums des Ofens angeordneten Antrieb angetrieben.
Diese Maßnahme hat wiederum den Vorteil, daß im Innenraum des Mehrzweckofens lediglich das robuste Hubelement aufgenommen ist, wohingehend wärmeempfindliche und dämpfeempfindliche Teile, wie Elektromotoren, entsprechende Kabel, Schalter und dgl. außerhalb des Ofenraumes angeordnet sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung läuft das Hubelement über eine vierte angetriebene feste Rolle, die mit einer gasdicht, durch eine Wand des Ofens geführten Welle verbunden ist, die mit einer Antriebswelle des außerhalb des Ofens angeordneten Antriebs verbunden ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, wie bereits in Zusammenhang mit dem Zugelement erwähnt, daß auf konstruktiv einfache Weise das Hubelement im Innenraum bewegt werden kann und außerdem gasdicht mit den auf der Außenseite gelegenen Antrieb verbunden ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß, von der ersten losen Rolle des Werkstückträgers in Richtung der vierten angetriebenen festen Rolle gesehen, das Hubelement eine weitere, mit einem Ausgleichsgewicht versehene fünfte lose Rolle umläuft, die derart angeordnet ist, daß sie ihre tiefste Position dann einnimmt, wenn die erste lose Rolle ihre höchste Position einnimmt bzw. umgekehrt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß beidseits der angetriebenen Rolle, die das Hubelement hin- und herbewegt, von jeweils einer losen Rolle etwa gleiche Gewichte getragen werden, nämlich zum einen der Werkstückträger samt Charge und zum anderen das Ausgleichsgewicht, so daß der Antrieb jeweils nur diejenige Kraft aufbringen muß, um die unterschiedlichen Gewichte auf beiden Seiten auszugleichen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Kühlkammer zum Abkühlen der Werkstücke mittels eines Kühlgases und eine neben dieser angeordnete, zweite Kühlkammer in Form eines Abschreckbades, insbesondere in Form eines Ölbades vorgesehen, und über das Abschreckbad erstreckt sich eine Führungsschiene, längs der die Laufkatze horizontal verfahrbar ist.
Diese Maßnahme hat zum einen den Vorteil, daß durch einen einfachen horizontalen Verfahrvorgang die von der Heizkammer kommende Charge mittels der Transportvorrichtung entweder in die erste oder in die zweite Kühlkammer gebracht werden kann. Dadurch kann dann je nach Behandlungsart eine Abkühlung in einer Gasatmosphäre oder eine Abkühlung in einem Abschreckbad durchgeführt werden. Zum anderen hat die Maßnahme den Vorteil, daß das Abschreckbad, das bei entsprechend großen abzukühlenden Chargen selbstverständlich auch entsprechend groß ausgebildet ist und mit einer stabilen Wand umgeben ist, zugleich ein stabiles Widerlager für die Horizontalführung der Laufkatze darstellen kann. Die Führungsschienen können sich dann beispielsweise direkt auf der Oberkante der das Abschreckbad umgebenden Wand montiert sein, über die dann das gesamte Gewicht der Transportvorrichtung samt der von ihr getragenen Charge verteilt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die Vorkammer auf einem ersten mittleren Niveau und weist eine über eine Beschickungstür gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung auf, auf einem zweiten, unteren Niveau, unterhalb der Vorkammer, sind die Kühlkammern angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Kran, der in der oberhalb der Kühlkammern gelegenen Vorkammer läuft lediglich über diese horizontal verfahren werden muß, um die Charge in diejenige Position zu bringen, aus der sie jeweils in die Kammer eingebracht oder übergeben werden kann. Da die Vorkammer mit Schutzgas gefüllt ist, ist sichergestellt, daß während des Überbringvorganges von der Heizkammer in die jeweilige Kühlkammer kein Oxidationsvorgang stattfinden kann, wobei das an Ort- und Stellebringen der Charge über die entsprechende Kühlkammer sehr rasch bewerkstelligt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die Heizkammer auf einem dritten oberen Niveau und ist am unteren Ende mit einem, über ein erstes Hebewerk absenkbaren bzw. anhebbaren Boden versehen, der soweit absenkbar ist, daß von dem in der Vorkammer angeordneten Werkstückträger Werkstücke auf dem Boden ablegbar bzw. auf diesen aufliegende Werkstücke entnehmbar sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Werkstückträger selbst überhaupt nicht in die heiße Heizkammer einfahren muß. Der absenkbare Boden transportiert die heiße Charge nach Beendigung des Wärmebehandlungsvorganges von dem dritten höheren oberen Niveau über das erste Hebewerk durch Absenken des Bodens auf ein solches Niveau, daß durch ein seitliches Heranfahren des Werkstückträgers dieser die Charge ergreifen, anheben und wieder seitlich weggerichtet