EP1488181B1 - Anlage zur w rmebehandlung von werkst cken - Google Patents

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EP1488181B1
EP1488181B1 EP03714799A EP03714799A EP1488181B1 EP 1488181 B1 EP1488181 B1 EP 1488181B1 EP 03714799 A EP03714799 A EP 03714799A EP 03714799 A EP03714799 A EP 03714799A EP 1488181 B1 EP1488181 B1 EP 1488181B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
opening
charging
lock
plant according
discharging
Prior art date
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Application number
EP03714799A
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English (en)
French (fr)
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EP1488181A1 (de
Inventor
Horst Becker
Friedhelm Kühn
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LOI Thermprocess GmbH
Original Assignee
LOI Thermprocess GmbH
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Publication date
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    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers
    • F27D1/1858—Doors
    • F27D2001/1891—Doors for separating two chambers in the furnace
    • 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
    • F27D3/0024—Charging; Discharging; Manipulation of charge of metallic workpieces

Definitions

  • the invention relates to a plant for the heat treatment of workpieces, comprising a cyclically rotary rotary hearth furnace having an outer and an inner wall defining a furnace space, which is divided by means of vertically movable doors in a heating zone and at least one treatment zone, wherein in the outer wall in the heating zone, a first closable opening for loading or unloading is arranged, with a first quenching device and with a transport device for transporting the workpieces in the rotary hearth furnace and from this into the first quenching device.
  • Such a plant is from the DE-C1-3427716 known. It is a system for hardening of individual parts with a rotary hearth furnace and a hardening press.
  • the rotary hearth furnace has a lock-like loading or unloading zone, which is formed by means of both sides of the loading and unloading arranged vertically movable doors. From this loading or unloading the workpieces can be removed individually after opening the oven door using a loading and unloading robots and transferred to the hardness press.
  • the cycle time, d. H. the time between loading and unloading a workpiece in or out of the rotary hearth furnace is relatively long in the known system, since a single opening is used both for loading and unloading. Therefore, there is also a need to minimize the cycle time.
  • the EP-A1-0 735 149 discloses a plant for heat treatment of workpiece batches under vacuum.
  • a rotary kiln has in the outer wall a first opening with a door exclusively for loading and a second opening exclusively for unloading, the second opening being preceded by a sluice by means of which a cooling chamber or quenching chamber is connected to the rotary kiln.
  • the tool batches are transported to different treatment furnaces which are arranged outside on the circumference of the rotary kiln, for example a carburizing kiln chamber.
  • the workpieces from the turntable To enter the To reach treatment furnaces, the workpieces from the turntable must be transported transversely to the direction of rotation in the treatment furnaces.
  • the U.S.-A-4,496,312 discloses a plant with a rotary hearth furnace for heat treatment of workpieces.
  • the rotary hearth furnace is divided by means of doors in a heating zone and a cooling zone.
  • a first opening, preceded by a preheating chamber, serves exclusively to load the rotary hearth furnace, and a second opening, which is preceded by a cooling chamber, is used exclusively for unloading the workpieces.
  • this system is not universally applicable.
  • the GB-A-1 181 924 discloses a plant for heat treating workpieces with two ovens each having an opening 106 for loading and an opening 108 for unloading.
  • the DE-C1-3 640 325 discloses a plant for heat treating workpieces in a carbonizing atmosphere.
  • a Kohlungsofen is designed as a rotary kiln.
  • the batches can be rotated for different lengths of time, resulting in different residence times for the batches.
  • the carbonizing furnace is fed exclusively through a first opening and discharged through a second opening in a hardening furnace.
  • the system concept differs significantly from the concept of the generic system
  • the invention has for its object to provide a system of the type mentioned, the universal use and the cycle time is low.
  • the rotary hearth furnace has two closable openings, both of which can be used for loading and unloading.
  • the system of the invention is universally applicable.
  • the cycle time can be minimized and thus the hourly throughput of workpieces can be increased.
  • the two openings are arranged side by side with a small circumferential distance, wherein the circumferential distance between the first and the second opening is preferably substantially 45 °. Depending on the space conditions in the individual case, the circumferential distance can also be up to 90 °.
  • the first opening is preceded by a lock for loading.
  • the first opening is arranged vertically above the furnace chamber.
  • the first opening is preceded in the vertical direction by a loading sluice, which is designed as a known per se elevator lock, with a transport device for the horizontal transport of the workpieces.
