EP0555199A2 - Vakuum Kammerofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken - Google Patents

Vakuum Kammerofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken Download PDF

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EP0555199A2
EP0555199A2 EP93890013A EP93890013A EP0555199A2 EP 0555199 A2 EP0555199 A2 EP 0555199A2 EP 93890013 A EP93890013 A EP 93890013A EP 93890013 A EP93890013 A EP 93890013A EP 0555199 A2 EP0555199 A2 EP 0555199A2
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EP
European Patent Office
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furnace
vacuum chamber
heating chamber
openings
cooling gas
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EP93890013A
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EP0555199A3 (en
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Harald Berger
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Aichelin Industrieofenbau GmbH
Original Assignee
Aichelin Industrieofenbau GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • 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
    • C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27B2005/161—Gas inflow or outflow
    • F27B2005/162—Gas inflow or outflow through closable or non-closable openings of the chamber walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27B2005/166—Means to circulate the atmosphere
    • F27B2005/167—Means to circulate the atmosphere the atmosphere being recirculated through the treatment chamber by a turbine

Definitions

  • the invention relates to a vacuum chamber furnace for the heat treatment of metallic workpieces, with a heating chamber located in a housing, the walls of which have closable openings for the passage of a cooling gas flow.
  • Such ovens are known in both horizontal and vertical designs. Horizontal ovens, chamber and bogie hearth ovens can be used universally. The area of application for long tools and components is limited by the usable height of the systems, which often only allow horizontal loading. For workpieces with a large L / D ratio, e.g. Thin broaches, drills, etc., and warp-sensitive components often require vertical, hanging charging.
  • the invention therefore has set itself the goal of creating a vacuum chamber furnace of the type mentioned, which essentially has the advantages of both previously known types of furnace, without having to accept the disadvantages. This is achieved in that the furnace is pivotally mounted and a pivot drive is arranged for pivoting from a horizontal to a vertical position and vice versa.
  • An oven designed according to the invention is used in many applications in a horizontal position. However, if there is a need to treat workpieces or components that need to be charged in a hanging position, the rotary drive is activated and the furnace is brought into the vertical position. After the treatment of these workpieces has been carried out, the furnace can be pivoted back again.
  • a particularly expedient embodiment of the invention is characterized in that the swivel drive has hydraulic cylinders which, on the one hand, engage the housing and, on the other hand, in a pit which receives the lower part of the vertically pivoted furnace.
  • the swivel drive has hydraulic cylinders which, on the one hand, engage the housing and, on the other hand, in a pit which receives the lower part of the vertically pivoted furnace.
  • an electric motor or pneumatic swivel drive would also be possible.
  • bearing blocks are advantageously provided on the edge of the pit, in which axles projecting from the housing are mounted on rollers.
  • bearing saddles are advantageously arranged at a distance from the bearing blocks, into which bolts or the like arranged on the furnace engage.
  • closable openings are arranged both for the passage of a cooling gas flow directed transversely to the heating chamber and for a longitudinal flow, these openings being able to be actuated alternately. This makes it possible to adapt the cooling gas flow to the particular position of the furnace.
  • a controller can e.g. be provided by means of touch switches, light barriers or the like, which reverses the openings when the furnace is pivoted into a different position.
  • At least one of the axes is expediently designed as a rotary feedthrough for a pump suction line and / or supply lines.
  • FIG. 1 shows a view of an oven according to the invention in the horizontal position
  • Fig. 2 the floor plan belonging to Fig. 1
  • Figure 3 is a view of the furnace in a lowered position
  • Fig. 4 schematically shows a section through the furnace in a horizontal position
  • Fig. 5 shows such a section through the furnace in a lowered, i.e. vertical position.
  • a furnace for the heat treatment of metallic workpieces has a housing 1 which can be closed by a door 2.
  • a hydraulic cylinder 3 indicated by its center line in FIG. 2 is provided for actuating the door 2.
  • the housing 1 In the vicinity of the door 2, the housing 1 is provided with axles 4 protruding in opposite directions, which are mounted on rollers 5 in bearing blocks 6.
  • the bearing blocks 6 are set up at the edge of a pit 7, the depth of which is dimensioned such that the furnace, rotating about the axes 4, can be pivoted into the pit 7.
  • hydraulic cylinders 8 are provided which act on both sides of the housing 1 and on the other hand on bearing blocks 9 which are anchored in the pit 7.
  • An electric motor or pneumatic swivel drive is also possible.
  • bearing saddles 10 are set up at the edge of the pit.
  • 10 bolts or the like engage in these bearing saddles (not shown), which are movably attached to the housing 1 and secure the furnace in the horizontal position.
  • the actuation of the bolts or the like can be hydraulic, pneumatic or elec done trically.
  • the pump suction line 12 is guided through an axis 4.
  • heating chamber 13 in the housing 1, the walls of which are provided with closable openings 14 and 15, respectively.
  • a fan 17 driven by a motor 16 circulates a cooling gas which is cooled by a heat exchanger 18.
  • the openings 14, 15 can be closed alternately. In the horizontal position (FIG. 4), the openings 14 are opened and the openings 15 are closed; batch C is therefore flowed through transversely to heating chamber 13. In the vertical position of the furnace, the openings 14 are closed and the openings 15 are opened, so that the charge C is flowed through parallel to the heating chamber axis.
  • the switchover is advantageously carried out automatically via sensors (not shown) that determine the position of the furnace, e.g. Touch switches, light barriers or the like ..
  • the invention is in no way limited to ovens with a round cross-section, but rather an angular cross-section is also possible.
  • the batch usable space can also be round or angular, as can the storage, the swivel drive, the energy supply, etc. can be changed many times.

