WO2009047211A1 - Drehherdofen - Google Patents

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WO2009047211A1
WO2009047211A1 PCT/EP2008/063239 EP2008063239W WO2009047211A1 WO 2009047211 A1 WO2009047211 A1 WO 2009047211A1 EP 2008063239 W EP2008063239 W EP 2008063239W WO 2009047211 A1 WO2009047211 A1 WO 2009047211A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpieces
workpiece
transport device
opening
furnace chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/063239
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedhelm Kühn
Wolfgang Schalberger
Original Assignee
Loi Thermprocess Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Loi Thermprocess Gmbh filed Critical Loi Thermprocess Gmbh
Publication of WO2009047211A1 publication Critical patent/WO2009047211A1/de

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Classifications

    • 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
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/06—Charging or discharging machines on travelling carriages

Definitions

  • the present invention relates to a system for heat treatment of workpieces and a method for loading and unloading the system.
  • the workpieces are stored in the rotary hearth furnace by these from a chamber associated with the rotary hearth furnace with a arranged outside of the rotary hearth furnace butting device in the
  • Rotary hearth furnace pushed or pushed. Accordingly, the workpieces are outsourced by being pushed or pushed by a second pusher, which is arranged outside the inner wall of the rotary hearth furnace, from the rotary hearth furnace into a chamber outside the furnace.
  • the chamber may be the same chamber through which the workpieces have been stored but the outsourcing may be done via another chamber.
  • a disadvantage of this impact process is that the otherwise so wear-free transport in the rotary hearth furnace is interrupted by the impact process. Furthermore, the hearth structure of the rotary hearth furnace with increasing weights of the workpieces is always risk-prone.
  • the workpieces are pushed on so-called rail stones.
  • the practice has shown that the rails for the rotary hearth furnace can not be reliably supplied with sufficient quality, which has a frequent repair of the rail stones result.
  • the transmitted through the impact or sliding process on the rail stones forces can be derived only limited from the stove down.
  • the determination of a rail quarry is only by further damage in the rotary hearth furnace, eg at the radiant tubes or the adjacent standing outer walls, visible or by the then following disturbances indication of the drive or the pressure monitoring on the radiant heating pipes.
  • the object of the invention is therefore to provide a plant for heat treatment with an alternative device for loading and unloading the furnace and a corresponding method.
  • a plant for heat treatment of workpieces with at least one transport device, which is designed as a horizontally and vertically movable manipulator and at least one boom for gripping and raising or lowering of the workpieces, a rotary hearth furnace, a furnace wall enclosing an outer wall in which at least one furnace chamber opening is arranged, and has a plurality of locations for workpieces, wherein the boom of the transport device in the radial direction through the furnace chamber opening is movable and wherein the parking spaces are formed such that the boom of the transport device resting on the parking spaces workpieces can take hold.
  • the system further comprises a cooling device arranged at a furnace chamber opening with at least one further opening opposite the furnace chamber opening in the radial direction, and at least one workpiece carrier which is designed such that a radially movable arm of a transport device passes through the opening engage under the workpieces on the workpiece support and raise or lower can.
  • workpiece is intended to include both a single workpiece and a plurality of workpieces which are deposited on a corresponding grid, wherein the grid is moved with the workpieces.
  • the use of the term "workpiece” is intended to include a plurality of workpieces as defined above, ie even with the use of "workpiece” several workpieces can be moved simultaneously.
  • the inventive system may have a plurality of furnace chamber openings, cooling means with corresponding openings and transport means, whereby a very flexible plant is created.
  • the workpieces can be removed at different positions of the rotary hearth furnace and thus after different residence times in the rotary hearth furnace itself and introduced into this.
  • these can be designed differently, for example, the cooling can be carried out with different fluids.
  • the number of booms per conveyor depends on the workpieces to be moved, i. When large one-piece workpieces are to be moved, it may be sufficient to have only one boom per transport device.
  • the pitches in the furnace chamber are, as already stated above, designed such that the boom can engage under the workpieces lying on the workpieces. This can be achieved by forming corresponding recesses in the parking spaces of the boom (s), or by providing the parking spaces with elevated storage surfaces which have a corresponding cavity for insertion of the boom (s).
  • the at least one cooling device comprises at least one workpiece carrier, which is designed in such a way that the cantilever of the transport device can engage under restraining workpieces.
  • the workpiece carrier for example, corresponding to the slots in the furnace chamber, have suitable recesses. How exactly the workpiece carrier is formed, depends primarily on how the workpieces are removed after cooling of this. If they are pushed down, for example, after cooling, appropriately arranged recesses are preferred. However, if the workpiece is removed after cooling with a further transport device, the workpiece carrier can also have storage surfaces which are designed in such a way that the workpieces can be placed on or lifted off the workpiece. With the system according to the invention, the above-identified problems are solved. The workpieces are not pushed into the oven chamber, but rather are taken into the rotary hearth furnace. ben. Due to the lifting process, it is no longer necessary to install in the rotary hearth furnace rail stones on which the workpieces can be pushed.
  • a system according to the invention thus has less susceptible components in the interior of the rotary hearth furnace.
  • the maintenance intervals are thus larger. This is particularly advantageous in systems for heat treatment, as they always have to be cooled so far before maintenance that a safe working in the oven room itself is guaranteed.
  • the conveyor can be safely maintained without the need to cool the oven outside the oven.
  • Another advantage of the system according to the invention is that no longer two facilities for loading and unloading, but only one is necessary.
  • the device for ejecting the workpieces falls away, so that on the inner wall of the rotary hearth furnace no recess must be formed through which the bumper is guided. The heat loss of the furnace is thus reduced and the construction of the inner wall simplified.
  • the cooling device can be designed such that it is cooled or quenched with a liquid, for example with an oil.
  • a liquid as the cooling medium or cooling fluid of the workpiece carrier is preferably moved vertically, so formed as a kind of elevator formed.
  • the workpieces are deposited after the heat treatment on the workpiece carrier, and the workpiece carrier is lowered with the attached workpiece in the cooling medium.
  • the workpiece carrier can be lifted with resting workpiece from the cooling medium and then grasped by the boom of the transport device and removed from the cooling device. In this case, the boom always takes on coolant from the workpiece to be removed, which is introduced in a subsequent loading process in the furnace chamber and adversely affects the furnace atmosphere.
  • the transport device has a second outlet. casual, wherein the two arms are moved separately or interchangeable.
  • the loading of the furnace chamber can be carried out with one jib, the unloading with another jib. In this way it can be avoided that the furnace atmosphere is adversely affected by a boom contaminated with coolant.
  • the cooling device has a second workpiece carrier, which is designed in such a way that a jib of a transport device can engage and lift or lower or lower the workpieces resting on the second workpiece carrier, and a second opening wherein the second opening is associated with a second transport device for removing the workpieces from the Abkühlein- direction, and wherein the second transport device is designed as a horizontally and vertically movable manipulator and having a boom for engaging and raising or lowering of the workpieces.
  • the first transport device is used for loading and unloading the furnace chamber. After the heat treatment, the workpiece is deposited on the first workpiece carrier, preferably in such a way that the arm or arms of the first transport device do not come into contact with the workpiece carrier, thereby avoiding contamination of the arm if a liquid coolant is used can be.
  • the workpiece After the workpiece has been deposited, it is either moved (for example pushed) directly onto the second workpiece carrier, or lowered into a coolant with the first workpiece carrier, for which purpose the first workpiece carrier must be designed to be vertically movable. In the cooling medium, the workpiece can then be moved to the second workpiece carrier and lifted on this from the cooling medium. For this purpose, the workpiece can be lifted by the second transport device from the second workpiece carrier, for which purpose the workpiece carrier is designed accordingly (see above).