  • the loading opening can be arranged relatively close or immediately adjacent to the removal opening. This has the advantage that the oven space available for the heat treatment can be optimally utilized.
  • both the lock and the optionally present loading lock are made gas-tight.
  • the locks have at least one lock door which extends substantially perpendicular to the opening in the outer wall.
  • the lock door is thus located in a side wall of the lock.
  • the quench bath which is connected by means of the lock with the rotary hearth furnace, is accordingly arranged on a side wall of the lock.
  • a further quenching device is connected to the rotary hearth furnace by means of the lock at the second opening.
  • This may be a gas quenching chamber or another quench bath.
  • the two quenching devices are arranged on the opposite side walls of the lock.
  • At least one opening is associated with a transport device in the form of a bumper.
  • the batch is transported by means of the bumper in a simple manner in the removal lock and transferred from there into the subsequent to the removal lock quench.
  • a bumper can also be used here.
  • the workpieces, which are packed into batches in baskets or similar containers, are transported by means of the baffle device into the lock and transferred from there into the rotary hearth furnace.
  • At least one additional vertically movable door for changing the length of the heating and / or the treatment zone is present.
  • the additional door can be used as needed for zone separation. All doors are individually controllable and thus individually movable.
  • An embodiment of the rotary hearth furnace is characterized in that the second closable loading and unloading opening in the outer wall, adjacent to the heating zone and spaced from the first loading and unloading opening is arranged and that the rotary hearth is rotatable in both directions.
  • This rotary hearth furnace offers the choice between two loading and unloading options. Both loading and unloading openings can be used both for loading and unloading. Both loading and unloading are adjacent to the heating zone, so that when each opening is charged ensures that the workpieces, after they have been introduced into the furnace chamber, get directly into the heating zone. It only has to be changed in accordance with the direction of rotation of the rotary hearth. This functionality of the rotary hearth furnace is significantly improved.
  • the heating zone extends between the first and second loading and unloading over a range of substantially 90 °.
  • At least two treatment zones are provided, each of which adjoins the heating zone and which are differently adjustable with regard to treatment temperature and treatment atmosphere.
  • the lock is accordingly preferably made gas-tight.
  • doors are provided on both sides immediately adjacent to the first loading and unloading opening, so that a loading and unloading zone is formed, which can be heated.
  • This system is particularly universally applicable, since a quenching device is provided at each opening. Each opening is used both for loading and unloading. Depending on the, through which of the two openings the workpieces get into the oven, the direction of rotation of the rotary hearth furnace is changed, so that the workpieces first reach the heating zone.
  • the plant for the hardening of workpieces according to Fig. 1 comprises a rotary hearth furnace 1, the clockwise rotatable exclusively in one direction, in the clockwise direction.
  • the furnace chamber is divided by means of doors 5a-5d into a heating zone 6 and three treatment zones 7, 8, 9, namely a first and a second diffusion / carbon zone 7, 9, and a carbon zone 8.
  • the doors 5a-5d are vertically raised in a manner not shown.
  • the workpieces are located on batch carriers 10 in the form of grates.
  • a first closable opening 11, which is preceded by a gas-tight lock 12 for loading In the outer wall is located at the beginning of the heating zone 6, a first closable opening 11, which is preceded by a gas-tight lock 12 for loading.
  • the opening 10 between the furnace chamber and lock 12 can be opened or closed in a known manner by means of an oven door.
  • the lock 12 has a lock door 13 which substantially perpendicular to the opening 10 and which is alternately opened or closed for loading.
  • the batch carriers 10 are located with the workpieces in a pre-oxidation oven 14.
  • the batch carriers 10 are inserted from the lock 12 into the oven space by means of a first push device 15.
  • the batch carrier 10 arrive due to the rotation of the rotary hearth clockwise first in the heating zone 6 on and from the heating zone 6 in the treatment zones 7, 8 and 9. It is in the treatment zones to diffusion / carbon zones, in which the treatment temperatures and the treatment atmosphere are different adjustable.
  • the treatment atmosphere or a neutral gas, such as nitrogen may be
  • a second closable opening 16 In the outer wall 2 is a second closable opening 16, which is preceded by a gas-tight lock 17 for unloading. Between the two openings 11 and 16 there is a circumferential distance of about 45 °. To the lock 17 are connected via not shown lock doors, which extend substantially perpendicular to the opening 16, both sides of a first Abschreckbad 18 and a second Abschreckbad 19 coupled, where different temperatures prevail.
  • the unloading takes place as well as the loading intermittently.
