EP2398603A1 - Vorwärmevorrichtung für gegenstände, insbesondere aluminiumstränge, - stangen, - oder bolzen sowie eine anlage mit einer solchen vorwärmevorrichtung - Google Patents

Vorwärmevorrichtung für gegenstände, insbesondere aluminiumstränge, - stangen, - oder bolzen sowie eine anlage mit einer solchen vorwärmevorrichtung

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EP2398603A1
EP2398603A1 EP10712484A EP10712484A EP2398603A1 EP 2398603 A1 EP2398603 A1 EP 2398603A1 EP 10712484 A EP10712484 A EP 10712484A EP 10712484 A EP10712484 A EP 10712484A EP 2398603 A1 EP2398603 A1 EP 2398603A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
objects
preheating device
preheating
heating
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10712484A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe GÜNTER
Jaochim Sokoll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
extrutec GmbH
Original Assignee
extrutec GmbH
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Publication date
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Publication of EP2398603A1 publication Critical patent/EP2398603A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0093—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
    • 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
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/38—Arrangements of devices for charging
    • 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
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/39—Arrangements of devices for discharging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat

Definitions

  • Preheating device for objects in particular aluminum strands, bars, or bolts and a system with such a preheating device
  • the invention relates to a preheating device for objects, in particular aluminum strands, bars, or bolts, consisting of a housing for receiving the objects and a heating device for heating the articles.
  • the invention further relates to a system for processing objects, in particular aluminum strands, bars, or bolts, consisting of a preheating system for heating the objects, a downstream of the preheater for heating the objects and a furnace downstream processing unit and at least one Unit for transporting the object to the preheater to the oven or processing unit
  • the gas-fired furnaces produce combustion gases that contain a certain amount of residual heat. This is discharged via an exhaust pipe, for example via a chimney, wherein the exhaust gas temperature has a temperature between 200 C ° and 500 C °.
  • Devices which allow heating of the objects and these are a preheater, for example via a conveyor belt, fed and pass through a heating zone.
  • the residence time may be different, so that depending on the process speed, the corresponding preheating temperatures can be achieved.
  • One of the major disadvantages of the previously known preheating device is that it can only be operated continuously. This means that the objects are transported via a feed device, in particular in the formation of a conveyor belt in the direction of a furnace and are heated during the continuous transport. Depending on the dimensions of the aluminum strands, bars, or bolts, only a few can be heated at once.
  • Object of the invention is that it can only be operated continuously. This means that the objects are transported via a feed device, in particular in the formation of a conveyor belt in the direction of a furnace and are heated during the continuous transport. Depending on the dimensions of the aluminum strands, bars, or bolts, only a few can be heated at once.
  • the object of the invention is to propose a preheating device which avoids at least one of the aforementioned disadvantages of the prior art.
  • a preheating device as a preheating magazine, which is connected either directly to the heating process or to another preheating process, around the aluminum strands, bars, or bolts located in a magazine or bearing from their starting temperature of approximately 4 ° C 20 C ° (corresponds to the
  • One of the essential advantages of the invention is to preheat a multiplicity of objects to a passable preheating temperature of up to 100 ° C. in a very simple manner, advantageously no additional energy being expended for the preheating, but the one used as the Exhaust gas from the furnaces is created, which are intended for the further heating process.
  • the preheating device consists of a housing, which is a magazine-like design in which a plurality of objects, preferably sequentially introduced or can be removed again after the preheating process.
  • a plurality of objects preferably sequentially introduced or can be removed again after the preheating process.
  • such objects are received, which are rod-like and which are storable parallel to its longitudinal extent.
  • the preheating device respectively has closure elements which are designed as inlet and outlet opening elements.
  • closure elements which are designed as inlet and outlet opening elements.
  • Another development which is advantageously designed, provides that the transport of objects within the preheating device, which are, for example, sequentially one behind the other, is regulated by gravity. This is achieved in that the housing of the preheating device is mounted such that it is formed sloping from the inlet to the outlet opening element. This means that when an object is removed from the outlet opening element, the individual objects roll one position further so that a new object can be introduced into the inlet opening.
  • the inlet opening has elements which make it possible to place the article on the closure element, wherein upon closure of the closure element, the article passes into the interior of the housing.
  • the preheating device itself has at least one supply air duct, which is coupled to the exhaust gas outlet of the furnace, for example a chimney of a system.
  • This makes it possible to introduce the exhaust heat, which has a corresponding temperature, in the housing.
  • the exhaust gas temperature is used to bring already the object in a preheating phase to an acceptable temperature, so that the further energy to be invested is lower.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a system for processing objects, in particular aluminum strands, - rods, - or bolts.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the preheating system in the embodiment of a preheating magazine according to FIG. 1;
  • FIG. 2 is an enlarged view of the preheating system in the embodiment of a preheating magazine according to FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic representation of a second embodiment of a system for processing objects, in particular aluminum strands, rods, or bolts;
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a system for processing objects, in particular aluminum strands, bars, or bolts;
  • FIG. 5 is a schematic enlarged view of the preheating device according to FIG. 4 in a perspective view
  • Fig. 6 is a schematically enlarged view of the preheating device according to Figure 4 partially in section.
