EP3953651A1 - Vorrichtung und verfahren zur thermischen oder thermo-chemischen behandlung von material - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbesondere zur Kalzinierung, von Material (12), insbesondere von Batterie-Kathodenmaterial (14) umfasst ein Gehäuse (16) und einen in dem Gehäuse (16) befindlichen Prozessraum (20), in dem bei der Behandlung eine Prozessraumatmosphäre (54) herrscht und der ein Förderniveau (116) definiert. Mittels eines Fördersystems (28) sind das Material (12) oder mit dem Material (12) beladene Tragstrukturen (44) auf dem Förderniveau (116) in einer Förderrichtung (30) in und/oder durch den Prozessraum (20) förderbar. Eine Eingangsschleuse (26) definiert ein Einlassniveau (118) und umfasst einen Schleusenraum (62), einen Schleuseneinlass (64) und einen Schleusenauslass (66) sowie einen Einlassförderer (106), welcher derart eingerichtet ist, dass das Material (12) oder mit dem Material (12) beladene Tragstrukturen (44) auf dem Einlassniveau (118) durch den Schleuseneinlass (66) in den Schleusenraum (62) förderbar sind. Das Förderniveau (116) und das Einlassniveau sind (118) voneinander verschieden. Es ist außerdem ein Verfahren zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbesondere zur Kalzinierung, von Material (12), insbesondere von Batterie-Kathodenmaterial (14), angegeben, bei welchem das Material (12) oder mit Material (12) beladene Tragstrukturen (44) auf dem Förderniveau (116) und dem Einlassniveau (118) auf unterschiedlichen Höhen gefördert werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur thermischen oder

thermo-chemischen Behandlung von Material

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbesondere zur Kalzinierung, von Material, insbesondere von Batte rie-Kathodenmaterial, mit a) einem Gehäuse; b) einem in dem Gehäuse befindlichen Prozessraum, in dem bei der Behandlung eine Prozessraumatmosphäre herrscht und der ein Förderniveau definiert; c) einem Fördersystem, mittels welchem das Material oder mit dem Material bela dene Tragstrukturen auf dem Förderniveau in einer Förderrichtung in den und/oder durch den Prozessraum förderbar sind; d) einer Eingangsschleuse, die ein Einlassniveau definiert und da) einen Schleusenraum, einen Schleuseneinlass und einen Schleusenauslass umfasst; db) einen Einlassförderer umfasst, welcher derart eingerichtet ist, dass das Ma terial oder mit dem Material beladene Trag Strukturen auf dem Einlassniveau durch den Schleuseneinlass in den Schleusenraum förderbar sind.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur thermischen oder thermo-che- mischen Behandlung, insbesondere zur Kalzinierung, von Material, insbesondere von Batterie-Kathodenmaterial, bei welchem a) das Material oder mit dem Material beladene Tragstrukturen auf einem Förder niveau durch einen Prozessraum einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Materials gefördert werden, in dem eine Prozessgasatmosphäre herrscht; b) das Material oder mit Material beladene Tragstrukturen auf einem Einlassniveau in einen Schleusenraum einer Eingangsschleuse hinein gefördert werden.

In derartigen Vorrichtungen und mit solchen Verfahren erfolgt beispielsweise bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien eine Kalzinierung eines pulverförmi ges Kathodenmaterials in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre. Bei dem pulverför migen Kathodenmaterial handelt es sich zum Beispiel um einen lithiumhaltigen Übergangsmetallpräkursor, der in dem Ofen zu einem Lithium-Übergangsme- talloxid kalziniert wird. Bei diesem Vorgang wird abhängig davon, ob Lithiumhyd- roxid- oder Lithiumcarbonat-Präkursor verwendet werden, aus dem lithiumhaltigen Übergangsmetallpräkursor Wasser oder Kohlendioxid CO2 als Abgas freigesetzt.

Grundsätzlich werden Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art aber auch für die thermische Behandlung von anderen Materialien verwendet, bei denen es sich beispielsweise auch um Werkstücke handeln kann, die entsprechend unter Einfluss eines Prozessgases thermisch oder thermo-chemisch behandelt wer den müssen.

Die Temperaturen in solchen Öfen können bis zu 1200 °C betragen. Im Weiteren wird die Erfindung am Beispiel der thermischen Behandlung von oben erwähntem Kathodenmaterial erläutert. Die Temperatur, bei welcher die Kalzinierung von sol- chen Materialen in der Praxis stattfindet, hängt in an und für sich bekannter Art und Weise von dem zu behandelnden Material und der Art des verwendeten Ofens ab.

Auf Grund der Prozessraumatmosphäre in dem Prozessraum kann dieses Material für die Behandlung nur auf dem Wege über eine Eingangsschleuse zugeführt wer- den, bei der es sich häufig um eine sogenannte Doppeltorschleuse handelt. Das Fördersystem, mit dem Material oder mit Material beladene Tragstrukturen durch den Prozessraum gefördert werden, umfasst häufig Bauteile und Kompo nenten, die in Förderrichtung vor dem Eingang des Prozessraumes angeordnet sind. Aus diesem Grund wird die Einlassschleuse in der Regel bezogen auf die För- derrichtung von der Seite her beschickt. In diesem Fall wird jedoch eine verhältnis mäßig große Anlagenfläche bereits für die Fördertechnik benötigt, mit welcher das Material oder mit Material beladene Trag Strukturen vor den Einlass der Eingangs schleuse positioniert werden. Dies wird weiter unten anhand von Figur 6 nochmals erläutert. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs ge nannten Art bereitzustellen, durch welche Bauraum bei der Installation der Vorrich tung gespart werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch ge löst, dass e) das Förderniveau und das Einlassniveau voneinander verschieden sind.

Das Förderniveau und das Einlassniveau liegen somit auf unterschiedlichen Höhen. Es wurde erkannt, dass es auf diese Weise möglich ist, die Fördertechniken sowohl des Fördersystems für die Förderung durch den Prozessraum als auch für die För derung in den Schleusenraum derart ohne gegenseitige Störung anzuordnen, dass auch die Eingangsschleuse in Förderrichtung beschickt werden kann.

Dabei ist es besonders günstig, wenn das Förderniveau tiefer als das Einlassniveau liegt.

Vorzugsweise umfasst die Eingangsschleuse eine Lifteinrichtung mit einer Förder struktur, mittels welcher das Material oder mit Material beladene Tragstrukturen von dem Einlassniveau auf das Förderniveau bewegbar sind. Dabei umfasst die Förderstruktur bevorzugt wenigstens einen Tragtisch oder we nigstens eine Greifeinheit.

Vorteilhaft ist der Einlassförderer derart eingerichtet ist, dass das Material oder mit Material beladene Tragstrukturen auf dem Einlassniveau auf die Förderstruktur der Lifteinrichtung förderbar ist.

Bei einer ersten Variante können der Schleuseneinlass und der Schleusenauslass derart angeordnet sein, dass beide in der gleichen Richtung von dem Material o- der von mit Material beladenen Tragstrukturen durchquerbar sind.

