[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Wärmebehandeln von insbesondere metallischen
Werkstücken mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs. Ferner betrifft
die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie sie durch die
Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 5 gekennzeichnet ist.
[0002] Bekanntermaßen wird beim Wärmebehandeln metallischer Werkstücke derart vorgegangen,
daß diese Werkstücke zu Losen zusammengetra
qen werden, die jeweils bei gleichen Prozeßparametern behandelt werden. Chargen, die
gleiche Prozeßparameter und dabei auch insbesondere gleiche Verweilzeit in der Ofenatmosphäre
erfordern, werden dann nacheinander einer zumindest quasi kontinuierlich arbeitenden
Ofenkammer zugeführt. Die Chargen durchlaufen seriell, d.h. eine hinter der anderen,
kontinuierlich oder taktweise bewegt, die Ofenkammer von deren Beschickungsöffnung
bis zu ihrer Entnahmeöffnung. Die Weglänge, die die Chargen innerhalb der Ofenkammer
zurücklegen in Verbindung mit der Wander- bzw. Taktgeschwindigkeit ergibt die Verweildauer
der Chargen innerhalb der Ofenatmosphäre.
[0003] Infolge der seriellen Bewegung sämtlicher in der Ofenkammer befindlicher Chargen
ergibt sich bei den bekannten Verfahren zwangsweise eine von Charge zu Charge gleiche
Behandlungsdauer in der Ofenkammer, weshalb auch nur Chargen gleichzeitig behandelt
werden können, die praktisch dieselben Prozeßbedingungen erfordern.
[0004] Es ist bei den bekannten Öfenlagen kein gemischter Betrieb möglich, in dem Sinne,
daß gleichzeitig Chargen behandelt werden, die jeweils voneinander unterschiedliche
Verweildauer in der Ofenkammer erfordern.
[0005] Wenn bei den bekannten Ofenanlagen Chargen behandelt werden sollen, die eine andere
Verweildauer in der Ofenkammer benötigen, muß zunächst abgewartet werden, bis die
letzte Charge aus der Ofenkammer entnommen ist, die noch die alte vorhergehende Prozeßzeit
erforderte. Erst dann ist es möglich, mit der Behandlunq der neuen Chargen zu beginnen,
deren Verweildauer in der Ofenkammer gegenüber den vorher behandelten Chargen kürzer
oder länger ist.
[0006] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen
Wärmebehandeln von insbesondere metallischen Werkstücken in einer eine entsprechende
Atmosphäre enthaltenden Ofenkammer zu schaffen, das beim Übergang von einen Charge
auf eine Charge anderer Art keine vorhergehende vollständige Entleerung der Ofenkammer
erfordert bzw. das es gestattet, gleichzeitig Chargen unterschiedlicher Art zu behandeln.
[0007] Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine hierfür geeignete Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zu schaffen.
[0008] Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches
und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst.
[0009] Dadurch, daß eine jede Charge nach Ablauf einer für sie spezifischen Verweilzeit
in der Ofenkammer von den übrigen Chargen unabhängig aus der Ofenkammer entnommen
wird, ist es nicht mehr notwendig, die Chargen nach Losen mit gleichen Verfahrensparametern
zusammenzustellen, um Totzeiten beim Übergang von Chargen der einen Art auf Chargen
der anderen Art zu minimieren. Vielmehr können nacheinander Chargen praktisch beliebiger
Art eingegeben werden, sobald ein entsprechender Platz in der Ofenkammer frei geworden
ist. Es ergibt sich hierdurch eine hohe Flexibilität auch bei der Verwendung kleiner
öfen.
[0010] Darüber hinaus hat das neue Verfahren den Vorteil, den Istzustand der Werkstücke
pro Charge zu berücksichtigen und dementsprechend individuell die Charge der Ofenatmosphäre
ausgesetzt zu lassen. Bei den bekannten Ofenanlagen mußte dagegen auf den zu erwartenden
ungünstigsten Fall hin die Verweilzeit bestimmt werden, was dann beispielsweise bei
anderen Chargen eine zu ausgeprägte Wärmebehandlung zur Folge hatte.
