EP0922120A1

EP0922120A1 - Rundtaktofen zum behandeln von werkstücken

Info

Publication number: EP0922120A1
Application number: EP97934473A
Authority: EP
Inventors: Franz Hillingrathner
Original assignee: Individual
Current assignee: Hillingrathner Franz
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 1999-06-16
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: EP0922120B1; US5997290A; DE59705105D1; ATE207546T1; JP2000517045A; WO1998008988A1; ES2163791T3

Description

Rundtaktofen zum Behandeln von Werkstücken

Die Erfindung betrifft einen Rundtaktofen zum Behandeln von Werkstücken, mit

- einem Ofengehäuse, das einen Ofenraum umschließt, in dem eine von der Umgebungsluft abweichende Atmosphäre herstellbar ist,

- einem Behandlungsrotor, der im Ofengehäuse um eine zentrale Achse drehantreibbar angeordnet ist und eine Anzahl Chargenplätze zum Aufnehmen je einer Werkstückcharge aufweist,

- Nebenkammern, die an das Ofengehäuεe angeschlossen und dazu eingerichtet sind, jeweils eine Werkstückcharge vom Behandlungsrotor zu übernehmen oder an ihn abzugeben,

- mindestens zwei Schleusenkammern, die bezüglich der zentralen Achse gegeneinander winkelversetzt angeordnet und zum Aufnehmen und Abgeben jeweils einer Werkstückcharge abwechselnd zur Umgebung des Ofengehäuses sowie zu einer Nebenkammer geöffnet sind, und

- Umsetzgeräten zum Umsetzen jeweils einer Werkstückcharge zwischen je einer der genannten Kammern und dem Behandlungsrotor.

Rundtaktöfen dieser Gattung eignen sich besonders für Wärmebehandlungen, beispielsweise zum Aufkohlen, Nitrieren, Phosphatieren und/oder Härten metallischer Werkstücke. Bei einem bekannten gattungsgemäßen Rundtaktofen (DE 295 05 496 Ul) ist eine außerhalb des Ofengehäuses angeordnete Aufgabeschleuse durch ein Eingangstor zugänglich und durch ein erstes Zwiεchen- tor von einer Aufheizkammer getrennt, die ihrerseits durch ein zweites Zwischentor von einer Ausgleichskammer getrennt ist. Die Ausgleichskammer ist radial außen an das Ofengehäuse angebaut und vom Ofenraum durch ein drittes Zwischentor getrennt. Werkstücke, die aufgekohlt und anschließend gehärtet werden sollen, werden chargenweise auf je einer Palette angeordnet und von Umsetzgeräten nacheinander durch die Aufgabeschleuse , die Aufheizkammer und die Ausgleichskammer in den Ofenraum gescho- ben, wozu die genannten Tore nacheinander geöffnet und vor dem Öffnen des jeweils nächsten Tors wieder geschlossen werden müssen, damit sich in den genannten Kammern sowie im Ofenraum eine gewünschte, sich von der Umgebungsluft unterscheidende Atmosphäre aufrechterhalten läßt. An das Ofengehäuse sind, gegen die Ausgleichskammer und gegeneinander winkelversetzt, zwei Aufkoh- lungskammern radial von außen her angebaut; auch diese Kammern sind vom Ofenraum durch je ein normalerweise geschlossenes Tor getrennt. Gleiches gilt für einen Härteofen, der ebenfalls radial außen an das Ofengehäuse angebaut ist. An den Härteofen schließt sich eine Ausgabeschleuse an, die auch zum Abschrecken der im Härteofen auf Härtetemperatur erhitzten Werkstücke eingerichtet ist. Diese bekannte Anordnung braucht bei gegebenem Durchmesser des Ofengehäuses verhältnismäßig viel Platz und erfordert einen erheblichen Wartungsaufwand für die zahlreichen erforderlichen Tore der Schleusen und weiteren Kammern.

Entsprechendes gilt auch für andere bekannte Rundtaktöfen der eingangs genannten Gattung (DE 40 05 956 Cl und EP 0 198 871 Bl).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rundtaktofen zum Behandeln von Werkstücken, insbesondere zum Härten und Anlassen metallischer Werkstücke, kosten- und raumsparend zu gestalten und ihm eine zeitsparende Arbeitsweise zu ermöglichen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einem Rundtaktofen der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß

- die Schleusenkammern in einem Schleusenrotor angeordnet sind, der ebenfalls im Ofengehäuse angeordnet und um die zentrale Achse derart drehantreibbar ist, daß periodisch jeweils mindestens eine Schleusenkammer zu einer der Nebenkammern hin geöffnet ist, und

- mindestens eines der Umsetzgeräte zum Umsetzen jeweils einer Werkstückcharge zwischen dem Schleusenrotor und dem Behandlungsrotor ausgebildet ist. Aus der Unterbringung der Schleusen in einem mit dem Behandlungsrotor gleichachsigen Schleusenrotor ergibt sich die Möglichkeit, das Öffnen und Schließen der Schleusenkammern auf besonders einfache Weise zu steuern und den Platzbedarf der gesamten Anordnung geringzuhalten, selbst wenn erheblich mehr als die üblichen zwei Schleusen vorgesehen sind.

Die beiden einander erfindungsgemäß zugeordneten Rotoren werden zweckmäßigerweise gesondert und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben. Der Behandlungsrotor benötigt für eine volle Umdrehung eine Zeitspanne entsprechend der erforderlichen Verweilzeit der Werkstücke; der Schleusenrotor braucht für jede volle Umdrehung z.B. nur ein Zwölftel dieser Zeit. Sofern die Winkelgeschwindigkeit beider Rotoren gering ist, und sofern die Werkstückchargen entweder nur aus einem verhältnismäßig großen Werkstück bestehen oder auf Horden, Paletten oder dgl. eingebracht und entnommen werden, ist eine kontinuierliche Betriebsweise beider Rotoren im Prinzip möglich. Im allgemeinen ist es jedoch vorzuziehen, den erfindungsgemäßen Rundtaktofen schrittweise zu betreiben. Zu diesem Zweck ist er vorzugsweise dadurch weitergebildet, daß

- die Anzahl Chargenplätze des Behandlungsrotors, die in einer gemeinsamen Ebene engeordnet sind, ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl Schleusenkammern des Schleusenrotors ist, und

- beide Rotoren schrittweise derart antreibbar sind, daß der Winkelbetrag jedes Schrittes des Schleusenrotors ein ebensogroßes Vielfaches jedes Schrittes des Behandlungsrotors ist.

Für den Fall, daß Werkstücke zu behandeln sind, die in jeweils verhältnismäßig langen Zeiträumen unterschiedlichen Einflüssen ausgesetzt werden sollen und zu diesem Zweck beispielsweise in unterschiedlichen TemperaturZonen zu verweilen haben, kann der erfindungsgemäße Rundtaktofen dadurch weitergebildet sein, daß der Behandlungsrotor mindestens zwei Drehteller aufweist, die gegeneinander axial versetzt angeordnet, gegeneinander wärmeisoliert und unterschiedlich beheizbar sind. In manchen Fällen genügt es, wenn mindestens eine Nebenkammer eine Einrichtung zum Abkühlen jeweils einer Werkstückcharge enthält oder an eine solche anschließbar ist. Die Einrichtung zum Abkühlen kann eine Abschreckeinrichtung bekannter Art sein, beispielsweise eine Stickstoffdusche, ein Ölbad oder dgl . Es ist auch möglich, zum Abkühlen der Werkstücke einen weiteren Drehteller vorzusehen. Vorzugsweise ist jedoch der Schleusenrotor zum Abkühlen der Werkstücke ausgebildet. Zu diesem Zweck kann am Ofengehäuse ein Kühlmittelkanal angeordnet sein, der sich über einen Bogen entsprechend mindestens einem Schritt des Schleusenrotors erstreckt, von benachbarten Nebenkammern getrennt und auf seiner Bogenlänge jeweils mit mindestens einer der Schleusenkammern verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Rundtaktofen braucht nur mit einer einzigen Dichtungsanordnung ausgestattet zu sein, die bewegte gegen unbewegte Teile abdichtet. Dies kann in der Weise geschehen, daß

- das Ofengehäuse eine ringförmige stationäre Dichtfläche, und der Schleusenrotor eine mit ihm rotierende Dichtfläche aufweist, und

- zwischen diesen beiden Dichtflächen ein gegen Drehen festgehaltener Dichtungsring angeordnet ist, in dem zum Hindurchbewegen je einer Werkstückcharge geeignete Durchlässe in gleicher Anzahl und Anordnung wie die Schleusenkammern ausgebildet sind.

