[0001] Die Erfindung betrifft eine Rollenwechselvorrichtung und ein Verfahren zum Wechseln
einer Rolle eines Ofens zum Wärmebehandeln von Bauteilen und betrifft eine Anordnung
aus einer Rollenwechselvorrichtung und einem Ofen.
[0002] Ein Rollenherdofen dient zum Aufheizen und/oder Temperaturausgleichen von Stranggießprodukten
oder anderen Bauteilen, die insbesondere aus Stahl oder Stahlwerkstoffen oder aus
anderen Werkstoffen wie Kupfer oder Aluminium bestehen und auf Rollen durch den Ofenraum
durchtransportiert werden. Derartige Rollenherdöfen sind sehr lang und sind im Inneren
mit Gas einer sehr hohen Temperatur gefüllt. Bei einem Rollenherdofen können zum Beispiel
größenordnungsmäßig hundert bis zweihundert Rollen entlang eines zum Beispiel hundert
Meter langen Ofens angeordnet sein, der beispielsweise auf eine Temperatur von 1000°C
gebracht sein kann. Im Inneren des Ofens kann zum Beispiel eine Wasserstoffschutzgasatmosphäre
(oder ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch) gebildet sein.
[0003] Wenn eine einzelne Rolle der Vielzahl von Rollen defekt ist, so muss herkömmlich
der gesamte Ofen abgeschaltet werden, mit Stickstoff gespült werden, der Ofen abgekühlt
werden, die Rolle gewechselt werden und vor der Wiederinbetriebnahme der Ofen wieder
mit Wasserstoff gefüllt werden. Eine solche Prozedur kann zum Beispiel ein bis drei
Tage in Anspruch nehmen und ist sehr aufwendig.
[0004] KR-20100 117 353 offenbart eine Vorrichtung zum Auswechseln der Rollen eines Durchlauf-Rollenherdofens.
[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wechseln von Rollen eines Ofens
zum Wärmebehandeln von Bauteilen effizient zu gestalten.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen
Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen
gezeigt.
[0007] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Rollenwechselvorrichtung
zum Wechseln einer Rolle von einer Vielzahl von Rollen eines Ofens zum Wärmebehandeln
von Bauteilen geschaffen. Die Rollenwechselvorrichtung hat ein abschließbares (das
heißt nach außen hin abdichtbares) Gehäuse, in dem eine erste Schutzgasatmosphäre
ausbildbar ist. Die Rollenwechselvorrichtung hat ferner eine Rollenhandhabungseinrichtung,
die zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist (aber auch aus dem Gehäuse ausfahrbar
und zum Beispiel in den Ofen einfahrbar sein kann). Die Rollenhandhabungseinrichtung
ist zum Demontieren der auszuwechselnden Rolle von dem Ofen und zum Montieren einer
Ersatzrolle an dem Ofen unter Aufrechterhaltung einer Hochtemperatur und einer zweiten
Schutzgasatmosphäre in dem Ofen während des Rollenwechsels eingerichtet.
[0008] Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Anordnung
bereitgestellt, die eine
Rollenwechselvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen und den Ofen zum Wärmebehandeln
von Bauteilen aufweist.
[0009] Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein
Verfahren zum Wechseln einer Rolle von einer Vielzahl von Rollen eines Ofens zum Wärmebehandeln
von Bauteilen bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird eine erste Schutzgasatmosphäre
in einem abschließbaren Gehäuse einer Rollenwechselvorrichtung ausgebildet, die auszuwechselnde
Rolle von dem Ofen mit einer zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordneten Rollenhandhabungseinrichtung
der Rollenwechselvorrichtung demontiert und eine Ersatzrolle an dem Ofen mit der Rollenhandhabungseinrichtung
montiert. Während des Demontierens und während des Montierens werden oder bleiben
eine Hochtemperatur und eine zweite Schutzgasatmosphäre in dem Ofen aufrechterhalten.
[0010] Unter einer Schutzgasatmosphäre in dem Ofenraum ist eine Gasatmosphäre zu verstehen,
die zum Wärmebehandeln der Bauteile als Glühgut bei einer entsprechenden Hochtemperatur
geeignet ist. Ein entsprechendes Schutzgas soll gut wärmeleitend sein, zum Beispiel
Wasserstoff oder Helium, um das Glühgut effizient zu heizen.
[0011] Unter einer Hochtemperatur in dem Ofenraum ist eine gegenüber einer Umgebungstemperatur
des Ofens bzw. gegenüber einer Normaltemperatur wesentlich erhöhte Temperatur zu verstehen,
die bis in den Bereich einer Betriebstemperatur des Ofens während dem Wärmebehandeln
von Glühgut gehen kann. Zum Beispiel kann die Hochtemperatur, die während eines Rollenwechsels
aufrechterhalten wird oder aufgrund der Ausgestaltung der Rollenwechselvorrichtung
zumindest aufrechterhalten werden könnte, in einem Bereich zwischen 500°C und 1200°C,
d.h. im Bereich einer Betriebstemperatur des Ofens, liegen.