  • the embodiment described here makes it possible to bring workpieces completely without coolant entry into the furnace chamber. For this purpose, they are attacked by the boom of the first transport device to a suitable, not coming into contact with the coolant storage location and through the
  • Cooling device stored directly in the oven room. After the heat treatment, the workpieces are engaged by the cantilever of the first transport device and deposited on the first workpiece carrier in such a way that the cantilever preferably does not come into contact with the workpiece carrier. After depositing on the first workpiece carrier, the workpieces are either moved directly to the second workpiece carrier, or first lowered into a cooling medium and moved in this on the second workpiece carrier, from which they then, after it has been moved from the coolant, from the second conveyor are removed, through the second opening in the cooling device, which is associated with the second transport device.
  • both the transport device for loading and / or unloading the rotary hearth furnace and the transport device for removing the workpieces from the cooling device are arranged movably on a common guide system.
  • the workpieces After removal from the cooling device, the workpieces can be fed laterally, ie, for example, parallel to a tangent on the outer wall of the rotary hearth furnace, to a further treatment, for example to a further cooling device.
  • a transport device is activated in the event of the failure of the other transport devices. direction of the work of others. For example, if the transport device for loading and unloading failed, the workpieces can also be removed with the transport device for removing the workpieces from the cooling device from the furnace chamber and placed on the first workpiece carrier.
  • a third transport device which is used, for example, when one of the other two transport devices has a malfunction or is to be maintained. This avoids the system having to be operated at a reduced utilization in the event of a fault or maintenance.
  • the guide system has a parking space on which transport devices are moved in the case of maintenance and repair, wherein the parking space is arranged in the guide system so that the system can continue to operate.
  • the preferably closable orifices of the cooling device is associated with a burner device which ensures in the open state of the closable opening (s) of the cooling device that no excessive cooling of the cooling device occurs.
  • a device for generating a be arranged nes fluid fog Furthermore, in the case of the closable opening (s) of the cooling device associated with the transport device (s), a device for generating a be arranged nes fluid fog. Such a device then, when the closable opening is opened, creates a fluid curtain in front of this opening so that only a limited amount of undesired gases enter the cooling device through the opening.
  • At least one of the transport devices has a section which is adapted in its circumference to the opening in the cooling device. In this way it can be achieved that, as of a certain immersion depth into the cooling device or the rotary hearth furnace, the opening in the cooling device is largely closed, so that at this stage no gases escape from the device or the furnace or enter it. Possibly. In the design of the corresponding section, pay attention to the stroke of the transport devices.
  • the rotary hearth furnace has at least one vertically movable door.
  • the at least one movable door separates the rotary hearth furnace into several sections. If necessary, different heat treatment conditions can be set in each of the sections. For example, it is possible to vary the temperature and / or the atmosphere between different sections. In this way, a very flexible system is created, which can be adapted to the most diverse requirements in the heat treatment.
  • the object is further achieved by a method for loading and unloading a plant for heat treatment, wherein for loading al) at least one workpiece is engaged and lifted by the boom of a transport device, bl) moves the workpiece from the transport device through a furnace chamber opening into the furnace chamber and is placed in this on a parking space, for unloading a2) a boom of a transport device through an opening in the cooling device and through a Ofenraumöff- b2) the at least one workpiece is lifted by the boom of the transport device and moved through the furnace chamber opening into the cooling device, and c2) the at least one workpiece is deposited on the workpiece carrier, and Although preferably such that the at least one workpiece settling boom of the transport device does not come into contact with the workpiece carrier.
  • the workpiece may be provided for loading the equipment in the chiller or outside of the chiller, wherein in the supply outside the chiller the workpiece is moved by the transport means first through the chiller and then through the oven space opening at step bl).
  • step d2) in a step d2) the at least one workpiece is cooled on the workpiece carrier in the cooling device and then moved laterally onto the second workpiece carrier, and subsequently in step e2) the at least one workpiece is cooled after engages a boom of a second conveyor and raised, and then f2), the at least one workpiece is moved through the second opening in the cooling device from the cooling device and fed to further processing.
  • the inventive method can thus be carried out with one or more transport devices, wherein in the use of two transport devices already mentioned above advantages can be achieved. If the method is carried out with two transport devices, the loading and unloading of the furnace chamber with the first transport device is usually carried out, and the removal of the workpiece from the cooling device with the second transport device.
  • FIG. 1 shows a plan view of a first embodiment of the system according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic vertical sectional view along the path of movement of the transport device of the first embodiment of the system for heat treatment
  • Figure 3 is a schematic vertical sectional view of the cooling device of the first embodiment of the inventive plant for heat treatment, in the direction of the transport device towards the rotary hearth furnace, and
  • Figure 4 is a plan view of a second embodiment of the system according to the invention.
  • Figure 1 shows a plan view of the first embodiment of the system according to the invention.
  • the plant comprises a rotary hearth furnace (1) with an outer and inner wall (2, 3), wherein the outer and inner walls (2, 3) define a furnace chamber (4).
  • the outer wall (2) has a closable furnace chamber opening (5) for loading and unloading the rotary hearth furnace (1).
  • the closable furnace chamber opening (5) can be released or closed by a movable door (5a).
  • the plant according to the first embodiment comprises a cooling device (6) and a transport device (10) for transporting workpieces from the cooling device (6) into the rotary hearth furnace (1) and from there into the cooling device (6).
  • the cooling device (6) and the transport device (10) will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3, respectively.
  • the system also has one with the cooling device
  • the rotary hearth furnace (1) is divided into a plurality of treatment zones (4a, 4b, 4c, 4d) by a plurality of vertically movable doors (5b, 5c, 5d, 5e).
  • Figure 2 shows a schematic vertical sectional view along the radial path of movement of the transport device (10).
  • the transport device (10) has two arms (11), which are integrally formed at a certain point, wherein this one-piece portion (13) is formed significantly higher.
  • the arms (11) are designed to be relatively flat, so that they can be guided well into recesses (not shown) of a workpiece carrier (6c) under the workpieces or the grates.
  • the transport device (10) comprises a lifting / lowering mechanism (12), with which the arms (11, 13) can be raised or lowered if necessary.
  • the transport device (10) comprises a drive device (15) provided with rollers (16), which drives the transport device (FIG. 10) on a guide rail (14) moves.
  • the cooling device (6) is shown in a sectional view, in which the workpiece carrier (6c) can be seen. Under the vertically movable workpiece carrier (6c), an oil bath (6a) is arranged, in which the workpieces are lowered after treatment in the rotary hearth furnace (1).
  • the cooling device (6) comprises a closable opening
  • the closable opening (6e) can be closed by means of a door (6d).
  • a burner device (6b) is installed at the door (6d) of the cooling device (6).
  • a device (40) for generating a fluid veil is furthermore arranged. This can, to avoid the entry of undesirable gases in the open state of the closable opening (6e) a (not shown) gas curtain in front of the closable opening (6e).
  • the workpieces (100) themselves are shown only schematically.
  • FIG 3 shows a schematic vertical sectional view of the cooling device of the first embodiment of the system according to the invention, in the direction of the transport device (10) towards the rotary hearth furnace (1).
  • the cooling device comprises two chambers (6f), each with a workpiece carrier (6c), which can be moved separately from one another into the oil bath (6a).
  • the oil bath is also a Stoßgrad. Sliding device associated with which workpieces can be moved from one workpiece carrier to the other workpiece carrier, wherein in the embodiment shown in Figure 4, this pushing or sliding device is arranged at the level of 01- bathes, i. a shift of the workpiece takes place in the oil bath.
  • FIG. 4 shows a plan view of a second embodiment of the installation according to the invention.
  • the system according to the second embodiment comprises a rotary hearth furnace (1) with an outer and inner wall (2, 3), wherein the outer and inner walls (2, 3) define a furnace chamber (4).
