DE2748356A1

DE2748356A1 - Einrichtung zum induktiven erwaermen laenglicher werkstuecke aus metall

Info

Publication number: DE2748356A1
Application number: DE19772748356
Authority: DE
Inventors: Friedrich Scheffler
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1979-05-03
Also published as: JPS5471710A; FR2410413A1; IT1106094B; GB2007345A; IT7851653A0; JPS571567B2

Description

AEG-Elotherm Gesellschaft mit beschränkter Haftung

ο793/77-ίο2) Remscheid, 27.Ιο.77

Pat/Seiffert/Sw.

Einrichtung zum induktiven Erwärmen länglicher Werkstücke aus Metall

Die Erfindung befaßt sich mit einer Einrichtung zum induktiven Erwärmen länglicher Werkstücke aus Metall, bestehend aus einem spulenförmigen Induktionsofen, dem die Werkstükke mit ihrer Längsachse in Richtung der Spulenachse in

o5 eine Eingabeposition zuführbar und aus einer Ausgabeposition ebenfalls mit ihrer Längsachse in Richtung der Spulenachse wieder entnehmbar sind, und aus einer an die Werkstücke anstellbaren Transportvorrichtung zum taktweisen Transport der Werkstücke von der Eingabe- in die Ausgabeposition, bei der die Werkstücke zwischen der Eingabe- und der Ausgabeposition in eine quer zur Spulenachsc verlaufende Transportrichtung schrittweise transportabel sind.

Einrichtungen dieser Art eignen sich in Fertigungsstraßen, z.B. zur Schmiedebearbeitung, die in vorgegebenem Arbeitstakt arbeitet, zur taktweisen Erwärmung von Werkstücken unter Einhaltung eines genauen Arbeitstaktes. Sie weisen den Vorzug auf, daß ihre in Richtung der Werkstücklängsachse gemessene Baulänge nicht oder nicht wesentlich größer als die Jeweils zu erwärmende Länge der Werkstücke gewählt sein muß, während die in Transportrichtung der

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Werkstücke grmraspnc Ausdehnung des Induktionsofens im wesentlichen lediglich durch die Taktzeiten bzw. die erforderliche Aufwärimingszeit bestimmt wird. Es lassen sich so relativ kurze Durchlaufofen erstellen.

o5 An bekannten Hinrichtungen dieser Art werden die einseitig aus dein Ofenraum herausragenden Werkstücke an ihren kalt verbleibenden Enden mittels zugehöriger Klemmelemcnte einseitig eingespannt und stetig oder unstetig durch den Ofenraum transportiert. Dabei ist der Aufwand der Transportvorrichtung insbesondere dann beachtlich, wenn der Schwerpunkt der zu erwärmenden Werkstücke in wesentlichem Abstand von der zugehörigen Klemmvorrichtung innerhalb des Ofenraums gelegen ist. Der Aufwand resultiert insbesondere aus der Herbeiführung einer sicheren Befestigung der einzelnen Werkstücke.

Die Erfindung befaßt sich daher mit der Aufgabe, den zugehörigen baulichen Aufwand zu mindern und die Ausbildung der Einrichtung derart zu treffen, daß ein Transport der Werkstücke durch den Ofenraum ohne Anwendung besonderer Klemmvorrichtungen möglich ist. Ferner soll die Anordnung derart getroffen sein, daß ein einfacher Transport der Werkstücke im wesentlichen unabhängig von der Lage ihres Schwerpunktes möglich ist. Ferner soll die Anordnung derart getroffen sein, daß ein definiert getakteter Transport der Werkstücke durch den Ofenraum zur Einhaltung vorgebbarer Taktzeiten möglich und eine einfache Zu- und Abführung der Werkstücke aus dem Ofen durchführbar ist.

Der Erfindung entsprechend wird dazu eine Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß am horizontal angeordneten Boden des an den beiden Stirnflächen des Spuleninnenraumes offenen Induktionsofens im Transportweg der Werkstükke mehrerer Werkstückablagen zur Lagerung der Werkstücke nebeneinander angeordnet sind und die Transportvorrichtung aus einer in Transportrichtung mittels eines Stell-

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S-

motors motorisch hin- und rückbeweglich gelagerten Hebevorrichtung besteht, die als Träger zweier an die beiden Enden der Längsausdehnung der Werkstücke anstellbarer,die Werkstücke unterfassender Greifvorrichtungen dient.

o5 In Einrichtungen zur partiellen Erwärmung der Werkstücke über einen Teil ihrer Längsausdehnung kann die Anordnung in Ausgestaltung derart getroffen sein, daß die dem zu erwärmenden Teil der Werkstücke zugeordnete Greifvorrichtung über eine Stirnfläche des Induktionsofens in den Ofeninnenraum motorisch einschiebbar auf dem Träger der Hebevorrichtung gelagert und die andere Greifvorrichtung als Aufnahme zur Lagerung des kalten Werkstückendes ausgebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, die Ausbildung an solchen Einrichtungen derart zu treffen, daß

die in den Ofeninnenraum einschiebbare Greifvorrichtung mit Durchflußleitungen zur Hindurchführung von Kühlwasser - versehen ist.