[0011] Um eine wechselseitige Beeinflussung der Chargen innerhalb der Ofenkammer möglichst
auszuschließen, ist es zweckmäßig, wenn eine jede Charge vor ihrem Einbringen in die
Ofenkammer in einer Vorheizzone auf die jeweilige Prozeßtemperatur in der Ofenkammer
vorgewärmt wird. Es ist damit nicht zu befürchten, daß bereits in der Ofenkammer befindliche
Chargen in ihrem Prozeßablauf durch eine in der Nähe angeordnete kalte Charge beeinflußt
werden.
[0012] Obgleich es durchaus möglich ist, das neue Verfahren auch dann zu verwenden, wenn
sich die Zustandsgrößen und die Zusammensetzungen der Ofenatmosphäre allmählich oder
stufenweise verändern, vereinfacht sich beispielsweise die Berechnung der Verweilzeit,
wenn die Zustandsgrößen und die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre über die Behandlungsdauer
einer jeweiligen Charge hinaus konstant gehalten werden.
[0013] Diese Annahme ist auch bei gleitend oder stufenförmig sich ändernden Prozeßparametern
gegeben, wenn die Änderung während der Verweildauer der Charge ein bestimmtes Maß
nicht überschreitet, d.h. in diesem Falle ist die Ofenatmosphäre hinsichtlich ihrer
Zustandsgrößen und Zusammensetzung quasi konstant.
[0014] Einbesonderes flexibles Verfahren, das auch den unterschiedlichsten Werkstückformen
gerecht wird, ergibt sich, wenn für eine jede Charge während ihres Verweilens in der
Ofenkammer aus den Zustandsgrößen unter Zusammensetzung der Ofenatmosphäre sowie der
Werkstückform und -art pro Charge die notwendige Verweildauer berechnet wird. Insbesondere
kommt es dann auch nicht unbedingt darauf an, die chemischen und physikalischen Parameter
der Ofenatmosphäre ständig innerhalb enger Grenzen konstant zu halten. Darüber hinaus
ist gerade durch diese Maßnahme es leicht möglich, den Istzustand der einzelnen Chargen
mitzuberücksichtigen.
[0015] Dadurch, daß der Transporteinrichtung eine einen Speicher aufweisende Steuerungseinrichtung
zugeordnet ist, ist eine besonders gute Ausnutzung der Transporteinrichtung möglich,
weil sofort nach dem Entladen einer Charge deren freiwerdender Platz von einer neuen
Charge eingenommen werden kann. Außerdem gestattet dieses Verfahren einen selbsttätigen
automatischen Betrieb, der ohne manuelle Eingriffe auskommt.
[0016] Eine gute Raumausnutzung innerhalb der Ofenkammer wird erhalten, wenn die Transporteinrichtung
innerhalb der Ofenkammer eine geschlossene Bahn aufweist, längs derer die Chargen
bewegbar sind. Auch ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, die Chargen längs der Bahn
so zu bewegen, daß zur Entnahme bzw. zum erneuten Beladen jeweils nur die kürzeste
Wegstrecke zurückzulegen ist, weil sich die Chargen bzw. die Leerplätze von beiden
Seiten her der Beschickungs- oder der Entnahmeöffnung nähern können.
[0017] Je nach dem, wie die Platzverhältnisse in der Umgebung der Ofenkammer aussehen, können
die Entnahme-und die Beschickungsöffnung unmittelbar benachbart sein oder sie können
sich bezüglich der Bahn und der Mitte der Ofenkammer diametral gegenüberliegen.