  • the rotary hearth furnace (1) is divided into a plurality of treatment zones (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) by a plurality of vertically movable doors (5b, 5c, 5d, 5e, 5f).
  • the outer wall (2) has a closable furnace chamber opening (5) for loading and unloading the rotary hearth furnace (1).
  • the closable furnace chamber opening (5) can be released or closed by a movable door (5a).
  • the system further comprises a cooling device (6) and two transport devices (10 ', 30'), wherein the first trans- Port worn (10 ') for transporting workpieces in the O- fenraum (4) and serves for this on the workpiece carrier.
  • the first conveyor is shown in two positions, in a loading / unloading position (central position in the figure) and a position for accessing a pre-heater (20 ') (lower position in the figure).
  • the second transport device (30 ') serves to remove the workpieces from the cooling device (6) and to feed the workpieces for further processing.
  • the second transport device is shown in the figure in the upper position, to which a workpiece is fed for further processing.
  • the two transport devices can be moved parallel to a tangent on the outer wall of the window via a common guide system (40), wherein the transport devices are designed so that both transport devices both load and unload the furnace chamber and remove the workpieces from the Cooling device can perform.
  • the guide system is preferably designed so that in case of failure of a transport device this can be moved to a parking position, which does not hinder the further operation of the system with only one transport device.
  • the guidance system is simplified for the sake of simplicity, i. without a corresponding parking position.
  • the system further comprises a cooling device (6), the structure of which has already been described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • a cooling device to be used with the second embodiment additionally comprises a second opening (not shown in FIG. 4) associated with the second transport device, through which workpieces can be removed from the cooling device with the second transport device.
  • the plant further comprises a preheating furnace (20 ') or
  • Advance store on which the transport devices can access for the removal of a workpiece.
  • the transport devices can access for the removal of a workpiece.
  • the embodiment shown in Figure 4 only one workpiece (100 ') is moved, but it is also possible to operate the system according to the embodiment shown in Figure 1, ie, the same time a plurality of workpieces are moved.
  • the workpieces (100) from the preheating furnace (20) via an elevator in an elevator lock (40) are moved.
  • the workpieces are moved onto a workpiece carrier (6c) in a chamber (6f) of the cooling device (6).
  • a pusher serves to move the workpieces (100) into the chamber (6f).
  • other moving means such as a towing device, may be used.
  • the transport device is moved down and the workpieces (100) are sold in the rotary hearth furnace (1) on corresponding parking spaces.
  • the boom (11, 13) from the rotary hearth furnace (1) in the cooling device (6) moves and the at least one closable opening (5) is closed.
  • the door (5a) is moved so that moves that the closable opening (5) in the outer wall (3) of the rotary hearth furnace (1) is released.
  • the transporting device (10) or the delivery arms (11) of the transporting device (10) are moved by the cooling device (6) into the furnace chamber (4), whereby the delivery arms (11) are moved under the workpieces (100).
  • the workpieces (100) are raised.
  • the workpieces are moved resting on the jibs through the closable opening (5) into the cooling device.
  • the transport device (10) is lowered again and stored the workpieces on the workpiece carrier (6c), wherein the arms (11) in (not shown) recesses in the workpiece carrier (6c) are moved.
  • the recesses are designed such that contact between the cantilevers (11) and the workpiece carrier (6c) does not occur, even then when the workpieces are stored on the workpiece carrier.
  • the workpieces are moved by a bumper from the workpiece carrier (6c) on a second workpiece carrier, whereupon the first workpiece carrier (6c) is moved out of the oil bath (6a) so that the loading process can start anew ,
  • a workpiece is engaged and raised by the arms (H ') of the first conveyor (10'), in a preheating furnace (20 ').
  • the workpiece from the first transport device (10 ') through the cooling device namely without depositing on the workpiece carrier, moved through the furnace chamber opening (5) in the oven chamber (4) and placed in this on a parking space.
  • the arms (H ') of the first transport device (10') are moved through an opening in the cooling device (6) and through a furnace chamber opening (5) into the furnace chamber (4), and in the furnace chamber (4) the arms ( H ') moves under at least one workpiece.
  • the workpiece is lifted by the arms (H ') of the conveyor (10') and moved through the oven cavity opening (5) into the chiller (6) where the workpiece is deposited on the workpiece carrier.
  • the resting on the workpiece carrier workpiece is cooled in the cooling device (6), by being lowered into an oil bath, where it is then moved laterally onto a second workpiece carrier. This happens, for example, with a push or a pulling device.
  • the workpiece, resting on the second workpiece carrier is lifted out of the oil bath and gripped and lifted by a boom of the second transport device (30 ') and subsequently through a second opening in the second transport device (30') Cooling device (6) removed from this and supplied for further processing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

Die Erfindung schafft eine Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken, mit zumindest einer Transporteinrichtung (10, 10', 30'), die als horizontal und vertikal verfahrbarer Manipulator ausgebildet ist und zumindest einen Ausleger (11, 11', 31') zum Untergreifen und Anheben bzw. Absenken der Werkstücke aufweist, einem Drehherdofen (1), der eine einen Ofenraum (4) umschließende Außenwand (2), in der zumindest eine Ofenraum-Öffnung (5) angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Stellplätzen für Werkstücke aufweist, wobei der Ausleger (11, 11', 31') der Transporteinrichtung (10, 10', 30') in radialer Richtung durch die Ofenraumöffnung (5) bewegbar ist und wobei die Stellplätze derart ausgebildet sind, dass der Ausleger der Transporteinrichtung die auf den Stellplätzen aufliegenden Werkstücke untergreifen kann. Die Anlage umfasst ferner eine an einer Ofenraumöffnung (5) angeordneten Abkühl einrichtung (6) mit zumindest einer weiteren, der Ofenraumöffnung (5) in radialer Richtung gegenüberliegenden Öffnung, und zumindest einem Werkstückträger (6c), der derart ausgebildet ist, dass ein die Öffnung durchgreifender, in radialer Richtung bewegbarer Ausleger (11, 11', 31') einer Transporteinrichtung (10, 10', 30') die auf dem Werkstückträger (6c) aufliegenden Werkstücke untergreifen und anheben bzw. absenken kann.

Description

Drehherdofen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärme- behandlung von Werkstücken sowie ein verfahren zum Be- und Entladen der Anlage.
Üblicherweise werden bei Anlagen zur Wärmebehandlung die Werkstücke in den Drehherdofen eingelagert, indem diese aus einer dem Drehherdofen beigeordneten Kammer mit einer außer- halb des Drehherdofens angeordneten Stoßeinrichtung in den
Drehherdofen gestoßen bzw. geschoben werden. Entsprechend werden die Werkstücke ausgelagert, indem diese von einer zweiten Stoßeinrichtung, die außerhalb der Innenwand des Drehherdofens angeordnet ist, aus dem Drehherdofen in eine Kammer außerhalb des Ofens gestoßen bzw. geschoben werden. Bei der Kammer kann es sich um die gleiche Kammer handeln, über die die Werkstücke eingelagert wurden, die Auslagerung kann jedoch auch über eine andere Kammer erfolgen.
Ein Nachteil dieses Stoßvorganges ist, dass der sonst so verschleißlose Transport im Drehherdofen durch den Stoßvorgang unterbrochen wird. Ferner wird der Herdaufbau des Drehherdofens bei größer werdenden Gewichten der Werkstücke immer risikoanfälliger .
Die Werkstücke werden auf sogenannten Schienensteinen ge- schoben. Die Praxis hat gezeigt, dass die Schienensteine für den Drehherdofen nicht zuverlässig mit ausreichender Qualität geliefert werden können, was eine häufige Ausbesserung der Schienensteine zur Folge hat.