  • FIG. 7 is a side view of the preheating device according to FIG. 6 Description of the embodiments
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the preheating device 1 according to the invention, which is arranged directly in front of a furnace which is required for the heating of the articles.
  • the articles to be heated such as aluminum rods S shown in FIG. 1, are stored in transport and storage devices 4 and are supplied to the preheating device 1 according to the invention via a feed device, for example a gripper unit 6 in the form of a manipulator.
  • the exhaust heat emitted by the furnace 2 enters a supply air duct 3 shown schematically in the drawings and introduces the exhaust gas heat into the interior of the housing of the preheater 1. Due to the physical conditions that heat rises, the heat enters the upper region of the preheater 1 and thus flows through all stored in the preheater 1 aluminum rods S.
  • the preheating device 1 consists essentially of a housing 5, which is thermally insulated, so that the supplied heat, which passes through the supply air duct 3 into the interior of the housing, can be used as completely as possible within the preheating device 1.
  • the preheating device 1 is designed such that within it at least one object, which is mounted transversely to its longitudinal axis, is flown by a nozzle 12. Other objects are directly next to each other or one above the other and are also acted upon by the heat.
  • the gripping unit 6 now takes from the transport and storage device 4, an aluminum rod S and leads them to the preheater 1, as shown in Figure 2, to.
  • the preheating device 1 comprises in the region of the housing 5 a corresponding closure element, in this case an inlet opening element 7 which in this exemplary embodiment is constructed like a slide (alternatively pivotable) and only opens when an aluminum bar S is fed with the gripper unit 6.
  • the object rolls into the housing 5. Subsequently, the inlet opening member 7 is closed and the supply of the corresponding hot air through the supply air duct 3 takes place directly in the region of the nozzle 1 2 in the housing 5, so that the heat has the possibility within this housing 5 transversely to the aluminum tangles S at the top and To flow bottom and so to heat all aluminum rods S evenly.
  • At least one push cylinder is provided.
  • the outlet opening element 9 opens and the preheated aluminum bar S is transferred to the feed device 11.
  • a holding element 10 which, like a latching element, holds the corresponding aluminum bars S within the housing 5.
  • the feed to the oven is also encapsulated.
  • a capsule element is provided, which completely heat-insulated the way over the Zuzhourollengang 1 1. As a result, a cooling of the already preheated aluminum rod S is avoided.
  • the preheating device 1 consists of a housing 5 in which several objects are arranged sequentially parallel to the respective longitudinal extent of the objects.
  • the housing of the preheating device 1 of the housing 5 has, in addition to the space for receiving the objects S, closure elements in the form of an inlet opening element 7 and an outlet opening element 9.
  • the inlet opening element 7 and thus the inlet opening is arranged higher than the outlet opening element 9 or the outlet opening, so that a slope arises in which the objects S move independently in the direction of arrow P in the direction of the outlet opening P.
  • a gripper unit 6 transports the object S from a magazine 4 into the region of the inlet opening element 7 of the preheating device 1.
  • the inlet opening element 7 is designed in such a way that it is unfolded like a cover for receiving and comprises a receiving element 13.
  • the receiving element 1 3 is formed in cross-section L-shaped and has in addition to a receiving leg 13 a another holding leg 1 3 b, which prevents that when placing the article S on the unfolded outlet opening 7 of the object S inadvertently leaves them.
  • the inlet opening element 7 folds in the direction of the arrow P 2 and thereby closes the housing 5 of the preheating device 1.
  • the object S now lies inside the housing 5 of the preheating device 1.
  • the outlet opening element 9 is opened in the direction of the arrow P 3.
  • a carrier element 14 is provided within the Auslassö Stammselement 9, which consists of a Mit Cyprushaken 14a and a driving support member 14b.
  • the entrainment element 14 is preferably arranged over the entire longitudinal extension of the outlet opening on the inside of the cover designed like a cover. Alternatively, it may also be formed only in places.
  • the object S lying closest to the outlet opening element 9 is carried along by the driving hook 14a and the object S settles on the thigh-like formation of the entrainment support element 14b. From there, this object can be transferred to the feeder 11 by means of the gripping unit 6.
  • a holding element 10 is provided, which is preferably pneumatically, hydraulically or electrically operable. This prevents the respective objects from rolling further in the direction of the outlet opening. Only when the element closest to the outlet opening element 9 has been removed does the holding element 10 open and allow another article S to pass.
  • FIGS. 4 to 7 show a third exemplary embodiment of the preheating device according to the invention.