[0012] Unter dem Begriff "unter Aufrechterhaltung einer Hochtemperatur und einer zweiten
Schutzgasatmosphäre in dem Ofen während des Rollenwechsels" ist zu verstehen, dass
für den Rollenwechsel ein vorheriges Spülen des Ofenraums oder ein vollständiges Abpumpen
der zweiten Schutzgasatmosphäre ebenso wie ein vollständiges Abkühlen des Ofens ausgehend
von einer Betriebstemperatur zum Wärmebehandeln von Glühgut auf Umgebungstemperatur
nicht erforderlich ist. Dennoch kann es erfindungsgemäß durchaus zu einer gewissen
Vermischung der ersten Schutzatmosphäre mit der zweiten Schutzatmosphäre kommen, wenn
eine nach außen hin fluiddichte Verbindung zwischen den Innenräumen von Ofen und Gehäuse
während des Rollenwechsels geschaffen wird. Ebenso kann es erfindungsgemäß durchaus
auch zu einer gewissen Abkühlung des Innenraums des Ofens während des Rollenwechsels
kommen, zum Beispiel weil eine Heizeinrichtung abgeschaltet wird oder sogar eine gewisse
Kühlung durchgeführt wird. Wichtig ist vielmehr, dass die herkömmlich erforderliche
komplexe Logistik (mit einem Zeitaufwand von zum Beispiel zwei Tagen) zum vollständigen
Abkühlen des Ofens und zum vollständigen Ausspülen des H
2-Schutzgases (oder eines Wasserstoff-Stickstoff-Gemischs) erfindungsgemäß zumindest
teilweise vermieden ist. Ferner ist erfindungsgemäß auch ein Ausbau der Bauteile,
das heißt des Glühguts, aus dem Ofen für den Zeitraum während des Rollenwechsels entbehrlich.
[0013] Erfindungsgemäß ist somit eine Rollenwechselvorrichtung bereitgestellt, die ein gasdicht
abschließbares Gehäuse mit einer Schutzgasfüllung hat, welche für einen Ofen unschädlich
bzw. ungefährlich ausgewählt werden kann, wie zum Beispiel Stickstoff. Zum Rollenwechseln
kann die Rollenwechselvorrichtung an einer Position der auszuwechselnden Rolle an
den Ofen angeschlossen werden. Es kann durch eine Öffnung in dem Gehäuse hindurch
ein Auswechseln der Rolle erfolgen. Diese Prozedur erlaubt es, die Schutzgasatmosphäre
in dem Ofen genauso wie die Temperatur in dem Ofen aufrechtzuerhalten, da während
des gesamten Wechselvorgangs das Ofeninnere nur in Fluidverbindung mit der Schutzgasatmosphäre
des abschließbaren Gehäuses steht und gegenüber einer Umgebung mit schädlicher sauerstoffhaltiger
Atmosphäre gasdicht entkoppelt ist. Ein Inkontaktbringen des Offeninneren mit Sauerstoff,
was zu einer Brandgefahr führen könnte, ist somit erfindungsgemäß vermieden. Durch
diese Maßnahmen ist es möglich, das Auswechseln von Rollen mit einer stark verkürzten
Zeit von zum Beispiel einer Stunde vorzunehmen. Dies kann über einen Mechanismus erfolgen,
der einen Ausbau einer defekten Rolle und einen Einbau einer neuen Rolle unter Aufrechterhaltung
des Schutzgases und der Temperatur im Ofeninneren ermöglicht.
[0014] Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele der Rollenwechselvorrichtung
beschrieben. Diese gelten auch für die Anordnung und das Verfahren.
[0015] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenwechselvorrichtung eine verfahrbare
Bühne aufweisen, die zum Bewegen der Rollenhandhabungseinrichtung samt dem Gehäuse
relativ zu dem Ofen eingerichtet ist, um die Rollenhandhabungseinrichtung relativ
zu der auszuwechselnden Rolle zu positionieren. Eine solche verfahrbare Bühne erlaubt
es, die Rollenhandhabungseinrichtung an eine beliebige der Vielzahl von Rollen des
Ofens heranzufahren und diesbezüglich zu positionieren.
[0016] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung zumindest teilweise
durch eine Schleuse in einer Wandung des Gehäuses hindurch aus dem Gehäuse ausfahrbar
sein, um die auszuwechselnde Rolle zu handhaben. Eine solche abdichtbare und selektiv
öffenbare Schleuse in der Gehäusewand erlaubt es, aus dem Inneren des Gehäuses heraus
Montage- und Demontageprozeduren an einzelnen Rollen des Ofens ausführen zu können.
[0017] Gemäß Anspruch 1 weist die Schleuse an der Wandung des Gehäuses einen gehäuseaußenseitigen
Ansatzstutzen auf, der an dem Ofen derart anbringbar ausgebildet ist, dass dadurch
eine dichte, insbesondere eine gegenüber einer Umgebung gasdichte, Verbindung zwischen
einem Inneren des Gehäuses und einem Inneren des Ofens ausbildbar ist. Der Ansatzstutzen
kann einen ofenaußenseitigen Deckel der auszuwechselnden Rolle einschließen bzw. in
seinem Inneren aufnehmen, wenn dieser Deckel vor Demontage des eigentlichen Rollenkörpers
demontiert wird. Der Ansatzstutzen kann an dem Ofen anflanschbar, insbesondere daran
verschraubbar, ausgebildet sein. Dieser Ansatzstutzen kann vorteilhaft an einem entsprechenden
Gegenstück an dem Ofen (zum Beispiel einem entsprechenden Gegenflansch im Bereich
der auszuwechselnden Rolle) gasdicht angebracht werden, um dann speziell diese Rolle
bearbeiten zu können, ohne dass ein Verlust der Schutzgasatmosphäre im Inneren des
Ofens bzw. ein Eindringen von Sauerstoff droht.
[0018] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung entlang einer,
zweier oder dreier Dimensionen bzw. Raumrichtungen translatorisch bewegbar sein. Alternativ
oder ergänzend kann die Rollenhandhabungseinrichtung um eine oder mehrere Achsen verkippbar
sein. Die Rollenhandhabungseinrichtung kann zum Beispiel eine Lanze aufweisen, die
beliebig relativ zu einer Rolle ausgerichtet werden kann, und zwar hinsichtlich translatorischer
wie auch rotatorischer Freiheitsgrade. Dadurch ist eine präzise mechanische Ankopplung
an die auszuwechselnde Rolle ermöglicht.