Die durch den Stoß- bzw. Schiebevorgang auf die Schienen- steine übertragenen Kräfte können nur begrenzt von dem Herd nach unten abgeleitet werden. Die Feststellung eines Schienensteinbruchs wird nur durch weitere Schäden im Drehherdofen, z.B. an den Strahlheizrohren oder den angrenzenden stehenden Außenwänden, ersichtlich bzw. durch die dann folgende Stö- rungsmeldung des Antriebs oder der Drucküberwachung an den Strahlheizrohren ersichtlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anlage zur Wärmebehandlung mit einer alternativen Einrichtung zum Be- und Ent- laden des Ofens sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen .
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken, mit zumindest einer Transporteinrichtung , die als horizontal und vertikal verfahrbarer Manipulator ausgebildet ist und zumindest einen Ausleger zum Untergreifen und Anheben bzw. Absenken der Werkstücke aufweist, einem Drehherdofen, der eine einen Ofenraum umschließende Außenwand, in der zumindest eine Ofenraumöffnung angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Stellplätzen für Werkstücke aufweist, wobei der Ausleger der Transporteinrichtung in radialer Richtung durch die Ofenraumöffnung bewegbar ist und wobei die Stellplätze derart ausgebildet sind, dass der Ausleger der Transporteinrichtung die auf den Stellplätzen aufliegenden Werkstücke untergreifen kann. Die Anlage umfasst ferner eine an einer Ofen- raumöffnung angeordnete Abkühleinrichtung mit zumindest einer weiteren, der Ofenraumöffnung in radialer Richtung gegenüberliegenden Öffnung, und zumindest einem Werkstückträger, der derart ausgebildet ist, dass ein die Öffnung durchgreifender, in radialer Richtung bewegbarer Ausleger einer Transportein- richtung die auf dem Werkstückträger aufliegenden Werkstücke untergreifen und anheben bzw. absenken kann.
Im Rahmen dieser Anmeldung soll der Begriff „Werkstück" sowohl ein einzelnes Werkstück umfassen, als auch eine Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem entsprechenden Rost abge- legt sind, wobei der Rost mit den Werkstücken bewegt wird.
Ferner soll die Verwendung des Begriffs „Werkstück" auch eine Mehrzahl von Werkstücken gemäß obiger Definition umfassen, d.h. auch bei der Verwendung von „Werkstück" können mehrere Werkstücke gleichzeitig bewegt werden. Die erfindungsgemäße Anlage kann eine Mehrzahl von Ofenraumöffnungen, Abkühleinrichtungen mit entsprechenden Öffnungen und Transporteinrichtungen aufweisen, wodurch eine sehr flexibel einsetzbare Anlage geschaffen ist. Die Werkstücke können bei unterschiedlichen Positionen des Drehherdofens und damit nach unterschiedlichen Verweilzeiten im Drehherdofen selber entnommen und in diesen eingebracht werden. Ferner kön- nen bei einer Mehrzahl von Abkühleinrichtungen diese unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise kann das Abkühlen mit unterschiedlichen Fluiden vorgenommen werden.
Die Anzahl der Ausleger pro Transporteinrichtung richtet sich nach den zu bewegenden Werkstücken, d.h. wenn große einstückige Werkstücke bewegt werden sollen, kann es ausreichend sein, dass lediglich ein Ausleger pro Transporteinrichtung vorhanden ist.
Die Stellplätze im Ofenraum sind, wie bereits oben dargelegt, derart ausgebildet, dass der Ausleger auf den Stellplät- zen aufliegende Werkstücke untergreifen kann. Dies kann erreicht werden, indem in den Stellplätzen dem bzw. den Auslegern entsprechende Ausnehmungen ausgebildet sind, oder die Stellplätze erhöhte Abstellflächen aufweisen, die eine entsprechenden Hohlraum zum Einführen des bzw. der Ausleger auf- weisen.
Die zumindest eine Abkühleinrichtung umfasst zumindest einen Werkstückträger, der derart ausgebildet ist, dass der Ausleger der Transporteinrichtung aufliegende Werkstücke untergreifen kann. Dazu kann der Werkstückträger beispielsweise, entsprechend den Stellplätzen im Ofenraum, geeignete Ausnehmungen aufweisen. Wie genau der Werkstückträger ausgebildet ist, hängt primär davon ab, wie die Werkstücke nach dem Abkühlen von diesem entfernt werden. Werden sie beispielsweise nach dem Abkühlen von diesem heruntergeschoben, sind entsprechend angeordnete Ausnehmungen bevorzugt. Wird das Werkstück aber nach dem Abkühlen mit einer weiteren Transporteinrichtung entnommen, so kann der Werkstückträger auch Abstellflächen aufweisen, die derart ausgebildet sind, das die Werkstücke aufgelegt bzw. von diesem gehoben werden können. Mit der erfindungsgemäßen Anlage werden die oben aufgezeigten Probleme gelöst. Die Werkstücke werden nicht in den Ofenraum geschoben, sondern vielmehr in den Drehherdofen geho- ben. Aufgrund des Hebevorgangs ist es nicht mehr notwendig, im Drehherdofen Schienensteine zu verbauen, auf denen die Werkstücke geschoben werden können.
Eine erfindungsgemäße Anlage weist somit im Inneren des Drehherdofens weniger verschleißanfällige Bauteile auf. Die Wartungsintervalle sind damit größer. Dies ist insbesondere bei Anlagen zur Wärmebehandlung vorteilhaft, da diese vor einer Wartung stets so weit abgekühlt werden müssen, dass ein sicheres Arbeiten in dem Ofenraum selber gewährleistet ist. Die Transporteinrichtung kann sicher und ohne die Notwendigkeit des Abkühlens des Ofens außerhalb des Ofens gewartet werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage ist, dass nicht mehr zwei Einrichtungen zum Be- und Entladen, sondern lediglich eine notwendig ist. Die Einrichtung zum Aussto- ßen der Werkstücke fällt weg, so dass an der Innenwand des Drehherdofens keine Ausnehmung mehr ausgebildet sein muss, durch die die Stoßeinrichtung geführt wird. Der Wärmeverlust des Ofens wird somit vermindert und die Konstruktion der Innenwand vereinfacht. Die Abkühleinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit einem Öl, gekühlt bzw. abgeschreckt wird. Bei der Verwendung einer Flüssigkeit als Kühlmedium bzw. Kühlfluid ist der Werkstückträger vorzugsweise vertikal verfahrbar, also als eine Art Elevator ausge- bildet. Die Werkstücke werden nach der Wärmebehandlung auf dem Werkstückträger abgesetzt, und der Werkstückträger wird mit dem aufgesetzten Werkstück in das Kühlmedium gesenkt. Sobald das Werkstück ausreichend gekühlt ist, kann der Werkstückträger mit aufliegendem Werkstück aus dem Kühlmedium gehoben und anschließend von dem Ausleger der Transporteinrichtung unter- griffen und aus der Abkühlvorrichtung entfernt. Dabei nimmt der Ausleger stets Kühlmittel von dem zu entfernenden Werkstück auf, was bei einem anschließenden Beladevorgang in den Ofenraum eingebracht wird und die Ofenatmosphäre nachteilig beeinflusst.
Um eine Verschmutzung der Ofenatmosphäre zu vermeiden ist es bevorzugt, dass die Transporteinrichtung einen zweiten Aus- leger aufweist, wobei die beiden Ausleger getrennt voneinander verfahrbar bzw. austauschbar sind. Das Beladen des Ofenraums kann mit einem Ausleger, das Entladen mit einem anderen Ausleger durchgeführt werden. Auf diese Weise kann vermieden wer- den, dass durch einen mit Kühlmittel kontaminierten Ausleger die Ofenatmosphäre negativ beeinflusst wird.
