DE10337304B4

DE10337304B4 - Erwärmunganlage

Info

Publication number: DE10337304B4
Application number: DE2003137304
Authority: DE
Inventors: Holger Schmitz; Oliver Kaiser
Original assignee: SMS Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2023-08-15
Also published as: DE10337304A1

Abstract

Erwärmungsanlage (1) zum Aufheizen eines Erwärmungsguts (2), durch die das Erwärmungsgut (2) mittels eines Schub- und/oder Zugelements (3) hindurch förderbar und dabei erhitzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsanlage (1) zum Leerfahren vom Erwärmungsgut (2) eine von dem Schub- und/oder Zugelement (3) gebildete, das Erwärmungsgut (2) in Förderrichtung (R) durch die Erwärmungsanlage (1) schiebende Leerfahreinrichtung aufweist, wobei das Schub- und/oder Zugelement (3) aus mindestens zwei die Leerfahreinrichtung bildenden Segmenten (3', 3'', 3''') besteht, die lösbar so miteinander verbindbar sind, dass sowohl Schub- als auch Zugkräfte von einem Segment (3', 3'', 3''') auf das andere übertragbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erwärmungsanlage zum Aufheizen eines Erwärmungsguts, insbesondere eines stangen- oder blockförmigen Erwärmungsguts, durch die das Erwärmungsgut mittels eines Schub- und/oder Zugelements hindurchförderbar und dabei erhitzbar ist.
Für die Wärmebehandlung stangen- oder blockförmigen Erwärmungsguts werden Erwärmungsanlagen, beispielsweise Induktionserwärmungsanlagen oder Durch-lauföfen, eingesetzt, die das Gut unter Vorgabe definierter Parameter auf eine gewünschte Temperatur bringen sollen. Die Leistung einer solchen Erwärmungsanlage ist abhängig von der Belegungsdichte, den geometrischen Abmessungen des Erwärmungsguts und der dadurch bedingten Durchlaufgeschwindigkeit, mit der das stangen- oder blockförmige Erwärmungsgut durch die Erwärmungsanlage gefahren wird.
Die DE 197 44 440 A1 offenbart eine gattungsgemäße Erwärmungsanlage, bei der ein röhrenförmiger Ofen zum Brennen von Keramikprodukten vorgesehen ist, der mehrere Paletten zum Transport von Brenngut aufweist. Dabei sind die Paletten jeweils in Ofenlängs- und in Ofenquerrichtung miteinander koppelbar und bilden ein Plattenband, wobei die Paletten am Ofeneingang anhängbar und am Ofenausgang wieder abhängbar sind.
Aus der DE 44 38 261 C1 ist ein Durchlaufofen zum Erwärmen von Glasscheiben auf ihre Biege- bzw. Vorspanntemperatur bekannt. Dabei ist ein die Glasscheiben in horizontaler Lage durch den Ofen förderndes Transportsystem vorgesehen. Dieses umfasst innerhalb des Ofens eine Reihe von Tragplatten, die jeweils einen starren Rahmen aufweisen, der trommelfellartig mit einer hitzebeständigen Membran als Auflagefläche für eine Glasscheibe bespannt ist.
Weitere Erwärmungsanlagen sind in der WO 93/23714 A1 , in der DE-PS 929 775 , in der DE 33 01 434 C2 und in der DE-PS 886 014 beschrieben.
Es kann jedoch zu Auftrags-Chargen kommen, bei denen das Erwärmungsgut nicht mit der optimalen Masse pro Zeit wärmezubehandeln ist. Dem entsprechend wird dann die Erwärmungsanlage nicht gemäß ihrer optimal ausgelegten Leistungsfähigkeit betrieben.
Um die Erwärmungsanlage unter Last leerfahren zu können, sind Leerfahreinrichtungen bekannt, die mit einer gekühlten Lanze arbeiten. Gleichermaßen werden derartige Leerfahreinrichtungen gelegentlich mit Schubketten betrieben. Die Leerfahreinrichtungen ermöglichen es, die Erwärmungsanlage unter optimalen Betriebsbedingungen leerzufahren, d. h. es wird ermöglicht, das Erwärmungsgut bis zum letzten zugeführten Teil durch Schieben des Guts mittels der Leerfahreinrichtung optimal wärmezubehandeln.
Leerfahreinrichtungen gemäß dem Stand der Technik haben dabei gewisse Nachteile. Zunächst sind diese oft sehr aufwendig ausgeführt, so dass eine entsprechende Anlage einen hohen Platzbedarf hat. Des weiteren ist gelegentlich die Prozessstabilität bei bekannten Anlagen nicht immer sichergestellt. Schubketten haben zudem den Nachteil, dass sie nur bis zu einer bestimmten Länge einsetzbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Erwärmungsanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein optimales Leerfahren der Anlage in einfacher Weise und ökonomisch möglich ist, wobei eine Vorrichtung geschaffen werden soll, die sich durch geringen Platzbedarf und hohe Prozesssicherheit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Erwärmungsanlage zum Leerfahren vom Erwärmungsgut eine von dem Schub- und/oder Zugelement gebildete, das Erwärmungsgut in Förderrichtung durch die Erwärmungsanlage schiebende Leerfahreinrichtung aufweist, wobei das Schub- und/oder Zugelement aus mindestens zwei die Leerfahreinrichtung bildenden Segmenten besteht, die lösbar so miteinander verbindbar sind, dass sowohl Schub- als auch Zugkräfte von einem Segment auf das andere übertragbar sind. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dabei sind die Segmente vorzugsweise stangenförmig ausgebildet. Jedes Segment kann an seinen Enden Mittel zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem benachbarten Segment aufweisen. Hierbei ist mit Vorteil daran gedacht, dass diese Mittel durch einen Haken gebildet werden, der mit einem, vorzugsweise komplementär ausgebildeten, Haken des benachbarten Segments zusammenwirkt.