[0019] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, einen den Ofen abdichtenden Anpressdruck auf den Deckel auszuüben, während mindestens
ein Befestigungselement (zum Beispiel Schrauben) von einem Deckel der auszuwechselnden
Rolle zum Trennen des Deckels von dem Ofen händisch oder maschinengesteuert entfernt
wird. Wenn Befestigungsschrauben oder dergleichen von einem Deckel abgenommen sind
und damit die Dichtung aufgehoben ist, kann durch den Anpressdruck der Rollenhandhabungseinrichtung,
welcher auf den Deckel einwirkt, trotz des Fehlens der Befestigungselemente in dem
Deckel eine gasdichte Verbindung im Inneren des Ofens aufrechterhalten werden, was
zum Verhindern des Eindringens unerwünschter Gase in den Ofenraum von höchster Bedeutung
ist.
[0020] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, einen Deckel der auszuwechselnden Rolle von dem Ofen abzunehmen, insbesondere
mittels eines Mitnehmers abzunehmen. Ferner kann die Rollenhandhabungseinrichtung
eingerichtet sein, den abgenommenen Deckel in das Innere des Gehäuses zu befördern
und dort zu lagern. Insbesondere kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, den Deckel der auszuwechselnden Rolle von dem Ofen abzunehmen und durch den
an den Ofen angebrachten Ansatzstutzen hindurch in das Gehäuse zu befördern. Anders
ausgedrückt kann vor dem Abnehmen des Deckels der Anpressdruck der Rollenhandhabungseinrichtung
zunächst aufrechterhalten bleiben und der Ansatzstutzen gasdicht an den Ofen an der
entsprechenden Stelle angeflanscht werden. Dadurch ist Gasdichtheit zwischen Ofen
und Gehäuse durchgehend sichergestellt. Nun kann der Deckel abgenommen werden, ins
Gehäuseinnere befördert werden und dort zum Beispiel in einem Regal abgelegt werden.
All dies kann maschinen- bzw. robotergesteuert erfolgen.
[0021] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, nach Abnehmen eines Deckels der auszuwechselnden Rolle in die auszuwechselnde
Rolle in dem Ofen einzufahren und die auszuwechselnde Rolle in dem Ofen gegenüber
einem Loslager (bereitgestellt zum geometrischen Kompensieren von Wärmeausdehnungseffekten)
zunächst anzuheben. Zum Beispiel kann die Lanze der Rollenhandhabungseinrichtung in
einen inneren Hohlraum der rohrförmigen Rolle einfahren, während die Rolle zum Beispiel
an drei Auflagepunkten des Loslagers noch mit letzterem verbunden ist. Um das Loslager
von dem Ofen zu demontieren, ist zunächst eine Entlastung des Loslagers von der Rolle
erforderlich, was durch das Anheben der Rolle gegenüber dem Loslager erfolgen kann.
[0022] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, nach Einfahren in die auszuwechselnde Rolle das Loslager in das Innere des Gehäuses
zu befördern und dort zu lagern, insbesondere mittels eines Mitnehmers. Ein solcher
Mitnehmer kann zum Beispiel an einer Lanze der Rollenhandhabungseinrichtung angebracht
werden und kann ein Befördern des Loslagers in das Innere des Gehäuses bewirken. Auch
in diesem Zustand bleibt vorzugsweise der Andockstutzen des Gehäuses gasdicht mit
einem Gegenflansch des Ofens verbunden, so dass auch das Entfernen des Loslagers die
Schutzgasatmosphäre im Inneren des Ofens nicht tangiert.
[0023] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenwechselvorrichtung eine Bauteilstützeinrichtung
aufweisen, insbesondere zumindest teilweise im Inneren des Gehäuses angeordnet, zum
Stützen der Bauteile (zum Beispiel eines wärmezubehandelnden Bands) in dem Ofen zumindest
während eines Teils des Wechselns der Rolle. Der Rollenwechsel kann erfindungsgemäß
erfolgen, während das Bauteil (zum Beispiel ein Band oder anderes Glühgut) noch im
Inneren des Ofens auf hoher Temperatur von zum Beispiel 1000°C verbleibt. Wenn die
Rolle ausgetauscht werden soll, auf der das Bauteil aufliegt, so sollte vor dem Auswechseln
der Rolle zunächst eine Stützung des Bauteils erfolgen. Diese Aufgabe erfüllt die
Bauteilstützeinrichtung, die aus dem Inneren des Gehäuses in den Ofen, vorzugsweise
durch den Andockstutzen des Gehäuses hindurch, verfahrbar ist und hinsichtlich der
Stützfunktion zwischenzeitlich die Funktion der auszuwechselnden Rolle übernimmt.
[0024] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bauteilstützeinrichtung translatorisch verfahrbar
und/oder schwenkbar ausgebildet sein. Damit kann die Bauteilstützeinrichtung selektiv
in einen aktiven (das Bauteil stützenden) oder in einen passiven (das Bauteil nicht
stützenden) Zustand gebracht werden, damit sich Bauteilstützeinrichtung und Rollenhandhabungseinrichtung
gegenseitig nicht stören.
[0025] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bauteilstützeinrichtung ein Rohrsegment
aufweisen, das in den Ofen einfahrbar ist und um die auszuwechselnde Rolle herum schwenkbar
ist, um so die Bauteile zu stützen. Ein Durchmesser des Rohrs, aus dem das Rohrsegment
gebildet ist, sollte hierfür größer als ein Durchmesser der Rolle sein, so dass das
Rohrsegment die Rolle umschwenken kann. Die Bauteilstützeinrichtung soll die Stützfunktion
der Rolle schon übernehmen, während die auszubauende Rolle noch im Inneren des Ofens
angeordnet ist. Daher kann die Bauteilstützeinrichtung zum Beispiel konzentrisch oder
teilkonzentrisch um die auszuwechselnde Rolle herum angebracht werden und erst im
Inneren des Ofens umgeschwenkt werden, um so von der Unterseite her das Bauteil zu
stützen. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Konfiguration. Zum Beispiel
kann das Rohrsegment ein Sechstel oder ein Viertel des Rohrs aufweisen, d.h. ein 60°-
oder 90°-Stück eines vollumfänglichen Rohrs darstellen. Nachdem die Bauteilstützeinrichtung
die Stützfunktion übernommen hat, ist die auszuwechselnde Rolle frei, um aus dem Ofen
entfernt zu werden.