Es ist zwar auch möglich, eine am Ofengehäuse ausgebildete stationäre und eine am Schleusenrotor ausgebildete oder mit ihm rotierende Dichtfläche unmittelbar miteinander zusammenwirken zu lassen; ein erfindungsgemäß angeordneter Dichtungsring hat jedoch den Vorteil, daß er ein verhältnismäßig weiches Zwischenglied darstellt, das einem Verschleiß unterliegt und im Gegensatz zu seinen beiden Kontaktpartnern relativ preisgünstig herzustellen und schnell auszutauschen ist. Außerdem kann der Dichtungsring Rundlauffehler und Wärmedehnungen ausgleichen, besonders wenn die am Ofengehäuse und am Schleusenrotor ausgebildeten Dichtflächen konvergierend konisch sind und der Dichtungs- ring ein entsprechendes Keilprofil aufweist und in axialer Richtung vorgespannt ist.

Die zentrale Achse des erfindungsgemäßen Rundtaktofens kann grundsätzlich eine beliebige Lage im Raum haben; beispielsweise kann sie waagerecht angeordnet sein, wenn dafür gesorgt ist, daß die zu behandelnden Werkstücke einzeln oder in größeren Chargen, z.B. auf Horden aufgesteckt, in den Schleusenkammern und an den Chargenplätzen ausreichend abgestützt, z.B. pendelnd gelagert, werden. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rundtaktofens erwiesen, bei der

- die zentrale Achse senkrecht angeordnet ist,

- jeder der Chargenplätze mehrere Lamellen aufweist, die im wesentlichen radial zur zentralen Achse, jedoch parallel zueinander, hochkant angeordnet sind,

- jede Schleusenkammer einen Schleusenplatz enthält, der von entsprechend angeordneten Lamellen gebildet ist,

- die Umsetzgeräte je einen radial verschiebbaren, zwischen die Lamellen der Chargen- und Schleusenplätze passenden Lamellenkamm aufweisen und

- der Laroellenankamm jedes Umsetzgerätes zwischen Höhenstellungen, die denjenigen der Rotoren entsprechen, heb- und senkbar ist.

Der erfindungsgemäße Rundtaktofen kann derart weitergebildet, sein, daß

- mindestens eine Nebenkammer einer weiteren Nebenkammer derart gegenüberliegend angeordnet ist, daß jeweils eine Schleusenkammer und ein Chargenplatz gleichzeitig von diesen beiden Nebenkammern aus zugänglich sind, und

- diese beiden Nebenkammern je eines von zwei Umsetzgeräten enthalten, die derart steuerbar sind, daß eines von ihnen eine Werkstückchrage vom Schleusenrotor zum Behandlungsrotor, und gleichzeitig das andere Umsetzgerät eine Werkstückcharge vom Behandlungsrotor zum Schleusenrotor umsetzt. Damit gelingt es bei intermittierender Drehung der beiden Rotoren deren Stillstandszeiten besonders kurz zu halten. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 8 und 9. Bei geeigneter Gestaltung der Umsetzgeräte ist auch eine kontinuierliche Drehbewegung der beiden Rotoren möglich.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 10 bis 12 läßt sich der erfindungsgemäße Rundtaktofen derart weiterbilden, daß er mit geringem Aufwand an Energie und Betriebsmitteln eine besonders genau dosierte Einwirkung auf Werkstücke, insbesondere zu härtende Werkstücke geringer Masse aus Stahl, ermöglicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise als waagerechter Schnitt I-I in Fig.3 gezeichnete Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rundtaktofenε;

Fig . 2 den Schnitt in der waagerechten Ebene II-II in Fig.3;

Fig . 3 den senkrechten Schnitt III-III in Fig.2;

Fig . 4 den senkrechten Schnitt IV-IV in Fig.2;

Fig . 5 einen stark vergrößerten Ausschnitt aus Fig.4;

Fig . 6 den senkrechten Schnitt VI-VI in Fig.5; Fig. 7 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Rundtaktofens im waagerechten Schnitt VII-VII in

Fig.9; Fig. 8 den senkrechten Schnitt VIII-VIII in Fig.7; Fig. 9 den senkrechten Schnitt IX-IX in Fig.7; Fig.10 eine teilweise als waagerechter Schnitt X-X in Fig.11 gezeichnete Draufsicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rundtaktofens; Fig.11 den senkrechten Schnitt XI-XI in Fig.10; Fig.12 den senkrechten Schnitt XII-XII in Fig.10; Fig.13 den senkrechten Schnitt XIII-XIII in Fig.10; und Fig.14 eine Abwandlung von Fig.13. Der in Fig.l bis 6 dargestellte Rundtaktofen hat ein Ofengehäuse 10 mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenwand 12, einem Unterboden 14 und einem Zwischenboden 16, die gemeinsam einen evakuierbaren Ofenraum 20 umschließen, ferner mit einem Deckel 18 und mit einem Gehäuseunterteil 22, das mit der Außenwand 12 und dem Unterboden 14 aus einem Stück besteht.

Am Zwischenboden 16 ist ein nach oben ragender zylindrischer Kragen 24 ausgebildet, in dem mittels radial innerer Lager 26 eine Nabe 28 eines Behandlungsrotors 30 um eine senkrechte zentrale Achse A drehbar gelagert ist. Der Behandlungsrotor 30 hat als wesentliche Bestandteile einen oberen Drehteller 32 und einen unteren Drehteller 34, die beide kreisringförmig sind und zahlreiche, im dargestellten Beispiel je zweiundsiebzig, Chargenplätze 36 bzw. 38 aufweisen. Jeder der Chargenplätze 36 und 38 ist von mehreren waagerechten, hochkant angeordneten Lamellen 40 gebildet, die sich parallel zueinander und im wesentlichen radial von der zentralen Achse A wegerεtrecken und durch eine gemeinsame kreisringförmige Bodenplatte 42 zusammengehalten sind.

Zum Behandlungsrotor 30 gehören ferner drei gleichachsig zur zentralen Achse A untereinander angeordnete Isolierplatten 44, 46 und 48, wobei die oberen Chargenplätze 36 zwischen der oberen und der mittleren Isolierplatte 44 bzw. 46, und die unteren Chargenplätze 38 zwischen der mittleren und der unteren Isolierplatte 46 bzw. 48 derart angeordnet sind, daß auf jedem Chargenplatz eine Charge zu behandelnder Werkstücke W Platz hat. Die Isolierplatten 44, 46 und 48 sind vorzugsweise Verbundplatten, die aus je zwei dünnen Keramikplatten und drei dicken Isolierplatten aus Graphit-Hartfilz zusammengesetzt sind. Alle genannten Platten 42 bis 48 sind mittels achsparalleler Zuganker 49 mit der Nabe 28 starr, jedoch auswechselbar, verbunden. Der so aufgebaute Behandlungsrotor 30 ist mittels eines Motors 50 schrittweise um die zentrale Achse A drehantreibbar. Bei der als Beispiel gewählten Anzahl von je zweiundsiebzig Chargenplätzen 36 und 38 auf jedem der beiden Drehteller 32 und 34 erstreckt sich jeder Schritt über 5°. Damit diese Schrittgröße genau eingehalten wird, ist der Motor 50 vorzugsweise ein Servomotor mit eingebautem, spielfreien Untersetzungsgetriebe, beispielsweise Cyclogetriebe.