abtransportieren kann, um sie dann den auf niederem Niveau gelegenen Kühlkammern zuzuführen. Der Kran dient dann lediglich dazu, die Charge horizontal auf dem mittleren Niveau der Vorkammer zu verfahren und ggf. in die darunter gelegenen Kühlkammern abzusenken bzw. aus diesen anzuheben. Der über das erste Hebewerk absenkbare Boden der Heizkammer sorgt dann dafür, daß die Charge, die von dem Werkstückträger auf den Boden aufgesetzt werden kann, vom mittleren Niveau der Vorkammer auf das höhere Niveau der Heizkammer überbracht werden kann. Die Führung und die Antriebe des Krans können soweit abseits von der Heizkammer angeordnet sein, daß Wärmeübertragungen von der Heizkammer ausgeschlossen sind. Das erste Hebewerk kann beispielsweise als ein Kettenhebewerk ausgebildet sein, das die schwere Charge samt dem Boden der Heizkammer in einer vertikalen Richtung bewegt, d.h. anhebt oder absenkt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kommt die erste Kühlkammer unter der Heizkammer zum Liegen, wobei zwischen unterem Ende der Heizkammer und oberem Ende der ersten Kühlkammer ein Bereich der Vorkammer liegt, wobei in der ersten Kühlkammer ein über ein zweites Hebewerk anhebbarer bzw. absenkbarer Boden vorgesehen ist, der soweit anhebbar ist, daß vom in der Vorkammer horizontal bewegbaren Werkstückträger Werkstücke auf dem Boden absetzbar bzw. auf diesem aufliegende Werkstücke entnehmbar sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch den anhebbaren bzw. absenkbaren Boden in der ersten Kühlkammer, in der ein Abkühlen der Charge mittels eines gasförmigen Mediums erfolgt, ein Überführen von der Heizkammer rasch und einfach bewerkstelligt werden kann. Der Kran dient dann dazu, die Charge beispielsweise vom abgesenkten Boden der Heizkammer zu übernehmen und anschließend auf den angehobenen Boden der ersten Kühlkammer wieder abzusetzen, dient dabei quasi als Zwischenlager für die wärmebehandelten Werkstücke. Es ist bei dieser Konstruktion dann ausreichend, die Laufkatze lediglich im Bereich des Abschreckbades horizontal verfahrbar vorzusehen. Der Kran führt die Horizontalbewegungen der Charge im Innenraum des Mehrzweckofens sowie das Eintauchen bzw. Anheben in das Ölabschreckbad durch. Zwischen dem mittleren Niveau der Vorkammer und der darüber gelegenen Heizkammer wird die Charge mittels des ersten Hebewerks des Bodens der Heizkammer bewegt. Die vertikal gerichtete Bewegung der Charge aus dem mittleren Niveau der Vorkammer in die erste Kühlkammer hinein wird mittels des zweiten Hebewerks bewerkstelligt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Kühlkammer gasdicht von der Vorkammer abtrennbar.
Diese Maßnahme hat insbesondere in Zusammenhang mit der zuvor erwähnten Maßnahme den Vorteil, daß eine Charge, nachdem sie von der Heizkammer über den Kran auf den absenkbaren Boden der Kühlkammer überbracht wurde und in diese eingesenkt wurde, die Kühlkammer verschlossen wird und anschließend ein gasförmiges Kühlmedium eingeleitet werden kann. Zwischenzeitlich kann auf dem darüber gelegenen Niveau der Vorkammer eine weitere Charge von der Außenseite her eingebracht werden, der Ofen anschließend verschlossen, mit Schutzgas ausgespült und die Charge vom Kran auf den abgesenkten Boden der Heizkammer abgesetzt werden. Daraufhin fährt der Boden der Heizkammer nach oben, die Heizkammer wird verschlossen und es kann in der Heizkammer ein erneuter Wärmebehandlungsvorgang eingeleitet werden, währenddessen in der auf dem unteren Niveau angeordneten verschlossenen ersten Kühlkammer der Kühlvorgang abläuft. Nach Öffnen der Kühlkammer und Anheben des Bodens kann dann die Charge aus dem Mehrzweckofen abgeführt werden. Bei dieser Ausgestaltung sind zwar insgesamt drei Transportvorrichtungen notwendig, nämlich der Kran, das erste und das zweite Hebewerk, dieser konstruktive Mehraufwand macht sich jedoch in kürzeren Taktzeiten bemerkbar.
Weitere Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen und in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispieles in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: stark schematisiert einen Vertikallängsschnitt eines erfindungsgemäßen Mehrzweckofens in einem ersten Betriebszustand;
Fig. 2: eine Draufsicht auf den Ofen von Fig. 1;
Fig. 3: eine der Fig. 1 entsprechenden Darstellung in einem zweiten Betriebszustand des Mehrzweckofens;
Fig. 4: eine der Darstellung von Fig. 1 entsprechenden Darstellung eines dritten Betriebszustandes des Mehrzweckofens;
Fig. 5: eine der Darstellung von Fig. 1 entsprechenden Darstellung in einem vierten Betriebszustand, und
Fig. 6: eine der Darstellung von Fig. 1 entsprechenden Darstellung des Mehrzweckofens in einem fünften Betriebszustand.