[0026] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, nach Lösen der auszuwechselnden Rolle an einem Loslager und an einem Festlager
des Ofens und nach Einfahren in die auszuwechselnde Rolle die auszuwechselnde Rolle
aus dem Ofen herauszubefördern sowie in das Innere des Gehäuses hineinzubefördern
und dort zu lagern. Jede Rolle kann an dem Ofen an einer Seite mittels eines Festlagers
und an einer anderen Seite mittels eines Loslagers gelagert sein. Bei der Lagerung
eines Zapfens der Rolle hält das Festlager den Zapfen an seiner Position, das Loslager
lässt Wärmedehnung in Längsrichtung zu. Bei Ofenrollen wird/kann ein Loslager an der
einen und ein Festlager an der anderen Seite angebracht werden, damit Temperaturdehnungen
ausgeglichen werden können. Vor dem Entfernen der auszuwechselnden Rolle aus dem Ofen
ist somit noch das zweite Lager, in der Regel ein Festlager, zum Beispiel händisch
zu lösen. Dabei ist darauf zu achten, dass nach dem Lösen des Loslagers von der Rolle
dieser Teil des Ofens gasdicht verbleibt, wozu zum Beispiel eine Abdichtschraube oder
dergleichen verwendet werden kann.
[0027] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rollenhandhabungseinrichtung eingerichtet
sein, nach dem Hineinbefördern der auszuwechselnden Rolle in das Innere des Gehäuses
eine im Inneren des Gehäuses gelagerte Ersatzrolle in dem Ofen zu montieren. Diese
Prozedur ist im Wesentlichen invers zu der zuvor beschriebenen Demontageprozedur der
auszuwechselnden Rolle. Zunächst ist die Rolle an dem Festlager zu befestigen. Dann
erfolgt die Befestigung der Rolle an dem Loslager, bevor von außen der Deckel auf
die ersetzte Rolle aufgesetzt werden kann. Diese Schritte können mit derselben Rollenhandhabungseinrichtung,
insbesondere mittels derselben Lanze, durchgeführt werden wie das Demontieren der
auszuwechselnden Rolle.
[0028] Es ist zum Beispiel möglich, zwei bis acht Ersatzrollen in dem Gehäuse zu lagern.
Ebenfalls ist in entsprechenden Regalen oder dergleichen Platz für die Aufnahme einer
entsprechenden Anzahl von defekten Rollen. Auch Lagerkomponenten bzw. Deckel der Rollen
sind im Inneren des Gehäuses lagerbar, um die Schutzgasatmosphäre sogar für den Austausch
einer Mehrzahl von Rollen aufrechterhalten zu können.
[0029] Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die erste Schutzgasatmosphäre und die zweite
Schutzgasatmosphäre beide im Wesentlichen sauerstofffrei sein. Insbesondere kann die
erste Schutzgasatmosphäre eine Inertgasatmosphäre, insbesondere eine Stickstoffatmosphäre,
und die zweite Schutzgasatmosphäre eine Brenngasatmosphäre, insbesondere eine Wasserstoffatmosphäre,
sein. Diese Maßnahmen erhöhen signifikant die Betriebssicherheit, da ein Inkontakttreten
des zum Beispiel brennbaren Gases im Ofeninneren insbesondere mit Sauerstoff vermieden
werden soll.
[0030] Eine Heizeinrichtung zum Heizen des Ofens kann zum Beispiel eine elektrische Heizeinheit
oder eine Gasheizeinheit zum direkten Beheizen des Ofeninneren, insbesondere des darin
enthaltenen Schutzgases, sein. Es ist auch eine Heizeinheit unter Einsatz elektromagnetischer
Strahlung als Heizmedium möglich. Während des Auswechselns einer Rolle kann eine entsprechende
Heizeinheit selektiv abgeschaltet werden oder eingeschaltet bleiben.
[0031] Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Verfahrens
beschrieben. Diese gelten auch für die Rollenwechselvorrichtung und die Anordnung.
[0032] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann während des Wechselns der Rolle eine Hochtemperatur
in dem Ofen aufrechterhalten werden, die in einem Bereich zwischen ungefähr 500°C
und ungefähr 1200°C liegt. Somit ist ein zeitraubendes und mit Energieverlusten verbundenes
Abkühlen des Ofens vermieden, da quasi unter Betriebstemperatur oder zumindest im
noch warmen bzw. noch heißen Ofenzustand das Auswechseln der Rolle erfolgen kann.
[0033] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann während des gesamten Wechselns der Rolle ein
Innenraum des Ofens gegenüber einer Umgebung abgeschlossen bleiben, insbesondere nur
in Fluidverbindung mit einem Innenraum der Rollenwechselvorrichtung bleiben, weiter
insbesondere sauerstofffrei verbleiben. Somit verbleibt der Ofen gasdicht gegenüber
der Laborumgebung und steht nur in Gasverbindung mit der Rollenwechselvorrichtung.
Da diese jedoch mit einer frei auswählbaren Schutzgasatmosphäre ausgestattet werden
kann, kann diese so gewählt werden, dass sich kein negativer Effekt für den Ofen ergibt.
[0034] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann vor dem Entnehmen der Rolle aus dem Ofen auf
einer Festlagerseite des Ofens eine Antriebseinheit abgenommen werden und die auszuwechselnde
Rolle mittels einer gasdichten Schraube abgedrückt werden. Eine solche Antriebseinheit
kann an dem Ofen außenseitig angeordnet werden und für jede Rolle separat vorgesehen
sein. Es ist aber auch möglich, eine Antriebseinheit für einen Teil der Rollen gemeinsam
oder sogar für alle Rollen gemeinsam vorzusehen.