In diesem Fall sind der Schleuseneinlass und der Schleusenauslass vorzugsweise in der Förderrichtung von dem Material oder von mit Material beladenen Tragstruk turen durchquerbar.

Bei einer zweiten Variante können der Schleuseneinlass und der Schleusenauslass derart angeordnet sein, dass sie in unterschiedlichen Richtungen von dem Material oder von mit Material beladenen Tragstrukturen durchquerbar sind. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn a) zumindest entweder der Schleuseneinlass oder der Schleusenauslass derart an geordnet ist, dass dieser in Förderrichtung von dem Material oder von mit Ma terial beladenen Tragstrukturen durchquerbar ist; und/oder b) zumindest entweder der Schleuseneinlass oder der Schleusenauslass derart an geordnet ist, dass dieser in vertikaler Richtung von dem Material oder von mit Material beladenen Tragstrukturen durchquerbar ist. Das oben erläuterte Konzept kann vorteilhaft umgesetzt werden, wenn das Förder system eine Antriebseinrichtung mit Antriebskomponenten umfasst, die in Förder richtung außerhalb der Vorrichtung vor dem Eingang des Prozessraumes angeord net sind. Bevorzugt ist die Eingangsschleuse derart eingerichtet, dass in dem Schleusenraum ein Atmosphärenaustausch durchführbar ist.

Bei dem Verfahren der eingangs genannten Art wird die oben angegebene Auf gabe dadurch gelöst, dass c) das Material oder mit Material beladene Tragstrukturen auf dem Förderniveau und dem Einlassniveau auf unterschiedlichen Höhen gefördert werden.

Vorzugsweise wird beim Einschleusen von Material oder von mit Material belade nen Trag Strukturen in den Prozessraum in dem Schleusenraum ein Atmosphären austausch durchgeführt.

Vorteilhaft werden während der Durchführung des Atmosphärenaustausches das Material oder mit Material beladene Tragstrukturen in dem Schleusenraum von dem Einlassniveau auf das Förderniveau bewegt.

Vorzugsweise wird hierfür eine Vorrichtung mit einigen oder allen der oben erläu terten Merkmale verwendet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt eines Eingangsbereichs eines Durch

laufofens mit einer Eingangsschleuse gemäß einem ersten Ausführungs beispiel; Figur 2 eine Draufsicht auf den Durchlaufofen von Figur 1;

Figuren 3A bis 3F verschiedene Phasen beim Einschleusen von Material in den

Durchlaufofen gemäß Figur 1;

Figur 4 einen vertikalen Längsschnitt eines Eingangsbereichs eines Durch- laufofens mit einer Eingangsschleuse gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel;

Figuren 5A bis 5F verschiedene Phasen beim Einschleusen von Material in den

Durchlaufofen gemäß Figur 4;

Figur 6 eine der Figur 2 entsprechende Draufsicht auf einen Durchlaufofen nach dem Stand der Technik.

Figur 5 eine Draufsicht auf den Durchlaufofen nach Figur 1 oder 3;

Figur 6 eine Draufsicht auf einen Durchlaufofen nach dem Stand der Technik.

Zunächst wird auf die Figuren 1, 2 und 5 Bezug genommen. In diesen bezeichnet 10 eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Material 12. Nachfolgend wird diese Vorrichtung 10 der Einfachheit halber als Ofen 10 bezeichnet.

Bei dem Material 12 kann es sich beispielsweise um eingangs erläutertes Batterie- Kathodenmaterial 14 handeln, welches bei der Herstellung von Batterien durch eine thermische Behandlung in dem Ofen 10 kalziniert werden muss.

Der Ofen 10 umfasst ein Gehäuse 16, welches einen Innenraum 18 begrenzt, in dem sich ein Prozessraum 20 befindet. Das Gehäuse 16 begrenzt vorliegend den Prozessraum 20. Gegebenenfalls kann der Innenraum 18 des Ofens 10 durch ein gesondertes, das Gehäuse 16 umgebendes Gehäuse definiert sein.

Der Prozessraum 20 erstreckt sich zwischen einem Eingang 22 und einem Ausgang 24 des Gehäuses 16, wobei der Ausgang 24 lediglich in Figur 1 gezeigt ist. Am Ein gang 22 des Prozessraumes 20 ist eine Eingangsschleuse 26 vorhanden. Mit der Eingangsschleuse 26 ist eine Trennung der Atmosphäre im Prozessraum 20 von der Umgebungsatmosphäre sichergestellt. Am Ausgang 24 befindet sich eine Aus- gangsschleuse, welche jedoch nicht eigens gezeigt ist und in an und für sich be kannter Art und Weise ausgebildet sein kann. Gegebenenfalls kann eine Ausgangs schleuse auch grundsätzlich so konzeptioniert sein, wie es im Weiteren für die Ein gangsschleuse 26 erläutert wird.

Das Material 12 wird mit Hilfe eines Fördersystems 28 in einer Förderrichtung 30 durch den Prozessraum 20 hindurch gefördert, die Förderrichtung 30 ist nur in den Figuren 1, 2, 4 und 6 durch einen Pfeil veranschaulicht. Der Ofen 10 ist als Durch laufofen und konkret als Durchstoßofen konzipiert, bei dem das Fördersystem 28 das Material 12 durch den Ofen 10 hindurch fördert. Hierfür umfasst das Förder system 28 mehrere Förderbahnen 32, entlang welchen mehrere Auflageböden 34, sogenannte Trays, geschoben werden, wie es an und für sich bekannt ist. In den Fi guren ist jeweils nur ein Auflageboden 34 mit einem Bezugszeichen versehen. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vier paral lele Förderbahnen 32 vorhanden. Es können aber auch lediglich eine, zwei oder drei oder auch mehr als vier, beispielsweise fünf bis acht Förderbahnen 32 vorge- sehen sein.

Das Fördersystem 28 umfasst eine Antriebseinrichtung 36 mit Antriebskomponen ten, die in Förderrichtung 30 außerhalb des Prozessraumes 20 vor dessen Eingang 22 angeordnet sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Antriebsein richtung 36 als Schubeinrichtung ausgebildet, bei der ein motorisch betriebener Schubstempel 38 durch eine Getriebestange 40 mit einem Antriebsmotor 42 ge koppelt ist und welche zu solchen Antriebskomponenten zählen. Der Schubstem- pel 38 schiebt entsprechend der Anzahl an Förderbahnen 32 nebeneinander ange ordnete Auflageböden 34 durch den Eingang 22 in den Prozessraum 20 hinein. Je der dieser Auflageböden 34 stößt dabei gegen einen in Förderrichtung 28 ersten Auflageboden 34 einer jeweiligen Förderbahn 32 an, der sich bereits im Prozess- raum 20 befindet, wodurch alle im Prozessraum 20 befindlichen Auflageböden 34 um einen Platz weitergeschoben werden und die in Förderrichtung 28 letzten Auf lageböden 34 durch den Ausgang 24 aus dem Prozessraum 20 heraus geschoben werden. In der Regel arbeitet die Antriebseinrichtung 36 hydraulisch und der An- triebsmotor 42 ist ein entsprechender Hydraulikzylinder, wobei die Getriebestange 40 als eine Art Kolbenstange ausgebildet ist.

Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen sind auch andere, an und für sich be kannte Konzepte für Durchlauföfen möglich, wie beispielweise alle Arten von Rol lenöfen, Förderbandöfen, Kettendurchlauföfen, Durchfahröfen und dergleichen. Al ternativ kann der Ofen 10 auch als Batchofen mit nur einem Zugang ausgebildet sein. In diesem Fall bildet die Eingangsschleuse 26 zugleich die Ausgangsschleuse und es werden einzelne Chargen des Materials 12 in den Prozessraum 20 durch diesen Zugang in Förderrichtung 30 hinein gefördert, thermisch behandelt, hier nach wieder in zur Förderrichtung 30 entgegengesetzter Richtung durch den Zu gang aus dem Prozessraum 20 entfernt und auf diese Weise insgesamt durch den Prozessraum 20 gefördert. Hierfür sind entsprechend Fördereinrichtungen vorhan den, so dass die Chargen des Materials 12 in beide Richtungen gefördert werden können.

Das Material 12 kann abhängig von seiner Beschaffenheit als solches mit Hilfe des Fördersystems 28 gefördert werden und dabei zum Beispiel direkt auf den Aufla- geböden 34 abgelegt werden. Dies ist beispielsweise möglich, wenn es sich bei dem Material 12 um strukturelle Werkstücke handelt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mit dem Material 12 beladene Trag strukturen 44 vorgesehen, die im Falle des Batterie-Kathodenmaterials 14 als Brennschalen 46 ausgebildet sind, die in englischer Terminologie als sogenannte Saggar bezeichnet werden. Diese Trag Strukturen 44 können zu einem regalartigen Fördergestell 48 mit mehreren Ebenen aufeinander gesetzt werden, wobei beim vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils vier mit Batterie-Kathodenmaterial 14 beladene Tragstrukturen 44 ein Fördergestell 48 bilden und jeweils ein Auflagebo den 34 ein solches Fördergestell 48 trägt. Auch zwei, drei oder mehr als vier, bei spielsweise fünf, sechs oder mehr Ebenen pro Fördergestell 48 sind denkbar; die Anzahl der möglichen Ebenen hängt weitgehend von der Bauhöhe des Prozessrau mes 20 und der Tragstrukturen 44 ab. Bei einer Abwandlung ist das Fördergestell 48 ein separates Bauteil, beispielsweise aus Metall oder Keramik, welches die Trag strukturen 44 in mehreren Ebenen aufnimmt.

Die Tragstrukturen 44 und folglich auch die Brennschalen 46 sind derart eingerich- tet, dass bei aufeinander gestapelten Trag Strukturen 48 Strömungsdurchgänge 50 im Fördergestell 48 verbleiben, so dass ein jeweiliger Innenraum der Tragstruktu ren 44 bzw. der Brennschalen 46, in dem das Material 12 untergebracht ist, mit der Umgebung innerhalb des Prozessraumes 20 strömungstechnisch verbunden bleibt. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind in Umfangsrichtung des Förderge- stells 48 auf jeder von vier vorhandenen Seiten jeweils ein Strömungsdurchgang 50 vorhanden ist, so dass Strömungen in oder gegen die Förderrichtung und Strö mungen quer dazu in die Tragstrukturen 44 bzw. die Brennschalen 46 gelangen. In Figur 1 sind die Komponenten 44 bis 50 lediglich am in Figur 1 ganz rechts gezeig ten Fördergestell mit Bezugszeichen versehen. Der Ofen 10 umfasst ein nur in Figur 1 angedeutetes Heizsystem 52, mit dem eine in dem Prozessraum 20 herrschende Prozessraumatmosphäre 54 aufheizbar ist.

Das Heizsystem 52 umfasst hierfür beispielsweise in an und für sich bekannter Art und Weise mehrere elektrische Heizelemente, die im Prozessraum 20 angeordnet sind, die jedoch nicht eigens gezeigt sind. Auch weitere notwendige und bekannte Komponenten sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.

Bei der thermischen Behandlung von Materialien 12 kann ein Abgas entstehen, das aus dem Prozessraum 20 abgezogen werden muss. Bei der Kalzinierung von Batte rie-Kathodenmaterial 14 entsteht als Abgas beispielsweise das oben erwähnte Wasser oder Kohlendioxid CO2. Zudem können lithiumhaltige Phasen freigesetzt werden.

Um Abgas aus dem Prozessraum 20 entfernen zu können, ist ein ebenfalls nur an- gedeutetes Absaugsystem 56 vorhanden, welches nicht eigens gezeigte Absau göffnungen im Gehäuse 16, beispielsweise in dessen Boden, umfasst, über die das Abgas aus dem Prozessraum 20 abgesaugt werden kann. Auch hier sind außerdem notwendige und an und für sich bekannte Komponenten wie Gebläse, Leitungen, Filter und dergleichen sind der Übersichtlichkeit halber nicht eigens gezeigt In dem Ofen 10 können Materialien 12 thermisch behandelt werden, bei deren thermischer Behandlung ein Prozessgas erforderlich ist. Bei dem angesprochenen Batterie-Kathodenmaterial 14 wird für eine wirkungsvolle Kalzinierung beispiels weise Sauerstoff O2 benötigt, welcher in Form von konditionierter Luft in den Pro zessraum 20 eingeblasen wird. In diesem Fall bildet folglich Luft ein solches Pro- zessgas. Der darin enthaltende Sauerstoff O2 wird bei der Bildung des Metalloxids umgesetzt und es entsteht Wasser oder Kohlendioxid CO2. Bei anderen Prozessen können andere Prozessgase erforderlich sein. Bei manchen Prozessen wird mit Sauerstoff angereicherte Luft oder auch reiner Sauerstoff benötigt, der Sauerstoff anteil solcher Prozessgase kann 21 % bis 100% betragen. Auch kann ein Inertgas als für eine reibungslose thermische Behandlung notwendiges Prozessgas verstanden werden. Daher umfasst der Ofen 10 ein wieder nur angedeutetes Prozessgassystem 58 mit tels welchem dem Prozessraum 20 ein Prozessgas zugeführt werden kann, welches für die thermische Behandlung des Materials 12 erforderlich ist. Das Prozessgas system 58 ist so eingerichtet, dass das Prozessgas das Material 12 durch die Strö- mungsdurchgänge 50 der Tragstrukturen 44 hindurch erreicht.

Zu Aufrechterhaltung der sauerstoffhaltigen Atmosphäre wird dem Prozessraum 20 somit frisches Prozessgas mit Hilfe des Prozessgassystems 58 zugeführt und das entstehende Wasser oder Kohlendioxid CO2 aus dem Brennraum durch kontinuier liches oder intermittierendes Absaugen der Prozessraumatmosphäre 54 mit Hilfe das Absaugsystems 56 entfernt.