  • the preheating device 1 is integrated according to FIG. 4 in a plant A, wherein the plant A consists essentially of the storage device 4 for the objects and a furnace 2 and a gripper unit 6.
  • a feeder 11 is provided which feeds the heated articles S to the furnace.
  • the preheating device 1 consists of a housing 5 in which several objects are arranged sequentially parallel to the respective longitudinal extent of the objects.
  • the housing 5 of the preheating device 1 has, in addition to the space for receiving the objects S, closure elements in the form of an inlet opening element 7 and an outlet opening element 9.
  • the inlet opening of the inlet opening element 7 is arranged higher than the outlet opening of the outlet opening element 9, so that a slope arises in which the objects S move independently in the direction of the arrow P in the direction of the outlet opening P.
  • a gripper unit 6 transports the object S from a magazine 4 into the area of the outlet opening 7 of the preheating device 1.
  • the inlet opening 7 is configured in such a way that it is unfolded like a lid for receiving and comprises a receiving element 13.
  • the receiving element 1 3 is formed in cross-section L-shaped and has in addition to a receiving leg 13 a another holding leg 13 b, which prevents that when placing the article S on the unfolded inlet opening 7 of the article S inadvertently leaves them.
  • the inlet opening 7 folds in the direction of arrow P 2 and thus closes the housing 5 of the preheating device 1.
  • the object S now lies inside the housing 5 of the preheating device 1.
  • the outlet opening element 9 is opened in the direction of the arrow P 3.
  • a carrier element 14 is provided within the Auslassö Stammselement 9, which consists of a driving hook 14a and from a Mitttleauf position element 14b.
  • the entrainment element 14 is preferably arranged over the entire longitudinal extent of the outlet opening element 9 on the inside of the cover designed like a cover. Alternatively, it may also be formed only in places.
  • the object S lying closest to the outlet opening element 9 is entrained by the driving hook 14a and the object S settles on the thigh-like formation of the entrainment support element 14b. From there, this object can be transferred to the feeder 11 by means of the gripping unit 6.
  • a holding element 10 is provided, which is preferably pneumatically, hydraulically or electrically operable. This prevents the respective objects from rolling further in the direction of the outlet opening element 9. Only if that the the the holding element 10 is preferably pneumatically, hydraulically or electrically operable.
  • Outlet opening element 9 nearest element has been removed, the holding element opens and can pass another object.
  • All embodiments have the common feature that the preheating of the objects S is operated by the exhaust heat generated by the furnace for the actual heating process.
  • the preheating device 1 in the immediate vicinity of the furnace 2.
  • the exhaust gases have very short paths and can be introduced into the supply air duct 3 of the preheater 1 without great losses.
  • the preheating device 1 presented herein consists of a housing 5, which is suitable for receiving a plurality of objects.
  • the objects shown here are rod-like and arranged parallel to their longitudinal extent next to each other.
  • the invention results in a significant advantage, which is preceded in a very simple manner another preheating the actual heating process of the materials to be heated, for heating itself predominantly - preferably exclusively - the exhaust gases of the furnace responsible for the heating of the material is to be used.
  • Preheating device for objects in particular aluminum strands, bars, or bolts and a system with such a preheating device

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Bearbeiten von Gegenständen insbesondere Aluminiumsträngen, - Stangen, - oder bolzen, bestehend aus einer Vorwärmeanlage zum Anwärmen der Gegenstände, einem der Vorwärmevorrichtung nachgeordneten Ofen zum Erhitzen der Gegenstände sowie eine dem Ofen nachgeordnete Verarbeitungseinheit und mindestens einer Einheit für den Transport zur Vorwärmeanlage, Vorwärmevorrichtung bzw. zum Ofen, wobei die Anlage A eine Vorwärmevorrichtung ( 1 ) in der Ausbildung eine Magazins umfasst, mit der Eigenschaft, mehrere Gegenstände (S) zu bevorraten und mindestens einen Gegenstand (S) zu entnehmen bzw. hinzuzufügen, wobei die Vorwärmevorrichtung ( 1 ) von den Abgasen des Ofens (2) betrieben bzw. erwärmt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorwärmevorrichtung.