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Abstract

Ein Vakuum-Kammerofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken weist eine in einem Gehäuse (1) befindliche Heizkammer (13) auf, deren Wände verschließbare Öffnungen (14,15) zum Durchleiten eines Kühlgasstromes besitzen. Um den Betriebsbereich des Ofens zu erweitern ist dieser schwenkbar gelagert und zur Verschwenkung von einer horizontalen in eine vertikale Lage und umgekehrt ist ein Schwenkantrieb (8) angeordnet, wobei die Heizkammer (13) sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Lage beheizbar und auch der Kühlgasstrom in beiden Lagen durch die Heizkammer leitbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Vakuum-Kammerofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, mit einer in einem Gehäuse befindlichen Heizkammer, deren Wände verschließbare Öffnungen zum Durchleiten eines Kühlgasstromes aufweisen.
  • Derartige Öfen sind sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Bauweise bekannt. Horizontale Öfen, Kammer- und Herdwagenöfen sind universell einsetzbar. Beschränkt wird der Anwendungsbereich für lange Werkzeuge und Bauteile durch die Nutzhöhe derAnlagen, die oft nur eine liegende Chargierung zuläßt. Bei Werkstücken mit großem L/D-Verhältnis, z.B. dünnen Räumnadeln, Bohrern usw., und verzugsempfindlichen Bauteilen ist jedoch oft eine vertikale, hängende Chargierung erforderlich.
  • Die Chargennutzhöhe gängiger Anlagetypen (100 - 6001 Nutzvolumen) reicht hier in vielen Fällen nicht aus. Entsprechend große Anlagen erfordern jedoch höhere Investitions- und Betriebskosten und können in vielen Fällen nicht gut ausgelastet werden.
  • Vertikale Öfen, die als Schachtöfen oder als Hubwagenöfen gebaut werden, sind nurfür lange, schlanke Teile gut geeignet, sonst ergibt sich eine schlechtere Auslastung der Anlage. Eine mehrlagige Chargierung ist nur begrenzt möglich.
  • Die Erfindung hat es sich daher zum Ziel gesetzt, einen Vakuum-Kammerofen der eingangs genannten Art zu schaffen, der im wesentlichen die Vorteile beider bisher bekannten Ofenarten besitzt, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Erreicht wird dies dadurch, daß der Ofen schwenkbar gelagert ist und zur Verschwenkung von einer horizontalen in eine vertikale Lage und umgekehrt ein Schwenkantrieb angeordnet ist.
  • Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Ofen wird in vielen Anwendungsfällen in horizontaler Lage eingesetzt werden. Ergibt sich jedoch die Notwendigkeit der Behandlung von Werkstücken oder Bauteilen, die hängend chargiert werden müssen, wird der Schwenkantrieb in Tätigkeit gesetzt und der Ofen in die vertikale Lage gebracht. Nach Durchführung der Behandlung dieser Werkstücke kann der Ofen wieder zurückgeschwenkt werden.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Schwenkantrieb Hydraulikzylinder aufweist, die einerseits am Gehäuse, anderseits in einer den Unterteil des vertikal verschwenkten Ofens aufnehmenden Grube angreifen. Es wäre aber auch ein elektromotorischer oder pneumatischer Schwenkantrieb möglich.
  • Zur Schwenklagerung sind vorteilhaft am Rande der Grube vorgesehene Lagerböcke angeordnet, in denen über Rollen vom Gehäuse abstehende Achsen gelagert sind.
  • Um eine sichere Halterung des Ofens in seiner waagrechten Stellung zu erreichen, sind vorteilhaft im Abstand von den Lagerböcken Lagersättel angeordnet, in die am Ofen angeordnete Bolzen od. dgl. eingreifen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind verschließbare Öffnungen sowohl für das Durchleiten eines quer zur Heizkammer gerichteten als auch eines längsgerichteten Kühlgasstromes angeordnet, wobei diese Öffnungen wechselweise betätigbar sind. Dadurch ist es möglich, den Kühlgasstrom der jeweiligen Lage des Ofens anzupassen.