Ein in Fig. 1 bis 6 dargestellter Mehrzweckofen 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das einen Innenraum 13 umschließt.
Der Innenraum 13 unterteilt sich in eine Vorkammer 14, in eine erste Kühlkammer 16, in eine zweite Kühlkammer 18, die ein Ölbad 20 enthält, und in eine Heizkammer 22.
Im Innenraum 13 ist eine Transportvorrichtung 24 vorgesehen, die einen Kran 26, ein erstes Hebewerk 28 für einen absenkbaren bzw. anhebbaren Boden 30 der Heizkammer 22 und ein zweites Hebewerk 32 für einen anhebbar bzw. absenkbaren Boden 34 der ersten Kühlkammer 16 aufweist.
In einer Wand 42, in der Darstellung von Fig. 1 die linke Seitenwand des Mehrzweckofens 10, ist auf etwa deren halben Höhe eine Beschickungsöffnung 46 vorgesehen, die von einer Beschickungstür 44 gasdicht verschließbar ist.
Die Beschickungstür 44 kann, wie in Fig. 1 durch einen Pfeil 47 dargestellt ist, soweit angehoben werden, daß die Beschickungsöffnung 46 freigegeben wird.
Unmittelbar vor der Wand 42, d.h. in der Darstellung von Fig. 1 links der Wand 42, ist eine an sich bekannte Chargiermaschine 50 angeordnet.
Die Chargiermaschine 50 weist einen Wagen 56 auf, der über Schienen 52, 54 in einer Horizontalebene verschiebbar ist, wie dies in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 55 angedeutet ist. Der Wagen 56 ruht auf den Schienen 52, 54 über ein hier nicht näher bezeichnetes Gestell, das wiederum zwei Querschienen 58 und 60 aufweist, die sich quer zwischen den Schienen 52, 54 erstrecken, somit rechtwinklig zu diesen verlaufen. Der Wagen 56 weist auf seinen der Wand 42 des Mehrzweckofens 10 zugewandten Seite fünf vorstehende Gabeln 62 auf, deren vorderer Endbereich dazu dient, eine Charge 64 an Werkstücken zu tragen. Die Querschienen 58, 60 bzw. die Unterkante der Gabeln 62 liegen auf einer solchen Höhe, daß bei geöffneter Beschickungstür 44 durch Verschieben des Wagens 56 die Gabeln 62 samt der darauf aufgenommenen Charge 64 in die Vorkammer 14 eingeschoben werden können, wie dies in Fig. 1 durch einen Pfeil 65 angedeutet ist.
Die Vorkammer 14 wird im unmittelbar hinter der Beschickungstür 46 liegenden Bereich unten durch eine obere Wand 67 der ersten Kühlkammer 16 begrenzt, die mit einer Öffnung 68 versehen ist.
Die obere Wand 67 stellt einen oberen Abschluß der ersten Kühlkammer 16 dar, die direkt unterhalb der Vorkammer 14 in dem zuvor erwähnten Bereich unmittelbar hinter der Beschickungsöffnung 46 angeordnet ist.
Eine untere Wand 69 der Heizkammer 22 stellt eine Begrenzung der Vorkammer 14 im Bereich hinter der Beschickungsöffnung 46 nach oben dar.
Eine vertikale Wand 70, die sich über die gesamte Breite des Gehäuses 12 erstreckt (siehe Fig. 2), und die parallel zur Wand 42 verläuft, trennt die erste Kühlkammer 16 von der zweiten Kühlkammer 18.
Eine weitere vertikale Wand 72, die sich ebenfalls über die gesamte Breite des Gehäuses 12 erstreckt, stellt eine rückwärtige Begrenzung der zweiten Kühlkammer 18 dar. In der Darstellung von Fig. 1 entspricht also die Rückseite des Mehrzweckofens der rechten Seite.
In der zweiten Kühlkammer 18 ist ein Ölbad 20 aufgenommen, das über hier nicht dargestellte Mittel mit einem außerhalb des Gehäuses 12 gelegenen Tank in Verbindung steht. Ferner sind Umwälzpumpen vorgesehen, die das Ölbad 20 umwälzen, wie dies an sich bekannt ist. Es können ferner Heizvorrichtungen vorgesehen sein, um das Ölbad 20 auf eine bestimmte vorgegebene Temperatur zu bringen, beispielsweise 95° oder 150°C. Anstatt öl kann auch ein Salzbad vorgesehen sein, wobei die Flüssigkeit durch ein geschmolzenes Salz mit etwa 300°C gebildet werden kann.