Um den Kühlmitteleintrag vollständig zu unterbinden, weist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Anlage die Abkühleinrichtung einen zweiten Werkstückträger, der derart ausgebildet ist, dass ein Ausleger einer Transporteinrichtung die auf dem zweiten Werkstückträger aufliegenden Werkstücke untergreifen und anheben bzw. absenken kann, und eine zweite Öffnung auf, wobei der zweiten Öffnung eine zweite Transporteinrichtung zum Entfernen der Werkstücke aus der Abkühlein- richtung zugeordnet ist, und wobei die zweite Transporteinrichtung als horizontal und vertikal verfahrbarer Manipulator ausgebildet ist und einen Ausleger zum Untergreifen und Anheben bzw. Absenken der Werkstücke aufweist.
Bei einer solchen Ausführungsform der Anlage dient die erste Transporteinrichtung zum Be- und Entladen des Ofenraums. Nach der Wärmebehandlung wird das Werkstück auf dem ersten Werkstückträger abgelegt, und zwar vorzugsweise derart, dass der bzw. die Ausleger der ersten Transporteinrichtung nicht in Kontakt mit dem Werkstückträger geraten, wodurch eine Kontami- nierung des Auslegers, sofern ein flüssiges Kühlmittel verwendet wird, vermieden werden kann.
Nach dem Ablegen des Werkstücks wird dieses entweder direkt auf den zweiten Werkstückträger bewegt (beispielsweise geschoben) , oder mit dem ersten Werkstückträger in ein Kühlme- dium abgesenkt, wozu der erste Werkstückträger vertikal verfahrbar ausgebildet sein muss. Im Kühlmedium kann das Werkstück dann auf den zweiten Werkstückträger bewegt werden und auf diesem aus dem Kühlmedium gehoben werden. Das Werkstück kann dazu von der zweiten Transporteinrichtung von dem zweiten Werkstückträger gehoben werden, wozu der Werkstückträger entsprechend ausgebildet ist (siehe oben) . Die hier beschriebene Ausführungsform ermöglicht es, Werkstücke gänzlich ohne Kühlmitteleintrag in den Ofenraum zu bringen. Dazu werden diese von dem Ausleger der ersten Transporteinrichtung an einem geeigneten, nicht mit dem Kühlmittel in Kontakt tretenden Ablageort untergriffen und durch die
Kühleinrichtung direkt in dem Ofenraum abgelegt. Nach der Wärmebehandlung werden die Werkstücke von dem Ausleger der ersten Transporteinrichtung untergriffen und derart auf dem ersten Werkstückträger abgelegt, dass der Ausleger vorzugsweise nicht mit dem Werkstückträger in Kontakt tritt. Nach dem Ablegen auf dem ersten Werkstückträger werden die Werkstücke entweder direkt auf den zweiten Werkstückträger bewegt, oder erst in ein Kühlmedium abgesenkt und in diesem auf den zweiten Werkstückträger bewegt, von welchem sie dann, nachdem dieser aus dem Kühlmittel bewegt wurde, von der zweiten Transporteinrichtung entfernt werden, und zwar durch die zweite Öffnung in der Abkühleinrichtung, die der zweiten Transporteinrichtung zugeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Anlage sind sowohl die Transporteinrichtung zum Be- und/oder Entladen des Drehherdofens als auch die Transporteinrichtung zum Entfernen der Werkstücke aus der Abkühleinrichtung auf einem gemeinsamen Führungssystem verfahrbar angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Anlage wesentlich flexib- ler ist. So ist es beispielsweise möglich, die Werkstücke vor dem Einbringen in den Ofenraum nicht unmittelbar vor der entsprechenden Öffnung der Abkühleinrichtung vorzuhalten, sondern bei einem seitlich versetzten Ablageort. Gleiches gilt bei der Entnahme der Werkstücke aus der Abkühleinrichtung. Die Werkstücke können nach der Entnahme aus der Abkühleinrichtung seitlich, d.h. beispielsweise parallel zu einer Tangente an der Außenwand des Drehherdofens, einer Weiterbehandlung, beispielsweise einer weiteren Kühleinrichtung, zugeführt werden. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Führungssystems und eine entsprechende, sprich weitgehend gleiche, Ausführung der beiden Transporteinrichtungen ist gewährleistet, dass eine Transporteinrichtung bei dem Ausfall der anderen Transportein- richtung die Arbeiten der anderen übernehmen kann. Ist beispielsweise die Transporteinrichtung zum Be- und Entladen ausgefallen, können die Werkstücke auch mit der Transporteinrichtung zum Entfernen der Werkstücke aus der Abkühleinrichtung aus dem Ofenraum entnommen werden und auf dem ersten Werkstückträger abgesetzt werden. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Materialwert der im Ofenraum befindlichen Werkstücke von besonderem Vorteil, da in einer modernen Anlage Werkstücke mit einem Materialwert von mehr als einer Millionen Euro behandelt werden können. Bei der Verwendung lediglich einer Transporteinrichtung können die Werkstücke bei Ausfall dieser nicht mehr wie vorgesehen aus dem Ofenraum entnommen werden, was unweigerlich zu zumindest einer starken Beeinträchtigung der Qualität der Werkstücke führt. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von zwei Transporteinrichtungen ist die Verkürzung der Taktzeiten, da die Arbeitsgänge auf zwei Transporteinrichtungen verteilt sind.
Es kann ferner vorgesehen sein, auf dem Führungssystem eine dritte Transporteinrichtung anzuordnen, die beispielsweise dann verwendet wird, wenn eine der beiden anderen Transporteinrichtungen eine Funktionsstörung aufweist oder zu warten ist. So kann vermieden werden, dass die Anlage bei einer Störung oder Wartung mit einer verminderten Auslastung gefahren werden muss . Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Führungssystem einen Abstellplatz aufweist, auf welchen Transporteinrichtungen im Falle der Wartung und der Reparatur bewegt werden, wobei der Abstellplatz derart im Führungssystem angeordnet ist, dass die Anlage weiter betrieben werden kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der bzw. den vorzugsweise verschließbaren Öffnungen der Abkühleinrichtung eine Brennereinrichtung zugeordnet, die im geöffneten Zustand der verschließbaren Öffnung (en) der Abkühleinrichtung dafür sorgt, dass keine zu große Abkühlung der Abkühleinrichtung auftritt. Ferner kann bei der bzw. den verschließbaren Öffnung (en) der Abkühleinrichtung, die der bzw. den Transporteinrichtungen zugeordnet sind, eine Einrichtung zum Erzeugen ei- nes Fluidschleiers angeordnet sein. Eine solche Einrichtung erzeugt dann, wenn die verschließbare Öffnung geöffnet ist, vor dieser Öffnung einen Fluidschleier, so dass nur eine begrenzte Menge unerwünschter Gase durch die Öffnung in die Ab- kühleinrichtung eintreten.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anlage weist zumindest einer der Transporteinrichtungen einen Abschnitt auf, der in seinem Umfang an die Öffnung in der Abkühleinrichtung angepasst ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ab einer gewissen Eintauchtiefe in die Abkühleinrichtung bzw. den Drehherdofen die Öffnung in der Abkühleinrichtung weitgehend verschlossen ist, so dass in diesem Stadium keine Gase aus der Einrichtung bzw. dem Ofen entweichen o- der in diese eintreten. Ggf. ist bei der Ausgestaltung des entsprechenden Abschnitts auf den Hub der Transporteinrichtungen zu achten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage weist der Drehherdofen zumindest eine vertikal bewegliche Tür auf. Die zumindest eine bewegliche Tür trennt der Drehherdofen in mehrere Abschnitte. In jedem der Abschnitte können im Bedarfsfall unterschiedliche Wärmebehandlungsbedingungen eingestellt werden. So ist es beispielweise möglich, die Temperatur und/ oder die Atmosphäre zwischen verschiedenen Abschnitten zu variieren. Auf diese Weise entsteht eine sehr flexible Anlage, die auf die unterschiedlichsten Anforderungen bei der Wärmebehandlung abgestimmt werden kann.