  • Um eine automatische Anpassung des Kühlgastromes zu erreichen, kann eine Steuerung z.B. mittels Berührungsschaltern, Lichtschranken od. dgl. vorgesehen sein, die die Öffnungen bei Verschwenken des Ofens in eine andere Lage umsteuert.
  • Zweckmäßig ist wenigstens eine der Achsen als Drehdurchführung für eine Pumpensaugleitung und- /oder Versorgungsleitungen ausgebildet.
  • Zur Versorgung des Ofens mit Kühlwasser, elektrischer Energie u.s.w. sind vorteilhaft flexible Leitungen vorgesehen. Damit wird eine einwandfreie und sichere Versorgung des Ofens in jeder Lage gewährleistet.
  • Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben, ohne jedoch auf dieses Beispiel beschränkt zu sein. Dabei zeigen: Fig. 1 in Ansicht einen erfindungsgemäßen Ofen in der waagrechten Lage; Fig. 2 den zu Fig. 1 gehörenden Grundriß; Fig. 3 eine Ansicht des Ofens in abgesenkter Lage; Fig. 4 schematisch einen Schnitt durch den Ofen in waagrechter Lage und Fig. 5 einen solchen Schnitt durch den Ofen in abgesenkter, d.h. lotrechter Lage.
  • Gemäß den Zeichnungen weist ein Ofen zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke ein Gehäuse 1 auf, das durch eine Türe 2 verschließbar ist. Zur Betätigung der Türe 2 ist ein in Fig.2 durch seine Mittellinie angedeuteter Hydraulikzylinder 3 vorgesehen. In Nähe der Türe 2 ist das Gehäuse 1 mit nach entgegengesetzten Richtungen abstehenden Achsen 4 versehen, die über Rollen 5 in Lagerböcken 6 gelagert sind. Die Lagerböcke 6 sind am Rand einer Grube 7 aufgestellt, deren Tiefe so bemessen ist, daß der Ofen, um die Achsen 4 drehend, in die Grube 7 hineingeschwenkt werden kann.
  • Um die Verschwenkung durchführen zu können, sind Hydraulikzylinder 8 vorgesehen, die einerseits beidseitig am Gehäuse 1, anderseits an Lagerböcken 9 angreifen, die in der Grube 7 verankert sind. Auch ein elektromotorischer oder pneumatischer Schwenkantrieb ist möglich.
  • Im Abstand von den Lagerböcken 6 sind am Rand der Grube Lagersättel 10 aufgestellt. In der waagrechten Lage des Ofens greifen in diese Lagersättel 10 Bolzen od. dgl. ein (nicht dargestellt), die am Gehäuse 1 beweglich befestigt sind und den Ofen in der waagrechten Lage sichern. Die Betätigung der Bolzen od. dgl. kann hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch erfolgen.
  • Zur Versorgung des Ofens mit Kühlwasser, elektrischer Energie u.s.w. sind Schleppleitungen 11 vorgesehen. Die Pumpensaugleitung 12 ist durch eine Achse 4 geführt.
  • Gemäß den Fig. 4 und 5 befindet sich im Gehäuse 1 eine Heizkammer 13, deren Wände mit verschließbaren Öffnungen 14 bzw. 15 versehen sind. Ein von einem Motor 16 angetriebenes Gebläse 17 wälzt ein Kühlgas um, das über einen Wärmetauscher 18 gekühlt wird. Um die Strömung des Kühlgases der jeweiligen Lage des Ofens und damit der entsprechenden Chargierung anpassen zu können, sind die Öffnungen 14,15 wechselweise verschließbar. In der waagrechten Lage ( Fig. 4 ) werden die Öffnungen 14 geöffnet und die Öffnungen 15 geschlossen; die Charge C wird daher quer zur Heizkammer 13 durchströmt. In der lotrechten Lage des Ofens sind die Öffnungen 14 geschlossen und die Öffnungen 15 geöffnet, so daß die Charge C parallel zur Heizkammerachse durchströmt wird.
  • Die Umschaltung erfolgt zweckmäßig automatisch über die Lage des Ofens feststellende Sensoren (nicht dargestellt) z.B. Berührungsschalter, Lichtschranken od. dgl..
  • Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abänderungen möglich. So ist die Erfindung keinesfalls auf Öfen mit rundem Querschnitt beschränkt, es ist vielmehr auch ein eckiger Querschnitt möglich. Der Chargennutzraum kann ebenfalls rund oder eckig ausgebildet sein.Auch die Lagerung, derSchwenkantrieb, die Energiezufuhr u.s.w. kann vielfach verändert werden.