Das Material 12 oder mit Material 12 beladene Tragstrukturen 44 werden auf dem Weg durch die Eingangsschleuse 26 in den Prozessraum 20 hinein gefördert. Die Eingangsschleuse 26 ist als Doppeltorschleuse 60 ausgebildet und umfasst einen Schleusenraum 62 mit einem Schleuseneinlass 64 und einem Schleusenauslass 66. Funktionsgemäß fällt der Schleusenauslass 66 räumlich mit dem Eingang 22 des Prozessraumes 20 zusammen. Wenn nachfolgend also davon gesprochen wird, dass der Schleusenauslass 66 verschlossen oder freigegeben wird, wird zugleich auch der Eingang 22 des Prozessraumes 20 verschlossen oder freigegeben. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Schleusenraum 62 in Förder- richtung 30 zwischen dem Schleuseneinlass 64 und dem Schleusenauslass 66, die sich in Förderrichtung 30 gegenüberliegen.

Der Schleuseneinlass 64 und der Schleusenauslass 66 sind derart angeordnet, dass beide in der gleichen Richtung von dem Material 12 oder von mit Material 12 bela denen Tragstrukturen 44 durchquert werden können. Beim vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel durchqueren das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 sowohl den Schleuseneinlass 64 als auch den Schleusenauslass 66 in Förderrichtung 30.

Wie in Figur 1 zu erkennen ist, ist der Schubstempel 38 der Antriebseinrichtung 36 in dem Schleusenraum 62 angeordnet. Von dort erstreckt sich die Getriebestange 40 der Antriebseinrichtung 36 durch eine mit 68 bezeichnete Wand der Eingangs schleuse 26 aus dem Schleusenraum 62 nach außen zu dem Antriebsmotor 42, der in der Außenumgebung des Ofens 10 angeordnet ist. Allgemein ausgedrückt, um fasst die Antriebseinrichtung 36 nicht nur Antriebskomponenten außerhalb des Prozessraumes 20, sondern auch Antriebskomponenten, die außerhalb des Ofens 10 angeordnet sind; zu solchen Antriebskomponenten zählen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel außen liegende Abschnitte der Getriebestange 40, die auf Grund von deren Bewegung variabel sind, sowie der Antriebsmotor 42.

Am Schleuseneinlass 64 ist eine Schleuseneinlass-Toreinrichtung 70 mit einem Schleuseneinlasstor 72 vorhanden, durch welche der Schleuseneinlass 64 wahl- weise gasdicht verschlossen oder freigegeben werden kann. Somit kann der

Schleusenraum 62 gasdicht von der Außenumgebung des Ofens 10 getrennt oder mit dieser verbunden werden.

Am Schleusenauslass 66 ist in entsprechender Weise eine Schleusenauslass-Torein richtung 74 mit einem Schleusenauslasstor 76 vorhanden, durch welches der Schleusenauslass 66 wahlweise gasdicht verschlossen oder freigegeben werden kann. Somit kann der Schleusenraum 62 gasdicht von dem Prozessraum 20 ge trennt oder mit diesem verbunden werden.

Sowohl als Schleuseneinlasstor 72 als auch als Schleusenauslasstor 76 können Roll tore, Hubtore oder Schiebetore verwendet werden. Auch können die Tore mehrtei- lig sein. Beispielhaft sind hier einteilige Rolltore veranschaulicht. Die Eingangsschleuse 26 ist derart eingerichtet, dass in dem Schleusenraum 62 ein Atmosphärenaustausch durchgeführt werden kann.

Die Eingangsschleuse 26 umfasst ein Umwälzsystem 78, welches einerseits den Schleusenraum 62 durch eine Atmosphärenleitung 80 mit dem Prozessraum 20 und andererseits den Schleusenraum 62 durch eine Luftleitung 82 mit der Au ßenumgebung des Ofens 10 verbindet. In der Atmosphärenleitung 80 sind ein Ventil 84 und ein Gebläse 86 angeordnet, welches wahlweise in Richtung auf den Schleusenraum 62 oder in Richtung auf den Prozessraum 20 fördern kann. Die Luftleitung 82 umfasst ein Ventil 88 und ein Gebläse 90, welches wahlweise in Richtung auf den Schleusenraum 62 oder in Richtung auf die Außenumgebung des Ofens 10 fördern kann. Eine Steuerung 92 steuert die Ventile 84, 88 und die Ge bläse 86, 90 an.

Gegebenenfalls kann die Prozessraumatmosphäre 54 aufgrund der im Prozess raum 20 ablaufenden Prozesse mit Stoffen belastet sein, welche die Handhabung der Prozessraumatmosphäre 54 erschweren. In diesem Fall ist vorzuziehen, dass keine Prozessraumatmosphäre 54 aus dem Prozessraum 20 abgezogen wird, um den Schleusenraum 62 zu fluten. Vielmehr kann der Schleusenraum 62 daher bei einer Abwandlung auch mit einer der unbelasteten Prozessgasatmosphäre ent sprechenden frischen Hilfsatmosphäre geflutet werden, die nicht aus dem Prozess- raum 20 entnommen wird, sondern aus einer gesonderten Quelle 94 stammt, die in Figur 1 durch eine gestrichelt veranschaulichte Leitung mit dem Ventil 84 der Atmosphärenleitung 80 verbunden ist, welches in diesem Fall als Drei-Wege-Ventil ausgebildet ist.

In Förderrichtung 30 betrachtet vor dem Schleuseneinlass 64 befindet sich ein An- nahmebereich 96, in welchen das Material 12 bzw. die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 entsprechend der vorhandenen Förderbahnen 32 in Richtung quer zur Förderrichtung 30 nebeneinander positioniert werden, bevor sie in den Ofen 10 hinein gefördert werden. Hierfür umfasst der Ofen 10 ein nur ein Figur 2 zu erkennendes entsprechendes Zuführsystem 98 mit einem Zuführförderer 100. Für die hier verwendeten Tragstrukturen 44 ist zwischen dem Zuführförderer 100 und dem Annahmebereich 96 ein Stapelbereich 102 vorgesehen, in dem die

Brennschalen 42 aufeinander gestapelt und auf einen Auflageboden 34 aufgesetzt werden. Der Zuführförderer 100 verläuft parallel zu den Förderstrecken 32 außer halb des Ofens 10. Beispielsweise kann der Zuführförderer 100 als Rollenbahnför derer ausgebildet sein. Der Stapelbereich 102 befindet sich in Richtung quer zur Förderrichtung 30 seitlich neben dem Annahmebereich 96, so dass die Tragstruk turen 44 in Richtung quer zur Förderrichtung 30 von dem Stapelbereich 102 in den Annahmebereich 96 gefördert und dort positioniert werden. Hierfür kann der An nahmebereich 96 beispielsweise mit Rollen 104 ausgestattet sein, die parallel zur Förderrichtung 30 verlaufen, wie es in Figur 1 zu erkennen ist. Die Eingangsschleuse 26 umfasst einen Einlassförderer 106, der derart eingerichtet ist, dass das Material 12 oder mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 in För derrichtung 30 durch den Schleuseneinlass 66 in den Schleusenraum 64 gefördert werden. Hierfür umfasst der Einlassförderer 106 beim vorliegenden Ausführungs beispiel als Fördermittel eine Einlass-Antriebseinrichtung 108. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Einlass-Antriebseinrichtung 108 - wie die Antriebsein richtung 36 des Fördersystems 28 - als Schubeinrichtung ausgebildet und umfasst einen Einlass-Schubstempel 1 10, welcher entsprechend der Anzahl an Förderbah nen 32 nebeneinander angeordnete Auflageböden 34 durch den Schleuseneinlass 66 in den Schleusenraum 64 hinein schiebt. Der Einlass-Schubstempel 1 10 ist durch eine Schubstange 1 12 mit einem Antriebsmotor 1 14 gekoppelt. Bei nicht ei- gens gezeigten Abwandlungen kann der Einlassförderer 106 auch nach alternati ven Förderkonzepten konstruiert sein und beispielsweise als Rollenbahnförderer oder dergleichen ausgebildet sein.