Eine obere Wand 76 stellt im Bereich über dem Ölbad 20 einen Abschluß des Gehäuses 12 nach oben dar, wobei sich die Wand 76 etwa auf Höhe der Wand 69 befindet, die den unteren Abschluß der Heizkammer 22 darstellt.
Die Wand 76 liegt etwa 5 m über einem Grund 36 auf dem das Gehäuse 12 ruht.
Im Bereich über der ersten Kühlkammer 16 bzw. über den darüber gelegenen Abschnitt der ersten Vorkammer 14 erhebt sich ein von einer zylindrischen Wand 78 umgebener Hubherd, dessen nähere Ausgestaltung in Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wird.
Zwischen den Wänden 70, 72, die in der Darstellung von Fig. 1 eine linke und eine rechte Begrenzung des Ölbades 20 bilden, erstreckt sich eine Führungsschiene 80, auf der eine Laufkatze 82 ruht.
Die Laufkatze 82 läuft dabei über an ihrer Unterseite vorhandene Räder in der profilierten Führungsschiene 80.
Die Laufkatze 82 ist auf ihrer einer Wand 116 zugewandten Seite, an einer Stelle 84 mit einer Kette 86 verbunden.
Die Wand 116 stellt in der Darstellung von Fig. 1 eine hintere vertikale Abschlußwand des Gehäuses 12 dar, in Blickrichtung der Beschickungsöffnung 46 Richtung Innenraum 13 gesehen, stellt diese die linke Abschlußwand des Gehäuses 12 dar.
Die mit der Laufkatze 12 verbundene Kette 86, die als endlose Kette ausgebildet ist, läuft um zwei auf gleichem horizontalen Niveau liegende Rollen 88 bzw. 90.
Die Rolle 88 kommt dabei etwa am oberen Ende der Wand 70, die Rolle 90 am oberen Ende der Wand 72 zum Liegen.
Die Rolle 90 ist eine angetriebene Rolle, die auf einer angetriebenen Welle 92 aufgeschoben ist, die durch die Wand 116 hindurchreicht und mit einem auf der Außenseite der Wand 116 angeordneten Antrieb 120 verbunden ist (siehe Fig. 2). Die Welle 92 ist dabei, in einer gasdichten Laufbuchse aufgenommen, durch die Wand 116 geführt.
Wird die Welle 92 samt der damit fest verbundenen angetriebenen Rolle 90 beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht, so bewegt die Kette 86, die ja über die Stelle 84 fest mit der Laufkatze 82 verbunden ist, diese, in der Darstellung von Fig. 1, nach rechts. Wird die Welle 92 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, bewegt die über die Rolle 88 umlaufende Kette 86 die Laufkatze 82 nach links. Die Laufkatze 82 kann dabei über die gesamte Länge der das Ölbad 20 überspannenden Führungsschiene 80 horizontal hin- und hergefahren werden, wie dies durch einen Doppelpfeil 93 angedeutet ist.
An der der Stelle 84 gegenüberliegenden Innenseite, also der dem Betrachter in Fig. 1 zugewandten Seite, ist die Laufkatze 82 fest mit einer senkrecht verlaufenden Führungsschiene 96 verbunden.
Die Führungsschiene 96 ist als profilierter Stahlträger ausgebildet, der mit der Laufkatze 82 fest verschweißt ist.
Die Führungsschiene 96 ist außerdem noch über Diagonalstreben mit der Laufkatze 82 verschweißt, die aus Stabilitätsgründen vorgesehen sind, in der Zeichnung jedoch aus Übersichtsgründen nicht dargestellt sind. Am oberen Ende ist die Führungsschiene 96 mit einem T-Stück 98 verschweißt, das an seinen beiden äußeren Enden jeweils mit einer festen Rolle 100 bzw. 102 versehen ist. Der Abstand zweier gedachter vertikaler Tangenten an sich gegenüberliegenden Umfangspunkten der Rollen 100 bzw. 102 ist derart, daß dieser in etwa dem Durchmesser einer ersten losen Rolle 104 entspricht, die an einem Werkstückträger 106 angebracht ist.
Der Werkstückträger 106 läuft mittels eines Führungsrades 107 in der U-profilierten Führungsschiene 96, so daß der Werkstückträger 106 in vertikaler Richtung längs der Führungsschine 96 verfahrbar ist.
Der Werkstückträger 106 ist mit fünf horizontal vorspringenden Gabeln 108 versehen, deren Kontur und Auflagefläche in etwa den Gabein 62 des Wagens 56 der Chargiermaschine 50 entspricht, gegenüber diesen jedoch leicht seitlich versetzt sind, so daß diese, wie nachfolgend näher beschrieben wird, ineinandergreifen können.