Claims (7)

1. Vakuum-Kammerofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, mit einer in einem Gehäuse (1) befindlichen Heizkammer (13), deren Wände verschließbare Öffnungen (14,15) zum Durchleiten eines Kühlgasstromes aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen in an sich bekannter Weise schwenkbar gelagert und zur Verschwenkung von einer horizontalen in eine vertikale Lage und umgekehrt ein Schwenkantrieb (8) angeordnet ist, sowie daß die Heizkammer sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Lage beheizbar und auch der Kühlgasstrom in beiden Lagen durch die Heizkammer leitbar ist.
2. Vakuum-Kammerofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb Hydraulikzylinder (8) aufweist, die einerseits am Gehäuse (1), anderseits in einer den Unterteil des vertikal verschwenkten Ofens aufnehmenden Grube (7) angreifen.
3. Vakuum-Kammerofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwenklagerung am Rande der Grube (7) vorgesehene Lagerböcke (6) angeordnet sind, in denen über Rollen (5) vom Gehäuse (1) abstehende Achsen (4) gelagert sind.
4. Vakuum-Kammerofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung des Ofens in der waagrechten Stellung im Abstand von den Lagerböcken (6) Lagersättel (10) angeordnet sind, in die am Ofen angeordnete Bolzen od. dgl. eingreifen.
5. Vakuum-Kammerofen nach einem derAnsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß verschließbare Öffnungen (14,15) sowohl für das Durchleiten eines quer zur Heizkammer (13) gerichteten als auch eines längsgerichteten Kühlgasstromes angeordnet sind, wobei diese Öffnungen (14,15) wechselweise betätigbar sind.
6. Vakuum-Kammerofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung z.B. mittels Berührungsschaltern, Lichtschranken od. dgl. vorgesehen ist, die die Öffnungen (14,15) bei Verschwenken des Ofens in eine andere Lage umsteuert.
7. Vakuum-Kammerofen nach einem derAnsprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung des Ofens mit Kühlwasser, elektrischer Energie u.s.w. flexible Leitungen (11) vorgesehen sind.
EP19930890013 1992-02-03 1993-02-02 Vacuum chamber oven for the thermal treatment of metal work pieces Withdrawn EP0555199A3 (en)

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AT175/92 1992-02-03

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EP0555199A3 EP0555199A3 (en) 1994-05-25

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EP19930890013 Withdrawn EP0555199A3 (en) 1992-02-03 1993-02-02 Vacuum chamber oven for the thermal treatment of metal work pieces

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AT (1) AT400363B (de)

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Also Published As

Publication number Publication date
AT400363B (de) 1995-12-27
EP0555199A3 (en) 1994-05-25
ATA17592A (de) 1995-04-15

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