EP1685356B1 - Ofensystem mit beweglicher schleusenkammer - Google Patents

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EP1685356B1
EP1685356B1 EP04797928A EP04797928A EP1685356B1 EP 1685356 B1 EP1685356 B1 EP 1685356B1 EP 04797928 A EP04797928 A EP 04797928A EP 04797928 A EP04797928 A EP 04797928A EP 1685356 B1 EP1685356 B1 EP 1685356B1
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EP
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furnace
lock chamber
charging opening
conveying unit
oven
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Glynn Jones
Willi Johnen
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Otto Junker GmbH
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Otto Junker GmbH
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    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0073Seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
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    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
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    • F27B9/38Arrangements of devices for charging
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    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0059Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising tracks, e.g. rails and wagon
    • F27D2003/006Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising tracks, e.g. rails and wagon with a return track
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • F27D2099/0078Means to minimize the leakage of the furnace atmosphere during charging or discharging
    • F27D2099/008Using an air-lock

Definitions

  • the invention relates to kiln system for the thermal treatment of elongated material, in particular a roller hearth furnace, with a feed unit feeding the goods and the treated second conveying unit, with a gas-tight closable feed opening and a feed opening opposite, gas-tight closable discharge opening furnace and with a first lock chamber connecting the oven with the conveyor unit, a gas-tight closable feed opening and a second lock chamber having a gas-tight closable feed opening, wherein the first lock chamber receives the good via the feed opening in batches and into the oven and the second lock chambers the treated material from the Ausschleust oven, the lock chambers are designed as vacuum chambers.
  • the object is achieved in a furnace system according to the preamble of claim 1, characterized in that the furnace is arranged outside the conveying direction of the conveyor units and the first lock chamber from a first position in which it receives the fed from the redesigneinheiL good, in a second Position in which it docks with its feed opening to the feed opening of the furnace gastight, and the second lock chamber from a first position in which it docks with its feed opening to the discharge opening of the oven gas-tight and receives the unloaded from the furnace GuL, in a second position in which it feeds the good of the second conveyor unit, is displaced.
  • the first lock chamber characterized in that the first lock chamber according to the teachings of the invention is not arranged stationary, but between a first position in which it receives the supplied from the conveyor unit Good, and a second position in which they gas-tight with their feed opening to the feed opening of the furnace docked and the good in the oven einschleust, is relocatable, it is no longer necessary to linearly arrange the conveyor unit and the oven in a row.
  • a parallel offset or even angled arrangement of the furnace relative to the conveyor unit is possible, which leads in each case to a significant reduction in the length of the system.
  • the furnace is arranged alongside the conveyor unit and the lock chamber is displaceable essentially perpendicular to the conveying direction, wherein the material is introduced into the oven in a direction opposite to the conveying direction.
  • the plant length can be shortened at least the length of the furnace.
  • a longitudinal arrangement of the furnace next to the conveyor unit also causes only a minimal broadening of the system width.
  • the lock chamber is mounted on a slidable on rails carriage.
  • the furnace has a discharge opening opposite, gas-tight sealable discharge opening, a second lock chamber with a gas-tight closable feed opening and a second conveyor unit, the second lock chamber from a first position in which it docks with its feed opening to the discharge opening of the oven and gas-tight receives the unloaded from the furnace Good, in a second position in which it feeds the good of the second conveyor unit, is displaced.
  • the compact furnace system according to the invention can be operated in the flow by the good introduced through the first lock chamber in the oven via the feed opening and after completion of the Heat treatment discharged through the discharge from the oven and transported through the second conveyor unit.
  • the furnace may have a heating section and a cooling section arranged behind it, wherein the material introduced into the furnace is first heat-treated, subsequently cooled in a controlled manner and discharged via the discharge opening after completion of this process step.
  • the lock chamber is designed as a vacuum chamber.
  • the lock chamber is first evacuated and then subsequently filled before opening the feed opening of the furnace with the protective gas also present in the oven.
  • the furnace expediently in front of its feed opening a docking unit, via which the lock chamber can be evacuated and filled with protective gas.
  • the charging opening of the furnace can be closed in a gastight manner by a pulling door
  • the furnace system of Fig. 1 comprises a trained as a roller hearth furnace, symmetrically constructed furnace 1 for heat treatment of elongated material, in particular of copper pipes B, with a heating section 1a and a cooling section 1b.