  • the circumferential distance between the two openings may differ from 45 °.
  • the circumferential distance should be as small as possible, but can be up to 90 ° for reasons of space.
  • the second quenching device can be designed as a gas quenching chamber. Additional doors could be used to vary the length of the heating zone and / or the treatment zone.
  • Fig. 2 shows a rotary hearth furnace 21, which serves for heat treatment in the context of a process for hardening of workpieces 22, has a rotary hearth 23 which is cyclically rotatable in both directions.
  • a fixed masonry outer wall 24 and an inner wall 25 of refractory masonry form with the rotary hearth 23 and a ceiling, not shown, an annular furnace chamber shown in plan view.
  • the furnace chamber is divided by means of doors 26a-26e into a heating zone 27 and three treatment zones 28 to 30, namely a first and a second diffusion / carbon zone 28, 30 and a carbonization zone 29.
  • the doors 26a-26d are vertically raised in a manner not shown.
  • first opening 31 for loading and unloading, followed by doors 26a-26e on both sides, so that a loading and unloading zone 32 is formed.
  • An oven door 33 closes the first opening 31.
  • the loading and unloading of individual workpieces is done by a loading and unloading robot 34.
  • the loading takes place cyclically.
  • the workpieces 22 on the rotary hearth 23 are passed through the treatment zones 28, 29 and 30.
  • the treatment temperature and the treatment atmosphere are differently adjustable.
  • the first diffusion / carbon zone 28 is set up in this feed case so that the zone acts as a carbon zone.
  • the workpieces that have arrived in the loading and unloading zone 32 are removed individually after opening the oven door 33 and quenched in a hardening machine 35. Of course, the oven door 33 is closed again after each removal process.
  • a second closable opening 36 for loading and unloading.
  • the heating zone 27 which can be closed by means of a door 26b immediately behind the second opening 36 for loading and unloading.
  • the two openings 31, 36 are thus in each case adjacent to the heating zone 27.
  • the direction of rotation of the rotary hearth is selected as a function of which of the two loading and unloading openings 31, 36 is charged. In any case, the workpieces enter the heating zone after being charged.
  • the second diffusion / carbonization zone 30 is configured as a carbonation zone and the first diffusion / carbonization zone 28 as a diffusion zone.
  • the heating zone 27 may extend over a larger area of the furnace chamber.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken, mit einem taktweise drehbeweglichen Drehherdofen, der eine Außen- und eine Innenwand aufweist, die einen Ofenraum begrenzen, der mittels vertikal beweglicher Türen in eine Aufheizzone und mindestens eine Behandlungszone unterteilt ist, wobei in der Außenwand in der Aufheizzone eine erste verschließbare Öffnung zum Be- oder Entladen angeordnet ist, mit einer ersten Abschreckeinrichtung und mit einer Transporteinrichtung zum Transport der Werkstücke In den Drehherdofen und aus diesem in die erste Abschreckeinrichtung.
  • Eine derartige Anlage ist aus der DE-C1-34 27 716 bekannt. Es handelt sich um eine Anlage für das Härten von Einzelteilen mit einem Drehherdofen und einer Härtepresse. Der Drehherdofen weist eine schleusenartige Be- oder Entladezone auf, die mittels beidseitig neben der Be- und Entladeöffnung angeordneten vertikal beweglichen Türen gebildet wird. Aus dieser Be- oder Entladezone können die Werkstücke nach dem Öffnen der Ofentür mit Hilfe eines Beschickungs- und Entladeroboters einzeln entnommen und in die Härtepresse überführt werden.
  • Es besteht das Bedürfnis, die Anlage universeller einzusetzen, d. h. nicht nur die Wärmebehandlung von Einzelteilen, sondern auch die Wärmebehandlung von ganzen Chargen, die sich auf Chargenträgem, z. B. Rosten befinden, zu ermöglichen. Ganze Chargen von Werkstücken werden in der Regel in einem Abschreckbad abgeschreckt.
  • Die Taktzeit, d. h. die Zeit zwischen Be- und Entladung eines Werkstückes in bzw. aus dem Drehherdofen ist bei der bekannten Anlage relativ lang, da eine einzige Öffnung sowohl für das Be- und Entladen benutzt wird. Daher besteht auch das Bedürfnis, die Taktzeit, zu minimieren.