[0035] Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung aus einer Rollenwechselvorrichtung
und einem Ofen zum Wärmebehandeln von Bauteilen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine räumliche Ansicht einer Rollenausbauvorrichtung gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung in Kombination mit einem Rollenofen.
Fig. 3 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 in einer anderen räumlichen Ansicht.
Fig. 4 zeigt eine Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß Fig. 2, bei der einige
Komponenten weggelassen sind und gezeigt ist, wie die der Anordnung relativ zu einer
auszuwechselnden Rolle eines Ofens zu positionieren ist.
Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 in einem Betriebszustand, in dem ein Deckel
der auszuwechselnden Rolle angepresst wird, um währenddessen Verbindungsschrauben
zu lösen.
Fig. 6 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2, wobei das Gehäuse gasdicht an den Ofen angeschraubt
ist und mit Stickstoff gespült wird.
Fig. 7 zeigt eine Detailansicht eines Andockstutzens des Gehäuses und eines Deckels
der auszuwechselnden Rolle der Anordnung gemäß Fig. 2.
Fig. 8 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 nach dem Ablegen des von der Rolle demontierten
Deckels.
Fig. 9 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 beim Anheben der Rolle vor dem Ausbau eines
Loslagers.
Fig. 10 zeigt den Aufbau des Loslagers bei der Anordnung gemäß Fig. 2.
Fig. 11 zeigt, wie eine Schale zur Stützung einer Bandauflage von dem Gehäuse aus
in den Ofen eingeführt wird.
Fig. 12 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 in einem Zustand, in dem die Schale bereits
im Inneren des Ofens befindlich ist.
Fig. 13 zeigt eine festlagerseitige Außenwand des Ofens und eine daran montierte Antriebswelle
zum Antreiben der Rolle vor der Entfernung der Antriebswelle.
Fig. 14 zeigt eine festlagerseitige Endansicht der auszubauenden Rolle, die mittels
einer gasdichten Schraube abgedrückt werden kann.
Fig. 15 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 während des Aufnehmens der Rolle.
Fig. 16 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 nach dem Ablegen der aus dem Ofen demontierten
Rolle in dem Gehäuse.
Fig. 17 zeigt, wie die demontierte Rolle an einem Regal abgelegt ist.
Fig. 18 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 beim Einbau einer Ersatzrolle.
Fig. 19 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 beim Verdrehen einer Bandauflage.
Fig. 20 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 beim Ausfahren der Bandunterstützung.
Fig. 21 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 beim Wiedereinbau des Loslagers.
Fig. 22 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 vor dem Holen des Deckels vor dessen Neumontage
am Ofen.
Fig. 23 zeigt, wie der Deckel positioniert und angepresst wird.
Fig. 24 zeigt, wie der Ansatzstutzen des Gehäuses von dem Ofen gelöst wird und der
Deckel verschraubt wird.
Fig. 25 zeigt eine Detailansicht des Festlagers der Anordnung gemäß Fig. 2.
[0036] Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen
Bezugsziffern versehen.
[0037] Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die aus einer Rollenwechselvorrichtung 1 und aus einem Ofen 10 zum
Wärmebehandeln von Bändern 50 aus Metall gebildet ist.
[0038] Der Ofen 10 ist ein Rollenherdofen, bei dem in einem kontinuierlichen Prozess (siehe
Pfeile in Fig. 1) ein Band 50 aus Metall oder andere einer Wärmebehandlung zu unterziehende
Bauteile durch den nach außen hin hermetisch abgeschlossenen Ofen 10 hindurchgeführt
und dabei erhitzt werden. Das Band 50 kann zum Beispiel vor Einführen in den Ofen
10 von einer Haspel (nicht gezeigt) abgewickelt werden und nach Verlassen des Ofens
10 wieder auf eine andere Haspel (nicht gezeigt) aufgewickelt werden. Der Ofen 10
weist entlang seiner Längsachse eine Vielzahl von Rollen 6 zum Transportieren des
Metallbands 50 auf. Eine Länge des Ofens 10 vom linken bis zum rechten Ende kann zum
Beispiel 20 m, 50 m oder 100 m sein. Während sich das Band 50 in dem Ofen 10 befindet,
wird dieses auf einer hohen Temperatur von zum Beispiel 1000°C gehalten. Dies wird
durch eine schematisch dargestellte Heizeinheit 60 bewerkstelligt, die das Ofeninnere
heizt. Die Heizeinheit 60 kann zum Beispiel eine elektrische Heizeinheit oder eine
Gasheizeinheit sein. Im Inneren des Ofens 10 herrscht eine Wasserstoffschutzgasatmosphäre.
Wasserstoff als gut wärmeleitfähiges Gas kann effizient Wärme von der Heizeinheit
60 auf das Band 50 übertragen. Der Wasserstoff kann mittels einer Schutzgasatmosphärensteuereinheit
40 über ein Ventil 42 in den Innenraum des Ofens 10 eingeleitet werden. Die Schutzgasatmosphärensteuereinheit
40 kann den Wasserstoff bedarfsweise aus dem Inneren des Ofens 10 ausspülen und zum
Beispiel durch ein anderes Spülgas ersetzen.
[0039] Jede der Rollen 6 des Ofens 10 ist an einem Ende durch ein Festlager 19 und an dem
anderen Ende durch ein Loslager 15 an einer jeweiligen Wandung des Ofens 10 drehfähig
gelagert. Ein Deckel 7 schließt auf der Seite des Loslagers 15 die jeweilige Rolle
6 gasdicht ab. Auch das Festlager 19 ist gasdicht ausgebildet, so dass im Betrieb
des Ofens 10 von innen kein Wasserstoff aus dem Ofen 10 entweichen und aus der Umgebungsatmosphäre
kein Sauerstoff in den Ofen 10 eindringen kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
weist jede der Rollen 6 eine separate Antriebseinheit 17 auf, welche die jeweilige
Rolle 6 zum Rotieren antreibt, um dadurch das Band 50 zu befördern. Alternativ können
auch mehrere oder alle Rollen 6 mittels einer gemeinsamen Antriebseinheit angetrieben
werden (nicht gezeigt).