[0018] Eine besonders einfache Transporteinrichtung ergibt sich, wenn zur Bildung der geschlossenen
Bahn in der Ofenkammer ein um die Vertikale drehbar gelagerter Herd vorgesehen ist,
der von einer durch die Steuereinrichtung gesteuerten Antriebseinrichtung wahlweise
in die eine oder in die andere Richtung,zumindest jedoch in wenigstens eine Richtung
drehbar ist, wobei mit dem Herd der Positionsgeber gekuppelt ist, mittels dem die
Steuerungseinrichtung die jeweilige Position der Chargen bzw. die Position freier
Stellen auf dem Herd bestimmt. Um den Herd zu be- oder entladen, enthält die Transporteinrichtung
Stoßer oder Zieher, die die Chargen durch die Entnahme- oder Beschickungsöffnung hindurch
auf den Herd bzw. von diesem herunter transportieren.
[0019] Die Steuerungseinrichtung kann auch mit einem Rechner zusammengefaßt sein, der für
jede in der Ofenkammer befindliche Charge während deren Anwesenheit aus den Zustandsgrößen
und der Zusammensetzung der Ofenatmosphäre, d.h. aus deren physikalischen und chemischen
Parametern sowie der Werkstückform und -art innerhalb der jeweiligen Charge deren
Verweilzeit ermittelt.
[0020] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
Es zeigen jeweils in schematisierter Darstellung:
Fig. 1 eine Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens-gemäß der Erfindung in einer
Draufsicht mit geöffneten Kammern,
Fig. 2' den eigentlichen Behandlungsofen der Ofenanlage nach Fig. 1 in einem Längsschnitt,
Fig. 3 den Ofen nach Fig. 2, geschnitten entlang der Linie III-III in einer Ansicht
von oben und
Fig. 4 in weiter schematisierter Darstellung die
und 5 quergeschnittene Ofenkammer unter Veranschaulichung unterschiedlicher Lagen der Beschickungs-und
Entnahmeöffnung.
[0021] In Fig. 1 ist eine Ofenanlage 1 veranschaulicht, die eine Vorheizzone 2 sowie einen
an den Ausgang der Vorheizzone 2 angeschlossenen Industrieofen 3. zum Wärmebehandeln,
insbesondere metallischer Werkstücke, enthält, in dem die Werkstücke beispielsweise
in einer entsprechenden Atmosphäre aufgekohlt werden. Die Steuerung der Antriebe und
Einrichtungen der Vorheizzone 2 und des Ofens 3 erfolgt mittels eines Rechners 4,
der über schematisch angedeutete Steuerleitungen 5 und 6 mit den jeweiligen Antriebsmitteln
verbunden ist. Seine Daten und sein Programm erhält der Rechner 4 über einen über
eine Leitung 7 angeschlossenen Speicher 8 sowie über entsprechende Meßfühler.
[0022] Die Vorheizzone 2 weist eine rechteckige mit wärmeisolierendem Material ausgekleidete
Vorheizkammer 9 auf, an deren einer Stirnseite sich eine Beschickungsöffnung 11 befindet,
während an dem der Beschickungsöffnung 11 abgelegenen Ende einer Seitenwand eine Entnahmeöffnung
12 vorgesehen ist. Zwischender Beschickungsöffnung 11 und der Entnahmeöffnung 12 erstreckt
sich in der Vorheizkammer 9 ein Rost oder Herd, auf dem sich die in Körben oder auf
Paletten befindlichen Chargen 13 allmählich von der Beschickungsöffnung 11 zu der
Entnahmeöffnung 12 bewegen. Der Beschickungsöffnung 11 vorgelagert ist eine Schleuse
14, die mittels zweier Türen 15 und 16 einerseits zu der Beschickungsöffnung 11 der
Vorheizkammer 9 hin bzw. durch die Schleusentür 16 zur Außenatmosphäre hin wahlweise
abschließbar ist. Den beiden Schleusentüren 15 und 16 sind zum öffnen und Schließen
nicht dargestellte elektrische oder hydraulische Antriebsmittel zugeordnet.