Die anliegenden Zeichnungen erläutern ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung nach der Erfindung in einer Seitenansicht und teilweise im Schnitt.

Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung in einer senkrecht zur Darstellung der Fig. 1 verlaufenden anderen Schnittdar-Stellung, die die Darstellungsebene I-I der Fig. 1 im Schnitt enthält.

Fig. 3 erläutert die Ausbildung eines Bauteils der Einrichtung nach Fig. 1 und Fig, 2.

Fig, k erläutert das Bauteil der Fig. 3 in einer Schnittdareteilung, deren Schnittebene IV-IV senkrecht zur Darstellungsebene der Fig. 3 verläuft.

In Fig. 1 und Fig. 2 bezeichnen 1 einen auf einem Funda-

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ment ortsfest aufstellbaren Grundrahmen, 2 einen auf Ständern 3 im Abstand von dem Grundrahmen angeordneten Induktionsofen mit einem oval geformten Induktionsspulenkörper 4, dessen von den Spulenwindungen umfasste Achse senk-

o5 recht zur Darstellungsebene der Fig. 1 angeordnet ist. Die Windungen der Induktionsspule k sind an ein Wechselstromnetz anschließbar. Die Spule k ist gemessen in Richtung ihrer Achse kürzer als in der quer dazu verlaufenden Richtung ihres größten Durchmessers . Ihre in Achsrichtung gemessene Daulänge entspricht im wesentlichen der zu erwärmenden Daulünge der durch den Ofen hindurch zu führenden Werkstücke 3·

Auf der horizontal angeordneten Bodenfläche 6 dee Ofeninnenraumes ΊΑ sind im Abstand nebeneinander mehrere Werk- stückablagen 7 in Form eines mit Kühlwasser speisbaren Röhrenpaares aus austenitischem Stahl angeordnet. Werkstückaufnahmen 7 erstrecken sich von der einen Seite des Innenraumes ΊΑ zwischen einer Werkstückaufnahme 7A zur anderen Seite des Werkstückinnenraumes bis zu einer Werk-

Stückaufnahme 7B. Die Werkstückaufnahmen 7A und 7B sind

von der Art der Werkstückaufnahmen 7· Die Werkstückaufnahme 7A entspricht der Eingabeposition dee Ofens 2, die Werkstückaufnahme 7B der Ausgabeposition. Die Werkstücke 5 sind entlang ihrer Längsrichtung über die Werkstückaufnahme 7A in den Ofenraum einführbar und können ebenfalls in Richtung ihrer Längsachse, die parallel zur Achse des Induktionsofens angeordnet ist, aus der Werkstückaufnahme 7B dem Ofeninnenraum 'lA entnommen werden.

Zur Zuführung und Entnahme ist eine entsprechende Zuführungs- bzw. Entnahmevorrichtung (nicht dargestellt) auf der Tischfläche 8 eines auf dem Grundrahmen 1 angeordneten Tisches 9 gelagert.

Mit Io ist ein auf dem Grundrahmen 1 in Richtung des Doppelpfeils 11 um die Schrittlänge β verschiebbar gelagerter Trägerkörper bezeichnet, der gleichzeitig in Richtung des Doppelpfeils 12 um die Schrittlänge s'

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höhenverstellbar ist. — τ· -

Zur Verstellung des Trägers to dienen Stellmotoren 13 und 14.

Der hydraulische Stellmotor 13 bewirkt die Verschiebung o5 des Trägers Io um die Schrittweite s in Richtung des.Doppelpfeile 11, wozu der Körper Io auf Rollen 15 und l6 beweglich ist. Zur Höhenverstellung des Trägers Io um die Schrittweite s* dient der hydraulische Stellmotor Ik, dessen Stellkolben mit einer auf Rollen 17 verstellbaren Stange 18 verbunden ist. Die Stange l8 ist Träger von kurvenscheibenartigen Stellkulissen 19 und 2o, die bei Verschiebung der Stange l8 in Richtung des Doppelpfeils 11 den Tisch Io über mit dem Tisch fest verbundene Gegenstücke 21 bzw. 22 um die Schrittweite s* anzuheben vermag, wobei die Rollen 15 und l6 ebenfalls angehoben werden.

