Wärmebehandlungsofen mit Unterdruckkompensation

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Wärmebehandlungsofen zur Wärmebehandlung von insbesondere metallischen Werkstücken (2, 20), mit einem mittels einer Ofentür (4) verschließbaren Ofenraum (3), wobei der Ofenraum (3) eine Heizkammer (5) und eine Abschreckkammer aufweist. Um einen insbesondere hinsichtlich der Begasungskosten verbesserten Wärmebehandlungsofen bereitzustellen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der von der Heizkammer (7) bereitgestellte Heizraum an die den Wärmebehandlungsofen (1) umgebende Atmosphäre mittels eines gasdicht verschließbaren Gaskanals (17) strömungstechnisch angeschlossen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmebehandlungsofen zur Wärmebehandlung von insbesondere metallischen Werkstücken, mit einem mittels einer Ofentür verschließbaren Ofenraum, wobei der Ofenraum eine Heizkammer und eine Abschreckkammer aufweist.

[0002] Wärmebehandlungsöfen zur Wärmebehandlung von insbesondere metallischen Werkstücken im allgemeinen sowie Wärmebehandlungsöfen mit einem eine Heizkammer und eine Abschreckkammer aufweisenden Ofenraum im speziellen sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf.

[0003] Die Fign.1 bis 6 zeigen einen gattungsgemäßen Wärmebehandlungsofen sowie dessen Funktionsweise im Rahmen einer sogenannten Doppelbeladung.

[0004] Der in den Fign. 1 bis 6 dargestellte Wärmebehandlungsofen 1 verfügt über ein Ofengehäuse, welches einen in seiner Gesamtheit als Ofenraum 3 bezeichneten Volumenraum bereitstellt. Für eine Werkstückbeladung bzw. Werkstückentladung ist der Ofenraum 3 einendseitig offen ausgebildet, wobei die offene Seite mittels einer Ofentür 4 vorzugsweise gasdicht verschließbar ist.

[0005] Der Ofenraum 3 weist eine einen Heizraum 6 bereitstellende Heizkammer 5 sowie eine einen Abschreckraum 8 bereitstellende Abschreckkammer 7 auf. Die Heizkammer 5 und die Abschreckkammer 7 sind mittels einer Zwischentür 10 voneinander getrennt.

[0006] Die Funktionsweise des in den Fign. 1 bis 6 gezeigten Wärmebehandlungsofens 1 geht wie folgt von statten:

[0007] Ein erstes noch zu behandelndes Werkstück 2 wird von einer Werkstückaufnahme bzw. -abgabe 11 in Richtung des Pfeils 23 in die Abschreckkammer 7 befördert, wo es von einem wärmebehandlungsofeneigenen Transportsystem übernommen wird. Alsdann wird die Ofentür 4 verschlossen. Das Werkstück 2 wird sodann mittels des wärmebehandlungsofeneigenen Transportsystems in Entsprechung des Pfeils 24 durch die "kalte Kammer", das heißt die Abschreckkammer 7 hindurch in die Heizkammer 5 befördert. Sobald das Werkstück 2 in die Heizkammer 5 verbracht ist, wird die Zwischentür 10 zwischen Heizkammer 5 und Abschreckkammer 7 geschlossen und das Aufheizen des Werkstücks 2 innerhalb der Heizkammer 5 kann beginnen.

[0008] Nach einem erfolgreich durchgeführten thermochemischen Behandlungsprozeß, wie zum Beispiel dem Aufkohlen, wird das Werkstück 2 aus der Heizkammer 5 hinaus in die Abschreckkammer 7 in Entsprechung des Pfeils 25 verfahren, wie dies Fig. 2 zu entnehmen ist.

[0009] Der von der Abschreckkammer 7 bereitgestellte Abschreckraum 8 umfaßt ein mit einem Abschreckmedium befülltes Abschreckbad 9, in welches das wärmebehandelte Werkstück 2 mittels einer Hebe- und Senkeinrichtung 12 zwecks Abschreckung in Entsprechung des Pfeils 26 abgesenkt wird, wie Fig. 3 zeigt.