Der Prozessraum 20 definiert ein Förderniveau 1 16, auf welchem das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 durch den Prozessraum 20 hindurch gefördert werden. Das Förderniveau 1 16 ist hier durch die Förderbahnen 32 im Prozessraum 20 vorgegeben. Die Eingangsschleuse 26 definiert ein Einlassni veau 1 18, auf welchem das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Trag strukturen 44 durch den Schleuseneinlass 64 hindurch in den Schleusenraum 62 hinein gefördert werden. Das Förderniveau 1 16 und das Einlassniveau 1 18 sind nur in Figur 1 gezeigt und mit Bezugszeichen versehen.

Das Förderniveau 1 16 und das Einlassniveau 1 18 sind voneinander verschieden und somit auf unterschiedlichen Höhen angesiedelt. Somit liegen sich der Schleu seneinlass 64 und der Schleusenauslass 66 in Förderrichtung 30 gegenüber, sind jedoch bezogen auf ihren Durchgangsquerschnitt für das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 auf unterschiedlichen Höhenniveaus, an gesiedelt. Der Schleuseneinlass 64 und der Schleusenauslass 66 werden von dem Material 12 oder den mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 auf den unter schiedlichen Höhenniveaus des Einlassniveaus 1 18 bzw. des Förderniveaus 1 16 durchquert.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt das Förderniveau 1 16 tiefer als das Einlassniveau 1 18. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann jedoch auch das Förderniveau 1 16 höher als das Einlassniveau 1 18 liegen.

Das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 werden so- mit mittels des Einlassförderers 106 auf dem Einlassniveau 1 18 in den Schleusen raum 62 hinein gefördert. In dem Schleusenraum 62 wird das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 von dem Einlassniveau 1 18 auf das Förderniveau 1 16 bewegt und dann mit Hilfe des Fördersystems 28 durch den Pro zessraum 20 gefördert.

Um das Material 12 oder die mit dem Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 von dem Einlassniveau 1 18 auf das Förderniveau 1 16 zu bewegen, umfasst die Ein gangsschleuse 26 eine Lifteinrichtung 120 mit einer Förderstruktur 122, die zwi schen dem Einlassniveau 1 18 und dem Förderniveau 1 16 bewegbar ist. Hierzu ist die Förderstruktur 122 mit einem Liftantrieb 124 gekoppelt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Förderstruktur 122 als Tragtisch 126 ausgebildet, der mit einer Liftstange 128 verbunden ist, die von einer Antriebseinheit bewegbar ist.

Der Liftantrieb 124 kann auch Antriebselemente in Form von Seilen, Ketten, Druck zylindern, Scherenelementen, Exzenter oder dergleichen aufweisen.

Der Tragtisch 126 kann ergänzend mit Aufnahmeelementen für das Material 12 o- der für mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44, beispielsweise in Form von Gleitleisten, Rollkörpern oder dergleichen, ausgestattet sein. Auch können An schläge oder sonstige Ausrichthilfen und Führungen vorgesehen sein, die auch be weglich sein können.

Die Liftstange 128 erstreckt sich nach unten durch den Boden der Eingangs schleuse 26 hindurch zu der außen angeordneten Antriebseinheit 130. Die Lift- Stange 128 kann einteilig sein, aber auch als Teleskop ausgebildet sein und bei spielsweise mit einer dann hydraulischen Antriebseinheit 130 Zusammenarbeiten. Es können auch mehrere parallele Liftstangen 128 vorhanden sein, welche den Tragtisch 126 lagern. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Bewegung des Materials 12 oder der mit dem Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 mit Hilfe der Liftein richtung 120 in vertikaler Richtung senkrecht zur Förderrichtung 30. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann die Bewegung zudem eine Bewegungskompo- nente in oder entgegensetzt zur Förderrichtung 30 umfassen.

Die Figuren 3A bis 3F veranschaulichen nun das Einschleusen von mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 in den Prozessraum 20 des Ofens 10, wobei lediglich die nachfolgend erwähnten Bauteile und Komponenten mit Bezugszeichen verse hen sind, sofern sie in den Figuren 3A bis 3F gezeigt sind. Dort sind der Übersicht- lichkeit halber nicht alle in Figur 1 gezeigten Bauteile und Komponenten darge stellt. Nachfolgend ist für einzelne Abläufe oder Vorgänge angegeben, welche Zeitspanne in Sekunden [sec.] ein einzelner Ablauf bzw. Vorgang in etwa benötigt. Diese Zeitspannen sind lediglich beispielhaft und sollen unterstützend veranschau lichen, in welcher zeitlichen Korrelation die Einzelabläufe und -Vorgänge stehen. Die jeweils benötigten Zeitspannen können jedoch in der Praxis hiervon abweichen und hängen von den konkreten Konstruktionsmerkmalen insbesondere der För dertechniken und des Umwälzsystems 78 und den damit bewegten Volumina ab.

In der Ausgangssituation gemäß Figur 3A ist das Schleuseneinlasstor 72 am

Schleuseneinlass 64 geöffnet und ist das Schleusenauslasstor 76 am Schleusenaus- lass 66 bzw. am Eingang 22 des Prozessraumes 20 geschlossen; in dem Schleusen raum 62 herrscht Umgebungsatmosphäre. Die Förderstruktur 122 der Lifteinrich- tung 120 der Eingangsschleuse 26 befindet sich auf dem Einlassniveau 1 18 und im Annahmebereich 96 sind Trag Strukturen 44A in Verlängerung der jeweiligen För derbahnen 32 auf jeweils einem Auflageboden 34 positioniert, wie es oben be- schrieben und in Figur 2 zu erkennen ist. Nun wird der Einlassförderer 106 aktiviert und die Tragstrukturen 44A werden in nerhalb etwa 5 sec. von dem Annahmebereich 96 durch den Schleuseneinlass 64 hindurch in den Schleusenraum 62 und dort auf die Förderstruktur 122 bewegt, wie es Figur 3B veranschaulicht. Beim konkret gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Einlass-Schubstempel 1 10 innerhalb etwa 2 sec. wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt.