Die Chargenplätze 36 des oberen Drehtellers 32 sind zwischen zwei zur zentralen Achse A konzentrischen, ringförmigen Heizscheiben 52 für Hochtemperaturerhitzung angeordnet; in entsprechender Weise sind die Chargenplätze 38 des unteren Drehtellers 34 zwischen zwei Heizscheiben 54 für Niedrigtemperaturerhitzung angeordnet. Sämtliche Heizscheiben 52 und 54 sind entsprechend der Anordnung der Chargenplätze 36 und 38 sternförmig gezackt, bestehen vorzugsweise aus Molybdän oder Graphit und sind über eine zentrale Schleifringanordnung 56 an eine elektrische Stromquelle angeschlossen. Unterhalb der Schleif- ringanordnung 56 ist das Ofengehäuse 10 mit einem topfförmigen Verschluß 58 abgeschlossen.

Über dem Behandlungsrotor 30, durch den Zwischenboden 16 von ihm getrennt, ist im Ofengehäuse 10 ein Schleusenrotor 60 angeordnet, der mittels äußerer Lager 62 ebenfalls am Kragen 24 gelagert und um die zentrale Achse A drehantreibbar ist. Der Schleusenrotor 60 hat mehrere, im dargestellten Beispiel sechs, Schleusenkammern 64, die in Winkelabständen von 60° gegeneinander versetzt in je einem speichenartigen Teil des Schleusenro- tors ausgebildet und bei dem in Fig.l bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel nur radial nach außen offen sind. An der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 sind in Drehrichtung C gegeneinander versetzt ein erster, zweiter und dritter Saugstutzen 66, 67 und 68 angeordnet, die zum Evakuieren der Schleusenkammer an eine Saugpumpe anschließbar sind.

In jeder Schleusenkammer 64 sind waagerechte Lamellen 70 hochkant angeordnet, die sich in gleichem gegenseitigen Abstand wie die Lamellen 40 parallel zueinander im wesentlichen radial von der zentralen Achse A weg erstrecken und durch eine Bodenplatte 72 miteinander verbunden sind. Die Bodenplatten 72 des Schleu- senrotors 60 haben ebenso wie die Bodenplatten 42 des Behandlungsrotors 30 die Aufgabe, Schwingungen der zugehörigen Lamellen 70 bzw. 40, insbesondere bei raschem Beschleunigen bzw. Abbremsen des Schleusenrotors 60 bzw. Behandlungsrotors 30, zu verhindern. Die Lamellen 70 in jeder der Schleusenkammern 64 bilden einen Schleusenplatz 74, auf dem eine Charge Werkstücke W absetzbar ist.

Jede Charge besteht aus beispielsweise fünf radial hintereinander angeordneten ringförmigen Werkstücken W, z.B. Kugellagerringen. Für den Fall, daß die zu behandelnden Werkstücke W Kugeln sind, sind die Lamellen 40 und 70, wie in Fig.5 an einer der Lamellen 70 angedeutet, an ihrer Oberseite mit je einer Kerbe 75 versehen, so daß jede Kugel in Kerben zweier benachbarter Lamellen sicher aufgenommen werden kann. Es ist aber auch möglich, die Werkstückchargen auf je einer Palette anzuordnen.

Rings um den Schleusenrotor 60 ist am Ofengehäuse 10 eine stationäre Dichtfläche 76 in der Form eines Innenkonus ausgebildet, die gemäß Fig.5 ihren kleinsten Durchmesser unten hat. Der Schleusenrotor 60 hat eine ebenfalls konische äußere Dichtfläche 78, die ihren größten Durchmesser unten hat und vorzugsweise keramikbeschichtet ist. Zwischen den Dichtflächen 76 und 78 ist ein entsprechend konischer Dichtungsring 80 angeordnet, der im Profil die Form eines sich nach unten verjüngenden Keils hat, vorzugsweise im wesentlichen aus graphitierter Kohle oder teilkristallinem Thermoplast (PEEK) , besteht und an seiner außenliegenden Kegelfläche eine an der stationären Dichtfläche 76 anliegende Elasto erbeschichtung aufweist, während er an der äußeren Dichtfläche 78 des Schleusenrotors 60 unmittelbar anliegt. Der Dichtungsring 80 ist mittels eines an ihm befestigten, zur zentralen Achse A parallelen Stifts 82, der in eine Aussparung 84 des Deckels 18 eingreift, am Drehen gehindert und ist mittels am Decke!). 18 abgestützter Federn 86 axial nach unten vorgespannt. Im Dichtungsring 80 sind gemäß Fig.2 sechs Durchlässe 88 ausgebildet, die in Winkelabständen von 60° gegen- einander versetzt sind und immer dann, wenn der Schleusenrotor 60 stillsteht, mit je einer der Schleusenkammern 64 fluchten.

Der Schleusenrotor 60 ist mittels zweier Motoren 90 schrittweise drehantreibbar; bei der als Beispiel gewählten Zahl von sechs Schleusenkammern 64 erstreckt sich jeder Schritt über 60°. Die beiden Motoren 90, vorzugsweise elektrische Servomotoren, sind um 180° gegeneinander versetzt angeordnet und haben je ein spielfreies Untersetzungsgetriebe mit einem Ritzel 91, das spielfrei in einen am Schleusenrotor 60 angeordneten Zahnkranz 92 eingreift.

Die Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 ist wärmeisoliert , z.B. mit Graphit-Hartfilz, und weist in Höhe des Schleusenrotors 60 sechs um je 60° gegeneinander versetzte radiale Öffnungen 94 auf, die mit je einem der Durchlässe 88 des Dichtungsrings 80 fluchten. Im Bereich einer der Öffnungen 94 ist an der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 radial von außen her eine Verkleidung 96 angebaut, die in Höhe des Schleusenrotors 60 durch Schlitze 98 zur äußeren Umgebung des Ofengehäuses 10 hin offen ist. Innerhalb der Verkleidung 96 ist ein Ladegerät 100 zum Einbringen und Entnehmen von Werkstückchargen in die bzw. aus den Schleusenkammern 64 angeordnet. Das Ladegerät 100 hat einen Lamellenkamm 102, der zwischen die je einen der Schleusenplätze 74 bildenden Lamellen 70 des Schleusenrotors 60 paßt. Der Lamellenkamm 102 ist längs einer senkrechten Schwenkachse B geringfügig heb- und senkbar sowie um diese Schwenkachse B aus einer in bezug auf die zentrale Achse A radialen Stellung nach beiden Richtungen, durch je einen der Schlitze 98 der Verkleidung 96 hindurch, um jeweils 90° nach außen schwenkbar und ist auf einem Schlitten 104 angeordnet, der radial zur zentralen Achse A hin und von ihr weg verschiebbar ist. Zum Heben und Senken ist ein Hubantrieb 105, zum Schwenken ein Schwenkantrieb 106, und zum radialen Verschieben ein Verschiebeantrieb 108 vorgesehen; diese drei Antriebe können ebenfalls je einen elektrischen Servomotor aufweisen. Die fünf übrigen Öffnungen 94 in der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 münden bei dem in Fig.l bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Rundtaktofens in je eine Nebenkammer 110, die nach außen hermetisch abgeschlossen ist und ein Umsetzgerät 112 enthält. Jedes der insgesamt fünf Umsetzgeräte 112 weist einen Lamellenkamm 114 auf, der dem Lamellenkamm 102 entspricht, jedoch im Gegensatz zu diesem ständig radial angeordnet, dafür aber längs einer senkrechten Säule 116 zwischen Höhenstellungen verstellbar ist, die denen der beiden Drehteller 32 und 34 sowie der Schleusenkammern 64 entsprechen. Die Säule 116 ist auf einem Schlitten 118 befestigt, der mittels eines Motors 120 radial zur zentralen Drehachse A hin und von ihr weg verstellbar ist. Der Motor 120 treibt eine Mutter an, die eine hin- und hergehende Bewegung einer am dem Schlitten 118 befestigten hohlen Spindel 122 erzeugt. Für Hubbewegungen ist ein weiterer Motor 124 vorgesehen, der gleichachsig an den Motor 120 angeflanscht ist und eine Welle 126 antreibt. Die Welle 126 erstreckt sich durch die hohle Spindel 122 hindurch und treibt ihrerseits eine senkrechte Spindel 128, die mit dem Lamellenkamm 114 in Gewindeeingriff steht, um diesen zu heben und zu senken.