[0040] Erfindungsgemäß wird der Ofen 10 nun gemeinsam mit der Rollenwechselvorrichtung 1
betrieben, die dazu dient, individuelle Rollen 6 des Ofens 10 auszuwechseln, wenn
diese zum Beispiel defekt oder wartungsbedürftig sind. Erfindungsgemäß kann ein solcher
Wechsel durchgeführt werden, ohne dass die Temperatur im Inneren des Ofens 10 wesentlich
reduziert werden muss oder die Schutzgasatmosphäre aus Wasserstoff im Inneren des
Ofens 10 ausgespült und durch ein anderes Schutzgas ersetzt werden muss. Dies stellt
einen signifikanten Zeitgewinn gegenüber herkömmlichen Systemen dar, bei denen genau
dies erforderlich ist.
[0041] Um den effizienten Rollenwechsel zu bewerkstelligen, weist die Rollenwechselvorrichtung
1 ein abschließbares Gehäuse 2 auf, in dem eine Schutzgasatmosphäre aus zum Beispiel
Stickstoff ausbildbar ist. Das Gehäuse 2 ist hermetisch abschließbar, kann aber dennoch
von der Umgebung aus gesteuert werden. Fig. 1 zeigt, dass das Gehäuse 2 eine Schutzgassteuerschnittstelle
52 zum Zu- und Abführen von Schutzgas aufweist. Ferner hat das Gehäuse 2 eine elektrische
Schnittstelle 54 zum Zu- und Abführen von elektrischen Signalen (zum Beispiel zu Steuerungs-
bzw. Überwachungszwecken) bzw. zum Versorgen der Rollenwechselvorrichtung 1 mit elektrischer
Energie. Die Schnittstellen 52, 54 sind konfiguriert, dass eine gasdichte Isolation
zwischen dem Inneren des Gehäuses 2 und der Umgebung herrscht, d.h. dass die Stickstoffschutzgasatmosphäre
im Inneren des Gehäuses 2 aufrechterhalten bleibt.
[0042] Ferner ist eine Rollenhandhabungseinrichtung 4 im Inneren des Gehäuses 2 translatorisch
bewegbar sowie verkippbar angeordnet, wie mit Pfeilen in Fig. 1 angedeutet. Wie bezugnehmend
auf Fig. 2 bis Fig. 25 näher beschrieben wird, kann mittels einer solchen Rollenhandhabungseinrichtung
4 eine bestimmte der Rollen 6 des Ofen 10 demontiert und im Inneren des Gehäuses 2
untergebracht werden. Ferner ist die Rollenhandhabungseinrichtung 4 dazu in der Lage,
eine Ersatzrolle 6, die im Inneren des Gehäuses 2 gelagert ist, unter durchgehender
Aufrechterhaltung der hohen Temperatur in dem Ofen 10 und unter durchgehender Aufrechterhaltung
der sauerstofffreien Schutzgasatmosphäre in dem Ofen 10 zu montieren. Allerdings können
während des Rollenwechsels gewisse Mengen des für den Betrieb des Ofens 10 ungefährlichen
Stickstoffs aus dem Inneren des Gehäuses 2 in das Innere des Ofens 10 gelangen. Was
dagegen während des gesamten Rollenwechsels zuverlässig vermieden ist, ist das externe
Eindringen von Sauerstoff in das Ofeninnere, da der gesamte Wechselprozess der auszuwechselnden
Rolle 6 unter Ausbildung einer gasdichten Verbindung zwischen Ofen 10 und Gehäuse
2 erfolgt.
[0043] Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 2 bis Fig. 25 die Betriebsweise der dort dargestellten
erfindungsgemäßen Anordnung zunächst im Überblick und dann im Detail beschrieben.
Fig. 2 und
Fig. 3 zeigen zwei räumliche Ansichten der Anordnung.
[0044] Die dort dargestellte Rollenwechselvorrichtung 1 ist von einem quaderförmigen, gasdichten
Gehäuse 2 mit diversen Fluid- und Elektroanschlüssen und einem Andockstutzen 3 inklusive
Flansch, eingehüllt. Innerhalb des Gehäuses 2 befinden sich unter anderem:
- eine längs-, quer- und höhenverfahrbare Lanze 4 als Rollenhandhabungseinrichtung mit
Kippfunktion zur Durchbiegungskompensation
- eine längsverfahr- und schwenkbare Bandstützeinrichtung 26
- Regale 5 zum Ablegen von Rollen 6 und Ofendeckeln 7
- verschiedene Überwachungs- und Kontrolleinrichtungen
[0045] Die Rollenwechselvorrichtung 1 wird mit einer Bühne 8 entlang einer Ofenlängsachse
9 an der entsprechenden Wechsellage positioniert und an den Ofen 10 herangefahren
(Fig. 2 bis Fig. 4). Die diversen Anschlüsse am Ofen 10 werden abgeschlossen. Die
Lanze 4 fährt aus dem Gehäuse 2 und presst den Verschlussdeckel 7 der Rolle 6 an,
um Dichtheit zu bewahren, dann können die Deckelschrauben gelöst werden (Fig. 5).