  • Die EP-A1-0 735 149 offenbart eine Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstückchargen unter Vakuum. Ein Rundtaktofen weist in der Außenwand eine erste Öffnung mit einer Tür ausschließlich zum Beladen und eine zweite Öffnung ausschließlich zum Entladen auf, wobei der zweiten Öffnung eine Schleuse vorgelagert ist, mittels der eine Kühlkammer bzw. Abschreckkammer mit dem Drehtellerofen verbunden ist. Mittels des Rundtaktofens werden die Werkzeugchargen zu verschiedenen Behandlungsöfen transportiert, die außen am Umfang des Rundtaktofens angeordnet sind, beispielsweise einer Aufkohlungsofenkammer. Um in die Behandlungsöfen zu gelangen, müssen die Werkstücke vom Drehteller quer zur Drehrichtung in die Behandlungsöfen transportiert werden.
  • In der EP-A1-0 735 149 ist zwar erwähnt, dass Werkzeugchargen mit unterschiedlichsten Härtebedingungen gleichzeitig behandelt werden können. Allerdings wird diese Flexibilität mit einem Anlagenkonzept (Vakuumöfen; keine Unterteilung des Rundtaktofen in verschiedene Behandlungszonen) erreicht, welches sich maßgeblich von dem gattungsgemäßen Anlagenkonzept unterscheidet.
  • Die US-A-4 496 312 offenbart eine Anlage mit einem Drehherdofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken. Der Drehherdofen ist mittels Türen in eine Aufheizzone und eine Kühlzone unterteilt. Eine erste Öffnung, der eine Vorheizkammer vorgelagert ist, dient ausschließlich zum Beladen des Drehherdofens und eine zweite Öffnung, der eine Kühlkammer vorgelagert ist, dient ausschließlich zum Entladen der Werkstücke. Somit ist dies Anlage nicht universell einsetzbar.
  • Die GB-A-1 181 924 offenbart eine Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken mit zwei Öfen, die jeweils eine Öffnung 106 zum Beladen und eine Öffnung 108 zum Entladen aufweisen.
  • Die DE-C1-3 640 325 offenbart eine Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken in einer Kohlungsatmosphäre. Ein Kohlungsofen ist als Rundtaktofen ausgebildet. Die Chargen können unterschiedlich lange gedreht werden, so dass sich unterschiedliche Verweilzeiten für die Chargen ergeben. Der Kohlungsofen wird ausschließlich durch eine erste Öffnung beschickt und durch eine zweite Öffnung in einen Härteofen entladen. Das Anlagenkonzept unterscheidet sich maßgeblich von dem Konzept der gattungsgemäßen Anlage
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die universell einsetzbar und deren Taktzeit gering ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Der Drehherdofen weist zwei verschließbare Öffnungen auf, die beide zum Be- und Entladen genutzt werden können. Die erfindungsgemäße Anlage ist universell einsetzbar. Außerdem kann die Taktzeit minimiert und damit der stündliche Durchsatz an Werkstücken erhöht werden.
  • Die beiden Öffnungen sind mit einem geringen Umfangsabstand nebeneinander angeordnet, wobei der Umfangsabstand zwischen der ersten und der zweiten Öffnung vorzugsweise im wesentlichen 45° beträgt. Je nach den Platzverhältnissen im Einzelfall kann der Umfangsabstand auch bis zu 90° betragen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der ersten Öffnung eine Schleuse zum Beladen vorgelagert.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Öffnung senkrecht über dem Ofenraum angeordnet. Der ersten Öffnung ist in vertikaler Richtung eine Beladeschleuse vorgelagert, die als an sich bekannte Elevatorschleuse, mit einer Transporteinrichtung für den horizontalen Transport der Werkstücke, ausgebildet ist. Damit kann die Beladeöffnung relativ dicht oder unmittelbar neben der Entnahmeöffnung angeordnet werden. Dies hat den Vorteil, dass der für die Wärmebehandlung zur Verfügung stehende Ofenraum optimal ausgenutzt werden kann.
  • Da in der Regel die Wärmebehandlung in einer Schutzgasatmosphäre oder in einer Behandlungsatmosphäre stattfindet, ist sowohl die Schleuse als auch die ggf. vorhandene Beladeschleuse gasdicht ausgeführt.
  • Die Schleusen weisen mindestens eine Schleusentür auf, die im wesentlichen rechtwinklig zur Öffnung in der Außenwand verläuft. Die Schleusentür befindet sich also in einer Seitenwand der Schleuse. Das Abschreckbad, das mittels der Schleuse mit dem Drehherdofen verbunden ist, ist dementsprechend an einer Seitenwand der Schleuse angeordnet.