Mindestens eine der Nebenkammern 110 kann eine Einrichtung 130 zum Abkühlen oder Abschrecken der zuvor erhitzten Werkstücke W enthalten; diese Einrichtung 130 kann, wie im rechten Teil der Fig.4 angedeutet, so ausgebildet sein, daß durch die betreffende Nebenkammer 110 ein kühlendes Gas, beispielsweise Stickstoff, hindurchgeleitet werden kann. Alternativ kann als Einrichtung zum Abschrecken in einer der Nebenkammern 110 ein Ölbad vorgesehen sein.

In die erste Nebenkammer 110, die in Richtung des Pfeils C in Fig.2 auf die Verkleidung 96 folgt, mündet zusätzlich zu der sie mit dem Schleusenrotor 60 verbindenden Öffnung 94 eine ebenfalls in der Außenwand 12 ausgebildete zusätzliche Öffnung 132, welche diese Nebenkammer mit dem oberen Drehteller 32 verbindet. In die letzte Nebenkammer 110 mündet eine Öffnung 134, die sie mit dem unteren Drehteller 34 verbindet. Sämtliche Öffnungen 94, 132 und 134 in der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 sowie die Durchlässe 88 des Dichtungsrings 80 sind so bemessen, daß radial durch sie hindurch einer der Lamellenkämme 102 oder 114 zwischen die Lamellen 40 des Behandlungsrotors 30 bzw. zwischen die Lamellen 70 des Schleusenrotors 60 einschiebbar ist.

Der in Fig.l bis 6 dargestellte Rundtaktofen arbeitet folgendermaßen :

Der Lamellenkamm 102 des Ladegeräts 100 wird gemäß Fig.2 aus der Verkleidung 96 herausgeschwenkt, beispielsweise im Uhrzeigersinn, und wird mit einer Charge Werkstücke W beladen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Werkstücke W unmittelbar auf den Lamellenkamm 102 aufgelegt werden oder auf eine Palette aufgelegt oder auf eine Horde aufgesteckt werden, die anschließend von dem Lamellenkamm 102 übernommen wird. Sodann wird der Lamellenkamm 102 zusammen mit der Werkstückcharge in seine radiale NormalStellung geschwenkt und anschließend bei stillstehendem Schleusenrotor 60 radial nach innen in diejenige Schleusenkammer 64 eingefahren, die gerade auf den Lamellenkamm 102 radial ausgerichtet ist. Währenddessen nimmt der Lamellenkamm 102 eine Höhenstellung ein, die etwas oberhalb der Oberkanten der Lamellen 70 liegt. Sobald der Lamellenkamm 102 seine radial innere Stellung erreicht hat, wird er soweit abgesenkt, daß die Werkstückcharge auf den Lamellen 70, und somit auf dem Schleusenplatz 74 der betreffenden Schleusenkammer 64 , abgesetzt wird.

Anschließend wird der Lamellenkamm 102 radial nach außen zurückgezogen, und der Schleusenrotor 60 wird um einen Schritt, im dargestellten Beispiel also um 60°, gedreht, beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig.2 mit dem Pfeil C angedeutet. Währenddessen bewegt sich die mit der ersten Werk- εtückcharge besetzte Schleusenkammer 64 am ersten Saugstutzen 66 vorbei; diese Schleusenkammer 64 gelangt somit in evakuiertem Zustand in diejenige Stellung, in der sie mit der ersten Nebenkammer 110 fluchtet. Das dort angeordnete Umsetzgerät 112 holt die Werkstückcharge radial aus der genannten Schleusenkammer 64 heraus, bewegt sie nach unten in die Ebene des oberen Drehtellers 32, schiebt die Werkstückcharge in radialer Richtung in diesen Drehteller und setzt sie bei einer geringfügigen weiteren Abwärtsbewegung auf einem seiner Chargenplätze 36 ab. Anschliessend wird der Behandlungsrotor 30 um einen Schritt, also um 5°, gedreht.

Diese Vorgangsfolge wird mit aufeinanderfolgenden Schleusenkammern 64 des Schleusenrotors 60 und mit aufeinanderfolgenden Chargenplätzen 36 des oberen Drehtellers 32 solange wiederholt, bis dieser vollständig, im dargestellten Beispiel also mit insgesamt zweiundsiebzig Werkstückchargen, besetzt ist.

Sobald die als erste auf den oberen Drehteller 32 aufgegebene Werkstückcharge an einer vollen Umdrehung des Behandlungsrotors 30 teilgenommen hat und dabei von den beiden oberen Heizscheiben 52 auf eine bestimmte, beispielsweise zum Härten ausreichende, Temperatur erhitzt worden ist, wird das in der ersten Nebenkammer 110 angeordnete Umsetzgerät 112 verwendet, um diese Werkstückcharge von ihrem Chargenplatz 36 am oberen Drehteller 32 abzuheben und sie in der darüberstehenden, gerade freigewordenen Schleusenkammer 64 abzusetzen, so daß diese erhitzte Werkstückcharge beim nächsten Schritt des Schleusenrotors 60 in eine Stellung gegenüber der zweiten Nebenkammer 110 gelangt, die in Richtung des Pfeils C in Fig.2 auf die Verkleidung 96 folgt. Das dort angeordnete Umsetzgerät 112 holt die Werkstückcharge aus dem Schleusenrotor 60 heraus, damit sie einer Stickstoffdusche ausgesetzt oder in ein Ölbad getaucht wird, so daß die Werkstücke W der betrachteten Charge abgeschreckt werden.

Daraufhin wird die betrachtete Werkstückcharge vom selben, in der zweiten Nebenkammer 110 angeordneten Umsetzgerät 112 wieder auf dem selben leeren Schleusenplatz 74 abgesetzt, und der Schleusenrotor 60 wird um einen weiteren Schritt gedreht. Die betrachtete Werkstückcharge gelangt dadurch in den Bereich radial innerhalb der dritten Nebenkammer 110, wird von dem dort angeordneten Umsetzgerät 112 übernommen, in der dritten Nebenkammer 110 weiter abgekühlt und dann wieder zu ihrem bisherigen Schleusenplatz 74 zurückgebracht. Nach einem weiteren Schritt des Schleusenrotors 60 wird die betrachtete Werkstückcharge in der vierten Nebenkammer 110 bei Bedarf weiter abgekühlt und dann zu ihrem bisherigen Schleusenplatz 74 zurückgebracht.