[0010] Noch während sich das zuvor wärmebehandelte Werkstück 2 im Abschreckbad 9 befindet, wird in Entsprechung der Pfeile 27 und 28 ein neues noch zu behandelndes Werkstück 20 durch die Abschreckkammer 7 hindurch in die Heizkammer 5 befördert, was Fig. 4 entnommen werden kann.

[0011] Während das zweite Werkstück 20 in der Heizkammer 5 seine thermochemische Wärmebehandlung erfährt, wird das erste Werkstück 2, das heißt das zuvor wärmebehandelte und abgeschreckte Werkstück 2 zum Abtropfen des daran anhaftenden Abschreckmediums, beispielsweise Öl aus dem Abschreckbad 9 gehoben, und zwar in Entsprechung des Pfeils 29, wie in Fig. 5 dargestellt.

[0012] Nach Ablauf eines vorgebbaren Zeitintervalls wird das fertigbehandelte Werkstück 2 in Entsprechung des Pfeils 30 aus dem Wärmebehandlungsofen 1 herausgezogen und auf die außerhalb des Wärmebehandlungsofens 1 ausgebildete Werkstückaufnahme bzw. -abgabe 11 übergeben, wie in Fig. 6 dargestellt.

[0013] Bei einem vollautomatischen Betrieb des in den Fign. 1 bis 6 dargestellten Wärmebehandlungsofens 1 beginnt ein nächster Wärmebehandlungszyklus mit dem Verfahrensschritt nach der vorerläuterten Fig. 2.

[0014] Der Wärmebehandlungsofen 1 nach den Fign. 1 bis 6 sowie dessen Funktionsweise sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt.

[0015] Ein Problem bei den vorbekannten Wärmebehandlungsöfen besteht darin, daß sich im Zuge einer bestimmungsgemäßen Verwendung ein nicht zu vermeidender Unterdruck innerhalb des Ofenraums, das heißt der Heizkammer und der Abschreckkammer ausbildet, der kompensiert werden muß. Der Unterdruck innerhalb des Ofenraums entsteht nach einem Schließen der Ofentür. Solange nämlich die Ofentür 4 geöffnet ist, werden insbesondere aus Sicherheitsgründen mittels eines Flammenschleiers brennbare Ofengase verbrannt. Die hierdurch entstehende Wärme führt zu einer Expansion der Ofenrauminnenatmosphäre. Sobald die Ofentür 4 geschlossen wird, ein Eindringen von Sauerstoff in den Ofenraum also nicht mehr möglich ist, erlischt der Flammenschleier mangels Sauerstoffzufuhr, was zu einem abrupten Stop des Wärmeeintrags mit der Konsequenz führt, daß die im Ofenraum befindliche Atmosphäre kontrahiert, was einen Druckabfall innerhalb des Ofenraums erzeugt. Die Vermeidung eines solchen Druckabfalls ist prinzipbedingt bei brennbaren Gasen oder bei externer Erwärmung nicht zu vermeiden.

[0016] Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung eines vorbekannten Wärmebehandlungsofens wird diesem Prozeßgas zugeführt. Zum Ausgleich des Unterdrucks, das heißt des Druckabfalls nach Schließen der Ofentür ist die Menge an zuzuführendem Prozeßgas zu erhöhen. Dies wird nicht zuletzt aus Kostengründen als nachteilig angesehen, weil es während der kritischen Phase zu einer Verdopplung der Menge an zuzuführendem Prozeßgas kommen kann, um die thermisch bedingte Kontraktion der im Ofenraum befindlichen Atmosphäre zu kompensieren.

[0017] Obgleich sich also aus dem Stand der Technik vorbekannte Wärmebehandlungsöfen im alltäglichen Praxiseinsatz dem Grunde nach bewährt haben, besteht nach wie vor das Problem, daß sich im Zuge einer bestimmungsgemäßen Verwendung prinzipbedingt ein nicht zu vermeidender Unterdruck innerhalb des Wärmebehandlungsofens ausbildet, den es zu kompensieren gilt, was bei aus dem Stand der Technik bekannten Wärmebehandlungsöfen mittels der Zuführung von Prozeßgas erfolgt. Die hiermit verbundenden Begasungskosten werden als nachteilige empfunden, weshalb es die Aufgabe der Erfindung ist, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile einen neuartigen Wärmebehandlungsofen vorzuschlagen.