In der Darstellung von Fig. 1 ist die "hinterste" Gabel 108 angezeigt, also die Gabel, die am nächsten der Laufkatze 82 bzw. der dahinterliegenden Wand 116 zugewandt ist. Auf den Betrachter von Fig. 1 zu gerichtet, schließen sich dann die vier weiteren deckungsgleich angeordneten Gabeln 108 an, wobei die "vorderste", also dem Betrachter von Fig. 1 am nahegelegenste Gabel 108 an ihrer dem Innenraum 13 zugewandten Seite mit einer entsprechenden losen Rolle 104 versehen ist, die einen dem Werkstückträger 106 spiegelbildlichen Werkstückträger zugehörig ist.
Der dem Werkstückträger 106 spiegelbildliche Werkstückträger ist dann ebenfalls in einer zu der profilierten Führungsschiene 96 spiegelbildlich angeordneten Schiene aufgenommen, der dann wiederum mit einem spiegelbildlichen Teil der Laufkatze 82 verbunden ist. Diese läuft dann in einer spiegelbildlich zur Führungsschiene 80 angeordneten Führungsschiene 80' wie das in Fig. 2 angedeutet ist. Die spiegelbildlichen Bauteile sind über Querträger 109 bzw. 116 zu einem steifen Gestell verbunden.
Die erste lose Rolle 104 hängt an einer Kette 122, die über die festen Rollen 100, 102 des T-Stücks 98 läuft.
Ein Ende der Kette 122 ist fest in einer Öse 124 an der Unterseite der Wand 76 befestigt. Die Öse 124 ist etwa, in der Darstellung von Fig. 1, am linken Ende der oberen Wand 76 angeordnet, in dem Bereich, in dem sich darüber die Wand 78 des Hubherdofens erhebt.
Auf Höhe der festen Rollen 100, 102 ist, in der Darstellung von Fig. 1, in einem rechten hinteren Endbereich eine feste angetriebene Rolle 110 angeordnet, über die die Kette 122 läuft.
Die Rolle 110 ist auf einer Welle 112 aufgeschoben (siehe aufgebrochene Darstellung von Fig. 2), die in einer gasdichten Buchse 114 durch die Wand 116 geführt ist, und die Welle 112 ist mit der Antriebswelle eines an der Außenseite der Wand 116 angeordneten Antriebs 118 verbunden.
Die Kette 122 umläuft, von der angetriebenen Rolle 110 kommend, eine zweite lose Rolle 126 und wird zu einer Öse 130 zurückgeführt, mit der sie fest verbunden ist. Die Öse 130 ist fest an der Unterseite der oberen Wand 76 angebracht.
Die zweite lose Rolle 126 ist mit einem Ausgleichsgewicht 128 versehen, das in etwa dem Gewicht des Werkstückträgers 106 samt einer Charge 64 entspricht.
Die Drehachsen der festen Rollen 100, 102 auf dem T-Stück 98, der ersten losen Rolle 104 auf dem Werkstückträger 106, der festen angetriebenen Rolle 110 sowie der zweiten losen Rolle 126 verlaufen alle samt parallel.
Ferner liegen die Rollen 100, 102, 104, 110 und 126 alle in einer vertikalen Ebene, so daß sich auch die Kette 122 in einer vertikalen Ebene erstreckt.
Wie aus der Darstellung von Fig. 1 zu entnehmen, ist die Lage der ersten losen Rolle 104 bezüglich der zweiten losen Rolle 126 derart, daß, falls wie in Fig. 1 darstellt, die erste lose Rolle 104 ihre höchste Position einnimmt, die zweite lose Rolle 126 ihre tiefste Position einnimmt.
Steht der Antrieb 118, der die Rolle 110 antreibt, still und wird die Laufkatze 82 in horizontaler Richtung mittels des Antriebs 120 hin- und herbewegt, so umläuft die Kette 122 die nicht angetriebenen Rollen 102, 104 bzw. 100, d.h. der Werkstückträger 106 wird auf dem selben Höhenniveau gehalten, jedoch dabei horizontal verschoben.
Steht der Antrieb 120 still und betätigt der Antrieb 118 die Rolle 110 derart, daß sie in der Darstellung von Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird, senkt sich die erste lose Rolle 104 samt dem Werkstückträger 106 ab, wobei gleichzeitig die zweite lose Rolle 126 samt dem Ausgleichsgewicht 128 angehoben wird.
Die weiteren Ausgestaltungen des Mehrzweckofens 10 werden nachfolgend in Zusammenhang mit der Funktionsweise näher beschrieben.
Der in Fig. 1 bis 6 beschriebene Mehrzweckofen arbeitet wie folgt:
Mittels der Chargiermaschine 50 wird vor die Beschickungsöffnung 46 eine zu behandelnde Charge 64 an Werkstücken verfahren, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Nach Öffnen der Beschickungstür 44 wird der Wagen 56 der Chargiermaschine 50 soweit in den Innenraum 13 hinein verschoben, bis etwa die Charge in der Mitte des ersten Bereiches der Vorkammer 14, also etwa mittig über der ersten Kühlkammer 16 zum Liegen kommt. Der Kran 26 wird dann soweit in der Darstellung von Fig. 1 nach links verschoben, daß die Gabeln 108 des Werkstückträgers 106 die Charge 64 untergreifen und aufnehmen.