Description

Vorwärmevorrichtung für Gegenstände, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen sowie eine Anlage mit einer solchen Vorwärmevorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorwärmevorrichtung für Gegenstände, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen, bestehend aus einem Gehäuse zur Aufnahme der Gegenstände sowie eine Wärmeeinrichtung zum Erwärmen der Gegenstände.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anlage zum Bearbeiten von Gegenständen, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen, bestehend aus einer Vorwärmeanlage zum Anwärmen der Gegenstände, einem der Vorwärmevorrichtung nachgeordneten Ofen zum Erhitzen der Gegenstände sowie einer dem Ofen nachgeordneten Verarbeitungseinheit sowie mindestens eine Einheit für den Transport des Gegenstandes zur Vorwärmeanlage zum Ofen bzw. zur Verarbeitungseinheit
Stand der Technik
Zum Strangpressen von Aluminiumprofilen ist es notwendig, die Profile, die als Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen ausgebildet sind, auf eine definierte Prozesstemperatur zu erhitzen. Um ein Vorbearbeiten zu ermöglichen, ist in der Regel vorgesehen, die Gegenstände entsprechend zu erwärmen. Zur Erwärmung der Gegenstände werden unter anderem gasbeheizte Öfen eingesetzt. Diese dienen dazu, den Gegenstand auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen, sodass dieser eine geeignete Duktilität aufweist, um entweder weiter erhitzt zu werden oder bereits einem Bearbeitungsprozess, beispielsweise einem Prozess in Bezug auf Sägen oder Scheren, zugeführt werden zu können.
Insbesondere bei Materialien, die aus Aluminium bestehen ist vorgesehen, diese auf eine Temperatur bis zu 500 C° zu erhitzen. Dies geschieht in der Regel in zwei Stufen, wobei die Gegenstände zunächst auf eine Temperatur bis zu 200 C° erwärmt werden. Anschliessend erfolgt die Erhitzung in vorzugsweise gasbetriebenen Öfen eine Temperatur bis zum maximal 530 C°, bevor der entsprechende weitere Bearbeitungsprozess, beispielsweise Pressen, sich unmittelbar an den zuletzt durchgeführten Erhitzungsvorgang anschliesst.
In den gasbeheizten Öfen entstehen Verbrennungsgase, die eine bestimmte Restwärme beinhalten. Diese wird über ein Abgasrohr, beispielsweise über ein Schornstein abgeführt, wobei die Abgastemperatur eine Temperaturen zwischen 200 C° und 500 C° aufweist.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die ein Erwärmen der Gegenstände ermöglichen und diese werden einer Vorwärmevorrichtung, beispielsweise über ein Fliessband, zugeführt und durchlaufen eine Erwärmungszone. Dabei kann die Verweildauer unterschiedlich sein, sodass je nach Prozessgeschwindigkeit die entsprechenden Vorwärmetemperaturen erreicht werden.
Eine der wesentlichen Nachteile der vorbekannten Vorwärmevorrichtung ist es, dass diese ausschliesslich kontinuierlich bedienbar ist. Dies bedeutet, dass die Gegenstände über eine Zuführeinrichtung insbesondere in der Ausbildung eines Förderbands in Richtung eines Ofens transportiert werden und während des kontinuierlichen Transports erwärmt werden. Dabei können je nach Abmassen der Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen nur wenige auf einmal erwärmt werden. Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorwärmevorrichtung vorzuschlagen, die mindestens einen der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, eine Vorwärmevorrichtung als Vorwärmemagazin auszubilden, das entweder unmittelbar dem Erhitzungsvorgang oder einem weiteren Vorwärmprozess vorgeschaltet ist, um die in einem Magazin bzw. Lager befindlichen Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen von ihrer Ausgangstemperatur von ca. 4 C° bis 20 C° (entspricht der
Umgebungstemperatur) auf eine maximale mögliche Vorwärmtemperatur bis zu ca. 100 C° zu erwärmen.
Vorteile der Erfindung
Eine der wesentlichen Vorteile der Erfindung ist es, eine Vielzahl von Gegenständen auf eine passable Vorwärmtemperatur von bis zu 100 C ° auf sehr einfache Art und Weise vorzuerwärmen, wobei vorteilhafterweise für die Vorerwärmung keine zusätzlich Energie aufgewendet wird, sondern es wird diejenige eingesetzt, die als Abgas der Öfen entsteht, die für den weiteren Erhitzungsprozess vorgesehen sind.
Vorzugsweise besteht die Vorwärmvorrichtung aus einem Gehäuse, das eine magazinartige Ausbildung darstellt, in dem mehrere Gegenstände, vorzugsweise sequentiell eingeführt bzw. nach dem Vorwärmeprozess wieder herausgenommen werden können. Vorzugsweise werden solche Gegenstände aufgenommen, die stangenartig ausgebildet sind und die parallel zu ihrer Längserstreckung lagerbar sind.
Hierzu weist die Vorwärmvorrichtung jeweils Verschlusselemente auf, die als Ein- und Auslassöffnungselemente ausgebildet sind. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Verschlusselemente sieht vor, dass die Ein- und Auslassöffnungelemente gleichzeitig Elemente beinhalten, die es ermöglichen, den Gegenstand aus der Magazinführung herauszunehmen und die Möglichkeit somit schaffen, mit einer weiteren Zuführeinrichtung, beispielsweise einen Manipulator, den Gegenstand an eine weitere Vorrichtung zu übergeben.