[0018] Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Wärmebehandlungsofen zur Wärmebehandlung von insbesondere metallischen Werkstücken, mit einem mittels einer Ofentür verschließbaren Ofenraum, wobei der Ofenraum eine Heizkammer und eine Abschreckkammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Heizkammer bereitgestellte Heizraum an die den Wärmebehandlungsofen umgebende Atmosphäre mittels eines gasdicht verschließbaren Kanals strömungstechnisch angeschlossen ist.

[0019] Die Heizkammer des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofens ist an die den Wärmebehandlungsofen umgebende Atmosphäre strömungstechnisch angeschlossen. Hierzu dient ein gasdicht verschließbarer Gaskanal, der beispielsweise durch ein Rohr bereitgestellt ist, welches die Heizkammerwand durchragt. Für einen gasdichten Verschluß dieses Gaskanals kann eine Rückschlagklappe vorgesehen sein, die in den Gaskanal eingesetzt ist.

[0020] Die erfindungsgemäße Konstruktion ist insofern von Vorteil, als daß ein Druckausgleich im Ofenraum ohne jegliche Zusatzbegasung durch Prozeßgas erfolgt. Ein Druckausgleich kann nämlich dadurch stattfinden, daß Außenluft durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Gaskanal gesogen und in den Ofenraum geführt wird, was dann zu einem Druckausgleich innerhalb des Ofenraums führt. Dabei öffnet die im Gaskanal angeordnete Rückschlagklappe bei Druckabfall automatisch, ebenso wie sie bei Ofenüberdruck automatisch schließt. Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt damit einen vollautomatischen Druckausgleich, der dadurch realisiert ist, daß im Falle eines Unterdrucks die Rückschlagklappe öffnet und so viel Umgebungsatmosphäre, das heißt Luft in den Ofenraum eingesogen wird, bis ein Druckausgleich stattgefunden hat, das heißt der Druck innerhalb des Ofens dem Umgebungsdruck entspricht.

[0021] Der zur Einführung von Umgebungsatmosphäre in den Ofenraum vorgesehene Gaskanal mündet erfindungsgemäß in der Heizkammer, und zwar im Zwischenraum zwischen Heizkammerwandung und Muffel. Die im Zuge eines Druckausgleichs in den Ofenraum einströmende Luft gelangt also über den Gaskanal in den Zwischenraum zwischen Heizkammerwand einerseits und Muffel andererseits, wo eine Vermischung der von außen angesogenen Luft mit der im Heizkammerraum befindlichen Ofenatmosphäre stattfindet.

[0022] Es war nicht zu erwarten, daß das "Unterdruckproblem" dadurch gelöst werden konnte, Umgebungsluft zum Zwecke des Druckausgleiches in den Ofenraum einströmen zu lassen. Die Wärmebehandlung metallischer Werkstücke im Wärmebehandlungsofen findet unter Ausschluß von Sauerstoff unter Prozeßgasatmosphäre statt. Es war daher nicht zu erwarten, daß es ohne Einfluß auf das Wärmebehandlungsergebnis möglich sein würde, sauerstoffhaltige Umgebungsatmosphäre, das heißt Luft in den Ofenraum, und sogar in die Heizkammer einströmen lassen zu können.

[0023] Untersuchungen haben gezeigt, daß die in den Zwischenraum zwischen Heizkammerwand einerseits und Muffel andererseits von außen in die Heizkammer angesaugte Luft unter den in der Heizkammer herrschenden Bedingungen mit dem in der Heizkammer befindlichen Schutzgas ausreichend lange reagiert, bevor sie auf die in der Heizkammer befindlichen Werkstücke strömt. Unerwünschte Verzunderungen am Werkstück können deshalb vermieden werden. Bei einer Betriebstemperatur von über ca. 750°C treten auch keinerlei Verpuffungen auf, so daß ein bestimmungsgemäßer und funktionsgerechter Betrieb des Wärmebehandlungsofens trotz Einsaugung von Umgebungsluft in die Heizkammer des Wärmebehandlungsofens gewährleistet ist.