[0023] An einer der Beschickungsöffnung 11 gegenüberliegenden Seitenwand der Schleuse 14
ist ein beispielsweise hydraulisch betätigbarer Querstoßer 17 vorgesehen, mit dem
eine in die Kammer der Schleuse 14 gebrachte Charge 18 bei geöffneter Schleusentür
15 auf den Herd der eigentlichen Vorheizkammer 9 durch die Beschickungsöffnung 11
hindurch vorgeschoben werden kann, wobei gleichzeitig sämtliche auf diesem Herd befindliche
Chargen 13 um den entsprechenden Betrag in Richtung auf die Entnahmeöffnung 12 vorrücken.
[0024] Um die Chargen 13 aus der Vorheizkammer 9 herauszubefördern, ist an einer der Entnahmeöffnung
12 gegenüberliegenden Stelle in dieser Seitenwand ein weiterer ebenfalls beispielsweise
hydraulisch betätigbarer Querstoßer 19 vorgesehen, der bei seiner Aktivierung die
entsprechende vor ihm befindliche Charge 13 von dem Herd in der Vorheizkammer 9 herunter
durch die Entnahmeöffnung 12 hindurchtransportiert.
[0025] Der Ofen 3 enthält eine ebenfalls mit wärmeisolierendem Material ausgekleidete Ofenkammer
21, deren Inneres über eine Beschickungsöffnung 22 und eine Entnahmeöffnung 23 zugänglich
ist. Die Beschickungsöffnung 22 des Ofens 3 ist an die Entnahmeöffnung 12 der Vorheizkammer
9 angeschlossen, wobei zwischen beiden Öffnungen eine ebenfalls durch entsprechende,
nicht dargestellte Antriebsmittel betätigbare Tür 24 angeordnet ist, durch die der
Innenraum der Vorheizkammer 9 vom Innenraum der Ofenkammer 21 wahlweise abzusperren
ist. Lediglich zum Überführen der Chargen 13 aus der Vorheizkammer 9 in die Ofenkammer
21 wird die Tür 24 geöffnet.
[0026] Die Entnahmeöffnung 23 schließt gegebenenfalls an weitere Behandlungseinrichtungen
für die Werkstücke an, weshalb der von der Entnahmeöffnung 23 wegführende Kanal abgebrochen
veranschaulicht ist. Auch die Entnahmeöffnung 23 ist durch eine entsprechende Tür
25 wahlweise absperrbar.
[0027] Der Aufbau des Ofens 3, der in Fig. 1 stark schematisiert wiedergegeben ist, ist
im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert.
[0028] Auf insgesamt vier im Quadrat angeordneten Pfeilern 26 eines Sockels 27 ruht eine
mit wärmeisolierendem Material 28 ausgekleidete Haube 29, die nach unten offen ist.
Der durch die Auskleidung 28 begrenzte Raum hat einen kreisförmigen Grundriß mit einer
gewölbten Decke 31.
[0029] Von unten her ragt in den durch die Ausmauerung 28 begrenzten zylindrischen Raum
ein ebenfalls kreisförmiger Drehherd 32, der auf seiner Oberseite eine wärmeisolierende
Auflage 33 trägt. Der Drehherd 32 ist mittels eines entsprechenden Vertikallagers
34 in dem Sockel 27 um die vertikale Achse drehbar gelagert, die konzentrisch zu dem
durch die Ausmauerung 28 begrenzten Raum verläuft. Zur Abdichtung des Drehheredes
32 gegenüber der Haube 29 ist an deren Unterseite ein zylindrisch umlaufendes Schwert-35
angeordnet, das in einen mit öl gefüllten und nach oben offenen Ringkanal 36 eintaucht,
der an der Unterseite desDrehherdes 32 vorgesehen ist und radial über diesen seitlich,
wie gezeigt, übersteht. Dreherd 32 und Haube 29 begrenzen zusammen die Ofenkammer
21.