  • the copper tube 8 passes through the oven from left to right, so is first heat treated and then cooled controlled.
  • the furnace 1 Before the heating section 1a, the furnace 1 has an inlet space 1c with a feed opening 1d, which is preferably closed gas-tight by a pulling door 1g. According to that symmetrical structure of the furnace 1, this has in the passage direction behind the cooling section 1b an outlet space 1e with a discharge opening 1f, which as well as the inlet space 1c preferably by a pull door 1h gas-tight is closed.
  • a docking unit 2, 3 In front of the feed opening 1d and behind the feed opening 1f of the furnace 1, a docking unit 2, 3 is arranged, to which a lock chamber 4, 5 can dock. Both docking units 2, 3 are each connected via a nozzle 2a, 3a to a device, not shown, for separate evacuation and filling of the docking units 2, 3 with protective gas.
  • the lock chambers 4, 5 are designed as vacuum chambers and arranged in the direction of passage before or behind the furnace. Both lock chambers 4, 5 each have a gas-tight closable feed opening 4a, 5a, via which they can dock on the docking units 2, 3 assigned to them.
  • the lock chambers are each mounted on a carriage 4b, 5b, which in turn is mounted on rails 4c, 5c. By moving the respective carriage 4b, 5b on the rails 4c, 5c, the lock chambers 4, 5 can each be moved from a position I, in which they are docked to the docking units 2, 3 of the furnace 1, into a position II in which they respectively are arranged at the end of a conveyor unit designed as a roller table 6, 7 are moved.
  • the furnace outlet-side lock chamber 5 is also in the position I and is connected to the furnace 1 via the docking unit 3 and the open train door 1h.
  • the copper tube 8 is first heat-treated in the heating section 1a and finally cooled again controlled in the cooling section 1b. Subsequently, it is transported through the discharge space 1e and the docking unit 3 into the lock chamber 5 via the charging opening 5a thereof.
  • the lock chamber 5 is moved slightly away from the docking unit 3 according to the double arrow 5 * by means of a drive, not shown, and then moved by a further drive, not shown on the rails 5c from the position I to the position II.
  • the finished heat-treated and cooled copper pipe 8 is transported from the open lock chamber 5 on the roller table 7 according to the direction of the arrow 7 * and fed to a storage or further processing.

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Description

  • Die Erfindung betrifft Ofensystem zur thermischen Behandlung von langgestrecktem Gut, insbesondere einen Rollenherdofen, mit einer das Gut zuführenden Fördereinheit und einer das behandelte Gut weiter transportierenden zweiten Fördereinheit, mit einem eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung und eine der Beschickungsöffnung gegenüberliegende, gasdicht verschließbare Entladeöffnung aufweisenden Ofen und mit einer den Ofen mit der Fördereinheit verbindenden, eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung aufweisenden ersten Schleusenkammer und einer eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung aufweisenden zweiten Schleusenkammer, wobei die erste Schleusenkammer das Gut über die Beschickungsöffnung chargenweise aufnimmt und in den Ofen einschleust und die zweite Schleusenkammern das behandelte Gut aus dem Ofen ausschleust, wobei die Schleusenkammern als Vakuumkammern ausgebildet sind.
  • Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ofensystemen ( US 3 778 221 A ) sind die das zu behandelnde Gut transportierende Fördereinheiten, die Schleusenkammer und der Ofen in einer Linie angeordnet. Insbesondere bei der Behandlung von besonders langgestrecktem Cut, wie z.B. Stahl- oder Kupferröhren ergeben sich dadurch extreme Anlagenlängen, da nicht nur der Ofen selbst, sondern auch die in Linie angeordnete Schleusenkammer das langgestreckte vollständig aufnehmen muss. Derartige Anlagen müssen in entsprechend ausgelegten Maschinenhallen installiert werden, was mit erheblichen Investitionskosten verbunden ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Ofensystem für langgestrecktes Gut zu schaffen, welches sich im Vergleich zum Stand der Technik durch eine kompakte Bauweise auszeichnet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ofensystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass der Ofen außerhalb der Förderrichtung der Fördereinheiten angeordnet ist und die erste Schleusenkammer aus einer ersten Position, in der sie das ihr von der FördereinheiL zugeführte Gut aufnimmt, in eine zweite Position, in der sie mit ihrer Beschickungsöffnung an die Beschickungsöffnung des Ofens gasdicht andockt, verlagerbar ist und die zweite Schleusenkammer aus einer ersten Position, in der sie mit ihrer Beschickungsöffnung an die Entladeöffnung des Ofens gasdicht andockt und das aus dem Ofen entladene GuL aufnimmt, in eine zweite Position, in der sie das Gut der zweiten Fördereinheit zuführt, verlagerbar ist.