Der Träger Io dient zur Lagerung einer zwischen der Stirnfläche kB und dem Tisch 9 angeordneten Greifvorrichtung 3o, deren Oberfläche mit Aufnahmen zur Lagerung der aus dem Ofenraum kA über die zugehörige Öffnung auf der Seite der Stirnfläche kB herausragenden Werkstücke 5 dienen. In der Darstellung der Fig. 2 ist eine zugehörige Lagervorrichtung mit 31 bezeichnet.

Auf der Seite der offenen Stirnseite kC des Ofenraums kA ist eine Greifvorrichtung 32 auf dem Trägerkörper Io be festigt, die in einer Führung des Bauteils 33, das mit dem Bauteil Io fest verbunden ist, in Richtung der Achse des Ofenraums verstellbar gelagert ist. Die 'Greifvorrichtung 32 besteht aus einem Rahmen, der mit an eine Kühlwasserleitung anschließbaren Metallröhren 33 zwecks Kühlung des Rahmens fest verbunden ist. Die Röhren 33 sind über eine flexible Zuleitung (nicht dargestellt) mit einer entsprechenden Kühlwasserleitung verbindbar.

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— ο -

Der Rahmen 32 trägt an seiner dem Innenraum 4A des Induktionsofens 2 zugewandten Seite eine Anzahl zinkenförmig ausgebildeter Greifer 34, die durch Verstellung der Greifvorrichtung 32 (vgl.die Darstellung der Fig. 2)

t>5 in das Innere des Induktionsofens 2 einführbar sind.

Die zinkenförmigen Greifer 34 nehmen dabei in der unteren Stellung des Trägers Io eine Lage ein, die etwas unterhalb der Tragebene der Werkstückaufnahmen 7A, 7_f 7B verläuft. Sie greifen dabei - wie in Fig. 1 dargestellt - von unten an die Werkstücke 5 an und heben diese durch Anheben des Trägers Io um die Schrittweite β¹ von den Werkstückaufnahmen 7, 7 A bzw. 7B ab.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Durch die auf dem Tisch 9 angeordnete (nicht dargestellte) Eingabevorrichtung wird ein metallenes Werkstück 5t das stangenförmig ausgebildet ist, über eine zugehörige Fördervorrichtung in den Innenraum 4A des Induktionsofen 2 in die Eingabeposition 7A eingestoßen. Der Träger * Io ist dabei in Richtung des Doppelpfeils 12 nach unten abgesenkt und die Greifvorrichtung 32 mit den Zinken 34 nimmt eine - innerhalb des Ofenraume 4A gelegene - in Abstand vom zugewandten freien Ende des Werkstücke 5 unten liegende Endposition ein. Das in den Ofenraum 4A eingeführte Werkstück 5 ruht deshalb auf der Werkstückaufnah- me 7A und der zugehörigen Lagerung 31 der Greifvorrichtung 3o. Nunmehr wird durch Betätigung des Motors 33A die Greifvorrichtung 32 mit den zinkenförmigen Ansätzen 34 in ihre zweite Endlage verschoben, in der die Zinken 34 eine unterhalb der Werkstückaufnahme 7 und unterhalb des Werkstücks 5 (vgl. Fig. l) gelegene Position einehmen. Durch Betätigung des Motors 14 wird darauf folgend die Antriebsstange l8 in Richtung des Doppelpfeils 11 verschoben, wodurch der Trägerkörper Io um die Schrittweite s' in Richtung des Doppelpfeils 12 vom Grundrah- men 1 abgehoben wird. Infolge dieser Hebung werden auch die Greif vorrichtungen Jo und 32 angehoben, wodurch das auf der Werkstückaufnahme 7A befindliche Werkstück 5

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um die Schrittweite β¹ in Richtung des Doppelpfeils angehoben wird. Über eine zugehörige (nicht dargestellte) Steuervorrichtung wird nunmehr der Motor 13 betätigt und der Träger Io in Richtung des Doppelpfeils 11 um