Eine andere Weiterbildung, die vorteilhaft ausgestaltet ist, sieht vor, dass der Transport der Gegenstände innerhalb der Vorwärmevorrichtung, die beispielsweise sequentiell hintereinander liegen, über die Schwerkraft geregelt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse der Vorwärmevorrichtung derart gelagert ist, dass dieses abfallend von dem Einlass- zu dem Auslassöffnungselement hin ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass wenn aus dem Auslassöffnungselement ein Gegenstand entnommen wird, so rollen die einzelnen Gegenstände um eine Position weiter, sodass ein neuer Gegenstand in die Einlassöffnung eingebracht werden kann.
Auch die Einlassöffnung weist Elemente auf, die es ermöglichen, den Gegenstand auf das Verschlusselement aufzulegen, wobei beim Verschliessen des Verschlusselementes der Gegenstand in das innere des Gehäuses gelangt.
Die Vorwärmevorrichtung selbst weist mindestens einen Zuluftkanal auf, der mit dem Abgasaustritt des Ofens, beispielsweise einem Kamin einer Anlage gekoppelt ist. Dadurch ist es möglich, die Abgaswärme, die eine entsprechende Temperatur aufweist, in das Gehäuse einzuleiten. So wird auf sehr einfache Art und Weise, die sehr effizient ist, die Abgastemperatur genutzt, um bereits den Gegenstand in eine Vorwärmephase auf eine akzeptabel Temperatur zu bringen, sodass die weitere zu investierende Energie geringer ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor. Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles einer Anlage zum Bearbeiten von Gegenständen, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen;
Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung der Vorwärmanlage in der Ausbildung eines Vorwärmmagazins gemäss Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Anlage zum Bearbeiten von Gegenständen, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles einer Anlage zum Bearbeiten von Gegenständen, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen;
Fig. 5 eine schematisch vergrösserte Darstellung der Vorwärmvorrichtung gemäss Fig. 4 in perspektivischer Ansicht;
Fig. 6 eine schematisch vergrösserte Darstellung der Vorwärmvorrichtung gemäss Fig. 4 teilweise im Schnitt;
Fig. 7 eine Seitenansicht auf die Vorwärmvorrichtung gemäss Fig. 6 Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 bis 7 sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele beschrieben, die nachstehend erläutert werden:
Erstes Ausführungsbeispiel
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorwärmvorrichtung 1 , die unmittelbar vor einem Ofen, der für die Erhitzung der Gegenstände benötigt wird, angeordnet ist. Die zu erhitzenden Gegenstände, wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt als Aluminiumstangen S, sind in Transport- und Aufbewahrungseinrichtungen 4 bevorratet und werden über eine Zuführeinrichtung, zum Beispiel eine Greifereinheit 6 in der Ausbildung eines Manipulators, der erfindungsgemässen Vorwärmevorrichtung 1 zugeführt. Die von dem Ofen 2 abgegebene Abgaswärme gelangt in einen der Zeichnungen schematisch dargestellten Zuluftkanal 3 und führt die Abgaswärme in das innere des Gehäuses der Vorwärmvorrichtung 1 ein. Aufgrund der physikalischen Gegebenheiten, dass Wärme aufsteigt, gelangt die Wärme in den oberen Bereich der Vorwärmevorrichtung 1 und durchströmt so alle in der Vorwärmevorrichtung 1 bevorrateten Aluminiumstangen S.
Die Vorwärmevorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 5, das wärmegedämmt ist, damit die zugeführte Wärme, die über den Zuluftkanal 3 in das innere des Gehäuses gelangt, innerhalb der Vorwärmevorrichtung 1 möglichst vollständig genutzt werden kann. Die Vorwärmevorrichtung 1 ist so ausgestaltet, dass innerhalb dieser sich mindestens ein Gegenstand, der quer zu seiner Längsachse gelagert ist, von einer Düse 12 angeströmt wird. Weitere Gegenstände liegen direkt nebeneinander oder übereinander und werden ebenfalls von der Wärme beaufschlagt.
Die Greifeinheit 6 nimmt nun aus der Transport- und Aufbewahrungseinrichtung 4 eine Aluminiumstange S und führt diese der Vorwärmeinrichtung 1 , wie in Figur 2 gezeigt ist, zu. Die Vorwärmevorrichtung 1 umfasst im Bereich des Gehäuses 5 ein entsprechendes Verschlusselement, hier ein Einlassöffnungselement 7, das bei diesem Ausführungsbeispiel schieberartig (alternativ schwenkbar) ausgebildet ist und sich nur dann öffnet, wenn mit der Greifereinheit 6 eine Aluminiumstange S zugeführt wird.
Aufgrund der schrägen Anordnung rollt der Gegenstand in das Gehäuse 5 ein. Anschliessend wird das Einlassöffnungselement 7 verschlossen und die Zuführung der entsprechenden Warmluft über den Zuluftkanal 3 erfolgt unmittelbar im Bereich der Düse 1 2 in das Gehäuse 5, sodass die Wärme die Möglichkeit hat, innerhalb dieses Gehäuses 5 quer zu den Aluminiumtangen S an der Ober- und Unterseite zu strömen und so alle Aluminiumstangen S gleichmässig zu erwärmen.