[0024] Der die Heizkammer mit der den Wärmebehandlungsofen umgebenden Atmosphäre strömungstechnisch verbindende Gaskanal mündet heizkammerseitig im Zwischenraum zwischen Heizkammerwand einerseits und Muffel andererseits. Eine direkte Anströmung der in der Heizkammer befindlichen Werkstücke durch die von außen angesaugte Luft kann so in vorteilhafter Weise vermieden werden.

[0025] Es wurde auch überlegt, zwecks Druckausgleich Außenluft nicht in die Heizkammer, sondern in die Abschreckkammer einzuführen. Ein Einströmen von Umgebungsluft in die Abschreckkammer hat allerdings gewisse Nachteile, weshalb die erfindungsgemäße Ausgestaltung bevorzugt ist.

[0026] Die Heizkammer und die Abschreckkammer sind zwar mittels einer Zwischentür voneinander getrennt, doch nicht gasdicht voneinander abgeschlossen. Dies ist auch der Grund dafür, weshalb sich ein in vorbeschriebener Weise in der Abschreckkammer ausbildender Unterdruck in die Heizkammer fortpflanzt, und zwar mit Schallgeschwindigkeit. Dabei findet der Druckausgleich zwischen Heizkammer einerseits und Abschreckkammer andererseits über den gemeinsamen Kettenkasten statt, durch den hindurch die Ketten des Transportsystems für die Werkstücke geführt sind. Wenn nun zum Zwecke eines Druckausgleichs zwischen Ofendruck einerseits und Umgebungsdruck andererseits Umgebungsluft in die Abschreckkammer eingesaugt wird, so gelangt die einströmende Luft über den Kettenkasten aus der Abschreckkammer auch in die Heizkammer. Durch Vermischung dieser in die Heizkammer einströmenden Luft mit üblicherweise reduzierender oder neutraler Schutzgasatmosphäre kann es zu einer lokal oxidierenden Atmosphäre kommen. Dies äußert sich dann durch ungewollte Verzunderungen an den Werkstücken, das heißt der in der Heizkammer befindlichen Charge, insbesondere oberhalb der Kettenaustrittsöffnungen des Kettenkastens. Zur Vermeidung dieser Verzunderungen können sowohl der Kettenkasten als auch die Abschreckkammer beispielsweise mit Stickstoff gespült werden, was aber einen nicht unerheblichen Verbrauch von Stickstoff zur Folge hat.

[0027] In unerwarteter Weise wird das "Unterdruckproblem" erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Umgebungsluft direkt in die Heizkammer eingesaugt wird. In der Konsequenz bedarf es weder der Zuführung von Prozeßgas noch der Zuführung von Stickstoff, um einen Druckausgleich mit Bezug auf den Umgebungsdruck zu realisieren. Der Druckausgleich findet automatisch allein dadurch statt, daß Umgebungsluft in die Heizkammer eingesaugt wird, wobei sich der Druckausgleich über den Kettenkasten auch in die Abschreckkammer fortpflanzt, so daß im Ergebnis der gesamte Ofenraum einem Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck zugeführt wird.

[0028] Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt einen Druckausgleich allein durch einströmende Umgebungsluft, das heißt ohne jegliche Zusatzbegasung. Damit es dadurch nicht zu ungewünschten Oxidationen kommt, ist die Einleitungsstelle für die Umgebungsluft so gewählt, daß sie in den Zwischenraum zwischen Muffel und Mauerung, das heißt. Heizkammerwand gelangt und somit zunächst mit dem Schutzgas der Heizkammer reagieren kann. Durch nachfolgende Reaktionen und Vermischungen aufgrund der erzwungenen Gasströmung an dieser Einleitungsstelle hat das lediglich lokal oxidierend wirkende Gas in diesem Bereich in kürzester Zeit wieder reduzierenden Charakter. Eine Verzunderung an den innerhalb der Heizkammer befindlichen Werkstücken, das heißt der Charge ist so unterbunden.