Die Erwärmungsanlage kann mit einer Transporteinrichtung ausgestattet sein, mit der einzelne Segmente von einer Segmentablage in die Erwärmungsanlage gebracht und/oder aus dieser entfernt werden können. Die Transporteinrichtung kann dabei mindestens ein Mitnahmemittel zum Transport des Segments aufweisen.
Die Transporteinrichtung weist dabei besonders bevorzugt eine Zuführeinrichtung für das Segment in die Erwärmungsanlage auf.
Eine besonders hohe Prozesssicherheit wird erreicht, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen wird, dass die Transporteinrichtung zum automatischen Zuführen und/oder Entnehmen von Segmenten in die oder aus der Erwärmungsanlage ausgebildet ist.
Die Segmente können auf einer Segmentablage so angeordnet sein, dass sie in Förderrichtung des Erwärmungsgutes ausgerichtet sind. Damit lässt sich erreichen, dass das Mitnahmemittel der Transporteinrichtung die Segmente in einer Richtung quer zur Förderrichtung des Erwärmungsgutes bewegt. Alternativ kann das auch rotatorisch erfolgen, d. h. es kann über eine Kreisbahn eingelegt und entnommen werden.
Die vorgeschlagene Erwärmungsanlage, die bevorzugt als Induktionserwärmungseinrichtung oder als Durchlaufofen ausgebildet ist, kommt vor allem für Stangen und Blöcke zum Einsatz, die rund oder eckig ausgebildet sein können. Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten segmentierten Schub- und/oder Zugelement ist es möglich, die Erwärmungsanlage unter optimalen Betriebsbedingungen leerzufahren. Somit kann bei der Aufrechterhaltung optimaler Prozessparameter die Erwärmungsanlage bis zum letzten wärmezubehandelnden Teil betrieben werden. Die Erwärmung des Erwärmungsguts (Stangen oder Blöcke) erfolgt damit in optimierter Weise, so dass sich ein nachgeschalteter Prozess, beispielsweise ein Schmiedeprozess, verfahrensoptimiert anschließen kann. Der Prozess des Leerfahrens ist mit der vorgeschlagenen Vorrichtung in einfacher Weise automatisierbar und wiederholbar.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch die Seitenansicht einer Erwärmungsanlage;
2 eine Transporteinrichtung zum Handhaben von Segmenten des Schub- und/oder Zugelements; und
3 die Kontaktstelle zweier angrenzender Segmente des Schub- und/oder Zugelements in der Seitenansicht.
In 1 ist schematisch die Seitenansicht einer Erwärmungsanlage 1 dargestellt. Sie ist im vorliegenden Beispiel als Durchlaufofen ausgebildet, wobei das Erwärmungsgut 2 in Förderrichtung R durch den Ofenraum transportiert wird. Mit H ist die Höhenrichtung und mit S die Seitenrichtung für Bewegungen eines Greifers 10 (vgl. 2) quer zur Förderrichtung R bezeichnet. In 1 ist zu sehen, dass die drei letzten Teile 2 einer Charge Erwärmungsguts im Begriff sind, die Erwärmungsanlage 1 in Richtung R nach rechts zu verlassen. Skizziert ist also der Zustand, in dem die Erwärmungsanlage 1 leergefahren wird.
Damit das Erwärmungsgut 2 aus der Erwärmungsanlage 1 transportiert werden kann, ist ein Schub- und/oder Zugelement 3 vorgesehen. Dieses ist in der Lage, mit einem separaten oder vorhandenen Antrieb (nicht dargestellt) das Erwärmungsgut 2 vollständig durch die Erwärmungsanlage 1 zu befördern, d. h. im vor liegenden Falle zu schieben. Hierzu drückt das Schub- und/oder Zugelement 3 von links auf den Rest der Charge des Erwärmungsguts 2 und drückt es somit in Förderrichtung R durch die Erwärmungsanlage 1.
Das Schub- und/oder Zugelement 3 besteht aus mindestens zwei Segmenten 3', 3'', 3''', die lösbar miteinander verbindbar sind, so dass sowohl Schub- als auch Zugkräfte in Förderrichtung R von einem Segment 3', 3'', 3''' auf das andere übertragbar sind. Zum lösbaren Verbinden ist jedes Segment 3', 3'', 3''' an seinen beiden Enden 4, 5 mit Mitteln 6, 7 zum formschlüssigen Zusammenwirken von aneinander grenzenden Enden zweier Segmente ausgebildet. Die detaillierte Ausgestaltung des Schub- und/oder Zugelements 3 ergibt sich aus den nachfolgenden Figuren.