Um eine eingeführte Aluminiumstange S sicher weiter in Pfeilrichtung P zu transportieren, ist vorzugsweise mindestens ein Schubzylinder vorgesehen.
Wird eine sich in der Vorwärmevorrichtung 1 befindliche Aluminiumstange S angefordert, so öffnet sich das Auslassöffnungselement 9 und die vorgewärmte Aluminiumstange S wird an den Zuführeinrichtung 1 1 übergeben.
Um zu verhindern, dass die einzelnen Aluminiumstangen S während der geöffneten Stellung sich bewegen, ist ein Halteelement 10 vorgesehen, das wie ein Rastelement die entsprechenden Aluminiumstangen S innerhalb des Gehäuses 5 hält.
Vorzugsweise ist die Zuführung zum Ofen hin ebenfalls gekapselt. Hier ist ein Kapselelement vorgesehen, das den Weg über den Zuführrollengang 1 1 vollständig wärmeisoliert. Dadurch wird eine Abkühlung der bereits vorgewärmten Aluminiumstange S vermieden. Zweites Ausführungsbeispiel
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eine Vorwärmevorrichtung 1 . Diese ist zu einer weiteren Zuführeinrichtung nebengeordnet. Die Vorwärmevorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 5, indem sequentiell parallel zur jeweiligen Längserstreckung der Gegenstände mehrere Gegenstände angeordnet sind. Das Gehäuse der Vorwärmevorrichtung 1 des Gehäuse 5 weist neben dem Raum zur Aufnahme der Gegenstände S Verschlusselemente in der Ausbildung einem Einlassöffnungselement 7 sowie einem Auslassöffnungselement 9 auf. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Einlassöffnungselement 7 und damit die Einlassöffnung höher angeordnet als das Auslassöffnungselement 9 bzw. die Auslassöffnung, sodass eine Schräge entsteht, in der die Gegenstände S sich selbständig in Pfeilrichtung P in Richtung der Auslassöffnung P bewegen.
Eine Greifereinheit 6 transportiert den Gegenstand S von einem Magazin 4 in den Bereich des Einlassöffnungselement 7 der Vorwärmevorrichtung 1 . Das Einlassöffnungselement 7 ist derart ausgestaltet, dass diese deckelartig zur Aufnahme ausgeklappt ist und ein Aufnahmeelement 13 umfasst. Das Aufnahmeelement 1 3 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet und weist neben einem Aufnahmeschenkel 13 a einen weiteren Halteschenkel 1 3 b auf, der verhindert, dass beim Auflegen des Gegenstandes S auf die ausgeklappte Auslassöffnung 7 des Gegenstandes S ungewollt diese verlässt. Während des Schliessvorganges, der vorzugsweise hydraulisch betätigt wird, klappt das Einlassöffnungselement 7 in Pfeilrichtung P 2 und verschliesst damit das Gehäuse 5 der Vorwärmevorrichtung 1 . Der Gegenstand S liegt nun innerhalb des Gehäuses 5 der Vorwärmevorrichtung 1 . Zur Entnahme eines Gegenstandes S, der bereits innerhalb des Gehäuses 5 der Vorwärmevorrichtung 1 vorgewärmt worden ist, wird das Auslassöffnungselement 9 in Pfeilrichtung P 3 aufgeklappt. Dabei ist innerhalb dem Auslassöffnungselement 9 ein Mitnahmeelement 14 vorgesehen, das aus einem Mitnahmehaken 14a und aus einem Mitnahmeauflageelement 14b besteht. Das Mitnahmeelement 14 ist vorzugsweise über die gesamte Längserstreckung der Auslassöffnung auf der deckartig ausgebildeten Innenseite angeordnet. Alternativ kann es auch nur stellenweise ausgebildet sein. Vorzugsweise durch die Schwenkbewegungen in Pfeilrichtung P3 wird der am nächsten zum Auslassöffnungselement 9 liegende Gegenstand S durch den Mitnahmehaken 14a mitgenommen und der Gegenstand S legt sich auf die schenkelartige Ausbildung des Mitnahmeauflageelements 14b an. Von dort aus kann mittels der Greifeinheit 6 dieser Gegenstand auf die Zuführeinrichtung 1 1 übergeben werden.
Um ein automatisches Vorrollen aufgrund der schrägen Anordnung der Gegenstände innerhalb des Gehäuses 5 der Vorwärmevorrichtung 1 in Richtung des Auslassöffnungselements 9 zu vermeiden, ist ein Halteelement 10 vorgesehen, das vorzugsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch bedienbar ist. Dieses verhindert, dass die jeweiligen Gegenstände weiter in Richtung der Auslassöffnung rollen. Erst wenn das dem dem Auslassöffnungselement 9 nächstliegende Element entfernt worden ist, öffnet sich das Halteelement 10 und lässt einen weiteren Gegenstand S passieren.