Beim folgenden Schritt des Schleusenrotors 60 gelangt die nun hinreichend abgekühlte Werkstückcharge zur fünften Nebenkammer 110. Auf dem Weg dorthin bewegt sich die Schleusenkammer 64, die diese Werkstückcharge enthält, am zweiten Saugstutzen 67 vorbei und wird dadurch von in ihr enthaltenem Kühlmittel, z.B. Stickstoff, oder von Öldämpfen, befreit. Die betrachtete Werkstoffcharge wird dann mittels des in der fünften Nebenkammer 110 angeordneten Umsetzgerätes 112 aus ihrer Schleusenkammer 64 herausgeholt und auf einem Chargenplatz 38 des unteren Drehtellers 34 abgesetzt. Diese Vorgangsfolge wird sooft wiederholt, bis auch der untere Drehteller 34 vollständig mit Werkstückchargen besetzt ist.

Auf dem unteren Drehteller 34 nimmt die betrachtete und jede folgende Werkstückcharge wieder an einer vollen Umdrehung des Behandlungsrotors 30 teil, um auf eine Anlaßtemperatur erhitzt zu werden. Dann wird jede einzelne Werkstückcharge vom Umsetzgerät 112 in der fünften Nebenkammer 110 abgeholt und auf dem senkrecht über dem von ihr bisher eingenommenen unteren Chargenplatz 38 bereitstehenden, gerade freigewordenen Schleusenplatz 74 abgesetzt. Schließlich nimmt die betrachtete und jede folgende Werkstückcharge an einem letzten Schritt des Schleusenrotors 60 teil, wodurch sie, am dritten Saugstutzen 68 vorbei, wieder in den Arbeitsbereich des Ladegerätes 100 gelangt, von diesem abgeholt und aus der Verkleidung 96 heraus nach außen gebracht wird.

Der Rundtaktofen gemäß Fig.7 bis 9 unterscheidet sich vom in Fig.l bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Behandlungsrotor 30 und der Schleusenrotor 60 radial außen gelagert sind; ihre Lager 26 und 62 sind an der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 angeordnet. Der Raum radial innerhalb der beiden Rotoren 30 und 60 wird zur Unterbringung der Verkleidung 96 mit dem Ladegerät 100 sowie der fünf Nebenkammern 110 mit je einem der Umsetzgeräte 112 genutzt. Das Ladegerät 100 und die Umsetzgeräte 112 sind gemäß Fig.7 bis 9 im Vergleich zu Fig.l bis 6 umgekehrt angeordnet; die Lamellenkämme 102 und 114 sind also mit den freien Enden ihrer Lamellen radial nach außen gerichtet. Der Dichtungsring 80 dichtet gegen eine zylindrische Innenwand 136 des Ofengehäuses 10 ab, und in dieser sind die Öffnungen 94, 132 und 134 angeordnet. Die Schleusenkammern 64 sind gemäß Fig.7 bis 9 radial nach innen offen. Dementsprechend werden die Schleusenplätze 74 sowie die Chargenplätze 36 und 38 radial von innen nach außen mit jeweils einer Werkstückcharge beschickt und in umgekehrter Richtung entleert.

Die Verkleidung 96 bildet einen Zuführkanal 138, der sich oberhalb des Deckels 18 des Ofengehäuses 10 radial nach außen erstreckt. Im Zuführkanal 138 ist ein Drehkörper 140 mittels eines Motors 142 schrittweise um jeweils 180° um eine senkrechte Drehachse D drehbar angeordnet. Der Drehkörper 140 weist zwei einander diametral gegenüberliegende Lamellenanordnungen 144 auf, in welche der Lamellenkamm 102 des Ladegerätes 100 radial einschiebbar ist. Das Ladegerät 100 wirkt mit dem Drehkörper 140 zum Absetzen und Entnehmen von Werkstückchargen in gleicher Weise zusammen wie mit dem Schleusenrotor 60. Die Arbeitsweise des in Fig.7 bis 9 dargestellten Rundtaktofens ist im übrigen sinngemäß die gleiche wie sie anhand der Fig.l bis 6 beschrieben worden ist.

Bei dem in Fig.10 bis 14 dargestellten Rundtaktofen hat das Ofengehäuse 10 zusätzlich zu dem oberen Zwischenboden 16 einen unteren Zwischenboden 17. Der obere Drehteller 32 des Behandlungsrotors 30 ist zwischen den beiden Zwischenböden 16 und 17 in einem evakuierbaren Teil des Ofenraumes angeordnet, und der untere Drehteller 34 ist zwischen dem Unterboden 14 und dem unteren Zwischenboden 17 in einem normalerweise nicht evaku- ierten sondern mit atmosphärischer Luft oder mit einem inerten Gas wie Stickstoff gefüllten Teil des Ofenraumes 20 angeordnet. Die beiden Drehteller 32 und 34 sind gegeneinander abgedichtet, gegeneinander wärmeisoliert und unabhängig voneinander heizbar. Jeder der beiden Motoren 50 treibt gemäß Fig.12 zwei Ritzel 51, von denen jedes mit einem Zahnkranz am oberen bzw. unteren Drehteller 32 bzw. 34 in ständigem Eingriff steht.

Anstatt, wie dargestellt, in je einem von zwei durch den unteren Zwischenboden 17 voneinander getrennten Teilen des Ofenraumes 20 angeordnet zu sein, können die beiden Drehteller 32 und 34 je eine Doppelscheibenanordnung sein, die gegen das Ofengehäuse 10 abgedichtet ist und selber je einen abgegrenzten Teil des Ofenraumes 20 bildet. In diesem Fall genügt es, wenn der Behandlungsrotor 30, wie bei den in Fig.l bis 9 dargestellten Ausführungsbeiεpielen, nur einen gemeinsamen Zahnkranz für beide Drehteller 32 und 34 aufweist und die Motoren 50 dementsprechend nur je ein Ritzel 51 antreiben.

Der Schleusenrotor 60 hat auch bei dem in Fig.10 bis 14 dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Schleusenkammern 64, die in Winkelabständen von 60° gegeneinander versetzt angeordnet, jedoch im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsbeispie- len radial nach außen und radial nach innen offen sind. Rings um den Schleusenrotor 60 ist am Ofengehäuεe 10 eine stationäre radial äußere Dichtfläche 76 in der Form eines Innenkonus ausgebildet, die ihren kleinsten Durchmesser unten hat. Konzentrisch dazu ist am Ofengehäuse 10 eine ebenfalls stationäre radial innere Dichtfläche 76' in Form eines Außenkonus ausgebildet, die ihren größten Durchmesser unten hat. Der Ξchleusen- rotor 60 hat eine ebenfalls konische radial äußere Dichtfläche 78, die ihren größten Durchmesεer unten hat, und eine koniεche radial innere Dichtfläche 78', die ihren kleinsten Durchmesser unten hat. Zwiεchen den Dichtflächen 76 und 78 ist ein entsprechend konischer äußerer Dichtungsring 80 angeordnet, der im Profil die Form eines sich nach unten verjüngenden Keils hat. Zwischen den Dichtflächen 76' und 78' ist ein dem Dichtungsring 80 entsprechender, jedoch im Durchmesser kleinerer innerer Dichtungsring 80' angeordnet. Jeder der Dichtungsringe 80 und 80' ist mittels einer an ihm befestigten, zur zentralen Achse A parallelen Paßfeder 160 bzw. 160', die in eine entsprechende Aussparung 84 bzw. 84' des Deckels 18 eingreift, am Drehen gehindert und ist mittels im Deckel 18 geführter und mit Druckgas, z.B. Stickstoff, beaufschlagter Kolben 162 bzw. 162' axial nach unten vorgespannt.