Das Schleuseneinlasstor 72 wird innerhalb etwa 3 sec. geschlossen, was Figur 3C zeigt. Das Umwälzsystem 78 wird derart angesteuert, dass die Umgebungsat mosphäre aus dem Schleusenraum 62 verdrängt und durch Prozessraumat- mosphäre 54 oder durch die Hilfsatmosphäre aus der Quelle 94 ersetzt wird. Dieser Vorgang dauert bei den hier gezeigten Größenverhältnissen etwa 120 sec. Bei ab weichend dimensionierten Schleusenräumen verändert sich die Dauer diese Vor ganges entsprechend.

Vorzugsweise zugleich oder gegebenenfalls auch nachfolgend wird die Lifteinrich- tung 120 betätigt, so dass das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44A von dem Einlassniveau 1 18 auf das Förderniveau 1 16 bewegt werden; siehe Figur 3D. Vorliegend wird die Förderstruktur 122 hierfür innerhalb etwa 10 sec. abgesenkt.

Figur 3E illustriert, dass nun die Förderstruktur 122 auf dem Förderniveau 1 16 an- gekommen ist, dass das Schleusenauslasstor 76 innerhalb etwa 3 sec. geöffnet wurde und dass das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44A mit Hilfe des Fördersystems 28 aus dem Schleusenraum 62 durch den Eingang 22 hindurch in den Prozessraum 20 hinein gefördert werden. Dabei werden die be reits im Prozessraum 20 befindlichen Trag Strukturen 44 jeweils um einen Platz wei- tergeschoben, wie es oben beschrieben ist. Hierfür erfolgt zunächst eine etwa 2 sec. dauernde Ansatzbewegung des

Schubstempels 38 der Antriebseinrichtung 36 an die Auflageböden 34 mit den Tragstrukturen 44A, gefolgt von einem etwa 19 sec. dauernden schnellen Vor schub, bis die Tragstrukturen 44A die im Prozessraum 20 befindlichen Tragstruktu- ren 44 erreichen, dem eine 70 sec. dauernde langsame Vorschubbewegung folgt.

Zeitgleich und gegebenenfalls bereits ab dem Moment, in dem der Annahmebe reich 96 zugänglich ist, werden Tragstrukturen 44B vor dem Schleuseneinlass 64 positioniert.

Nachdem die Tragstrukturen 44A vollständig in den Prozessraum 20 hinein geför- dert sind, wird der Schubstempel 38 innerhalb von etwa 17 sec. zurückgefahren, das Schleusenauslasstor 76 innerhalb von etwa 3 sec. geschlossen und das Um wälzsystem 78 derart angesteuert, dass die Atmosphäre aus dem Schleusenraum 62 in den Prozessraum 20 hinein gefördert wird. Alternativ kann dieser Austausch durch Öffnen des Schleuseneinlasstors 72 innerhalb von etwa 10 sec. durchgeführt werden, wenn die Atmosphäre in dem Schleusenraum 62 dies zulässt. Die Förder struktur 122 der Lifteinrichtung 120 wird wieder von dem Förderniveau 1 16 auf das Einlassniveau 1 18 bewegt und vorliegend hierfür in etwa 10 sec. angehoben. Dies zeigt Figur 3F. Dies kann zeitgleich oder nachfolgend bezogen auf den Atmosphä renwechsel in dem Schleusenraum 62 erfolgen. Wenn die Förderstruktur 122 sich wieder auf dem Einlassniveau 1 18 befindet, liegt wieder die in Figur 3A gezeigte Situation vor und ein weiterer Schleusenvorgang kann durchgeführt werden.

Insgesamt werden für einen derartigen Schleusenvorgang etwa 256 sec. benötigt.

Die Figuren 4 und 5 zeigen als zweites Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung 10', die im Weiteren als Ofen 10' bezeichnet wird. Funktional einander entsprechende Komponenten tragen dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel des Ofens 10 nach den Figuren 1 bis 3. Der Ausgang 24 des Prozessraume 20 ist nicht gezeigt.

Im Unterschied zum Ofen 10 liegen sich der Schleuseneinlass 64 und der Schleu- senauslass 66 bzw. der damit räumlich zusammenfallende Eingang 22 des Prozess raumes 20 bei dem Ofen 10' nicht in Förderrichtung 30 gegenüber. Der Schleusen einlass 64 und der Schleusenauslass 66 sind derart angeordnet, dass sie in unter schiedlichen Richtungen von dem Material 12 oder von mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 durchquert werden können. Der Schleusenraum 62 ist oberhalb von dem Schleusenauslass 66 angeordnet, oder anders ausgedrückt, der Schleusenauslass 66 ist am Boden des Schleusenrau mes 62 vorgesehen. Das Schleusenauslasstor 76 verläuft in seiner Schließstellung in einer horizontalen Ebene. Somit wird beim Einschleusen von Material 12 oder von mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 nur der Schleuseneinlass 64 in Förderrichtung 30 durchquert; der Schleusenauslass 66 wird in einer von der För derrichtung 30 verschiedenen Richtung durchquert. Dies ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die vertikale Richtung.

Auch hier ist das Förderniveau 1 16 somit tiefer als das Einlassniveau 1 18.

Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann der Schleusenraum 62 auch un- terhalb von dem Schleusenauslass 66 angeordnet sein, was dazu führt, dass das Förderniveau 1 16 höher ist als das Einlassniveau 1 18. Bei weiteren nicht eigens ge zeigten Abwandlungen kann der Schleusenraum 62 auch alternativ oder ergän zend unterhalb oder oberhalb von dem Schleuseneinlass 64 angeordnet sein. In diesen Fällen ist als Einlassniveau 1 18 das Niveau des Schleuseneinlasses 64 als Re- ferenz heranzuziehen. Bei dem Ofen 10' erstreckt sich die Getriebestange 40 nicht durch eine Wand der Eingangsschleuse 26, sondern erstreckt sich durch eine mit 132 bezeichnete Stirn wand des Prozessraumes 20 aus dem Prozessraum 20 nach außen zu dem An triebsmotor 42, der in der Außenumgebung des Ofens 10' angeordnet ist. Die Förderstruktur 122 der Lifteinrichtung 120 umfasst für das Material 12 oder für mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 eine oder mehrere Greifeinheiten 134. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für jeden Auflageboden 34, der Material 12 oder mit Material 12 beladene Tragstrukturen 44 aufnimmt, eine ge sonderte Greifeinheit 134 vorhanden, welche den Aufnahmeboden 34 zusammen mit Material 12 oder zusammen mit Tragstrukturen 44, die mit Material 12 beladen sind, wahlweise halten oder freigeben kann.

Hierfür, oder für das Material 12 oder mit Material 12 beladene Tragstrukturen 44 ohne Auflageboden 34, kann die Greifeinheit 134 beispielsweise Halteelemente 136 umfassen, die zwischen einer Halteposition und einer Freigabeposition beweg- bar sind. In der Halteposition sind die Halteelemente 136 so angeordnet und aus gerichtet, dass das Material 12 oder die mit Material beladenen Tragstrukturen 12 bzw. ein Auflageboden 34 getragen werden können. In der Freigabeposition sind die Halteelemente 136 so ausgerichtet, dass die Greifeinheit 134 an dem Material 12 oder den mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 vorbei bewegt werden kann.