  • Dadurch, dass die erste Schleusenkammer gemäß der Lehre der Erfindung nicht ortsfest angeordnet, sondern zwischen einer ersten Position, in der sie das ihr von der Fördereinheit zugeführte Gut aufnimmt, und einer zweiten Position, in der sie mit ihrer Beschickungsöffnung an die Beschickungsöffnung des Ofens gasdicht andockt und das Gut in den Ofen einschleust, verlagerbar ist, ist es nicht mehr notwendig, die FördereinheiL und den Ofen linear hintereinander anzuordnen. Je nach der jeweils gewählten Kinematik der Bewegung der Schleusenkammer, beispielsweise Drehung oder Verschiebung oder eine kombinierte Bewegung, ist eine parallel versetzte oder auch gewinkelte Anordnung des Ofens relativ zur Fördereinheit möglich, was in jedem Falle zu einer signifikanten Verkürzung der Anlagenlänge führt.
  • So ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Ofen längsseits neben der Fördereinheit angeordnet und die Schleusenkammer im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung verschiebbar, wobei das Gut in einer zur Förderrichtung entgegengesetzten Richtung in den Ofen eingeschleust wird. Durch diese Anordnung kann die Anlagenlänge zumindest um die Länge des Ofens verkürzt werden. Eine längsseitige Anordnung des Ofens neben der Fördereinheit bewirkt zudem eine nur minimale Verbreiterung der Anlagebreite. Zweckmäßigerweise ist dazu die Schleusenkammer auf einem auf Schienen verschiebbaren Schlitten gelagert.
  • Erfindungsgemäß weist der Ofen eine der Beschickungsöffnung gegenüberliegende, gasdicht verschließbare Entladeöffnung, eine zweite Schleusenkammer mit einer gasdicht verschließbaren Beschickungsöffnung sowie eine zweite Fördereinheit auf, wobei die zweite Schleusenkammer aus einer ersten Position, in der sie mit ihrer Beschickungsöffnung an die Entladeöffnung des Ofens gasdicht andockt und das aus dem Ofen entladene Gut aufnimmt, in eine zweite Position, in der sie das Gut der zweiten Fördereinheit zuführt, verlagerbar ist. Mittels dieser Anordnung kann das erfindungsgemäße kompakte Ofensystem im Durchlauf betrieben werden, indem das Gut durch die erste Schleusenkammer in den Ofen über dessen Beschickungsöffnung eingeschleust und nach Abschluß der Wärmebehandlung über die Entladeöffnung aus dem Ofen ausgeschleust und durch die zweite Fördereinheit weiter transportiert wird.
  • Bei dieser Konstellation kann der Ofen eine Heizstrecke und eine dahinter angeordnete Kühlstrecke aufweisen, wobei das in den Ofen eingeschleuste Gut zunächst wärmebehandelt, anschließend kontrolliert abgekühlt und nach Abschluss dieses Prozessschrittes über die Entladeöffnung ausgeschleust wird.
  • Eine besonders effektive Trennung der Schutzgasatmosphäre im Ofen von der Umgebungsluft lässt sich dadurch erreichen, dass die Schleusenkammer als Vakuumkammer ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Schleusenkammer zunächst evakuiert wird und dann anschließend vor dem Öffnen der Beschickungsöffnung des Ofens mit dem im Ofen ebenfalls vorhandenen Schutzgas gefüllt wird. Dazu weist der Ofen zweckmäßigerweise vor seiner Beschickungsöffnung eine Andockeinheit auf, über welche die Schleusenkammer evakuierbar und mit Schutzgas befüllbar ist.
  • Schließlich ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Beschickungsöffnung des Ofens durch eine Zugtür gasdicht verschließbar ist,
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    ein Ofensystem für eine Durchlaufbehandlung mit zwei beweglichen Schleusenkammern in einer seitlichen Schnittansicht und
    Fig. 2
    das Ofensystem aus Fig. 1 in Draufsicht.