[0030] Zum Antrieb des Drehherdes 32 ist in dem Sockel 27 ein Getriebemotor 37 befestigt,
dessen Ausgangszahnrad 38 mit einem mit dem Drehherd 32 drehfest verbundenen Zahnrad
39 kämmt, das koaxial zur Drehachse des Drehherdes 32 ist. Getrieblich mit dem Zahnrad
39 gekuppelt ist ferner ein Drehwinkelgeber 41, dessen elektrischer Ausgang über eine
Verbindungsleitung 42 an den Rechner 4 angeschlossen ist, sd daß dieser über den Drehwinkelgeber
41 den jeweiligen Azimutwinkel des Drehherdes 32 ermitteln kann.
[0031] Unterhalb der Decke 31 sind in die Haube 29 endseitig abgeschlossene Rohre 43 eingesetzt,
in denen zum Aufheizen der Ofenatmosphäre Brenner eingeschoben sind. Zum Messen und
Regeln der physikalischen und chemischen Parameter der Ofenatmosphäre während des
Prozeßablaufs sind an sich bekannte Einrichtungen vorgesehen und elektrisch mit dem
Rechner 4 verbunden, die deshalb auch nicht weiter im einzelnen gezeigt sind.
[0032] Die insoweit beschrieben Ofenanlage 1 arbeitet folgendermaßen: Sobald auf dem Drehherd
32 ein Stellplatz infolge der Entnahme einer der Chargen 13 frei geworden ist, setzt
der Rechner 4 den Getriebemoto-r 37 so lange in Gang, bis die von dem Winkelgeber
41 gemeldete Winkelstellung des Drehherdes 32 für den Rechner 4 erkennen läßt, daß
dieser frei gewordene Stellplatz sich gegenüber der Beschickungsöffnung 22 befindet.
Sobald diese Position erreicht ist, wird der Getriebemotor 37 stillgesetzt und von
dem Rechner 4 der Antrieb für die Tür 24 eingeschaltet und die Tür 24 geöffnet. Durch
die nunmehr geöffnete Verbindung zwischen der Entnahmeöffnung 12 der Vorheizkammer
9 und.der Beschickungsöffnung 22 des Ofens 3 wird die dem Querstoßer 19 benachbarte
Charge 13a von dem Querstoßer 19,nachdem der Antrieb von diesem ebenfalls über den
Rechner 4 eingeschaltet wurde, von dem Herd in der Vorheizzone 9 herunter und durch
die Entnahmeöffnung 12 sowie die Beschickungsöffnung 22 hindurchgeschoben, so weit,
bis die Charge 13a den freien Stellplatz auf dem Drehherd 32 eingenommen hat. Nach
dem Zurückziehen des Querstoßers 19 in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangslage veranlaßt
der Rechner 4 das Schließen der Tür 24 und stattdessen das öffnen der Schleusentür
15, so daß der Querstoßer 17 nach Ingangsetzen seines Antriebs durch den Rechner 4
die in der Kammer der Schleuse 14 wartende Charge 13b auf den Herd in der Vorheizkammer
9 vorschieben kann. Gleichzeitig damit bewegt der Querstoßer 17 alle in der Vorheizkammer
9 wartenden,Chargen 13 eine Position weiter vor, bis wieder die in Fig. 1 gezeigte
Anordnung erreicht ist, bei der eine Charge 13a vor der Entnahmeöffnung 12 positioniert
ist.
[0033] Der Querstoßer 17 wird daraufhin zurückgezogen und der Rechner 4 veranlaßt die Schließung
der Schleusentür 15. Es kann nunmehr in die freie Schleuse 14 nach öffnen der Schleusentür
16 eine neue Charge 13b eingegeben werden.