Zum Beschicken und Entleeren sowie zum Evakuieren der Schleusenkammern 64 sind im äußeren Dichtungsring 80 vier äußere radiale Durchlässe 88 ausgebildet, die in Winkelabständen von 60° gegeneinander versetzt in der gemäß Fig.10 oberen Hälfte des äußeren Dichtungsrings 80 angeordnet sind und immer dann, wenn der Schleusenrotor 60 stillsteht, mit je einer der Schleusenkammern 64 fluchten. Der innere Dichtungsring 80' weist zwei einander diametral gegenüberliegende innere radiale Durchlässe 88' auf, die mit je einem der äußeren Durchlässe 88 fluchten. Außerdem haben die Dichtungsringe 80 und 80' in ihrem gemäß Fig.10 unteren Bereich eine größere Anzahl eng aufeinanderfolgender Schlitze 146 bzw. 146' zum Einleiten und Abführen eines Kühlmittels in die bzw. aus den Schleusenkammern 64.

Die Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 hat in Höhe des Schleusenrotors 60 vier um je 60° gegeneinander versetzte äußere radiale Öffnungen 94, die mit je einem der Durchlässe 88 des äußeren Dichtungsrings 80 fluchten. Die Innenwand 136 des Ofengehäuses 10 hat in Höhe des Schleusenrotors 60 zwei innere radiale Öffnungen 94', die einander diametral gegenüber angeordnet sind und mit je einem der Durchläsεe 88' des inneren Dichtungsrings 80' fluchten. Rings um zwei der äußeren Öffnungen 94 ist an der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 radial von außen her je eine Verkleidung 96 angebaut, die in Höhe des Schleusenrotors 60 durch einen Schlitz 98 zur äußeren Umgebung des Ofengehäuses 10 hin offen ist. Innerhalb der Verkleidungen 96 ist je ein Ladegerät 100 zum Einbringen bzw. Entnehmen von Werkstückchargen in die bzw. aus den Schleusenkammern 64 angeordnet. Die beiden übrigen, einander diametral gegenüberliegenden, Öffnungen 94 in der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 münden in je eine äußere Nebenkammer 110, die nach außen hermetisch abgeschlossen ist und ein äußeres Umsetzgerät 112 enthält. Die Innenwand 136 des Ofengehäuses 10 umschließt zwei innere Nebenkammern 110', die durch eine senkrechte Trennwand 148 voneinander getrennt sind und je eines von zwei einander diametral gegenüber angeordneten Umsetzgeräten 112' enthalten.

Jedes der insgesamt vier Umsetzgeräte 112 und 112' weist einen Lamellenkamm 114 bzw. 114' auf, der den Lamellenkämmen 102 der Ladegeräte 100 entspricht, jedoch im Gegensatz zu diesen ständig radial angeordnet, dafür aber längs einer senkrechten Säule 116 bzw. 116' zwischen Höhenstellungen verstellbar ist, die denen des oberen bzw. unteren Drehtellers 32 bzw. 34 sowie der Schleusenkammern 64 entsprechen. Die Säulen 116 und 116' sind auf je einem Schlitten 118 bzw. 118' befestigt, der mittels eines Motors 120 bzw. 120' radial zur zentralen Drehachse A hin und von ihr weg verstellbar ist. Jeder der Motoren 120 und 120' treibt eine Mutter an, die eine hin- und hergehende Bewegung einer am zugehörigen Schlitten 118 bzw. 118' befestigten hohlen Spindel 122 bzw. 122' erzeugt. Für Hubbewegungen ist ein weiterer Motor 124 bzw. 124' vorgesehen, der gleichachsig an den Motor 120 bzw. 120' angeflanscht ist und eine Welle 126 bzw. 126' antreibt. Die Welle 126 bzw. 126' erstreckt sich durch die zugehörige hohle Spindel 122 bzw. 122' hindurch und treibt ihrerseits eine senkrechte Spindel 128 bzw. 128', die mit dem zugehörigen Lamellenkamm 114 bzw. 114' in Gewindeeingriff steht, um diesen zu heben und zu senken.

In die gemäß Fig.10 und 11 links angeordnete äußere Nebenkammer 110 mündet zusätzlich zu der sie mit dem Schleusenrotor 60 verbindenden oberen äußeren Öffnung 94 eine ebenfalls in der Außenwand 12 ausgebildete mittlere äußere Öffnung 132, durch die von dieser äußeren Nebenkammer 110 aus der obere Drehteller 32 zugänglich ist. Mit dieser mittleren äußeren Öffnung 132 fluchtet eine in der Innenwand 136 ausgebildete mittlere innere Öffnung 132', durch die der obere Drehteller 32 von der inneren Nebenkammer 110' aus zugänglich ist. In die gemäß Fig.10 und 11 rechts angeordnete äußere Nebenkammer 110 mündet eine untere äußere Öffnung 134, durch die der untere Drehteller 34 zugänglich ist. Mit dieser unteren äußeren Öffnung 134 fluchtet eine in der Innenwand 136 ausgebildete untere innere Öffnung 134' durch die der untere Drehteller 34 von der inneren Nebenkammer 110' aus zugänglich ist. Sämtliche Öffnungen 94, 94', 132, 132', 134 und 134' des Ofengehäuses 10 sowie die Durchlässe 88 und 88' der Dichtungsringe 80 und 80' sind so bemessen, daß radial durch sie hindurch jeweils einer der Lamellenkämme 102 bzw. 114 bzw. 114' zwischen die Lamellen 40 des Behandlungsrotors 30 bzw. zwischen die Lamellen 70 des Schleusenrotors 60 einschiebbar ist.

Die gemäß Fig.10 und 11 links angeordnete äußere Nebenkammer 110 und die zugehörige innere Nebenkammer 110' stehen ständig mit dem oberen Drehteller 32 in Verbindung und sind ebenso wie der zugehörige Teil des Ofenraumes 20 im Betrieb ständig evakuiert. Die rechte äußere Nebenkammer 110 und die zugehörige innere Nebenkammer 110' haben hingegen ständig Verbindung mit dem unteren Drehteller 34 und dem diesen umschließenden Teil des Ofenraumes 20 und enthalten deshalb die dort herrschende Atmosphäre, z.B. heißen Stickstoff, mit dem die Werkstücke auf Anlaßtemperatur gebracht werden.

Das Umsetzgerät 112 in der gemäß Fig.10 und 11 linken äußeren Nebenkammer 110 ist mit einer Heizplatte 150 ausgestattet, die in einem Abstand oberhalb des Lamellenkammes 114 angeordnet ist und die auf diesem liegenden Werkstücke von oben her beheizt, z.B. elektroinduktiv oder durch Wärmestrahlung.