[0029] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der im Gaskanal integrierten Rückschlagklappe in Einströmungsrichtung der Umgebungsluft in den Wärmebehandlungsofen ein Ventil vorgeschaltet, welches bevorzugterweise ein Magnetventil ist.

[0030] Das Magnetventil stellt eine zusätzliche Sicherungseinrichtung dar und befindet sich nur dann in einem geöffneten Zustand, wenn die nachfolgend aufgeführten drei Voraussetzungen erfüllt sind. Zum ersten müssen sich innerhalb der Heizkammer Werkstücke befinden. Zum zweiten muß die Temperatur innerhalb der Heizkammer oberhalb von ca. 750°C liegen, und zwar für eine vorgegebene Zeitdauer von zum Beispiel 300 Sekunden. Zum dritten muß die Ofentür verschlossen oder der Schließvorgang der Tür eingeleitet sein. Wenn diese drei genannten Voraussetzungen erfüllt sind, öffnet sich das Magnetventil, so daß der Gaskanal quasi "freigeschaltet" ist. Öffnet nun die Rückschlagklappe, so kann Umgebungsluft einströmen.

[0031] Solange die vorgenannten Voraussetzungen nicht erfüllt sind, das heißt das Magnetventil nicht geöffnet ist, kann sich die Rückschlagklappe mangels unterschiedlichem Druck auf den beiden Seiten der Rückschlagklappe nicht öffnen. Die Hintereinanderschaltung von Magnetventil einerseits und Rückschlagklappe andererseits bietet also insbesondere aus sicherheitstechnischen Gründen den Vorteil, daß mittels des Magnetventils der Gaskanal überhaupt nur dann "freigeschaltet" wird, wenn eine Zuführung von Umgebungsluft in die Heizkammer dem Grunde nach möglich sein soll. Ob dann tatsächlich ein Einströmen von Umgebungsluft in die Heizkammer stattfindet, ergibt sich in Abhängigkeit der Stellung der Rückschlagklappe, wobei sich diese automatisch dann öffnet, wenn innerhalb des Ofenraums ein Unterdruck entsteht. Dabei bleibt die Rückschlagklappe auch nur so lange geöffnet, bis der Unterdruck im Ofeninnenraum ausgeglichen und dort Umgebungsdruck herrscht.

[0032] Aufgrund des der Rückschlagklappe vorgeschalteten Magnetventils wird zudem sichergestellt, daß selbst beispielsweise dann, wenn Unterdruck innerhalb der Ofenkammer herrschen sollte, keine Umgebungsluft in den Ofen einströmen kann, wenn beispielsweise die Temperatur in der Heizkammer unterhalb von 750°C liegt. Dies ist aus sicherheitstechnischen Gründen deshalb von Vorteil, weil Untersuchungen gezeigt haben, daß es bei Temperaturen von unter 750°C zu ungewollten Verpuffungen innerhalb der Heizkammer kommen kann, wenn dieser Umgebungsluft zugeführt wird. Mit dem Magnetventil wird also sichergestellt, daß überhaupt nur dann Umgebungsluft in die Heizkammer einströmen kann, wenn innerhalb der Heizkammer die hierfür vorgesehenen Bedingungen herrschen.

[0033] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Fign. Dabei zeigen:

Fign. 1 bis 6

in schematischer Darstellung einen Wärmebehandlungsofen nach dem Stand der Technik,

Fig. 7

in schematischer Teilansicht einen Wärmebehandlungsofen nach der Erfindung;

Fig. 8

in Detailansicht eine Luftzuführungseinrichtung nach der Erfindung und

Fig. 9

in Teilansicht eine mögliche Ausgestaltungsform eines Wärmebehandlungsofens nach der Erfindung.

[0034] Die Fign. 1 bis 6 zeigen einen aus dem Stand der Technik bekannten Wärmebehandlungsofen 1 sowie dessen Funktionsweise, wie einleitend bereits erläutert.