[0034] Von der neu auf den Drehherd 32 übergebenen Charge 13a speichert der Rechner 4 in
seinem Arbeitsspeicher 8 den Zeitpunkt der Übernahme in den Ofen 3 und die Winkelposition
der Lage dieser Charge 13a auf dem Drehherd 32.
[0035] Da der Rechner 4 aufgrund eines wie vorher beschriebenen Vorgangs von jeder der in
dem Ofen 3 befindlichen Chargen deren Eingabezeitpunkt in den Ofen 3 und deren Lage
auf dem Drehherd 32 kennt, kann der Rechner 4 aufgrund dieser Daten sowie der von
ihm mit entsprechenden bekannten Meßfühlern ermittelten physikalischen und chemischen
Parametern der Ofenatmosphäre in dem Ofen 3 sowie der zu erreichenden Bedingungen
für jede Charge die notwendige Verweilzeit berechnen. Da die in der Vorheizkammer
9 befindlichen Chargen 13 bereits auf die Prozeßtemperatur aufgeheizt werden - die
Vorheizkammer 9 wird hierzu durch entsprechende nicht veranschaulichte Heizelemente
aufgeheizt - beeinflussen die neu in die Ofenkammer überführten Chargen 13 auch nicht
die Prozeßtemperatur für die unmittelbar benachbarten, bereits länger in dem Ofen
3 befindlichen Chargen 13.
[0036] Sobald der Rechner 4 aufgrund der im Speicher 8 enthaltenen Daten feststellt, daß
für eine der in dem Ofen 3 befindlichen Chargen 13c bis 13i die Verweilzeit abgelaufen
ist, setzt er den Getriebemotor 37 erneut in Gang, um den Drehherd 32 so lange zu
drehen, bis die jeweilige Charge, deren Verweilzeit in dem Ofen abgelaufen ist, sich
auf dem Drehherd 32 vor der Entnahmeöffnung 23 befindet. Wenn der Rechner 4 mittels
des Drehwinkelgebers 41 das Erreichen dieser Einstellung ermittelt hat, wird der Getriebemotor
37 abgeschaltet und der Drehherd 32 bleibt deswegen stehen. Nach öffnen der Tür 25
kann mittels des abgebrochen veranschaulichten Querziehers 44 die entsprechende Charge
13 von dem Drehherd 32 durch die Entnahmeöffnung 23 hindurch heruntergezogen werden,
um für einen weiteren Verarbeitungsschritt bereitgestellt zu werden. Danach wird die
Tür 25 wieder geschlossen; selbstverständlich kann die Tür 25 eine weitere Schleusentür
einer an die Entnahmeöffnung 23 angeschlossenen nicht gezeigten Schleuse sein, die
einen größeren Verlust an Ofenatmosphäre verhindern hilft.
[0037] Der nunmehr frei gewordene Stellplatz auf dem Drehherd 32 kann von einer aus der
Vorheizkammer 9 in der oben beschriebenen Weise nachrückenden Charge 13a eingenommen
werden, wozu der Rechner 4 entsprechend den Getriebemotor 37 in Gang setzt, bis sich
der Stellplatz auf dem Drehherd 32 vor der Beschickungsöffnung 22 befindet.
[0038] Der Drehherd 32 bildet bei dieser Anordnung eine Transportvorrichtung für die Chargen
13c bis 13i, die mittels des Drehherdes 32 längs einer geschlossenen Bahn in der Kammer
des Ofens 3 zu bewegen sind.
[0039] Ersichtlicherweise kann die von dem Rechner 4 vorgesehene Steuerung des Drehherdes
32 auch dahin gehen, daß sich der Drehherd 32 aufgrund des eingeschalteten Getriebemotors
37 während des Wärmebehandlungsprozesses ständig dreht und von dem Rechner 4 lediglich
während des eigentlichen Be- und Entladevorgangs in der entsprechenden richtigen Position
angehalten und danach wieder ständig in Gang gesetzt wird. Weiterhin kann die Steuerung
so ausgelegt werden, daß sie je nach Lage der von dem Drehherd 32 zu entladenden Charge
13c bis 13i relativ zu der Entnahmeöffnung 23 den Drehherd 32 entweder links oder
rechts herum in Gang setzt, so daß jeweils nur der kürzeste Weg zurückzulegen ist.