Drittes Ausführungsbeispiel
In den Figuren 4 bis 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorwärmevorrichtung gezeigt. Die Vorwärmevorrichtung 1 ist gemäss Fig. 4 in einer Anlage A integriert, wobei die Anlage A im Wesentlichen aus der Aufbewahrungseinrichtung 4 für die Gegenstände sowie einem Ofen 2 und einer Greifereinheit 6 besteht. Eine Zuführeinrichtung 1 1 ist vorgesehen, die die erwärmten Gegenstände S dem Ofen zuführen.
Die Vorwärmevorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 5, indem sequentiell parallel zur jeweiligen Längserstreckung der Gegenstände mehrere Gegenstände angeordnet sind. Das Gehäuse 5 der Vorwärmevorrichtung 1 weist neben dem Raum zur Aufnahme der Gegenstände S Verschlusselemente in der Ausbildung eines Einlassöffnungselements 7 sowie eines Auslassöffnungselements 9 auf. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einlassöffnung des Einlassöffnungselements 7 höher angeordnet als die Auslassöffnung des Auslassöffnungselements 9, sodass eine Schräge entsteht, in der die Gegenstände S sich selbständig in Pfeilrichtung P in Richtung der Auslassöffnung P bewegen. Eine Greifereinheit 6 transportiert den Gegenstand S von einem Magazin 4 in den Bereich der Auslassöffnung 7 der Vorwärmevorrichtung 1 . Die Einlassöffnung 7 ist derart ausgestaltet, dass diese deckelartig zur Aufnahme ausgeklappt ist und ein Aufnahmeelement 13 umfasst. Das Aufnahmeelement 1 3 ist im Querschnitt L- förmig ausgebildet und weist neben einem Aufnahmeschenkel 13 a einen weiteren Halteschenkel 13 b auf, der verhindert, dass beim Auflegen des Gegenstandes S auf die ausgeklappte Einlassöffnung 7 des Gegenstandes S ungewollt diese verlässt.
Während des Schliessvorganges, der vorzugsweise hydraulisch betätigt wird, klappt die Einlassöffnung 7 in Pfeilrichtung P 2 und verschliesst damit das Gehäuse 5 der Vorwärmevorrichtung 1 . Der Gegenstand S liegt nun innerhalb des Gehäuses 5 der Vorwärmevorrichtung 1 . Zur Entnahme eines Gegenstandes S, der bereits innerhalb des Gehäuses 5 der Vorwärmevorrichtung 1 vorgewärmt worden ist, wird das Auslassöffnungselement 9 in Pfeilrichtung P 3 aufgeklappt. Dabei ist innerhalb dem Auslassöffnungselement 9 ein Mitnahmeelement 14 vorgesehen, das aus einem Mitnahmehaken 14a und aus einem Mitnahmeauf lageelement 14b besteht. Das Mitnahmeelement 14 ist vorzugsweise über die gesamte Längserstreckung des Auslassöffnungselement 9 auf der deckartig ausgebildeten Innenseite angeordnet. Alternativ kann es auch nur stellenweise ausgebildet sein.
Vorzugsweise wird durch die Schwenkbewegungen in Pfeilrichtung P3 der am nächsten zu dem Auslassöffnungselement 9 liegende Gegenstand S durch den Mitnahmehaken 14a mitgenommen und der Gegenstand S legt sich auf die schenkelartige Ausbildung des Mitnahmeauflageelements 14b an. Von dort aus kann mittels der Greifeinheit 6 dieser Gegenstand auf die Zuführeinrichtung 1 1 übergeben werden.
Um ein automatisches Vorrollen aufgrund der schrägen Anordnung der Gegenstände innerhalb des Gehäuses 5 der Vorwärmevorrichtung 1 in Richtung des Auslassöffnungselements 9 zu vermeiden, ist ein Halteelement 10 vorgesehen, das vorzugsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch bedienbar ist. Dieses verhindert, dass die jeweiligen Gegenstände weiter in Richtung des Auslassöffnungselements 9 rollen. Erst wenn das dem dem
Auslassöffnungselement 9 nächstliegende Element entfernt worden ist, öffnet sich das Halteelement und lässt einen weiteren Gegenstand passieren.
Gemeinsame Merkmale
Alle Ausführungsbeispiele weisen die Gemeinsamkeit auf, dass die Vorerwärmung der Gegenstände S durch die von dem Ofen für den eigentlichen Erhitzungsprozess erzeugte Abgaswärme betrieben wird.