Danach fährt der Stutzen 3 ganz an einen Ofenflansch 12 und über den Deckel 7 hinüber
an. Die Deckelanpressung bleibt durch Weg- und pneumatischen Kraftausgleich weiterhin
aufrecht. Die Flanschverbindung wird verschraubt (Fig. 6). Das Gehäuse 2 wird mit
Stickstoff (N
2) gespült. Die Lanze 4 zieht, über einen Mitnehmer, den Deckel 7 inklusive einem Isolationsstopfen
13 heraus und legt ihn auf dem Regal 5 ab (Fig. 7 und Fig. 8). Anschließend fährt
die Lanze 4 in die innen hohle Rolle 6 ein (Fig. 9) und zieht über einen pneumatischen
Mitnehmer am hintersten Ende das Loslager 15 ab (Fig. 10). Die Rolle 6 wird nun von
der Lanze 4 gestützt. Um Platz für eine Bandunterstützungsschale 26 zu bekommen, wird
die Lanze 4 bis zur äußerst möglichen Stützposition ausgefahren und danach die Bandstützschale
26 positioniert (Fig. 11), in den Ofen 10 eingefahren und danach geschwenkt, um das
im Ofen 10 befindliche Band zu stützen (Fig. 12). Eine Verspreizungseinrichtung in
der Lanze 4 fixiert die Rolle 6 an der Lanze 4. Nun wird auf der gegenüberliegenden
Ofenseite der ofenaußenseitige Rollenantrieb 17 abgekoppelt (Fig. 13) und die gasdichte
Fixierungsschraube 30 des Festlagers 19 gelöst (Fig. 14 und Fig. 25). Die Rolle 6
wird aus dem Ofen 10 ausgefahren und auf die Regalablage 5 abgelegt (Fig. 15 bis Fig.
17). Eine neue Rolle 6 wird aufgenommen, wird in den Ofen 10 eingeführt und am Festlager
19 fixiert (Fig. 18). Die Lanze 4 fährt wieder auf die äußerste Stützposition, um
Platz zum Ausfahren der Bandstützschale 26 zu bekommen (Fig. 19, Fig. 20). Nun fährt
die Lanze 4 ganz in den Ofen 10 ein, um das Loslager 15 zu positionieren (Fig. 21).
Daraufhin kann der Deckel 7 von seiner Ablageposition geholt (Fig. 22) und wieder
eingesteckt und angepresst werden (Fig. 23). Der Ofen 10 ist nun wieder dicht, und
die Flanschschraubung kann wieder angezogen werden. Das Gehäuse 2 wird ein Stück weggefahren,
der Deckel 7 bleibt aber noch angepresst (Fig. 24). Die Deckelverschraubung wird angezogen
und das Gehäuse 2 wird zurück auf die Bühne 8 gefahren. Die Anschlüsse können wieder
am Ofen 10 angeschlossen werden. Der Herdrollenwechselvorgang ist abgeschlossen.
[0046] Diese Verfahrensführung wird nun noch einmal im Detail beschrieben:
In Fig. 4 ist gezeigt, wie die Rollenwechselvorrichtung 1 relativ zu der auszuwechselnden Rolle
6 in dem Ofen 10 positioniert wird. Dies erfolgt unter entsprechender Bewegung der
Bühne 8 an die Sollposition.
Fig. 5 zeigt, wie die Lanze 4 der Rollenwechselvorrichtung 1 durch eine Schleuse in einer
Wandung des Gehäuses 2 hindurch aus dem Gehäuse 2 ausgefahren wird, um die auszuwechselnde
Rolle 6 in dem Ofen 10 zu handhaben.
[0047] Hierzu weist die Schleuse an der Wandung des Gehäuses 2 den gehäuseaußenseitigen
Ansatzstutzen 3 auf, der - einen ofenaußenseitigen Deckel 7 der auszuwechselnden Rolle
6 einschließend oder aufnehmend - an dem Ofen 10 dichtend angebracht werden kann.
Letzteres ist in
Fig. 6 gezeigt, wo der Ansatzstutzen 3 an dem korrespondierenden Flansch 12 des Ofens 10
gasdicht angeschraubt ist. Es herrscht in diesem Zustand noch keine Fluidverbindung
zwischen dem Inneren des Gehäuses 2 und dem Inneren des Ofens 10, da noch der Deckel
7 der Rolle 6 an dem Ofen 10 montiert ist. In diesem Zustand kann zum Beispiel eine
Spülung des Gehäuses 2 mit Stickstoff erfolgen.
[0048] Fig. 7 zeigt nun den Dorn der Lanze 4, wie dieser an dem Deckel 7 der Rolle 6 angepresst
ist. Der Dorn kann wassergekühlt sein. Die eigentliche Rolle 6 ist als hohlzylindrische
Komponente 80 zwischen einem Isolationspfropfen 13 und einer Außenwandung 82 in Fig.
7 gezeigt.
[0049] Fig. 8 zeigt die Anordnung in einem Zustand, in dem der Deckel 7 samt dem Isolationspfropfen
13 durch ein inneres Lumen des Andockstutzens 3 hindurch gasdicht aus dem Inneren
des Ofens 10 in das Innere des Gehäuses 2 überführt worden ist und in einem Regal
5 (zum Beispiel robotergesteuert) gelagert worden ist. Ein Mitnehmer der Lanze 4 hat
diesen Deckel 7 von dem Ofen 10 abgezogen und in das Innere des Gehäuses 2 überführt.
Bereits an dieser Stelle soll auf einen pneumatischen Spreizer 90 verwiesen wird,
der in Form von ringförmigen umfänglichen Schlitzen an dem Dorn 4 in Fig. 8 erkennbar
ist und der zu einem späteren Zeitpunkt von der Innenseite her die Rolle 6 angreift,
um diese aus dem Ofen 10 herauszuziehen. Zu diesem Zweck können dann durch die ringförmigen
umfänglichen Schlitze Verspreizungsstrukturen ausgefahren werden.