  • Vorzugsweise ist mittels der Schleuse an der zweiten Öffnung eine weitere Abschreckeinrichtung mit dem Drehherdofen verbunden. Dies kann eine Gasabschreckkammer oder ein weiteres Abschreckbad sein. Damit wird die Flexibilität der Anlage erheblich erhöht, da die Abschreckung der Werkstücke wahlweise bei verschiedenen Temperaturen vorgenommen werden kann. Die beiden Abschreckeinrichtungen sind an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden der Schleuse angeordnet.
  • Vorzugsweise ist mindestens einer Öffnung eine Transporteinrichtung in Form einer Stoßeinrichtung zugeordnet. Die Charge wird mittels der Stoßeinrichtung in einfacher Art und Weise in die Entnahmeschleuse transportiert und von dort in das sich an die Entnahmeschleuse anschließende Abschreckbad überführt. Für den Fall, dass auch die erste Öffnung mit einer Beladeschleuse versehen ist, kann auch hier eine Stoßeinrichtung verwendet werden. Die Werkstücke, die in Körben oder ähnlichen Behältnissen zu Chargen gepackt sind, werden mittels der Stoßeinrichtung in die Schleuse transportiert und von dort in den Drehherdofen überführt.
  • Zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung befindet sich eine der vertikal beweglichen Türen, so dass zwischen dem Be- und Entladen eine Zonentrennung erfolgt.
  • Vorzugsweise ist mindestens eine zusätzliche vertikal bewegliche Tür zur Veränderung der Länge der Aufheiz- und/oder der Behandlungszone vorhanden. Die zusätzliche Tür kann bedarfsweise zur Zonentrennung verwendet werden. Alle Türen sind einzeln ansteuerbar und somit einzeln bewegbar.
  • In den Phasen, in denen sich der Herd des Drehherdofens dreht, sind üblicherweise alle Türen geöffnet, d. h. alle Türen sind gleichzeitig angehoben. In den bewegungsfreien Phasen sind alle Türen, die zur Zonentrennung dienen, geschlossen. Falls kein Bedarf besteht, mittels der zusätzlichen Tür die Zonentrennung vorzunehmen, ist diese Tür auch während den bewegungsfreien Phasen beöffnet. Falls ein Bedarf besteht, die zusätzliche Tür zur Zonentrennung zu verwenden und damit die Länge von Aufheiz- oder/oder Behandlungszone zu ändern wird mindestens eine der Türen, die bisher zur Zonentrennung benutzt worden ist, während den bewegungsfreien Phasen ständig geöffnet gehalten. Bei verschiedenen Wärmebehandlungsverfahren kann somit die Länge der Aufheizzone und/oder der Behandlungszone bedarfsweise optimiert werden.
  • Eine Ausführungsform des Drehherdofens ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite verschließbare Be- und Entladeöffnung in der Außenwand, benachbart zur Aufheizzone und beabstandet zur ersten Be-und Entladeöffnung angeordnet ist und dass der Drehherd in beide Richtungen drehbar ist.
  • Dieser Drehherdofen bietet die Wahlmöglichkeit zwischen zwei Be- und Entlademöglichkeiten. Beide Be- und Entladeöffnungen können sowohl zum Be- als auch zum Entladen genutzt werden. Beide Be- und Entladeöffnungen befinden sich benachbart zur Aufheizzone, so dass bei Beschickung jeder Öffnung gewährleistet ist, dass die Werkstücke, nachdem sie in den Ofenraum eingebracht worden sind, unmittelbar in die Aufheizzone gelangen. Es muss lediglich die Drehrichtung des Drehherdes entsprechend gewechselt werden. Dadurch wird Funktionalität des Drehherdofens erheblich verbessert.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die Aufheizzone zwischen der ersten und der zweiten Be- und Entladeöffnung über einen Bereich von im wesentlichen 90°.
  • Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Behandlungszonen vorgesehen, die sich jeweils an die Aufheizzone anschließen und die hinsichtlich Behandlungstemperatur und Behandlungsatmosphäre unterschiedlich einstellbar sind.
  • Da die Wärmebehandlung in der Regel in einer Schutzgasatmosphäre stattfindet, ist die Schleuse dementsprechend vorzugsweise gasdicht ausgeführt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind unmittelbar neben der ersten Be-und Entladeöffnung beidseitig Türen vorgesehen, so dass eine Be- und Entladezone gebildet wird, die beheizt werden kann.