Insbesondere bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die Vorwärmevorrichtung 1 in unmittelbarer Nähe des Ofens 2 zu platzieren. Dadurch haben die Abgase sehr kurze Wege und können so in den Zuluftkanal 3 der Vorwärmevorrichtung 1 ohne grosse Verluste eingeführt werden.
In den Figuren 5 bis 7 ist die erfindungsgemässe Vorwärmevorrichtung gemäss dem dritten Ausführungsbeispiel detailliert dargestellt. Die hierin vorgestellte Vorwärmevorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 5, das zur Aufnahme von mehreren Gegenständen geeignet ist. Die hier dargestellten Gegenstände sind stangenartig ausgebildet und parallel zu ihrer Längserstreckung nebeneinander angeordnet.
Somit ergibt sich aus der Erfindung ein wesentlicher Vorteil, der auf sehr einfache Art und Weise ein weiterer Vorwärmeprozess dem eigentlichen Erwärmungsprozess der zu erwärmenden Materialien vorgeschaltet ist, wobei zur Erwärmung selbst überwiegend - vorzugsweise ausschliesslich - die Abgase des Ofens der für die Erhitzung des Materials zuständig ist, verwendet werden.
Durch die Anordnung der entsprechenden Vorwärmevorrichtung bzw. die Vorschaltung vor dem eigentlichen Vorwärmeprozess wird auf sehr effiziente Art und Weise Energie eingespart, da die Materialien bzw. die Gegenstände bereits vorgewärmt in den Vorwärmprozess eingeführt werden, sodass hierdurch wesentlich weniger Energie benötigt wird, um die entsprechenden Temperaturen zu erreichen.
B E Z U G S Z E I C H E IM L I S T E
Vorwärmevorrichtung für Gegenstände, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen sowie eine Anlage mit einer solchen Vorwärmevorrichtung
1. Vorwärmvorrichtung
2. Ofen
3. Zuluftkanal
4. Transport- und Aufbewahrungseinrichtungen
5. Gehäuse
6. Greifereinheit
7. Einlassöffnungselement
O
O ■
9. Auslassöffnungselement
10. Halteelement
11. Zuführeinrichtung
12. Düse
13. Aufnahmeschenkel
13 a Auflageschenkel
13 b Halteschenkel
14 Mitnahmeelement
14 a Mitnahmehaken
14 b Mitnahmeauf lageelement
S Aluminiumstangen - Gegenstand
P Pfeilrichtung
P2 Pfeilrichtung
P3 Pfeilrichtung
A Anlage

Claims

A N S P R U C H E
1 . Vorwärmevorrichtung für Gegenstände, insbesondere Aluminiumstränge, - Stangen, - oder bolzen, bestehend aus einem Gehäuse zur Aufnahme der Gegenstände, sowie einer Wärmeinrichtung zum Erwärmen der Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorwärmung der Gegenstände (S)
- das Gehäuse (5) der Vorwärmevorrichtung (1 ) magazinartig ausgestaltet ist, -
- mehrere Gegenstände S gleichzeitig aufnimmt und
- ein Einlass- bzw. Auslassöffnungselement (7, 9) aufweist, die jeweils verschliessbar sind und
- das Gehäuse (5) durch mindestens einen Zufuhrkanal (3) mit Wärme beaufschlagbar ist.
2. Vorwärmevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärme für die Vorwärmevorrichtung (1 ) Abgaswärme des Ofens zur Erhitzung des Gegenstands ist.
3. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass- und Auslassöffnungselement (7, 9) Halteelemente aufweist.
4. Vorwärmevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmevorrichtung (1 ) schräg angeordnet ist, wobei das Einlassöffnungselement (7) gegenüber dem Auslassöffnungselement (9) höher angeordnet ist.
5. Anlage zum Bearbeiten von Gegenständen insbesondere Aluminiumsträngen, - Stangen, - oder bolzen, bestehend aus einer Vorwärmeanlage zum Anwärmen der Gegenstände, einem der Vorwärmevorrichtung nachgeordneten Ofen zum Erhitzen der Gegenstände sowie eine dem Ofen nachgeordnete Verarbeitungseinheit und mindestens eine Einheit für den Transport zur Vorwärmeanlage, Vorwärmevorrichtung bzw. zum Ofen, wobei die Anlage A eine Vorwärmevorrichtung (1 ) in der Ausbildung eine Magazins umfasst, mit der Eigenschaft, mehrere Gegenstände S zu bevorraten und mindestens einen Gegenstand S zu entnehmen bzw. hinzuzufügen, wobei die Vorwärmevorrichtung (1 ) von den Abgasen des Ofens (2) betrieben bzw. erwärmt wird.
EP10712484A 2009-02-23 2010-02-23 Vorwärmevorrichtung für gegenstände, insbesondere aluminiumstränge, - stangen, - oder bolzen sowie eine anlage mit einer solchen vorwärmevorrichtung Withdrawn EP2398603A1 (de)

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