Eine oder mehrere solcher Greifeinheiten 134 können als eine Art Greifgehänge mit der Liftstange 128 verbunden sein, die sich hier nach oben durch die Decke der Eingangsschleuse 26 hindurch zu der Antriebseinheit 130 erstreckt. Die Liftstange 128 kann auch hier als Teleskop ausgebildet sein und beispielsweise mit einer hyd- raulischen Antriebseinheit 130 Zusammenarbeiten. Es können auch mehrere Lift stangen 128 vorhanden sein. Die Figuren 5A bis 5F veranschaulichen nun das Einschleusen von mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 in den Prozessraum 20 des Ofens 10', wobei wieder lediglich die nachfolgend erwähnten Bauteile und Komponenten mit Bezugszei chen versehen sind, sofern sie in den Figuren 5A bis 5F gezeigt sind. Dort sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle in Figur 4 gezeigten Bauteile und Komponenten dargestellt. Die für die einzelnen Abläufe und Vorgänge benötigten Zeitspannen können den zu den Figuren 3A bis 3F erläuterten Zeitspannen in der Größenord nung entsprechen. Der Atmosphärenaustausch in dem Schleusenraum 62 kann je doch innerhalb von etwa 80 sec. und damit schneller erfolgen, da der Schleusen- raum 62 des Ofens 10' kleiner ist als der Schleusenraum 62 des Ofens 10.

In der Ausgangssituation gemäß Figur 5A ist das Schleuseneinlasstor 72 am

Schleuseneinlass 64 geöffnet und ist das Schleusenauslasstor 76 am Schleusenaus lass 66 bzw. am Eingang 22 des Prozessraumes 50 geschlossen; in dem Schleusen raum 62 herrscht Umgebungsatmosphäre. Die Förderstruktur 122 der Lifteinrich- tung 120 der Eingangsschleuse 26 befindet sich auf dem Einlassniveau 1 18; die Halteelemente 136 befinden sich in der Halteposition. Im Annahmebereich 96 sind Tragstrukturen 44A in Verlängerung der jeweiligen Förderbahnen 32 auf jeweils ei nem Auflageboden 34 positioniert, wie es bereits oben beschrieben wurde und in Figur 2 am Beispiel des Ofens 10 zu erkennen ist. Nun wird der Einlassförderer 106 aktiviert und die Tragstrukturen 44A werden in nerhalb von etwa 5 sec. von dem Annahmebereich 96 durch den Schleuseneinlass 64 hindurch in den Schleusenraum 62 und dort auf die Förderstruktur 122 bewegt, wie es Figur 5B veranschaulicht. Beim konkret gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Einlass-Schubstempel 1 10 innerhalb von etwa 2 sec. wieder in seine Ausgangs- läge zurückbewegt. Das Schleuseneinlasstor 72 wird innerhalb von etwa 3 sec. geschlossen, was Figur 5C zeigt. Das Umwälzsystem 78 wird derart angesteuert, dass die Umgebungsat mosphäre aus dem Schleusenraum 62 verdrängt und durch Prozessraumat mosphäre 54 oder durch die Hilfsatmosphäre aus der Quelle 94 ersetzt wird; dies dauert etwa die genannten 80 sec. Bei abweichend dimensionierten Schleusenräu men verändert sich die Dauer diese Vorganges entsprechend.

Wie Figur 5D zeigt, wird nun das Schleusenauslasstor 76 innerhalb von etwa 3 sec. geöffnet und im Anschluss daran die Lifteinrichtung 120 betätigt, so dass das Ma terial 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44A von dem Einlass- niveau 1 18 auf das Förderniveau 1 16 bewegt werden. Vorliegend wird die Förder struktur 122 innerhalb von etwa 10 sec. vertikal abgesenkt und das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 44 durchqueren dabei den Schleusenauslass 66 und den Eingang 22 des Prozessraumes 20.

Im Unterschied zum Ofen 10 gemäß den Figuren 1 bis 3 wird das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 somit bei dem Ofen 10' nicht mit Hilfe des Fördersystems 28 durch den Eingang 22 des Prozessraumes 20 hindurch bewegt, sondern durch die Lifteinrichtung 120 der Eingangsschleuse 26.

Figur 5E illustriert, dass nun die Halteelemente 136 in ihre Freigabeposition bewegt werden, was etwa 2 sec. beansprucht, und die Förderstruktur 122 an dem Material 12 oder den mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44 nach oben zurück in den

Schleusenraum 62 bewegt werden; hierfür werden etwa 10 sec. benötigt.

Dann wird das Schleusenauslasstor 76 innerhalb von etwa 3 sec. geschlossen.

Nun wird das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Trag Strukturen 44A mit Hilfe des Fördersystems 28 in dem Prozessraum 20 in Förderrichtung 30 be- wegt, wobei es wieder eine 2 sec. Ansatzzeit, einen 19 sec. schnellen Vorschub und einen 70 sec. langsamen Vorschub des Schubstempels 38 gibt. Dabei werden die bereits im Prozessraum 20 befindlichen Tragstrukturen 44 jeweils um einen Platz weitergeschoben, wie es oben beschrieben ist; dies zeigt Figur 5F. Dann wird der Schubstempel 38 wieder innerhalb von etwa 17 sec. zurück bewegt. Zeitgleich, nämlich nachdem das Schleusenauslasstor 76 geschlossen wurde, wird das Umwälzsystem 78 derart angesteuert, dass die Atmosphäre aus dem Schleu senraum 62 in den Prozessraum 20 hinein gefördert wird.

Ebenfalls zeitgleich und gegebenenfalls bereits ab dem Moment, in dem der An nahmebereich 96 zugänglich ist, werden Trag Strukturen 44B dort vor dem Schleu- seneinlass 64 positioniert.

Hiernach wird Umgebungsatmosphäre in den Schleusenraum 62 eingelassen und das Schleuseneinlasstor 72 geöffnet; es liegt wieder die in Figur 5A gezeigte Situa tion vor und ein weiterer Schleusenvorgang kann durchgeführt werden.

Da die Abläufe und Vorgänge im Schleusenraum 62 und im Prozessraum 20, die nach dem Schließen des Schleusenauslasstors 76 erfolgen, parallel durchgeführt werden, kann ein Schleusenvorgang bei dem Ofen 10' insgesamt schneller und in etwa der Hälfte der Zeit durchgeführt werden als bei dem Ofen 10.