[0035] Ein erfindungsgemäßer Wärmebehandlungsofen 1 ist in schematischer Teilansicht in Fig. 7 gezeigt. Wie aus dieser Darstellung zu erkennen ist, zeichnet sich der erfindungsgemäße Wärmebehandlungsofen 1 gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Wärmebehandlungsöfen dadurch aus, daß der von der Heizkammer 5 bereitgestellte Heizraum 6 an die den Wärmebehandlungsofen 1 umgebende Atmosphäre mittels eines gasdicht verschließbaren Gaskanals 17 strömungstechnisch angeschlossen ist. In der Ausgestaltungsform nach Fig. 7 wird der Gaskanal 17 durch ein Rohr 18 bereitgestellt, welches Rohr 18 in eine Bohrung 19 in der Heizkammerwand 14 geführt ist. Heizkammerseitig mündet das Rohr 18 im Zwischenraum 15 zwischen Heizkammerwand 14 einerseits und Muffel 13 andererseits.

[0036] Im Falle eines innerhalb des Ofenraumes 3 und damit auch innerhalb der Heizkammer 5 herrschenden und auszugleichenden Unterdrucks gelangt in Entsprechung des Pfeils 32 Umgebungsluft durch das Rohr 18, die dann in Entsprechung des Pfeils 33 in den Zwischenraum 15 zwischen Heizkammerwand 14 und Muffel 13 eingesaugt wird.

[0037] Der Gaskanal 17 ist gasdicht verschließbar ausgebildet. Hierzu dient eine Rückschlagklappe 21. Diese öffnet automatisch, sobald im Vergleich zum Umgebungsdruck Unterdruck innerhalb des Ofenraums 3 herrscht. Andererseits schließt die Rückschlagklappe 21 auch selbsttätig wieder, wenn es zu einem Druckausgleich gekommen ist, das heißt innerhalb des Ofenraums 3 wunschgemäß Umgebungsdruck herrscht.

[0038] Umgebungsluft soll in vorteilhafter Weise nur dann in die Heizkammer 5 einströmen, wenn hier vorbestimmbare Bedingungen herrschen. Aus diesem Grund ist der Rückschlagklappe 21 in Einströmrichtung der Umgebungsluft ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil 22 vorgeschaltet. Dieses Magnetventil 22 öffnet nur dann, gibt also den Gaskanal 17 nur dann frei, wenn im Inneren der Heizkammer 5 die für einen erlaubten Lufteintritt vorbestimmbaren Bedingungen herrschen. Andernfalls ist das Magnetventil 22 geschlossen, so daß ein Einströmen von Umgebungsluft in die Heizkammer 5 auch dann nicht möglich ist, wenn innerhalb der Heizkammer 5 ein im Vergleich zum Umgebungsdruck Unterdruck herrschen sollte.

[0039] Die innerhalb der Heizkammer 5 herrschende Atmosphäre wird mittels einer Wälzeinrichtung 16 umgewälzt, wie mittels der Pfeile 31 schematisch dargestellt. In diese im Betriebsfall umgewälzte Atmosphäre strömt die von außen angesaugte Umgebungsluft in Entsprechung des Pfeils 33 ein. Bevor die von außen einströmende Umgebungsluft auf das innerhalb der Heizkammer 5 befindliche Werkstück 2 gelenkt wird, vergeht hinreichend Zeit, so daß die von außen einströmende Umgebungsluft mit dem innerhalb der Heizkammer 5 befindlichen Schutzgas reagieren kann. Durch nachfolgende Reaktionen und Vermischungen aufgrund der durch die Wälzeinrichtung 16 erzwungenen Gasströmung an der Einleitungsstelle der von außen stammenden Luft hat das lediglich lokal oxidierend wirkende Gas in kürzester Zeit wieder reduzierenden Charakter. Ungewollte Verzunderungen am Werkstück 2 durch eine direkte Beaufschlagung desselben mit von außen angesaugter Umgebungsluft kann so in wirkungsvoller Weise verhindert werden.