Bei dem in Fig.10 bis 14 dargestellten dritten Ausführungsbei- spiel eines Rundtaktofens ist im Unterschied zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel zum Abschrecken der Werkstücke W eine Einrichtung mit Kühlmittelzuführkanälen 152 und 152' vorgesehen, die sich entlang der Außenwand 12 bzw. Innenwand 136 des Ofengehäuses 10 über einen sehr weiten Winkelbereich von ungefähr 160° in Umfangsrichtung erstrecken, so daß sie ständig mit zwei, zeitweise sogar mit drei, aufeinanderfolgenden Schleusenkammern 64 Verbindung haben und diese mit Kühlmittel, z.B. kalten Stickstoff, versorgen. Das Kühlmittel wird durch Kühlmittelabführkanäle 154 und 154' abgeleitet, nachdem es die mit ihnen in Verbindung stehenden Schleusenkammern 64 durchströmt hat. Die Schlitze 146 und 146' gehen von diesen Kanälen aus bzw. münden in sie, erstrecken sich durch die Ofenwand 12 bzw. 136 und den Dichtungsring 80 bzw. 80' hindurch und ermöglichen das gleichzeitige Durchströmen sämtlicher Schleusenkammern 64, die den Bereich zwischen den Kühlmittelzuführkanälen 152, 152' und den dazwischen angeordneten Kühlmittelabführkanälen 154, 154' durchlaufen.

Der Schleusenplatz 74 jeder Schleusenkammer 64 ist gemäß Fig.13 und 14 von einer auswechselbaren Hülse 156 umschlossen, die sich radial zur zentralen Achse A erstreckt, radial innen und außen offen ist, aus Lochblech besteht und die zugehörigen Lamellen 70 trägt. Die Umgebung der Hülse 156 ist jeweils an die Kühlmittelzuführkanäle 152, 152', und das Innere der Hülse 156 an die Kühlmittelabführkanäle 154, 154' angeschlossen, solange die betreffende Schleusenkammer 64 den beschriebenen Winkelbereich dieser Kanäle durchläuft.

Der in Fig.10 bis 14 dargestellte Rundtaktofen arbeitet folgendermaßen:

Der Lamellenkamm 102 des gemäß Fig.10 und 12 links angeordneten Ladegeräts 100 wird aus der zugehörigen Verkleidung 96 herausgeschwenkt und mit einer Charge Werkstücke W beladen; sodann wird der Lamellenkamm 102 in seine radiale Normalstellung geschwenkt und radial nach innen in diejenige Schleusenkammer 64 eingefahren, die gerade auf diesen Lamellenkamm 102 radial ausgerichtet ist. Dann wird die Werkstückcharge auf dem Schleusenplatz 74 der betreffenden Schleusenkammer 64 abgesetzt und der genannte Lamellenkamm 102 wird radial nach außen zurückgezogen. Anschließend wird der Schleusenrotor 60 um einen Schritt, im dargestellten Beispiel also um 60°, in Richtung des Pfeils C in Fig.10 gedreht. Dabei bewegt sich die mit der ersten Werkstückcharge besetzte Schleusenkammer 64 am Saugstutzen 66 vorbei, der an der Außenwand 12 des Ofengehäuses 10 angeordnet und an eine Saugpumpe angeschlossen ist. Die genannte Schleusenkammer 64 gelangt somit in evakuiertem Zustand in diejenige Stellung, in der sie mit der gemäß Fig.10 und 11 linken äußeren Nebenkammer 110 und gleichzeitig mit der linken inneren Nebenkammer 110' Verbindung hat. Das in letzterer angeordnete Umsetzgerät 112 ' holt die Werkstückcharge radial aus der genannten Schleusenkammer 64 heraus, bewegt sie nach unten in die Ebene des oberen Drehtellers 32, schiebt die Werkstückcharge radial nach außen in diesen Drehteller und setzt sie bei einer geringfügigen weiteren Abwärtsbewegung auf einem seiner Chargenplätze 36 ab. Anschließend wird der Behandlungsrotor 30 um einen Schritt, also um 5°, gedreht.

Sobald die als erste auf den oberen Drehteller 32 aufgegebene Werkstückcharge an einer vollen Umdrehung des Behandlungsrotors 30 teilgenommen hat und dabei auf eine bestimmte, beispielsweise zum Härten notwendige, Temperatur erhitzt worden ist, wird das Umsetzgerät 112 in der gemäß Fig.10 und 11 links angeordneten äußeren Nebenkamraer 110 verwendet, um diese Werkstückcharge von ihrem Chargenplatz 36 am oberen Drehteller 32 abzuheben, sie mittels der Heizplatte 150 auf Härtetemperatur zu halten und sie in der darüberstehenden Schleusenkammer 64 auf ihrem Schleusenplatz 74 abzusetzen. Diese Schleusenkammer 64 ist dadurch freigeworden, daß das gleichzeitig arbeitende Umsetzgerät 112' in der linken inneren Nebenkammer 110' eine unbehandelte Werkstückcharge von dieser Schleusenkammer zum soeben freigewordenen Chargenplatz 36 gebracht hat. Die erhitzte Werkstückcharge gelangt beim nächsten Schritt des Schleusenrotors 60 in den Wirkungsbereich der Kühlmittelzufuhrkanäle 152, 152', so daß die Werkstücke W dieser Charge abgeschreckt werden, wobei sie wegen der langen, während nahezu drei Schritten des Schleusenrotors 60 andauernden Einwirkung des Kühlmittels auf eine relativ niedrige Temperatur, z.B. auf 5°C, abgekühlt werden können.

Beim vierten Schritt des Schleusenrotors 60 gelangt die nun hinreichend abgekühlte Werkstückcharge in eine Stellung zwischen der gemäß Fig.10 und 11 rechten äußeren Nebenkammer 110 und der rechten inneren Nebenkammer 110'. Dort wird die betrachtete Werkstoffcharge vom in der rechten inneren Nebenkammer 110' angeordneten inneren Umsetzgerät 112' aus ihrer Schleusenkammer 64 herausgeholt und auf einem Chargenplatz 38 des unteren Drehtellers 34 abgesetzt. Diese Vorgangsfolge wird sooft wiederholt, bis auch der untere Drehteller 34 vollständig, also im dargestellten Beispiel mit zweiundsiebzig Werkstückchargen, besetzt ist.

Sobald die als erste auf den unteren Drehteller 34 aufgegebene Werkstückcharge wieder an einer vollen Umdrehung des Behandlungsrotors 30 teilgenommen hat und dabei auf eine bestimmte, beispielsweise zum Anlassen notwendige Temperatur erhitzt worden ist, wird diese Werkstückcharge vom Umsetzgerät 112 in der gemäß Fig.10 und 11 rechts angeordneten äußeren Nebenkammer 110 von ihrem Chargenplatz 38 am unteren Drehteller 34 abgeholt und auf dem darüberstehenden, gerade freigewordenen Schleusenplatz 74 abgesetzt.

Diese Schleusenkammer 64 mit ihrem Schleusenplatz 74 ist dadurch freigeworden, daß das gleichzeitig arbeitende Umsetzgerät 112' in der rechten inneren Nebenkammer 110' eine abgeschreckte Werkstückcharge von diesem Schleusenplatz zum soeben freigewordenen Chargenplatz 38 gebracht hat.

Schließlich nimmt die betrachtete und den Ofen als erste beladende Werkstückcharge an einem sechsten Schritt des Schleu- senrotors 60 teil, wodurch sie, am Saugstutzen 68 vorbei, in den Arbeitsbereich des gemäß Fig.l rechts angeordneten Ladegerätes 100 gelangt, von diesem abgeholt und aus der zugehörigen Verkleidung 96 heraus nach außen geschwenkt wird.

Damit ist das Auffüllen des Ofens mit Werkstückchargen abgeschlossen - im dargestellten Beispiel dauert dies ca. 22 Minuten - und es beginnt in Intervallen von nur 9 Sekunden je eine Werkstückcharge im fertig wärmebehandelten Zustand den Ofen zu verlassen, währenddessen weiterhin in denselben Intervallen je eine unbehandelte Werkstückcharge dem Ofen zugeführt wird. Der Verbleib der Werkstückchargen auf den beiden Drehtellern des Behandlungsrotors dauert im dargestellten Beispiel je 10,8 Minuten. Vor Umrüstungen oder/und Reparaturen des Ofens läuft der im Vergleich zum Auffüllen umgekehrte Vorgang des Entleerens von den Werkstückchargen ab, er würde im dargestellten Beispiel ebenfalls ca. 22 Minuten dauern.