Anschließend wird der Wagen 56 der Chargiermaschine 50 aus dem Mehrzweckofen 10 herausgezogen, die Beschickungstür 44 geschlossen und der Innenraum 13 mit einem Schutzgas solange beaufschlagt, bis die gesamte Luft, die von der Außenseite beim Einbringen der Charge 64 in den Innenraum 13 eingedrungen ist, ausgespült ist. Dazu sind dann hier nicht dargestellte Schutzeinlaßleitungen vorgesehen, sowie auf Sauerstoff ansprechende Sensoren, wie dies an sich bekannt ist, um sicherzustellen, daß eine vollkommene Schutzgasatmosphäre im Innenraum 13 vorhanden ist.
Der Kran 26 verfährt dann samt der Charge 64 soweit nach rechts, daß der Boden 30, der die Heizkammer 22 an der unteren Seite abschließt, soweit abgesenkt werden kann, daß durch horizontales Verfahren des Kranes 26 die Charge 64 auf der Oberseite des abgesenkten Bodens 30 abgesenkt werden kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Der Boden 30 ist dazu mit zwei diametral gegenüberliegenden radial vorspringenden Ansätzen 146, 148 (siehe Fig. 2) versehen, die jeweils mit einer Kette 149 bzw. 151 des ersten Hebewerks 28 verbunden sind.
Die Ketten 149 bzw. 151 laufen in vertikalen Kettenführungen 150 bzw. 152 bevor sie auf angetriebene Räder 154 bzw. 156 aufgewickelt werden. Die Antriebsräder 154 bzw. 156 sind auf der Oberseite der Wand 69 angeordnet, auf der das zylindrische Gehäuse 78 des Hubherdofens ruht.
Zum Absenken des Bodens 30 in die in Fig. 3 dargestellte Position werden die Ketten 149 bzw. 151 von den Antriebsrädern 154, 156 abgewickelt, wobei sie von den Kettenführungen 150, 152 vertikal geführt werden. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen, sind die Kettenführungen 150, 152 außerhalb des Gehäuses 78 des Hubherdbodens angeordnet, liegen also im Freien. An den Durchtrittsstellen der Kettenführungen 150, 152 sind hier nicht näher dargestellte Dichtungen vorgesehen, so daß kein Schutzgas austreten kann.
Nachdem der Kran 26, wie in Fig. 3 durch den Pfeil 132 angedeutet, nach links verfahren wurde und die Charge 64 auf der Oberseite des abgesenkten Bodens 30 abgesetzt hat, wird der Kran 26 wieder nach rechts verfahren und der Boden 30 samt der darauf aufgenommenen Charge 64 angehoben, wie dies in Fig. 4 durch den Pfeil 133 angedeutet ist. An die Unterseite des Bodens 30 wird ein Deckel 138 angelegt, der mit einer Dichtung 140 versehen ist, die für einen gasdichten Abschluß zwischen Vorkammer 14 und Heizkammer 22 sorgt.
Die Innenseite der zylindrischen Wand 78 des Hubherdbodens sowie die der Heizkammer 22 zugewandte Seite des absenkbaren Bodens 30 ist mit Schamott 134 ausgeschlagen, wie dies an sich bekannt ist.
Am oberen Ende ist die Heizkammer 22 mit einer Gasführung 142 verbunden, die dafür sorgt, daß entsprechende Behandlungsgase in die Heizkammer 22 eingeführt werden können. Die Gasführung 142 dient auch dazu, die in der Heizkammer 22 aufgenommene Gasmenge umzuwälzen, so daß ein guter Wärmeaustausch zwischen der in der Heizkammer 22 angeordneten Heizung 144 und der Charge 64 stattfindet.
Die in Fig. 4 dargestellte Charge 64 besteht aus Großzahnräder mit etwa 1,5 m Durchmesser und weist ein Gewicht von etwa 10 Tonnen auf. Die Wärmebehandlung findet etwa bei 750°C über mehrere Stunden statt.
Soll eine Nitrocarburierung durchgeführt werden, wird eine entsprechende Gasatmosphäre in der Heizkammer eingestellt, beispielsweise ein Ammoniak-Wasserstoff-Kohlenwasserstoffgemisch.