In 2 ist eine Transporteinrichtung 8 skizziert, mit der es möglich ist, die Segmente 3', 3'', 3''' des Schub- und/oder Zugelements 3 zu handhaben. In diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Förderrichtung R des Erwärmungsguts 2 senkrecht zur Zeichenebene. Das Schub- und/oder Zugelement 3 wird – wie oben erläutert – aus einer Anzahl einzelner Segmente 3', 3'', 3''' zusammengesetzt, wobei die Segmente 3', 3'', 3''' zunächst auf einer Segmentablage 9 lagern. Dabei sind die einzelnen stangenförmig ausgebildeten Segmente 3', 3'', 3''' so ausgerichtet, dass ihre Längsachse in Förderrichtung R zu liegen kommt.
Die gezeigte Transporteinrichtung 8 verfügt über ein Mitnahmemittel in Form eines Greifers 10, mit dem die einzelnen Segmente 3', 3'', 3''' von der Segmentablage 9 gegriffen und zu einer Zuführeinrichtung 11 transportiert werden können. Die Transporteinrichtung 8 bewegt dabei den Greifer 10 stets quer zur Förderrichtung R, also in Höhenrichtung H und in Seitenrichtung S.
Wie 2 weiterhin entnommen werden kann, sind im Ausführungsbeispiel die einzelnen Segmente 3', 3'', 3''' so ausgebildet, dass sie im Schnitt quer zu ihrer Längsachse einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Zuführeinrichtung 11 hat indes eine V-förmig Auflage 12, auf die die einzelnen Segmente 3', 3'', 3''' aufgelegt und ausgerichtet werden.
Den Darstellungen kann entnommen werden, dass die Mittel 6, 7 an beiden Enden 4, 5 eines jeden Segments 3', 3'', 3''' bzw. ff zum formschlüssigen Zusammenwirken zweier aneinandergrenzender Enden zweier Segmente als zusammenwirkende Haken ausgebildet sind (s. 3). Zwei aneinanderliegende Enden zweier Segmente 3', 3'', 3''' greifen gegenseitig hakenförmig ineinander, so dass sichergestellt ist, dass das aus mehreren Segmenten 3, 3'', 3''' bestehende Schub- und/oder Zugelement 3 sowohl Schub- als auch Zugkräfte von einem Segment zum anderen übertragen kann.
Die Transporteinrichtung 8 erlaubt es dabei, die einzelnen Segmente 3', 3'', 3''' zum richtigen Zeitpunkt auf die Zuführeinrichtung 11 aufzulegen, was mit nicht dargestellten Lagesensoren für die Segmente 3', 3'', 3''' steuerungstechnisch einfach umsetzbar ist. In analoger Weise kann das aus mehreren Segmenten 3', 3'', 3''' bestehende Schub- und/oder Zugelement 3 nach Gebrauch durch die Transporteinrichtung 8 wieder in die einzelnen Segmente 3', 3'', 3''' separiert werden, und die einzelnen Segmente 3', 3'', 3''' können auf der Segmentablage 9 wieder abgesetzt werden.
Die vorgeschlagene Vorrichtung stellt also auf das Zusammensetzen des Schub- und/oder Zugelements 3 zum Leerfahren der Erwärmungsanlage 1 auf formschlüssig verbindbare und wieder trennbare Leerfahrsegmente 3', 3'', 3''' ab, die sowohl automatisch als auch durch manuelle Handhabung der Erwärmungsanlage 1 zugeführt und in diese eingeschleust werden können. Nach Gebrauch können sie gleichermaßen automatisch oder durch eine andere Handhabung wieder entnommen werden. Mittels eines nicht dargestellten Antriebs (entweder separat für die Segmente 3', 3'', 3''' oder bereits in die Erwärmungsanlage integriert) können die einzelnen Leerfahrsegmente 3', 3'', 3''' vollständig durch die Erwärmungsanlage 1 gefördert, d. h. geschoben werden. Damit ist es möglich, das Erwärmungsgut 2 unter optimalen Prozessparametern durch die Erwärmungsanlage 1 zu fördern.
Hinsichtlich der Ausgestaltung der Transporteinrichtung 8 ist es auch möglich, den Transport der Segmente 3', 3'', 3''' über ein „rotierendes Einlegen" zu bewerkstelligen, wobei die Segmentablage konstruktiv in die Vorrichtung integriert ist.
Hinsichtlich des Prozesses beim Einsatz der erfindungsgemäßen Erwärmungseinrichtung ist folgendes anzumerken:
Die Zuführeinrichtung 11 transportiert ein Segment 3', 3'', 3''' aufholend zum Erwärmungsgut 2 in die und durch die Erwärmungsanlage 1. Parallel hierzu wiederholt sich der Einlegeprozess eines Segments 3', 3'', 3''' von der Segmentablage 9 auf die Zuführeinrichtung 11, so dass es möglich ist, das jeweils folgende Segment 3', 3'', 3''' durch minimal eine Bewegungsrichtung mit dem vorhergehenden Segment 3', 3'', 3''' formschlüssig zu verbinden. Dieser Segment-Zuführprozess erfolgt, bis sich kein Erwärmungsgut 2 mehr in der Erwärmungsanlage 1 befindet. Im Anschluss daran kann das Schub- und/oder Zugelement 3 zurücktransportiert werden, wobei die Transporteinrichtung 8 dann durch eine entsprechende Bewegung (Schwenkbewegung seitwärts) den Formschluss zweier Segmente 3', 3'', 3''' trennt und die einzelnen Segmente in die Segmentablage wieder ablegt.