Der erfindungsgemäße Rundtaktofen ermöglicht einen nahezu kontinuierlichen, voll automatischen und in die Fertigungslinie voll integrier- und verkettbaren Wärmebehandlungsablauf sowie eine produktbezogene Qualitäts- und Quantitätssteigerung.

Claims

Patentansprüche

1. Rundtaktofen zum Behandeln von Werkstücken (W) , mit

- einem Ofengehäuse (10) , das einen Ofenraum (20) umschließt, in dem eine von der Umgebungsluft abweichende Atmosphäre herstellbar ist,

- einem Behandlungsrotor (30) , der im Ofengehäuse (10) um eine zentrale Achse (A) drehantreibbar angeordnet ist und eine Anzahl Chargenplätze (36) zum Aufnehmen je einer Werkstückcharge aufweist,

- Nebenkammern (110) , die an das Ofengehäuse (10) angeschlossen und dazu eingerichtet sind, jeweils eine Werkstückcharge vom Behandlungsrotor (30) zu übernehmen oder an ihn abzugeben,

- mindestens zwei Schleusenkammern (64) , die bezüglich der zentralen Achse (A) gegeneinander winkelversetzt angeordnet und zum Aufnehmen und Abgeben jeweils einer Werkstückcharge abwechselnd zur Umgebung des Ofengehäuses (10) sowie zu einer Nebenkammer (110) geöffnet sind, und

- Umsetzgeräten (112) zum Umsetzen jeweils einer Werkstückcharge zwiεchen je einer der genannten Kammern (64, 110) und dem Behandlungsrotor (30) , dadurch gekennzeichnet, daß

- die Schleusenkammern (64) in einem Schleusenrotor (60) angeordnet sind, der ebenfalls im Ofengehäuse (10) angeordnet und um die zentrale Achse (A) derart drehantreibbar ist, daß periodisch jeweils mindestens eine Schleusenkammer (64) zu einer der Nebenkammern (110) hin geöffnet ist, und

- mindestens eines der Umsetzgeräte (112) zum Umsetzen jeweils einer Werkstückcharge zwischen dem Schleusenrotor (60) und dem Behandlungsrotor (30) ausgebildet ist.

2. Rundtaktofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Anzahl Chargenplätze (36) des Behandlungsrotorε (30) , die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl Schleusenkammern (64) des Schleusenrotors (60) ist, und

- beide Rotoren (30, 60) schrittweise derart drehantreibbar sind, daß der Winkelbetrag jedes Schrittes des Schleusenrotors (60) ein ebensogroßes Vielfaches jedes Schrittes des Behandlungsrotors (30) ist.

3. Rundtaktofen nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsrotor (30) mindestens zwei Drehteller (32, 34) aufweist, die gegeneinander axial versetzt angeordnet, gegeneinander wärmeisoliert und unterschiedlich beheizbar sind.

4. Rundtaktofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ofengehäuse (10) mindestens ein Kühlmittelkanal (152, 154; 152' 154') angeordnet ist, der sich über einen Bogen entsprechend mindestens einem Schritt des Schleusenrotors (60) erstreckt, von benachbarten Nebenkammern (110; 110') getrennt und auf seiner gesamten Bogenlänge jeweils mit mindestens einer der Schleusenkammern (64) verbunden ist.

5. Rundtaktofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß

- daε Ofengehäuse (10) mindestens eine ringförmige stationäre Dichtfläche (76; 76'), und der Schleusenrotor (60) eine mit ihm rotierende Dichtfläche (78; 78') aufweist, und

- zwischen diesen beiden Dichtflächen (76, 78; 76', 78') ein gegen Drehen festgehaltener Dichtungsring (80; 80') angeordnet ist, in dem zum Hindurchbewegen je einer Werkstückcharge geeignete Durchlässe (88) in gleicher Anzahl und Anordnung wie die Schleusenkammern (64) ausgebildet sind.

6. Rundtaktofen nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- die zentrale Achse (A) senkrecht angeordnet ist,

- jeder der Chargenplätze (36) mehrere Lamellen (40) aufweist, die im wesentlichen radial zur zentralen Achse (A) , jedoch parallel zueinander, im wesentlichen hochkant angeordnet sind,

- jede Schleusenkammer (64) einen Schleusenplatz (74) enthält, der von entsprechend angeordneten Lamellen (70) gebildet ist,

- die Umsetzgeräte (112) je einen radial verschiebbaren, zwischen die Lamellen (40, 70) der Chargen- und Schleusenplätze (36, 74) passenden Lamellenkamm (114) aufweisen und

- der Lamellenkamm (114) jedes Umsetzgerätes (112) zwischen Höhenstellungen, die denjenigen der Rotoren (30, 60) entsprechen, heb- und senkbar ist.

7. Rundtaktofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- mindestens eine Nebenkammer (110) einer weiteren Nebenkammer (110') derart gegenüberliegend angeordnet ist, daß jeweils eine und dieselbe Schleusenkammer (64) sowie ein und derselbe Chargenplatz (36) gleichzeitig von diesen beiden Nebenka raern (110, 110') aus zugänglich sind, und

- diese beiden Nebenkammern (110, 110') je eines von zwei Umsetzgeräten (112, 112') enthalten, die derart steuerbar sind, daß eines von ihnen eine Werkstückcharge vom Schleuεenrotor (60) zum Behandlungsrotor (30) , und gleichzeitig das andere Umsetzgerät eine Werkstückcharge vom Behandlungsrotor (30) zum Schleusenrotor (60) umsetzt.

8. Rundtaktofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

- die beiden Rotoren (30, 60) ringförmig sind und

- mindestens eine innere Nebenkammer (110') radial innerhalb der beiden Rotoren (30, 60) angeordnet ist.

9. Rundtaktofen nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß

- die innere Nebenkammer (110') zwei innere Umsetzgeräte (112') enthält, die voneinander diametral abgewandt sind,

- den beiden inneren Umsetzgeräten (112') radial gegenüberliegend je ein äußeres Umsetzgerät (112) in je einer äußeren Nebenkammer (110) angeordnet ist,

- eines der inneren Umsetzgeräte (112') und das ihm radial gegenüberliegende äußere Umsetzgerät (112) zum Umsetzen von Werkstückchargen zwischen dem Schleusenrotor (60) und einem der Drehteller (32) vorgesehen ist, und

- das andere innere Umsetzgerät (112') sowie das ihm radial gegenüberliegende äußere Umsetzgerät (112) zum Umsetzen von Werkstückchargen zwischen dem Schleusenrotor (60) und dem anderen Drehteller (34) vorgesehen ist.

10. Rundtaktofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehteller (32, 34) gegeneinander abgedichtet sind, so daß sich an den Chargenplätzen (36) des ersten Drehtellers (32) eine andere Atmosphäre aufrechterhalten läßt als an den Chargenplätzen (38) des zweiten Drehtellers (34) .

11. Rundtaktofen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die zum Umsetzen der Werkstücke (W) vom ersten Drehteller (32) zum Schleusenrotor (60) vorgesehene Nebenkammer (110) eine Heizung aufweist, mit der sich verhindern läßt, daß die Temperatur der Werkstücke (W) schon beim Umsetzen wesentlich absinkt.

12. Rundtaktofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzgerät (112) in der beheizbaren Nebenkammer (110) eine Heizplatte (150) aufweist.