Nach Beendigung der Wärmebehandlung läuft der in Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene Vorgang umgekehrt ab, d.h. der Boden 30 wird mit der darauf aufgenommenen heißen Charge 64 soweit abgesenkt, daß der Kran 26 die Charge 64 vom Boden 30 entnehmen kann und transportiert sie anschließend über das Ölbad 20. Durch Betätigen des Antriebes 118 der Rolle 110 wird diese verdreht, wodurch dann der Werkstückträger 106 samt der darauf aufgenommenen heißen Charge 64 sehr rasch in das Ölbad 20 abgesenkt wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dieser Vorgang kann auch bei der großen und schweren Charge 64 sehr rasch durchgeführt werden, so daß die Charge 64 innerhalb von wenigen Sekunden vollständig in das Ölbad 20 eingetaucht wird, wodurch dann kein Verzug durch ungleichmäßig abgeschreckte Bereiche der Großzahnräder auftreten kann. Die bei dem Abschreckvorgang aufsteigenden Dämpfe können dann in die Heizkammer 22 aufsteigen und über die Gasführung 142 aus dem Mehrzweckofen 10 abgeführt werden, wie dies in Fig. 5 durch die Strömungspfeile 162 angedeutet ist.
Da während des Überbringens der heißen Charge 64 von der Heizkammer 22 in das Ölbad 20 der Innenraum 13 nach wie vor gegenüber der Außenwelt gasdicht abgeschlossen ist, besteht nicht die Gefahr, daß die heißen Charge vor Eintauchen in das Ölbad 20 oxidiert.
In Fig. 5 ist dargestellt, daß der Boden 30 zwischenzeitlich angehoben wurde, jedoch der in Fig. 4 dargestellte Deckel 138 nicht angelegt ist, so daß die Heizkammer 22 von den Dämpfen durchströmt werden kann.
Nachdem die Charge 64 im Ölbad 20 abgeschreckt und ausreichend abgekühlt wurde, wird der Werkstückträger 106 wieder angehoben und solange über dem Ölbad 20 gehalten, bis die Flüssigkeit abgetropft ist. Anschließend wird die Beschickungstür 44 geöffnet und ein leerer Wagen 56 der Chargiermaschine 50 soweit in die Vorkammer 14 eingeschoben, daß die wärmebehandelte, abgekühlte, abgetropfte Charge 64 vom Werkstückträger 106 auf die Gabeln 62 abgesetzt werden kann. Anschließend wird die Chargiermaschine 50 aus dem Mehrzweckofen 10 herausgezogen und einer weiteren Behandlungsstation, insbesondere einer Waschstation zugeführt.
Anschließend kann eine neue Charge dem Mehrzweckofen 10 zugeführt werden.
In Fig. 6 ist eine andere Arbeitsweise des Mehrzweckofens 10 dargestellt. Ausgehend von der Situation in Fig. 4 wurde die Charge 64 nach Durchführung der Wärmebehandlung durch Absenken des Bodens 30 vom Kran 26 übernommen und anschließend wieder der Boden 30 nach oben verfahren.
Gleichzeitig wurde der Boden 34 in der ersten Kühlkammer 16 mittels eines zweiten Hebewerks 32 soweit angehoben, daß die vom Kran 26 ergriffene Charge 64 auf diesem abgesetzt werden konnte. Das zweite Hebewerks 32 ist als hydraulisches Hebewerk ausgebildet, kann jedoch ebenfalls als Kettenhebewerk ausgebildet sein.
Nachdem die heiße Charge 64 auf dem Boden 34 von dem Kran 26 abgesetzt wurde, wurde dieser wieder abgesenkt und die erste Kühlkammer 14 mittels des Deckels 164 verschlossen. Über ein Gebläse 158 wird ein gasförmiges Kühlmedium in die erste, nunmehr abgeschlossene Kühlkammer 16 eingeführt und die heiße Charge 64 über das gasförmige Kühlmedium abgekühlt, wie dies symbolisch in Fig. 6 durch die Strömungspfeile 164 angedeutet ist.
Während der Abkühlphase der Charge 64 in der abgeschlossenen ersten Kühlkammer 16 kann eine weitere Charge 64' in den Ofen 10 eingebracht werden, wie dies in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde.
In Fig. 6 ist eine Situation dargestellt, in der die Charge 64' gerade vom Kran 26 auf den abgesenkten Boden 30 abgesetzt wird, wie dies durch einen Pfeil 166 angedeutet ist. Auch hier wurde selbstverständlich zuvor die Vorkammer 14 wieder mit Schutzgas gespült. Nach Absetzen der Charge 64' auf dem Boden 30 wird der Kran 26 nach rechts zurückgefahren und der Boden angehoben, wie dies durch den Pfeil 133 angedeutet ist. Es kann dann in der Heizkammer 22 bereits ein neuer Wärmebehandlungsvorgang in Gang gesetzt werden, währenddessen in der Kühlkammer 16 noch der Abkühlvorgang der Charge 64 stattfindet.
Ist dieser Abkühlvorgang beendet, wird durch Öffnen des Deckels 160 die gasdicht von der Vorkammer 14 abgeschlossene erste Kühlkammer 16 wieder geöffnet, der Boden 34 soweit angehoben, daß die zwischenzeitlich abgekühlte Charge 64 direkt von der Chargiermaschine 50 ergriffen werden kann und aus dem Mehrzweckofen abgeführt werden kann. Anschließend wird dann wieder die Beschickungstür 44 geschlossen und die Vorkammer 14 bzw. die erste Kühlkammer 16 mit Schutzgas ausgespült.