  • Diese Anlage ist besonders universell einsetzbar, da an jeder Öffnung eine Abschreckvorrichtung vorgesehen ist. Jede Öffnung wird sowohl zum Beladen als auch zum Entladen genutzt. Je nach dem, durch welche der beiden Öffnungen die Werkstücke in den Ofen gelangen, wird die Drehrichtung des Drehherdofens gewechselt, so dass die Werkstücke zunächst in die Aufheizzone gelangen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Anlage zur Wärmebehandlung;
    • Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Anlage zur Wärmebehandlung.
  • Die Anlage zum Härten von Werkstücken nach Fig. 1 weist einen Drehherdofen 1 auf, der taktweise drehbeweglich ausschließlich in eine Richtung, und zwar in Uhrzeigerrichtung ist. Eine feststehende gemauerte Außenwand 2 und eine Innenwand 3 aus feuerfestem Mauerwerk bilden mit Drehherd und einer nicht dargestellten Decke einen ringförmigen in der Draufsicht nicht dargestellten Ofenraum. Der Ofenraum ist mit Hilfe von Türen 5a-5d in eine Aufheizzone 6 und drei Behandlungszonen 7, 8, 9 und zwar eine erste und eine zweite Diffusions-/Kohlungszone 7, 9, und eine Kohlungszone 8 unterteilt. Die Türen 5a-5d sind auf nicht dargestellte Weise vertikal anhebbar. Die Werkstücke befinden sich auf Chargenträgem 10 in Form von Rosten.
  • In der Außenwand befindet sich zu Beginn der Aufheizzone 6 eine erste verschließbare Öffnung 11, der eine gasdichte Schleuse 12 zum Beladen vorgeschaltet ist. Die Öffnung 10 zwischen Ofenraum und Schleuse 12 kann auf bekannte Art und Weise mittels einer Ofentür geöffnet oder verschlossen werden. Die Schleuse 12 weist eine Schleusentür 13 auf, die im wesentlichen rechtwinklig zur Öffnung 10 verläuft und die zum Beladen abwechselnd geöffnet oder geschlossen wird. Vor dem Beladen befinden sich die Chargenträger 10 mit den Werkstücken in einem Voroxidationsofen 14. Die Chargenträger 10 werden mittels einer ersten Stoßeinrichtung 15 aus der Schleuse 12 in den Ofenraum eingesetzt. Die Chargenträger 10 gelangen infolge der Drehung des Drehherdes im Uhrzeigersinn zunächst in die Auf heizzone 6 und von der Aufheizzone 6 in die Behandlungszonen 7, 8 und 9. Es handelt sich bei den Behandlungszonen um Diffusions-/Kohlungszonen, in denen die Behandlungstemperaturen und die Behandlungsatmosphäre unterschiedlich einstellbar sind. In der Schleuse 12 und der Beladeschleuse können sich die Behandlungsatmosphäre oder ein neutrales Gas, beispielsweise Stickstoff befinden.
  • In der Außenwand 2 befindet sich eine zweite verschließbare Öffnung 16, der eine gasdichte Schleuse 17 zum Entladen vorgeschaltet ist. Zwischen den beiden Öffnungen 11 und 16 befindet sich ein Umfangsabstand von ca. 45 °. An die Schleuse 17 sind über nicht näher dargestellte Schleusentüren, die im wesentlichen rechtwinklig zur Öffnung 16 verlaufen, beidseitig ein erstes Abschreckbad 18 und ein zweites Abschreckbad 19 angekoppelt, in denen unterschiedliche Temperaturen herrschen.
  • Die Entladung der einzelnen Chargenträger 10 mit den Werkstücken am Ende der letzten Behandlungszone erfolgt mittels einer zweiten Stoßeinrichtung 20. Das Entladen erfolgt ebenso wie das Beladen taktweise. Der Chargenträger 10, der am Ende der letzten Behandlungszone angekommen ist, wird nach dem Öffnen der zweiten Öffnung 16 mittels der Stoßeinrichtung 20 in die Schleuse 17 und von dort wahlweise in eines der beiden Abschreckbäder 18, 19 transportiert und abgeschreckt. Selbstverständlich wird die zweite Öffnung 16 nach jedem Entnahmevorgang wieder verschlossen.
  • Zwischen der ersten Öffnung 11 und der zweiten Öffnung 16 befindet sich eine vertikal bewegliche Tür 5d, so dass das Beladen und das Entladen in unterschiedlichen Zonen, und zwar der Aufheizzone 7 und der letzten Behandlungszone 9 stattfinden.
  • Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich. So kann der Umfangsabstand zwischen den beiden Öffnungen von 45 ° abweichen. Der Umfangsabstand sollte möglichst klein sein, kann aber aus Platzgründen bis zu 90° betragen. Die zweite Abschreckeinrichtung kann als Gasabschreckkammer ausgeführt werden. Es könnten zusätzliche Türen zur Veränderung der Länge der Aufheizzone und/oder der Behandlungszone verwendet werden.
  • Fig. 2 zeigt einen Drehherdofen 21, der zur Wärmebehandlung im Rahmen eines Verfahrens zur Härtung von Werkstücken 22 dient, weist einen Drehherd 23 auf, der taktweise drehbeweglich in beide Richtungen ist. Eine feststehende gemauerte Außenwand 24 und eine Innenwand 25 aus feuerfestem Mauerwerk bilden mit dem Drehherd 23 und einer nicht dargestellten Decke einen ringförmigen in der Draufsicht dargestellten Ofenraum. Der Ofenraum ist mit Hilfe von Türen 26a-26e in eine Aufheizzone 27 und drei Behandlungszonen 28 bis 30, und zwar eine erste und eine zweite Diffusions-/Kohlungszone 28, 30 und eine Kohlungszone 29 unterteilt. Die Türen 26a-26d sind auf nicht dargestellte Weise vertikal anhebbar.
  • In der Außenwand befindet sich eine erste Öffnung 31 zum Be- und Entladen, an die sich beidseitig Türen 26a-26e anschließen, so dass eine Be- und Entladezone 32 gebildet wird. Eine Ofentür 33 verschließt die erste Öffnung 31.
  • Die Be- und Entladung von einzelnen Werkstücken erfolgt durch einen Beschickungs- und Entladeroboter 34. Die Beladung erfolgt taktweise. Die Werkstücke 22, die in den Ofenraum gesetzt worden sind, gelangen nach dem Öffnen der Tür 26a infolge der Drehung des Drehherdes entgegen dem Uhrzeigersinn in die Aufheizzone 27. Die Werkstücke 22 auf dem Drehherd 23 werden durch die Behandlungszonen 28, 29 und 30 geführt. In den Diffusions-/Kohlungszonen 28, 30 sind die Behandlungstemperatur und die Behandlungsatmosphäre unterschiedlich einstellbar. Die erste Diffusions-/Kohlungszone 28 wird in diesem Beschickungsfall so eingerichtet, dass die Zone als Kohlungszone fungiert. Die zweite Diffusions-/Kohlungszone 30, also die letzte Behandlungszone vor der Entnahme fungiert als Diffusionszone, d. h. dass das C-Potential in der Behandlungsatmosphäre abgesenkt ist. Die Werkstücke, die in der Be- und Entladezone 32 angekommen sind, werden nach dem Öffnen der Ofentür 33 einzeln entnommen und in einer Härtemaschine 35 abgeschreckt. Selbstverständlich wird die Ofentür 33 nach jedem Entnahmevorgang wieder verschlossen.
  • In der Außenwand 24 ist, beabstandet zur ersten Öffnung 31 zum Be- und Entladen, eine zweite verschließbare Öffnung 36 zum Be- und Entladen angeordnet. Zwischen den beiden Be- und Entladeöffnungen 31, 36 erstreckt sich über einen Bereich von ca. 90 °die Aufheizzone 27, die mittels einer Tür 26b unmittelbar hinter der zweiten Öffnung 36 zum Be- und Entladen verschlossen werden kann. Die beiden Öffnungen 31, 36 befinden sich also jeweils angrenzend zu der Aufheizzone 27. Die Drehrichtung des Drehherdes wird in Abhängigkeit davon gewählt, welche der beiden Be- und Entladeöffnungen 31, 36 beschickt wird. In jedem Fall treten die Werkstücke nach der Beschickung in die Aufheizzone ein.
  • An die zweite Öffnung 36 zum Be- und Entladen schließt sich eine Schleuse 37 mit einem Abkühlbad 38 in Form eines Ölbades an. Die Werkstücke 22, die sich in bekannter Art und Weise auf Chargenträgem befinden, werden in der zweiten Be- und Entladeöffnung 36 in den Ofenraum eingebracht und auf dem Drehherd 23 im Uhrzeigersinn durch den Ofenraum transportiert. In diesem Beschickungsfall ist die zweite Diffusions-/Kohlungszone 30 als Kohlungszone und die erste Diffusions-/Kohlungszone 28 als Diffusionszone eingerichtet.
  • Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich. So kann sich die Aufheizzone 27 über einen größeren Bereich des Ofenraums erstrecken.

Claims (17)

  1. Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken, mit einem taktweise drehbeweglichen Drehherdofen (1; 21), der eine Außen- und eine Innenwand (2, 3; 23,24) aufweist, die einen Ofenraum begrenzen, der mittels vertikal beweglicher Türen (5a-5d) in eine Aufheizzone (6) und mindestens eine Behandlungszone (7 - 9; 27 - 30) unterteilt ist, wobei in der Außenwand (2; 24) in der Aufheizzone (6; 27) eine erste verschließbare Öffnung (11; 31) zum Be- und Entladen angeordnet ist, mit einer ersten Abschreckeinrichtung (35) und mit einer Transporteinrichtung (34) zum Transport der Werkstücke in den Drehherdofen (1; 21) und aus diesem in die erste Abschreckeinrichtung (35),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine zweite verschließbare Öffnung (16; 36) zum Be-und Entladen in der Außenwand (2; 24) in der letzten Behandlungszone (9;28) angeordnet ist und dass der zweiten Öffnung (18; 36) einer Schleuse (17) vorgelagert ist, mittels der eine zweite Abschreckeinrichtung (18; 38) mit dem Drehherdofen (1; 21) verbunden ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (11, 31) und die zweite Öffnung (16, 36) zum Be- oder Entladen mit einen Umfangsabstand von im wesentlichen 45° nebeneinander angeordnet sind.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Öffnung (11) zum Be- und Entladen eine Beladeschleuse (12) vorgelagert ist.
  4. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (11) zum Be- und Entladen senkrecht über dem Ofenraum angeordnet ist und dass der ersten Öffnung in vertikaler Richtung eine Beladeschleuse (12) vorgelagert ist, die als Elevatorschleuse ausgebildet ist.
  5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (17) und ggf. die Beladeschleuse (12) gasdicht ausgeführt sind.
  6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse und ggf. die Beladeschleuse (12) mindestens eine Schleusentür aufweisen, die im wesentlichen rechtwinklig zur Öffnung (11, 16) in der Außenwand verläuft.
  7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dass die zweite Abschreckeinrichtung (18, 38) als Abschreckbad ausgebildet ist.
  8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dass mittels der Schleuse (17) eine weitere Abschreckeinrichtung (19) mit dem Drehherdofen (1) verbunden ist.
  9. Anlage nach Anspruch 8,
    dass die weitere Abschreckeinrichtung (19) als Abschreckbad oder als Gasabschreckkammer ausgebildet ist.
  10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der weiteren Abschreckeinrichtung (19) von der Temperatur im Abschreckbad (18) abweicht.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Öffnung (11,16) zum Be- oder Entladen eine Transporteinrichtung (15, 20) in Form einer Stoßeinrichtung zugeordnet ist.
  12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zusätzliche vertikal bewegliche Tür (5a -5e) zur Veränderung der Länge der Aufheiz- und/oder der Behandlungszone vorhanden ist, wobei alle Türen einzeln ansteuerbar sind.
  13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich eine der vertikal beweglichen Türen (5a -5e) zwischen der ersten Öffnung (11) und der zweiten Öffnung (16) befindet.
  14. Anlage nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite verschließbare Öffnung (36) zum Be- und Entladen in der Außenwand (24), benachbart zur Aufheizzone (27) und beabstandet zur ersten Öffnung (31) angeordnet ist und dass der Drehherd (1) in beide Richtungen drehbar ist.
  15. Drehherdofen nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der ersten und der zweiten Öffnung (31, 36) zum Be- und Entladen die Aufheizzone (27) über einen Bereich von im wesentlichen 90°erstreckt.
  16. Drehherdofen nach Anspruch 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Behandlungszonen (28 bis 30) vorgesehen sind, die sich jeweils an die Aufheizzone (27) anschließen, und die hinsichtlich Behandlungstemperatur und Behandlungsatmosphäre unterschiedlich einstellbar sind.
  17. Drehherdofen nach einen der Ansprüche 14 bis 16,
    dass unmittelbar neben der Öffnung (31) zum Be- und Entladen beidseitig Türen (26a-26e) vorgesehen sind, so dass eine Be- und Entladezone (32) gebildet wird.
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