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Be- und Entladen einer Anlage zur Wärmebehandlung, wobei zum Beladen al) zumindest ein Werkstück von dem Ausleger einer Transporteinrichtung untergriffen und angehoben wird, bl) das Werkstück von der Transporteinrichtung durch eine Ofenraumöffnung in den Ofenraum bewegt und in diesem auf einem Stellplatz abgesetzt wird, zum Entladen a2) ein Ausleger einer Transporteinrichtung durch eine Öffnung in der Abkühleinrichtung und durch eine Ofenraumöff- nung in den Ofenraum und im Ofenraum unter zumindest ein Werkstück bewegt wird, b2) das zumindest eine Werkstück von dem Ausleger der Transporteinrichtung angehoben und durch die Ofenraumöffnung in die Abkühleinrichtung bewegt wird, und c2) das zumindest eine Werkstück auf dem Werkstückträger abgesetzt wird, und zwar vorzugsweise derart, dass der das zumindest eine Werkstück absetzende Ausleger der Transporteinrichtung nicht in Kontakt mit dem Werkstückträger kommt. Das Werkstück kann zum Beladen der Anlage in der Abkühleinrichtung oder außerhalb der Abkühleinrichtung bereitgestellt werden, wobei bei der Bereitstellung außerhalb der Abkühleinrichtung das Werkstück bei Schritt bl) von der Transporteinrichtung zunächst durch die Abkühleinrichtung und dann durch die Ofenraumöffnung bewegt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Schritt d2) das zumindest eine Werkstück auf dem Werkstückträger in der Abkühleinrichtung gekühlt und dann seitlich auf den zweiten Werkstückträger be- wegt, und anschließend in Schritt e2) wird das zumindest eine Werkstück nach dem Abkühlen von einem Ausleger einer zweiten Transporteinrichtung untergriffen und angehoben, und dann f2) wird das zumindest eine Werkstück durch die zweite Öffnung in der Abkühleinrichtung aus der Abkühleinrichtung bewegt und der weiteren Bearbeitung zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann also mit einer oder mehreren Transporteinrichtungen ausgeführt werden, wobei bei der der Verwendung von zwei Transporteinrichtungen die bereits oben genannten Vorteile erreicht werden können. Wird das Ver- fahren mit zwei Transporteinrichtungen ausgeführt, so wird im Regelfall das Be- und das Entladen des Ofenraums mit der ersten Transporteinrichtung vorgenommen, und das Entfernen des Werkstücks aus der Abkühleinrichtung mit der zweiten Transporteinrichtung . Im nachfolgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anlage sowie zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine Draufsicht auf ein ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anlage, Figur 2 eine schematische vertikale Schnittansicht entlang des Bewegungsweges der Transporteinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels der Anlage zur Wärmebehandlung,
Figur 3 eine schematische vertikale Schnittansicht der Abkühleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels der erfin- dungsgemäßen Anlage zur Wärmebehandlung, und zwar in Blickrichtung von der Transporteinrichtung hin zum Drehherdofen, und
Figur 4 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage. Figur 1 zeigt eine Draufsicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anlage. Die Anlage umfasst einen Drehherdofen (1) mit einer Außen- und Innenwand (2, 3), wobei die Außen- und Innenwand (2, 3) einen Ofenraum (4) begrenzen. Die Außenwand (2) weist eine verschließbare Ofenraumöffnung (5) zum Be- und Entladen des Drehherdofens (1) auf. Die verschließbare Ofenraumöffnung (5) kann durch eine bewegbare Tür (5a) freigegeben oder verschlossen werden.
Die Anlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst eine Abkühleinrichtung (6) und eine Transporteinrichtung (10) zum Transport von Werkstücken von der Abkühleinrichtung (6) in den Drehherdofen (1) und aus diesem in die Abkühleinrichtung (6). Die Abkühleinrichtung (6) und die Transporteinrichtung (10) werden jeweils detaillierter unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben. Die Anlage weist ferner einen mit der Abkühleinrichtung
(6) in Verbindung stehenden Vorheizofen (20) sowie eine Wascheinrichtung (21) auf. Der Drehherdofen (1) ist durch eine Mehrzahl von vertikal beweglichen Türen (5b, 5c, 5d, 5e) in eine Mehrzahl von Behandlungszonen (4a, 4b, 4c, 4d) unter- teilt.
Bei dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber jeweils ein Verbund von drei be- nachbarten Werkstücken (100) dargestellt, die simultan durch die Anlage bewegt werden.
Figur 2 zeigt eine schematische vertikale Schnittansicht entlang des radialen Bewegungsweges der Transporteinrichtung (10). Die Transporteinrichtung (10) weist zwei Ausleger (11) auf, welche ab einem gewissen Punkt einstückig ausbildet sind, wobei dieser einstückige Abschnitt (13) deutlich höher ausgebildet ist. Die Ausleger (11) sind relativ flach ausgebildet, so dass diese gut in (nicht gezeigte) Ausnehmungen eines Werk- Stückträgers (6c) unter die Werkstücke bzw. die Roste geführt werden können.
Die Transporteinrichtung (10) umfasst einen Hebe- /Senkmechanismus (12), mit welchem die Ausleger (11, 13) im Bedarfsfall angehoben bzw. abgesenkt werden können. Um ent- sprechende Abschnitte der Transporteinrichtung (10) in die Abkühleinrichtung (6) und weiter in den Ofen (1) bewegen zu können, umfasst die Transporteinrichtung (10) eine mit Rollen (16) versehene Antriebseinrichtung (15), die die Transporteinrichtung (10) auf einer Führungsschiene (14) bewegt. In Figur 2 ist die Abkühleinrichtung (6) in einer Schnittansicht gezeigt, bei welcher der Werkstückträger (6c) zu erkennen ist. Unter dem vertikal verfahrbaren Werkstückträger (6c) ist ein Ölbad (6a) angeordnet, in welches die Werkstücke nach der Behandlung im Drehherdofen (1) abgesenkt werden. Die Abkühleinrichtung (6) umfasst eine verschließbare Öffnung
(6e), durch welche im Bedarfsfall die Ausleger (11, 13) der Transporteinrichtung (10) eingefahren werden können. Die verschließbare Öffnung (6e) kann mit Hilfe einer Tür (6d) verschlossen werden. Um bei geöffneter Tür (6d) einen Wärmeverlust der Abkühleinrichtung (6) zu vermeiden, ist bei der Tür (6d) der Abkühleinrichtung (6) eine Brennereinrichtung (6b) installiert. In der Nähe der verschließbaren Öffnung (6e) der Abkühleinrichtung (6) ist ferner eine Einrichtung (40) zum Erzeugen eines Fluidschleiers angeordnet. Diese kann zur Vermeidung des Eintritts unerwünschter Gase im geöffneten Zustand der verschließbaren Öffnung (6e) einen (nicht gezeigten) Gasschleier vor der verschließbare Öffnung (6e) erzeugen. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Werkstücke (100) selbst lediglich schematisch dargestellt.
Figur 3 zeigt eine schematische vertikale Schnittansicht der Abkühleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anlage, und zwar in Blickrichtung von der Transporteinrichtung (10) hin zum Drehherdofen (1). Die Abkühleinrichtung umfasst zwei Kammern (6f) mit jeweils einem Werkstückträger (6c), die getrennt voneinander in das Ölbad (6a) bewegt werden können. Dem Ölbad ist ferner eine Stoßbzw. Schiebeeinrichtung zugeordnet, mit welcher Werkstücke von einem Werkstückträger auf den anderen Werkstückträger bewegt werden können, wobei bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel diese Stoß- bzw. Schiebeeinrichtung auf Höhe des 01- bades angeordnet ist, d.h. eine Verschiebung des Werkstückes in dem Ölbad stattfindet.