Claims

Erwärmungsanlage (1) zum Aufheizen eines Erwärmungsguts (2), durch die das Erwärmungsgut (2) mittels eines Schub- und/oder Zugelements (3) hindurch förderbar und dabei erhitzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsanlage (1) zum Leerfahren vom Erwärmungsgut (2) eine von dem Schub- und/oder Zugelement (3) gebildete, das Erwärmungsgut (2) in Förderrichtung (R) durch die Erwärmungsanlage (1) schiebende Leerfahreinrichtung aufweist, wobei das Schub- und/oder Zugelement (3) aus mindestens zwei die Leerfahreinrichtung bildenden Segmenten (3', 3'', 3''') besteht, die lösbar so miteinander verbindbar sind, dass sowohl Schub- als auch Zugkräfte von einem Segment (3', 3'', 3''') auf das andere übertragbar sind.
Erwärmungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (3', 3'', 3''') stangenförmig ausgebildet sind.
Erwärmungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Segment (3', 3'', 3''') an seinen Enden (4, 5) Mittel (6, 7) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem benachbarten Segment (3', 3'', 3''') aufweist.
Erwärmungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) zum formschlüssigen Zusammenwirken durch einen Haken (6) gebildet werden, der mit einem Haken (7) des benachbarten Segments (3', 3'', 3''') zusammenwirkt.
Erwärmungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Transporteinrichtung (8), mit der einzelne Segmente (3', 3'', 3''') von einer Segmentablage (9) in die Erwärmungsanlage (1) bringbar und/oder aus dieser entfernbar sind.
Erwärmungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (8) mindestens ein Mitnahmemittel (10) zum Transport des Segments (3', 3'', 3''') aufweist.
Erwärmungsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (8) eine Zuführeinrichtung (11) für das Segment (3', 3'', 3''') in und durch die Erwärmungsanlage (1) aufweist.
Erwärmungsanlage nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (8) zum automatischen Zuführen und/oder Entnehmen von Segmenten (3', 3'', 3''') in die oder aus der Erwärmungsanlage (1) ausgebildet ist.
Erwärmungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (3', 3'', 3''') auf einer Segmentablage (11) so angeordnet sind, dass sie in Förderrichtung (R) des Erwärmungsguts ausgerichtet sind.
Erwärmungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmemittel (10) der Transporteinrichtung (8) ein Greifer ist, der die Segmente (3', 3'', 3''') in einer Höhenrichtung (H) und in einer Seitenrichtung (S) quer zur Förderrichtung (R) des Erwärmungsgutes bewegt.