[0040] Die insgesamt zumindest den Gaskanal 17, die Rückschlagklappe 21 und das Magnetventil 22 aufweisende Einrichtung kann als Luftzuführungseinrichtung bezeichnet werden. Diese ist gemäß einer möglichen Ausführungsform in Fig. 8 im Detail gezeigt.

[0041] Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 8 ist der Luftkanal 17 durch eine Bohrung durch die Heizkammerwand 14 gebildet. Die Bohrung hat beispielsweise einen Durchmesser von 45 mm. Ausgangsseitig ist in die den Gaskanal 17 bildende Bohrung ein Adapterstück 34 gasdicht eingesetzt. An dieses schließt sich mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach Fig. 8 rechtsseitig ein Zwischenrohr 35 und ein Umlenkrohr 36 an. Das Adapterstück 34 ist mit dem Zwischenrohr 35 verschraubt, welches wiederum seinerseits mit dem Umlenkrohr 36 verschraubt ist.

[0042] Die Luftzuführungseinrichtung 39 nach Fig. 8 verfügt des weiteren über eine Rückschlagklappe 21 sowie ein Magnetventil 22. Die Funktionweise sowohl der Rückschlagklappe 21 als auch des Magnetventils 22 wurde anhand der vorerläuterten Fign. bereits beschrieben.

[0043] Dem Magnetventil 22 ist in Lufteinströmrichtung ein Handrad 38 vorgeschaltet. Mittels dieses Handrades läßt sich die Zuführung von Luft in den von der Heizkammer 5 bereitgestellten Heizraum 6 manuell sperren bzw. öffnen.

[0044] Zur Betätigung des Magnetventils 22 dient ein Antrieb, beispielsweise in der Ausführungsform eines 24 V Gleichstrommotors.

[0045] Bevorzugterweise ist der Rückschlagklappe 21 bzw. dem Magnetventil 22 in Lufteinströmrichtung ein Luftfilter 37 vorgeschaltet.

[0046] Fig. 9 zeigt in einer Teilansicht den Wärmebehandlungsofen 1 nach der Erfindung in einer möglichen Ausgestaltungsform. Zu erkennen ist in dieser schematischen Ansicht der von der Heizkammer 6 bereitgestellte Heizraum 5. Innerhalb des Heizraums 5 befindet sich das wärmezubehandelnde Werkstück 2, das nach Art einer Haube von der Muffel 13 umgeben ist. Oberhalb der Muffel 13 befindet sich die Wälzeinrichtung 16, beispielsweise in Form eines Ventilators, der von einem außerhalb des Wärmebehandlungsofens 1 ausgebildeten Motors angetrieben wird.

[0047] Der Wärmebehandlungsofen 1 ist in erfindungsgemäßer Weise mit einer Luftzuführungseinrichtung 39 ausgestattet, wie sie im Detail in Fig. 8 gezeigt ist.

[0048] Anhand der Darstellung von Fig. 9 läßt sich gut erkennen, daß mittels der Luftzuführungseinrichtung 39 Außenluft über den Gaskanal 17 in den Innenraum des Wärmebehandlungsofens 1 geführt werden kann. Dabei ist die Lage des Gaskanals 17 mit Bezug auf die zu behandelnden Werkstücke 2 derart gewählt, daß die aus dem Gaskanal 17 wärmebehandlungsofeninnenseitig austretende Luft nicht direkt auf die Werkstücke 2 gelenkt wird. Die von außen angesogene Luft wird vielmehr in den Zwischenraum 15 zwischen Heizkammerwand 14 und Muffel 13 geführt, wo es zu einer Vermischung mit der im Innenraum des Wärmebehandlungsofens 1 befindlichen Atmosphäre kommt.

[0049] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Wärmebehandlung von insbesondere metallischen Werkstücken, bei dem in Abhängigkeit vorgebbarer Ausgangsparameter eine in einem Umgebungsluftzuführungskanal integrierte Rückschlagklappe geschaltet wird, so daß Umgebungsluft in den Wärmebehandlungsofen bei einem sich im Wärmebehandlungsofen einstellenden Unterdruck automatisch einströmen kann. Dieses Verfahren findet insbesondere bei einem Wärmebehandlungsofen der vorgenannten Art Verwendung.