Figur 6 veranschaulicht einen vom Markt her bekannten Ofen, bei dem funktional entsprechende Bauteile und Komponenten der Einfachheit halber dieselben Be- zugszeichen tragen, die hierfür in den Figuren 1 bis 5 vergeben sind. Der Schleu senraum 62 wird dort in einer Richtung senkrecht zur Förderrichtung 30 beschickt. Wie Figur 6 verdeutlicht, muss der Annahmebereich 96 hierfür seitlich neben der Eingangsschleuse 26 mit einer Erstreckung senkrecht zur Förderrichtung 30 bereit gestellt sein, die der Erstreckung der vorhandenen Förderbahnen 32 in Richtung senkrecht zur Förderrichtung 30 entspricht. Bei den Öfen 10 und 10' wird demgegenüber Fläche eingespart, die für den Ofen nach dem Stand der Technik gemäß Figur 6 in Richtung senkrecht zur Förderrich tung 30 benötigt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass sowohl die Eingangsschleuse 26 als auch der Prozessraum 20 in Förderrichtung 30 be- schickbar sind. Dies ist wiederum dadurch ermöglicht, dass sich das Einlassniveau 1 18 und das Förderniveau 1 16 unterscheiden, wodurch die Antriebskomponenten der Eingangsschleuse 26 und des Prozessraumes 20, die außerhalb des Ofens 10 angeordnet sind, ebenfalls auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet wer den können und sich nicht gegenseitig stören. Grundsätzlich kann der Prozessraum 20 als Überdrucksystem arbeiten, so dass keine Gefahr besteht, dass Atmosphäre von außen in den Prozessraum 20 gelangt, welche die ablaufenden Prozesse im Prozessraum 20 stören könnte.

Die Eingangsschleuse 26 ist bei einer bevorzugten Variante, insbesondere im Zu sammenhang mit der Kalzinierung von Batterie-Kathodenmaterial, metallfrei aus- gebildet, da bereits Spuren von Metallen in der Atmosphäre insbesondere den Kal zinierungsprozess empfindlich stören. Bauteile und Komponenten können hierfür bereits als solche aus nichtmetallischen Materialien, wie beispielsweise Keramiken oder Kunststoffen, gefertigt sein. Alternativ können Bauteile und Komponenten der Eingangsschleuse 26 auch mit entsprechenden nichtmetallischen Materialien be- schichtet oder verkleidet sein. Bewegliche Bauteile wie beispielsweise die Getriebe stange 40 können zum Beispiel mit einem Faltenbalg oder dergleichen umgeben sein.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbeson dere zur Kalzinierung, von Material (12), insbesondere von Batterie-Kathoden- material (14), mit a) einem Gehäuse (16); b) einem in dem Gehäuse (16) befindlichen Prozessraum (20), in dem bei der Behandlung eine Prozessraumatmosphäre (54) herrscht und der ein För- derniveau (1 16) definiert; c) einem Fördersystem (28), mittels welchem das Material (12) oder mit dem Material (12) beladene Tragstrukturen (44) auf dem Förderniveau (1 16) in einer Förderrichtung (30) in und/oder durch den Prozessraum (20) förder bar sind; d) einer Eingangsschleuse (26), die ein Einlassniveau (1 18) definiert und da) einen Schleusenraum (62), einen Schleuseneinlass (64) und einen

Schleusenauslass (66) umfasst; db) einen Einlassförderer (106) umfasst, welcher derart eingerichtet ist, dass das Material (12) oder mit dem Material (12) beladene Tragstruk turen (44) auf dem Einlassniveau (1 18) durch den Schleuseneinlass (66) in den Schleusenraum (62) förderbar sind; dadurch gekennzeichnet, dass e) das Förderniveau (1 16) und das Einlassniveau (1 18) voneinander verschie den sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderniveau (1 16) tiefer als das Einlassniveau (1 18) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- gangsschleuse (26) eine Lifteinrichtung (120) mit einer Förderstruktur (122) umfasst, mittels welcher das Material (12) oder mit Material beladene Trags trukturen (44) von dem Einlassniveau (1 18) auf das Förderniveau (1 16) beweg bar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstruktur (122) wenigstens einen Tragtisch (126) oder wenigstens eine Greifeinheit (134) umfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein lassförderer (106) derart eingerichtet ist, dass das Material (12) oder mit Mate rial (12) beladene Tragstrukturen (44) auf dem Einlassniveau (1 18) auf die För- derstruktur (122) der Lifteinrichtung (120) förderbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuseneinlass (64) und der Schleusenauslass (66) derart angeordnet sind, dass beide in der gleichen Richtung von dem Material (12) oder von mit Material (12) beladenen Tragstrukturen (44) durchquerbar sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusenein lass (64) und der Schleusenauslass (66) in der Förderrichtung (30) von dem Material (12) oder von mit Material (12) beladenen Trag Strukturen (44) durch querbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuseneinlass (64) und der Schleusenauslass (66) derart angeordnet sind, dass sie in unterschiedlichen Richtungen von dem Material (12) oder von mit Material (12) beladenen Trag Strukturen (44) durchquerbar sind. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass a) zumindest entweder der Schleuseneinlass (64) oder der Schleusenauslass (66) derart angeordnet ist, dass dieser in Förderrichtung (30) von dem Ma terial (12) oder von mit Material (12) beladenen Trag Strukturen (44) durch querbar ist; und/oder b) zumindest entweder der Schleuseneinlass (64) oder der Schleusenauslass (66) derart angeordnet ist, dass dieser in vertikaler Richtung von dem Ma terial (12) oder von mit Material (12) beladenen Trag Strukturen (44) durch querbar ist. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördersystem (28) eine Antriebseinrichtung (36) mit Antriebskomponenten (40, 42) umfasst, die in Förderrichtung (30) außerhalb der Vorrichtung (10, 10') vor dem Eingang (22) des Prozessraumes (20) angeordnet sind.

1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsschleuse (26) derart eingerichtet ist, dass in dem Schleusenraum

(62) ein Atmosphärenaustausch durchführbar ist.

12. Verfahren zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbeson dere zur Kalzinierung, von Material (12), insbesondere von Batterie-Kathoden material (14), bei welchem a) das Material (12) oder mit dem Material (12) beladene Tragstrukturen (44) auf einem Förderniveau (1 16) durch einen Prozessraum (20) einer Vorrich tung (10) zur thermischen Behandlung des Materials (12) gefördert wer den, in dem eine Prozessgasatmosphäre (54) herrscht; b) das Material (12) oder mit Material (12) beladene Trag Strukturen (44) auf einem Einlassniveau (1 18) in einen Schleusenraum (62) einer Eingangs schleuse (26) hinein gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass c) das Material (12) oder mit Material (12) beladene Trag Strukturen (44) auf dem Förderniveau (1 16) und dem Einlassniveau (1 18) auf unterschiedlichen

Höhen gefördert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschleusen von Material (12) oder von mit Material (12) beladenen Tragstrukturen (44) in den Prozessraum (20) in dem Schleusenraum (62) ein Atmosphärenaustausch durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während der

Durchführung des Atmosphärenaustausches das Material (12) oder mit Mate rial (12) beladene Tragstrukturen (44) in dem Schleusenraum (62) von dem Ein lassniveau (1 18) auf das Förderniveau (1 16) bewegt werden. 15. Verfahren nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 verwendet wird.