o5 eine Schrittweite s verschoben. Infolge dieser Verschiebung transportieren die Greifvorrichtungen 3o,32 die Werkstücke 5 um die Schrittweite s in die jeweils benachbarte Werkstückaufnahme 7· Durch Rückwärtssteucrung der Bewegung des Stellmotors Ik werden die Werkstücke 5 sodann in diese Aufnahme abgelegt und es wird der Motor 33A betätigt, wodurch die Greifvorrichtung 32 so weit aus dem Innenraum kA des Ofens 2 gezogen, daß der Träger Io wieder in Richtung des Doppelpfeils 11 beweglich ist. Der Träger Io wird daraufhin durch Verstellung mittels des Motors 13 in Richtung des Doppelpfeils 11 verstellt und in seine ursprüngliche Lage überführt. Danach wird der beschriebene Transportvorgang erneut ausführbar. Die Werkstücke 5 Herden so von einer Werkstückaufnahme in die benachbarte und damit schrittweise von der Werkstück aufnahme 7A in die Werkstückaufnahme 7B transportiert. Die (nicht dargestellte) Entnahmevorrichtung, die auf dem Tisch 8 angeordnet ist, zieht das erwärmte Werkstück, das sich gerade in der Entnahmeposition 7B befindet, wieder aus dem Innenraum kA des Ofens 2 heraus, so daß das erwärm te Werkstück der weiteren Bearbeitung zuführbar ist.

Die Erfindung ist nicht an das beschriebene Ausführungsbeispiel gebunden. So kann z.B. in Fällen, die die vollständige Erwärmung der Werkstücke über ihre gesamte Länge erforderlich machen, die Greifvorrichtung 3o,31 entsprechend der Greifvorrichtung 32,33,3*» ausgebildet sein, wodurch auch diese Greifvorrichtung ganz an die vollständig im Innenraum des Ofens befindlichen Werkstücke angestellt werden kann. Die Anordnung kann ferner derart getroffen sein, daß die vorgesehenen Greifvor richtungen 31 und 32 jeweils nicht um den Weg s sondern um den Weg 2s ,3s ... verstellbar sind. In dieser Aus-

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führungsform werden die einzelnen Werkstücke durch die zugehörigen Transportschritte nicht in jeweils benachbarte Werkstückablagen transportiert sondern in jede zweite, dritte ... Werkstückablage.

5 "Ansprüche 2 Zeichnungen

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it

Claims

Einrichtung zum induktiven Erwärmen länglicher Werketücke aus Metall« bestehend aus einem spulenförmiggen Induktionsofen, dem die Werkstücke mit ihrer Längsachse in Richtung der Spulenachse in eine Eingabeposition zuführbar und aus einer Ausgabeposition ebenfalls mit ihrer Längsachse in Richtung der Spulenachse wieder entnehmbar sind, und aus einer an die Werkstücke anstellbaren Transportvorrichtung zum Transport der Werkstücke von der Eingabe- in die Ausgabeposition, bei der die Werkstücke zwischen der Eingabe- und der Ausgabeposition in eine quer zur Spulenachse verlaufende Transportrichtung schrittweise transportabel sind, dadurch gekennzeichnet, daß am horizontal angeordneten Boden (6) des an den beiden Stirnflächen (4b, kC) offenen Innraumes (4A) der Spule (k) des Induktionsofens (2) im Transportweg der Werkstücke (5) mehrere Werkstückablagen (7A, 7t 7B) zur Lagerung der Werkstücke nebeneinander angeordnet sind und die Transportvorrichtung aus einer mittels eines Stellmotors (13) in Transportrichtung motorisch hin- und rückbeweglich gelagerten Hebevorrichtung (lo) besteht, die als Träger von an die beiden Enden der Längsrichtung der Werkstücke anstellbarer « die Werkstücke unterfassender Greifvorrichtungen (3o,31i 3^,32) dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 zur partiellen Erwärmung der Werkstücke über einen Teil ihrer Längsausdehnung, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zu erwärmenden Ende der Werkstücke (5) zugeordnete Greifvorrichtung (32 über eine Stirnfläche (4C) des Ofens (2) in den Ofenraum (^A) motorisch mittels eines Stellmotors (33A)

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ORIGINAL INSPECTED

einschiebbar auf dem Träger (lo) gelagert und die andere Greifvorrichtung (3o,3l) als Aufnahme zur Lagerung des kalten Werkstückendes ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ofenraum einschiebbare Greifvorrichtung (32,3^) mit Durchflußleitungen (33) zur Wasserkühlung versehen ist.

k. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (7A₁ 7« 7B)

als mit Kühlwasser speisbare Rohrleitungen ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung aus einem quer zur Längsachse der Ofenspule (4) in Transportrichtung und in senkrecht dazu verlaufender Richtung mittels Stellmotoren (I3,l4) verstellbaren Träger (lo) besteht, der an die Werkstücke (5) angreifende Greifvorrichtungen (31»3Ό trägt.

AEG-Elotherm G.m.b.H.

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