[0050] Der Wärmebehandlungsofen verfügt in an sich bekannter Weise über eine Heizkammer und eine Abschreckkammer. Über einen Gaskanal wird die Heizkammer strömungstechnisch an die den Wärmebehandlungsofen umgebende Atmosphäre angeschlossen. Innerhalb des Anschlußkanals sind eine Rückschlagklappe einerseits sowie ein Magnetventil andererseits angeordnet, wobei das Magnetventil in Einströmungsrichtung der Umgebungsluft in den Wärmebehandlungsofen der Rückschlagklappe vorgeschaltet ist.

[0051] Verfahrensseitig ist vorgesehen, daß vorgebbaren Betriebsparameter im Rahmen eines Wärmebehandlungsvorganges überwacht werden. So kann beispielsweise als Betriebsparameter überwacht werden, ob sich innerhalb der Heizkammer ein zu behandelndes Werkstück befindet, ob die Temperatur innerhalb der Heizkammer für eine vorbestimmbare Zeitdauer von zum Beispiel 300 Sekunden wenigstens 750°C beträgt und ob die Ofentür geschlossen bzw. der Schließvorgang eingeleitet ist. Wenn die Überwachung beispielsweise dieser Betriebsparameter ergibt, daß sie erfüllt sind, so wird das im Gaskanal integrierte Magnetventil geöffnet, so daß es grundsätzlich möglich ist, daß Umgebungsluft über den Gaskanal in die Heizkammer einströmt. Stellt sich nun im weiteren Behandlungsvorgang ein Unterdruck innerhalb des Wärmebehandlungsofens ein, so öffnet bzw. schließt die im Gaskanal ebenfalls integrierte Rückschlagklappe automatisch, bis ein Druckausgleich stattgefunden hat, das heißt Umgebungsdruck innerhalb des Wärmebehandlungsofens herrscht.

Bezugszeichenliste

[0052] 

1

Wärmebehandlungsofen

2

Werkstück

3

Ofenraum

4

Ofentür

5

Heizkammer

6

Heizraum

7

Abschreckkammer

8

Abschreckraum

9

Abschreckbad

10

Zwischentür

11

Werkstückaufnahme bzw. -abgabe

12

Hebe- und Senkeinrichtung

13

Muffel

14

Heizkammerwand

15

Zwischenraum

16

Walzeinrichtung

17

Gaskanal

18

Rohr

19

Bohrung

20

Werkstück

21

Rückschlagklappe

22

Magnetventil

23 - 30

Pfeil

31- 33

Pfeil

34

Adapterstück

35

Zwischenrohr

36

Umlenkrohr

37

Luftfilter

38

Handrad

39

Luftzuführungseinrichtung

Ansprüche

1. Wärmebehandlungsofen zur Wärmebehandlung von insbesondere metallischen Werkstücken (2, 20), mit einem mittels einer Ofentür (4) verschließbaren Ofenraum (3), wobei der Ofenraum (3) eine Heizkammer (5) und eine Abschreckkammer (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der von der Heizkammer (7) bereitgestellte Heizraum (6) an die den Wärmebehandlungsofen (1) umgebende Atmosphäre mittels eines gasdicht verschließbaren Gaskanals (17) strömungstechnisch angeschlossen ist.

2. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskanal (17) von einem die Heizkammerwand (14) durchragenden Rohr (18) bereitgestellt ist.

3. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gaskanal (17) eine Rückschlagklappe (21) eingesetzt ist.

4. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlagklappe (21) in Einströmungsrichtung ein Ventil vorgeschaltet ist.

5. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Magnetventil (22) ist.

6. Wärmebehandlungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskanal (17) heizkammerseitig in den Zwischenraum (15) zwischen Heizkammerwand (14) und Muffel (13) mündet.

7. Wärmebehandlungsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (18) einen Innendurchmesser von 1 "bis 2", vorzugsweise von 1" bis 1,5" aufweist.

Zeichnung