Aufgrund der Blickrichtung von der Transporteinrichtung (10) hin zum Drehherdofen (1) ist in einer Kammer (6f) der Abkühleinrichtung (6) lediglich ein Werkstück (100) gezeigt, das auf einem Werkstückträger (6c) aufliegt. Um die Erfindung nicht unnötig zu verkomplizieren, wird auf die übrigen in Figur 3 gezeigten Elemente, die für den Erfindungsgedanken nicht maßgeblich sind, nicht näher eingegangen.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungs- beispiel der erfindungsgemäßen Anlage. Die Anlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst einen Drehherdofen (1) mit einer Außen- und Innenwand (2, 3), wobei die Außen- und Innenwand (2, 3) einen Ofenraum (4) begrenzen. Der Drehherdofen (1) ist durch eine Mehrzahl von vertikal beweglichen Türen (5b, 5c, 5d, 5e, 5f) in eine Mehrzahl von Behandlungszonen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) unterteilt. Die Außenwand (2) weist eine verschließbare Ofenraumöffnung (5) zum Be- und Entladen des Drehherdofens (1) auf. Die verschließbare Ofenraumöffnung (5) kann durch eine bewegbare Tür (5a) freigegeben oder verschlossen werden.
Die Anlage umfasst ferner eine Abkühleinrichtung (6) und zwei Transporteinrichtungen (10', 30'), wobei die erste Trans- porteinrichtung (10') zum Transport von Werkstücken in den O- fenraum (4) und aus diesem auf den Werkstückträger dient.
Die erste Transporteinrichtung ist in zwei Positionen gezeigt, und zwar in einer Be-/Entladeposition (mittige Position in der Figur) sowie einer Position zum Zugreifen auf ein Vorhaltelager bzw. Vorheizofen (20') (untere Position in der Figur) .
Die zweite Transporteinrichtung (30') dient zum Entfernen der Werkstücke aus der Abkühleinrichtung (6) und zum Zuführen der Werkstücke der weiteren Bearbeitung. Die zweite Transporteinrichtung ist in der Figur in der oberen Position dargestellt, an welcher ein Werkstück der weiteren Bearbeitung zugeführt wird.
Die beiden Transporteinrichtungen sind über ein gemeinsa- mes Führungssystem (40) parallel zu einer Tangente an der O- fenaußenwand verfahrbar, wobei die Transporteinrichtungen so ausgebildet sind, dass beide Transporteinrichtungen sowohl das Be- und Entladen des Ofenraums als auch das Entfernen der Werkstücke aus der Abkühleinrichtung durchführen können. Das Führungssystem ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einem Ausfall einer Transporteinrichtung diese in eine Abstellposition bewegt werden kann, die den weiteren Betrieb der Anlage mit nur einer Transporteinrichtung nicht behindert. In Figur 4 ist das Führungssystem der Einfachheit halber verein- facht dargestellt, d.h. ohne eine entsprechende Abstellposition .
Die Anlage umfasst ferner eine Abkühleinrichtung (6), deren Aufbau bereits unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben wurde. Eine mit dem zweiten Ausführungsbeispiel zu verwendende Abkühleinrichtung umfasst zusätzlich eine zweite, der zweiten Transporteinrichtung zugeordnete (in der Figur 4 nicht dargestellte) Öffnung, durch welche Werkstücke mit der zweiten Transporteinrichtung aus der Abkühleinrichtung entfernt werden können. Die Anlage umfasst ferner einen Vorheizofen (20') bzw.
Vorhaltelager, auf welchen die Transporteinrichtungen zur Entnahme eines Werkstückes zugreifen können. Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird lediglich jeweils ein Werkstück (100') bewegt, es ist jedoch auch möglich, die Anlage entsprechend dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zu betreiben, d.h. das zeitgleich eine Mehrzahl von Werkstücken bewegt werden.
Im Nachfolgenden wird anhand der Figuren 1 bis 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Zunächst werden die Werkstücke (100) aus dem Vorheizofen (20) über einen Elevator in eine Elevatorschleuse (40) bewegt. Aus der Elevatorschleuse (40) werden die Werkstücke auf einen Werkstückträger (6c) in einer Kammer (6f) der Abkühleinrichtung (6) bewegt. Im Fall des gezeigten Ausführungsbeispiels dient eine Schiebevorrichtung dazu, die Werkstücke (100) in die Kammer (6f) zu bewegen. Bei anderen Ausführungsbeispielen können andere Bewegungseinrichtungen, wie beispielsweise eine Zugeinrichtung, verwendet werden. Sobald die Werkstücke (100) auf den Werkstückträger (6c) bewegt wurden, werden die Ausleger (11) der Transporteinrichtung (10) in (nicht gezeigte) Ausnehmungen in dem Werkstückträger (6c) unter die Werkstücke (100) gefahren. Anschließend heben die Ausleger (11, 13) der Transporteinrichtung (10) die Werkstücke (100) an, woraufhin die Werkstücke durch die geöffnete verschließbare Öffnung (5) in den Drehherdofen (1) bewegt werden. Sobald die Transporteinrichtung die Werkstücke tief genug in den Drehherdofen (1) bewegt hat, wird die Transporteinrichtung herabbewegt und die Werkstücke (100) werden im Drehherdofen (1) auf entsprechenden Stellplätzen abgesetzt. Anschließend werden die Ausleger (11, 13) aus dem Drehherdofen (1) in die Abkühleinrichtung (6) bewegt und die zumindest eine verschließbare Öffnung (5) wird geschlossen.
Sobald die verschließbare Öffnung (5) mit der entsprechenden Tür (5a) verschlossen ist, wird der Drehherdofen eine Position weiter bewegt. Nachfolgend wird nun das Entladen beschrieben, wobei dies die gleichen Schritte wie das Beladen umfasst, jedoch in umgekehrter Reihenfolge.
Sobald die Werkstücke (100) in dem Drehherdofen (1) an die richtige Stelle bewegt worden sind, wird die Tür (5a) so be- wegt, dass die verschließbare Öffnung (5) in der Außenwand (3) des Drehherdofens (1) freigegeben ist. Die Transporteinrichtung (10) bzw. die Ausleger (11) der Transporteinrichtung (10) werden durch die Abkühleinrichtung (6) in den Ofenraum (4) be- wegt, wobei die Ausleger (11) unter die Werkstücke (100) bewegt werden. Sobald die Ausleger (11) ausreichend weit unter die Werkstücke bewegt wurden, werden die Werkstücke (100) angehoben. Sobald eine entsprechende Hubhöhe erreicht ist, werden die Werkstücke auf den Auslegern aufliegend durch die ver- schließbare Öffnung (5) in die Abkühleinrichtung bewegt. In dieser wird die Transporteinrichtung (10) wieder gesenkt und die die Werkstücke auf dem Werkstückträger (6c) abgelegt, wobei die Ausleger (11) in (nicht gezeigten) Ausnehmungen in dem Werkstückträger (6c) bewegt werden. Um zu vermeiden, dass die Ausleger (11) mit an dem Werkstückträger (6c) anhaftendem Öl verunreinigt werden, sind die Ausnehmungen derart gestaltet, dass kein Kontakt zwischen den Auslegern (11) und dem Werkstückträger (6c) auftritt, und zwar auch dann nicht, wenn die Werkstücke auf dem Werkstückträger abgelegt sind. Nach dem Ab- legen der Werkstücke wird die Transporteinrichtung (10) vollständig aus der Abkühleinrichtung (6) entfernt. Anschließend wird die Tür (6d) der Abkühleinrichtung (6) geschlossen und die Werkstücke werden zum Abkühlen in das Ölbad (6a) gelassen. Im Ölbad (6a) selbst werden die Werkstücke von einer Stoßein- richtung von dem Werkstückträger (6c) auf einer zweiten Werkstückträger bewegt, woraufhin der erste Werkstückträger (6c) aus dem Ölbad (6a) bewegt wird, so dass der Beladevorgang von neuem beginnen kann.