Claims

Mehrzweckofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken (64), mit einer Vorkammer (14), die mit einem Schutzgas beaufschlagbar ist, mit einer verschließbaren Heizkammer (22), in der die metallischen Werkstücke (64) einer Wärmebehandlung, insbesondere einer thermochemischen Behandlung unterworfen werden, mit zumindest einer Kühlkammer (16, 18) zum Abkühlen der behandelten Werkstücke (64), sowie mit einer Transportvorrichtung (24) zum Transportieren der Werkstücke (64) zwischen den Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (24) einen horizontal und vertikal verfahrbaren, in der Vorkammer (14) angeordneten Kran (26) aufweist.
Mehrzweckofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kran (26) einen horizontal verfahrbare Laufkatze (82) aufweist, die fest mit einer vertikal verlaufenden Führung (96) verbunden ist, längs derer ein vertikal verfahrbarer Werkstückträger (106) angebracht ist.
Mehrzweckofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufkatze (82) über zumindest ein im Innenraum (13) des Mehrzweckofens (10) angeordnetes Zugelement (86) horizontal hin- und herbewegbar ist, wobei das zumindest eine Zugelement (86) selbst über einen außerhalb des Innenraums (13) des Mehrzweckofens (10) angeordneten Antrieb (120) angetrieben wird.
Mehrzweckofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement ein endloses Element (86), insbesondere in Form einer Kette ist, das um zwei feste Rollen (88, 90) läuft, wobei eine angetriebene Rolle (90) mit einer gasdicht durch eine Wand (116) des Mehrzweckofens (10) geführten Welle verbunden ist, die mit einer Antriebswelle des außerhalb der Wand (116) angeordneten Antriebes (120) verbunden ist.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (106) über eine an ihm angebrachte lose Rolle (104) an einem Hubelement, insbesondere in Form einer Kette (122) hängt, das über zwei beidseits der ersten losen Rolle (104) gelegenen, am oberen Ende der Führung (96) angeordnete festen Rollen (100, 102) läuft.
Mehrzweckofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (122) über einen außerhalb des Innenraums (13) des Mehrzweckofens (10) angeordneten Antrieb (118) antreibbar ist.
Mehrzweckofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (122) über eine vierte angetriebene feste Rolle (110) läuft, die mit einer gasdicht durch eine Wand (116) des Mehrzweckofens (10) geführte Welle (112) verbunden ist, die mit einer Antriebswelle des außerhalb der Wand (116) angeordneten Antriebes (118) verbunden ist.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß, von der ersten lose Rolle (104) des Werkstückträgers (106) in Richtung vierte, angetriebene, feste Rolle (110) gesehen, das Hubelement (122) eine weitere, mit einem Ausgleichsgewicht (128) versehene fünfte lose Rolle (126) umläuft, die derart angeordnet ist, daß sie ihre tiefste Position dann einnimmt, wenn die erste lose Rolle (104) ihre höchste Position einnimmt, und umgekehrt.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kühlkammer (16) zum Abkühlen der Werkstücke (64) mittels eines Kühlgases und eine neben dieser angeordnete zweite Kühlkammer (18) in Form eines Abschreckbades (20), insbesondere eines Ölbades vorgesehen sind, und daß sich über das Abschreckbad (20) eine Führungsschiene (80) erstreckt, längs derer die Laufkatze (82) horizontal verfahrbar ist.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorkammer (14) auf einem ersten mittleren Niveau befindet, und eine, über eine Beschickungstür (44) gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung (46) aufweist, und daß auf einem zweiten unteren Niveau, unterhalb der Vorkammer (14) die zumindest eine Kühlkammer (16, 18) angeordnet ist.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizkammer (22) auf einem dritten oberen Niveau befindet, und am unteren Ende mit einem über ein erstes Hebewerk (28) absenkbar bzw. anhebbaren Boden (30) versehen ist, der soweit absenkbar ist, daß vom in der Vorkammer (16) angeordneten Kran (26) Werkstücke (64) auf den Boden (30) absetzbar bzw. auf diesem aufliegende Werkstücke (64) entnehmbar sind.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlkammer (16) unter der Heizkammer (22) zum Liegen kommt, wobei zwischen unterem Ende der Heizkammer (22) und oberen Ende der ersten Kühlkammer ein Abschnitt der Vorkammer (16) liegt, daß in der ersten Kühlkammer (16) ein über ein zweites Hebewerk (32) anhebbarer bzw. absenkbarer Boden (34) vorgesehen ist, der soweit anhebbar ist, daß vom Kran (26) Werkstücke (64) auf den Boden (34) absetzbar bzw. auf diesem aufliegende Werkstücke (64) entnehmbar sind.
Mehrzweckofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlkammer (16) gasdicht von der Vorkammer (14) abtrennbar ist.