  • Das Ofensystem der Fig. 1 umfasst einen als Rollenherdofen ausgebildeten, symmetrisch aufgebauten Ofen 1 zur Wärmebehandlung von langgestrecktem Gut, insbesondere von Kupferrohren B, mit einer Heizstrecke 1a und einer Kühlstrecke 1b. Wie in Fig. 2 zu sehen, durchläuft das Kupferrohr 8 den Ofen von links nach rechts, wird also zunächst wärmebehandelt und anschließend kontrolliert abgekühlt. Vor der Heizstrecke 1a weist der Ofen 1 einen Einlaufraum 1c mit einer Beschickungsöffnung 1d auf, die vorzugsweise durch eine Zugtür 1g gasdicht verschließbar ist. Entsprechend dem symmetrischen Aufbau des Ofens 1 weist dieser in Durchlaufrichtung hinter der Kühlstrecke 1b einen Auslaufraum 1e mit einer Entladeöffnung 1f auf , welche ebenso wie der Einlaufraum 1c vorzugsweise durch eine Zugtür 1h gasdicht verschließbar ist.
  • Vor der Beschickungsöffnung 1d und hinter der Beschickungsöffnung 1f des Ofens 1 ist jeweils eine Andockeinheit 2, 3 angeordnet, an welche eine Schleusenkammer 4, 5 andocken kann. Beide Andockeinheiten 2, 3 sind jeweils über einen Stutzen 2a, 3a an eine nicht dargestellte Vorrichtung zum getrennten Evakuieren und Befüllen der Andockeinheiten 2, 3 mit Schutzgas angeschlossen.
  • Die Schleusenkammern 4, 5 sind als Vakuumkammern ausgebildet und in Durchlaufrichtung gesehen vor bzw. hinter dem Ofen angeordnet. Sie dienen zur Einschleusung bzw. Ausschleusung der Kupferrohre 8 in bzw. aus dem Ofen 1. Beide Schleusenkammern 4, 5 weisen jeweils eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung 4a, 5a auf, über welche sie an die ihnen zugeordneten Andockeinheiten 2, 3 andocken können. Die Schleusenkammern sind jeweils auf einem Schlitten 4b, 5b gelagert, der seinerseits auf Schienen 4c, 5c gelagert ist. Durch Verfahren des jeweiligen Schlittens 4b, 5b auf den Schienen 4c, 5c können die Schleusenkammern 4, 5 jeweils aus einer Position I, in der sie an die Andockeinheiten 2, 3 des Ofens 1 angedockt sind, in eine Position II, in der sie jeweils an dem Ende einer als Rollentisch 6, 7 ausgebildeten Fördereinheit angeordnet sind, bewegt werden.
  • Die Funktionsweise des Ofensystems ist die folgende:
    • Zunächst wird das Kupferrohr 8 über den Rollentisch 6 in Pfeilrichtung 6* bewegt. Dabei befindet sich die Schleusenkammer 4 in der Position II, so dass das Kupferrohr 8 in die Schleusenkammer 4 eingeführt werden kann. Anschließend wird die Schleusenkammer 4 zusammen mit dem Kupferrohr 8 auf dem Schlitten 4b durch einen nicht dargestellten Motorantrieb in die Position I bewegt, in der sie an die Andockeinheit 2 des Ofens 1 angedockt werden kann. Sodann wird sie durch einen weiteren nicht dargestellten Antrieb entsprechend dem Doppelpfeil 4* soweit in Richtung des Ofens 1 bewegt, dass sie an die Andockeinheit 2 stirnseitig andockt und dabei eine gasdichte Verbindung zur Andockeinheit 2 aufbaut. Im nächsten Schritt wird die Andockeinheit 2 und damit die mit ihr verbundene Schleusenkammer 4 über den Stutzen 2a evakuiert und im folgenden mit Schutzgas befüllt.
  • Sodann wird durch Öffnen der Zugtür 1g eine Verbindung von der Andockeinheit 2 zum Einlaufraum 1c des Ofens 1 hergestellt und das Kupferrohr 8 aus der Schleusenkammer 4 in den Ofen 1 entsprechend der Pfeilrichtung 1* eingeschleust. Dabei befindet sich die ofenauslaufseitige Schleusenkammer 5 ebenfalls in der Position I und ist mit dem Ofen 1 über die Andockeinheit 3 und die geöffnete Zugtür 1h verbunden. Im Ofen wird das Kupferrohr 8 zunächst in der Heizstrecke 1a wärmebehandelt und abschließend in der Kühlstrecke 1b kontrolliert wieder angekühlt. Anschließend wird es durch den Auslaufraum 1e und die Andockeinheit 3 in die Schleusenkammer 5 über deren Beschickungsöffnung 5a transportiert. Sobald das Kupferrohr 8 die Entladeöffnung 1f des Ofens vollständig passiert hat, wird diese durch die Zugtür 1h gasdicht geschlossen, so dass keine Umgebungsluft in den Ofen 1 des Ofens eindringen kann.