Bezug nehmend auf die Figur 4 wird nachfolgend eine weite- re Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wobei bereits oben beschriebene Einzelheiten des Verfahrens nicht wiederholt dargelegt werden.
Zunächst wird zum Beladen des Ofenraums ein Werkstück von von den Auslegern (H') der ersten Transporteinrichtung (10') untergriffen und angehoben, und zwar in einem Vorheizofen bzw. einem Vorhaltelager (20') . Das Werkstück von der ersten Transporteinrichtung (10') durch die Abkühleinrichtung, und zwar ohne Ablage auf dem Werkstückträger, durch die Ofenraumöffnung (5) in den Ofenraum (4) bewegt und in diesem auf einem Stellplatz abgesetzt. Zum Entladen werden die Ausleger (H') der ersten Transporteinrichtung (10') durch eine Öffnung in der Abkühleinrichtung (6) und durch eine Ofenraumöffnung (5) in den Ofenraum (4) bewegt, und im Ofenraum (4) werden die Ausleger (H') unter zumindest ein Werkstück bewegt. Nach dem Untergreifen des Werkstücks wird das Werkstück von den Auslegern (H') der Transporteinrichtung (10') angehoben und durch die Ofenraumöffnung (5) in die Abkühleinrichtung (6) bewegt, wo das Werkstück auf dem Werkstückträger abgesetzt wird.
Das auf dem Werkstückträger aufliegende Werkstück wird in der Abkühleinrichtung (6) gekühlt, und zwar indem es in ein Ölbad abgesenkt wird, wo es dann seitlich auf einen zweiten Werkstückträger bewegt wird. Dies geschieht beispielsweise mit einer Stoß- oder einer Zieheinrichtung. Nach dem Abkühlen wird das Werkstück, aufliegend auf dem zweiten Werkstückträger, aus dem Ölbad gehoben und von einem Ausleger der zweiten Transporteinrichtung (30') untergriffen und angehoben und anschlie- ßend durch eine zweite, der zweiten Transporteinrichtung (30') zugeordneten Öffnung in der Abkühleinrichtung (6) aus dieser entfernt und der weiteren Bearbeitung zugeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken, mit zumindest einer Transporteinrichtung (10, 10', 30'), die als horizontal und vertikal verfahrbarer Manipulator ausgebildet ist und zumindest einen Ausleger (11, 11', 31') zum Untergreifen und Anheben bzw. Absenken der Werkstücke aufweist, einem Drehherdofen (1), der eine einen Ofenraum (4) um- schließende Außenwand (2), in der zumindest eine Ofenraumöffnung (5) angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Stellplätzen für Werkstücke aufweist, wobei der Ausleger (11, 11', 31') der Transporteinrichtung (10, 10', 30') in radialer Richtung durch die Ofenraumöffnung (5) bewegbar ist und wobei die Stellplätze derart ausgebildet sind, dass der Ausleger der Transporteinrichtung die auf den Stellplätzen aufliegenden Werkstücke untergreifen kann, einer an einer Ofenraumöffnung (5) angeordneten Abkühleinrichtung (6) mit zumindest einer weiteren, der Ofenraumöffnung (5) in radialer Richtung gegenüberliegenden Öffnung, und zumindest einem Werkstückträger (6c), der derart ausgebildet ist, dass ein die Öffnung durchgreifender, in radialer Richtung bewegbarer Ausleger (11, 11', 31') einer Transporteinrichtung (10, 10', 30') die auf dem Werkstückträger (6c) auf- liegenden Werkstücke untergreifen und anheben bzw. absenken kann .
2. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrich- tung (10, 10', 30') einen zweiten Ausleger aufweist, wobei die beiden Ausleger getrennt voneinander verfahrbar bzw. austauschbar sind.
3. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken nach An- spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühleinrichtung (6) einen zweiten Werkstückträger, der derart ausge- bildet ist, dass ein Ausleger einer Transporteinrichtung (10', 30') die auf dem Werkstückträger aufliegenden Werkstücke untergreifen und anheben bzw. absenken kann, und eine zweite Öffnung aufweist, und dass der zweiten Öffnung eine zweite Transporteinrichtung (30') zum Entfernen der Werkstücke aus der Abkühleinrichtung (6) zugeordnet ist, wobei die zweite Transporteinrichtung (30') als horizontal und vertikal verfahrbarer Manipulator ausgebildet ist und einen Ausleger (31') zum Untergreifen und Anheben bzw. Absenken der Werkstücke aufweist.
4. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (10') zum Be- und/oder Entladen des Drehherdofens (1) und die Transporteinrichtung (30') zum Entfernen der Werkstücke aus der Abschreckeinrichtung (6) auf einem gemeinsamen Führungssystem (40) verfahrbar angeordnet sind.
5. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer der den Transporteinrichtungen (10, 10', 30') zugeordneten Öffnungen in der Abkühleinrichtung (6) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fluidschleiers (40) angeordnet ist.
6. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Ausleger (11, 11', 31') zum Untergreifen der Werkstücke einen Abschnitt (13) aufweist, der in seinem Umfang an die entsprechende Öffnung in der Abkühleinrichtung (6) an- gepasst ist.
7. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehherdofen (1) zumindest eine vertikal bewegliche Tür (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) aufweist.
8. Verfahren zum Be- und Entladen einer Anlage zur Wärmebehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zum Beladen al) zumindest ein Werkstück von dem Ausleger (11, 11') einer Transporteinrichtung (10, 10') untergriffen und angehoben wird, bl) das Werkstück von der Transporteinrichtung (10, 10') durch eine Ofenraumöffnung (5) in den Ofenraum (4) bewegt und in diesem auf einem Stellplatz abgesetzt wird, zum Entladen a2) ein Ausleger (11, 11') einer Transporteinrichtung (10, 10') durch eine Öffnung in der Abkühleinrichtung (6) und durch eine Ofenraumöffnung (5) in den Ofenraum (4) und im Ofenraum (4) unter zumindest ein Werkstück bewegt wird, b2) das zumindest eine Werkstück von dem Ausleger (11, 11') der Transporteinrichtung (10, 10') angehoben und durch die Ofenraumöffnung (5) in die Abkühleinrichtung (6) bewegt wird, und c2) das zumindest eine Werkstück auf dem Werkstückträger (6c) abgesetzt wird.
9. Verfahren zum Be- und Entladen einer Anlage zur Wärmebehandlung nach Anspruch 8, wobei d2) das zumindest eine Werkstück auf dem Werkstückträger (6c) in der Abkühleinrichtung (6) gekühlt und dann seitlich auf einen zweiten Werkstückträger bewegt wird, e2) das zumindest eine Werkstück nach dem Abkühlen von einem Ausleger (31') einer Transporteinrichtung (30') untergrif- fen und angehoben wird, und f2) das zumindest eine Werkstück durch eine zweite Öffnung in der Abkühleinrichtung (6) aus der Abkühleinrichtung bewegt und der weiteren Bearbeitung zugeführt wird.
10. Verfahren zum Be- und Entladen einer Anlage zur Wärmebehandlung nach Anspruch 8, wobei aθ) zumindest eine Werkstück auf einem Werkstückträger (6c) der Abkühleinrichtung (6) bereitgestellt wird, indem es durch eine weitere Öffnung in der Abschreckeinrichtung (6) in diese geschoben bzw. bezogen wird.
PCT/EP2008/063239 2007-10-05 2008-10-02 Drehherdofen WO2009047211A1 (de)

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DE200710048041 DE102007048041A1 (de) 2007-10-05 2007-10-05 Drehherdofen
DE102007048041.7 2007-10-05

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