[0040] Wie die stark schematisierten Figuren 4 und 5 des Ofens 3 zeigen, können sich die
Beschickungsöffnungen 22 und 23 bezüglich der durch den Drehherd 32 gegebenen Bahn
bzw. der Mitte der Kammer des Ofens 3 diametral gegenüberliegen. Dies zeigt im übrigen
auch das vorhergehend beschriebene Ausführungsbeispiel . Pfeile 45 und 46 deuten dabei
die Bewegungsrichtung der Chargen beim Be- bzw. Entladen an. Ein Doppelpfeil 47 hingegen
veranschaulicht die wahlweise Wanderrichtung der Chargen 13 innerhalb der Kammer des
Ofens 3. Abweichend von der Anordnung nach Fig. 4 ist es aber auch möglich, die Beschickungs-
und die Entnahmeöffnung zu einer gemeinsamen öffnung 47 zu kombinieren bzw. diese
beiden öffnungen unmittelbar benachbart anzuordnen. Diese Anordnung hat den Vorteil,
daß der Drehherd 32 zwischen dem Entleeren und dem erneuten Beladen praktisch nicht
oder nur ein geringes Stück bewegt werden muß, da sich der durch die Entnahme frei
gewordene Stellplatz auf diese Weise entweder unmittelbar vor oder in unmittelbarer
Nähe der Beschickungsöffnung befindet.
[0041] In jedem Falle ist es mittels der beschriebenen Ofenanlage 1 möglich, in dem Ofen
3 gleichzeitig Chargen 13 zu behandeln, die eine unterschiedliche Verweildauer in
der Kammer des Ofens 3 erfordern, da die Chargen 13 unabhängig voneinander entladen
werden können, wobei die durch den Rechner 4 gebildete Steuerungseinrich-' tung in
ihrem Speicher 8 die notwendigen Informationen über Position und Verweildauer einer
jeweils in dem Ofen 3 befindlichen Charge enthält. Während des Entladens einer Charge
13, läuft, wie aus dem Obigen ohne weiteres ersichtlich ist, der Wärmebehandlungsprozeß
für die übrigen auf dem Drehherd 32 befindlichen Chargen 13c bis 13i weiter. Bei entsprechender
Planung ist es sogar möglich, nacheinander Chargen zu behandeln, die eine unterschiedliche
Zusammensetzung der Ofenatmosphäre erfordern, beispielsweise indem die jeweiligen
Chargen dann zugegeben werden, wenn die für sie günstigste Atmosphärenzusammensetzung
erreicht ist, während andere in dem Ofen 3 befindliche Chargen über eine längere Zeit
verweilen, um so die Änderung der Atmosphärenbedingung für diese Chargen auszunutzen.