  • Im Folgeschritt wird die Schleusenkammer 5 entsprechend dem Doppelpfeil 5* mittels eines nicht dargestellten Antriebes von der Andockeinheit 3 geringfügig wegbewegt und anschließend durch einen weiteren nicht dargestellten Antrieb über die Schienen 5c aus der Position I in die Position II bewegt. Dort wird das fertig wärmebehandelte und abgekühlte Kupferrohr 8 aus der offenen Schleusenkammer 5 über den Rollentisch 7 entsprechend der Pfeilrichtung 7* weiter transportiert und so einer Lagerung oder weiteren Bearbeitung zugeführt.

Claims (6)

  1. Ofensystem zur thermischen Behandlung von langgestrecktem Gut (8), insbesondere Rollenherdofen, mit einer das Gut (8) zuführenden Fördereinheit (6) und einer das behandelte Gut (8) weiter transportierenden zweiten Fördereinheit (7), mit einem eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung (1d) und eine der Beschickungsöffnung (1d) gegenüberliegende, gasdicht verschließbare Entladeöffnung (1f) aufweisenden Ofen (1) und mit einer den Ofen (1) mit der Fördereinheit (6) verbindenden, eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung (4a) aufweisenden ersten Schleusenkammer (4) und einer eine gasdicht verschließbare Beschickungsöffnung (5a) aufweisenden zweiten Schleusenkammer (5), wobei die erste Schleusenkammer (4) das Gut (8) über die Beschickungsöffnung (4a) chargenweise aufnimmt und in den Ofen (1) einschleust und die zweite Schleusenkammer (5) das behandelte Gut (8) aus dem Ofen (1) ausschleust, wobei die Schleusenkammern (4, 5) als Vakuumkammern ausgebildet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) außerhalb der Förderrichtung (6*, 7*) der Fördereinheiten (6, 7) angeordnet ist und die erste Schleusenkammer (4) aus einer ersten Position (II), in der sie das ihr von der Fördereinheit (6) zugeführte Gut (8) aufnimmt, in eine zweite Position (I), in der sie mit ihrer Beschickungsöffnung (4a) an die Beschickungsöffnung (1d) des Ofens (1) gasdicht andockt, verlagerbar ist und die zweite Schleusenkammer (5) aus einer ersten Position (I), in der sie mit ihrer Beschickungsöffnung (5a) an die Entladeöffnung (1f) des Ofens (1) gasdicht andockt und das aus dem Ofen (1) entladene Gut (8) aufnimmt, in eine zweite Position (II), in der sie das Gut (8) der zweiten Fördereinheit (7) zuführt, verlagerbar ist.
  2. Ofensystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) längsseits neben der Fördereinheit (6) angeordnet ist und die Schleusenkammer (4) im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung (6*) verschiebbar ist, wobei das Gut (8) in einer zur Förderrichtung (6*) entgegengesetzten Richtung (1*) in den Ofen (1) eingeschleust wird.
  3. Ofensystem nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (4) auf einem auf Schienen (4c) verschiebbaren Schlitten (4b) gelagert ist.
  4. Ofensystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) eine Heizzone (1a) und eine dahinter angeordnete Kühlstrecke (1b) aufweist.
  5. Ofensystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) vor seiner Beschickungsöffnung (1d) eine Andockeinheit (2) aufweist, an die die vakuumkammer (4) andockt und über welche die Schleusenkammer (4) evakuierbar und mit Schutzgas befüllbar ist.
  6. Ofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsöffnung (1d) des Ofens (1) durch eine Zugtür (1g) gasdicht verschließbar ist.
EP04797928A 2003-11-18 2004-11-16 Ofensystem mit beweglicher schleusenkammer Not-in-force EP1685356B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10353947A DE10353947A1 (de) 2003-11-18 2003-11-18 Ofensystem mit beweglicher Schleusenkammer
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EP1685356A1 EP1685356A1 (de) 2006-08-02
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JP (1) JP2007511734A (de)
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