1. Verfahren zum Wärmebehandeln von insbesondere metallischen Werkstücken in einer
eine entsprechende Atmosphäre enthaltenden Ofenkammer, bei dem die Atmosphäre auf
die jeweilige Prozeßtemperatur aufgeheizt wird, die Werkstücke in die Ofenkammer eingegeben
werden und dort für eine vorbestimmte Zeit verbleiben, während gleichzeitig die Zustandsgrößen
und die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre geregelt bzw. gesteuert wird, dadurch gekennzeich- net, daß eine jede Charge nach Ablauf einer für sie spezifischen Verweilzeit
in der Ofenkammer von den übrigen Chargen unabhängig aus der Ofenkammer entnommen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Charge vor ihrem Einbringen
in die Ofenkammer in einer Vorheizzone auf die Prozeßtemperatur in der Ofenkammer
vorgewärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalischen und chemischen
Parameter der Ofenatmosphäre über die Bearbeitungsdauer einer Charge hinaus konstant
gehalten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine jede Charge während
ihres Verweilens in der Ofenkammer aus den Zustandsgrößen und der Zusammensetzung
der Ofenatmosphäre sowie der Werkstückform und -art pro Charge die notwendige Verweildauer
errechnet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Ofenkammer,
die zur Eingabe der Chargen in die Ofenkammer eine Beschickungsöffnung und zur Entnahme
der Chargen eine Entnahmeöffnung aufweist, einem in der Ofenkammer angeordneten Herd,
auf dem sich während der Wärmebehandlung die Chargen befinden, einer Transporteinrichtung,
mittels der die Chargen durch die Beschickungsöffnung in die Ofenkammer, durch die
Ofenkammer hindurch und aus der Ofenkammer heraustransportierbar sind, sowie mit einer
Regeleinrichtung zum Einregeln der Zustandsgrößen und der Zusammensetzung der Ofenatmosphäre,
dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung (32, 37) eine einen Speicher
(8) aufweisende Steuerungseinrichtung (4) zugeordnet ist, die in ihrem Speicher für
eine jede in der Ofenkammer (21) befindliche Charge (13c bis 13i), deren Position
in der Ofenkammer (21) sowie die zu der Charge (13c bis 13i) gehörige Verweilzeit
enthält, und die nach Ablauf einer jeweiligen Verweilzeit die Transporteinrichtung
(32, 37) selbsttätig derart steuert, daß durch diese die Charge (13c bis 13i), deren
Verweilzeit abgelaufen ist, unabhängig von den übrigen Chargen aus der Ofenkammer
(21) heraus transportierbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung
(32, 37) ein Positionsgeber (41) zugeordnet ist, der an die Steuereinrichtung (4)
angeschlossen und mittels dem durch die Steuereinrichtung (4) die Position einer jeweiligen
Charge (13c bis 13i) bzw. freien Stelle für die Chargen in der Ofenkammer'(21) bestimmbar
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung
(32, 37) innerhalb der Ofenkammer (21) eine geschlossene Bahn aufweist, längs derer
die Chargen (13c bis 13i) bewegbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beschickungsöffnung
(22) und die Entnahmeöffnung (23) bezüglich der Bahn für die Chargen (13c bis 13i)
diametral gegenüberliegen und sich die Bahn von -der Beschickungsöffnung (22) bis
zu der Entnahmeöffnung (23) erstreckt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7,. dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsöffnung
(22) und die Entnahmeöffnung (23) in der Ofenkammer (21) nebeneinander angeordnet
sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung
zur Bildung der geschlossenen Bahn einen in der Ofenkammer (21) drehbar gelagerten
Herd (32) enthält, der von einer durch die Steuereinrichtung (4) gesteuerten Antriebseinrichtung
(37) wahlweise in die eine oder die andere Richtung zumindest jedoch in eine Richtung
drehbar ist, und daß mit dem Herd (32) der Positionsgeber (41) gekuppelt ist, mittels
dem durch die Steuereinrichtung (4) die jeweilige Position der Chargen (13c bis 13i)
bzw. die Position freier Stellen auf dem Herd (32) bestimmbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung
zum Beschicken bzw. Entladen ihrer endlosen Bahn einen Stoßer (19) bzw. einen Zieher
(44) enthält.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Beschickungsöffnung
(22) der Ofenkammer (21) eine eine eigene Beschickungsöffnung (11) aufweisende Vorheizkammer
(9) angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
einen Rechner (4) enthält, der für jede in der Ofenkammer (21) befindliche Charge
(13c bis 13i) während deren Anwesenheit in der Ofenkammer (21) aus den Zustandsgrößen
und der Zusammensetzungen der Ofenatmosphäre sowie der Werkstückform und -art der
jeweiligen Charge (13c bis 13i) deren Verweilzeit ermittelt.