[0050] In
Fig. 9 ist gezeigt, wie mittels leichten Kippens die Lanze 4 betrieben wird, um die Rolle
6 anzuheben. Dadurch kann eine Entlastung der Rolle 6 am Loslager 15 erfolgen, auf
dem die Rolle 6 zuvor noch aufliegt. Dies bereitet die nachfolgende Herausnahme des
Außenstopfens vor. Schematisch dargestellt ist in Fig. 9 eine Antriebseinheit 17 der
Rolle 6, die außerhalb des Ofens 10 positioniert ist und an der Seite des Festlagers
19 einwirkt. Ein konischer Endabschnitt 74 der Rolle 6 ist in ein entsprechendes Gegenstück
des Festlagers 19 eingebettet.
[0051] Fig. 10 zeigt, wie die Außenwandung 82 der Rolle 6 samt Loslager 15 ausgebaut wird, nachdem
durch Anheben der Welle 6 mittels der Lanze 4 die Welle 6 angehoben worden ist und
somit gegenüber dem Loslager 15 entlastet worden ist.
[0052] Fig. 11 zeigt nun wie die Schale 26, anschaulich ein gebogenes Blech mit Wasserkühlung (zum
Beispiel ein Viertel oder ein Sechstel Segment eines Rohrs) gehandhabt wird. Mittels
einer Laufkatze 84, die an einer Führung 86 entlang laufen kann und mittels eines
Schwenkelements 16 kann die Bandauflageschale 26 translatorisch verschoben und rotiert
werden. Die Bandauflageschale 26 umgreift den Dorn der Lanze 4 außenseitig.
[0053] Fig. 12 zeigt, wie die Rotationseinrichtung 16 geschwenkt wird, wenn die Bandauflage 26 in
das Innere des Ofens 10 eingeführt worden ist. Anschaulich wird mittels der Rotationseinrichtung
16 die Schale 26 von einer Unterseite der Welle 6 nach oben geschwenkt wird (nicht
gezeigt in Fig. 12). Dadurch kann ein ebenfalls in Fig. 12 nicht gezeigtes Band als
thermisch zu behandelndes Bauelement unterseitig von der als Rohrstück ausgebildeten
Bandauflageschale 26 gestützt werden. Dies erlaubt dann einen nachfolgenden Rollenausbau,
ohne dass das Band aus dem Ofen 10 entfernt werden müsste.
[0054] Fig. 13 zeigt eine Antriebswelle 17 zum Antreiben der entsprechenden Rolle 6. Auch ist in
Fig. 13 eine Außenwand des Ofens 10 mit daran angebrachtem Festlager 19 zu sehen.
Zur Entfernung der Antriebswelle 17 können - händisch oder maschinengesteuert - Schrauben
abgeschraubt werden, wie mit Bezugszeichen 66 angedeutet.
[0055] Fig. 14 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Rolle 6 im Bereich des Festlagers 19. Die
Rolle 6 ist mittels einer gasdichten Schraube 30 abdrückbar. Ferner ist ein seitliches
Feststellelement 18 gezeigt.
[0056] Fig. 15 zeigt, wie die Rolle 6, die nun auch an der Festlagerseite frei ist, aufgenommen
wird. Die Rolle 6 wird mit dem in Fig. 8 gezeigten Spreizer 90 an der Lanze 4 befestigt,
und die Rolle 6 wird dann von dem Ofen 10 aus in das Gehäuse 2 eingefahren und in
Regal 5 gelagert.
Fig. 16 und
Fig. 17 zeigen, wie die Rolle 6 im Gehäuse 2 ist.
[0057] Ab
Fig. 18 beginnt der Einbau einer neuen Rolle 6 in den Ofen 10. Dabei ist zunächst ist das
Festlager 19 an der neuen Rolle 6 zu montieren, bevor die Bandauflage 26 gemäß
Fig. 19 und
Fig. 20 gehandhabt wird.
[0058] Fig. 21 zeigt dann wie das Loslager 15 eingebaut wird. Dann wird gemäß
Fig. 22 der Deckel 7 abgeholt wird, gemäß
Fig. 23 der Deckel 7 positioniert und angepresst, das Gehäuse 2 von dem Ofen 10 gelöst und
der Deckel 7 verschraubt
(Fig. 24).
[0059] Schließlich ist in
Fig. 25 das Festlager 19 noch einmal im Detail gezeigt. An der Schraube 30 sind zwei O-Ringe
77 vorgesehen, welche die Dichtung verbessern. Ferner ist ein Sicherungsring 78 vorgesehen,
der das Ausdrücken der Rolle 6 ermöglicht. Ein Kegelsitz ist mit Bezugszeichen 79
versehen. Ein Pendelrollenlager 81 ist ebenfalls gezeigt. Darüber hinaus sind Wellendichtringe
83 zu erkennen. Kühlrippen 85 sind ebenfalls gezeigt.
[0060] Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte
ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen,
dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten
anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen
in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
1. Rollenwechselvorrichtung (1) zum Wechseln einer Rolle (6) von einer Vielzahl von Rollen
(6) eines Ofens (10) zum Wärmebehandeln von Bauteilen (50), wobei die Rollenwechselvorrichtung
(1) aufweist:
ein abschließbares Gehäuse (2), in dem eine erste Schutzgasatmosphäre ausbildbar ist;
eine Rollenhandhabungseinrichtung (4), die zumindest teilweise in dem Gehäuse (2)
angeordnet ist, und die zum Demontieren der auszuwechselnden Rolle (6) von dem Ofen
(10) und zum Montieren einer Ersatzrolle (6) an dem Ofen (10) im Wesentlichen unter
Aufrechterhaltung einer Hochtemperatur und einer zweiten Schutzgasatmosphäre in dem
Ofen (10) während des Rollenwechsels eingerichtet ist,
wobei die Rollenhandhabungseinrichtung (4) zumindest teilweise durch eine Schleuse
in einer Wandung des Gehäuses (2) hindurch aus dem Gehäuse (2) ausfahrbar ist, um
die auszuwechselnde Rolle (6) zu handhaben,
wobei die Schleuse in der Wandung des Gehäuses (2) einen gehäuseaußenseitigen Ansatzstutzen
(3) aufweist, der an dem Ofen (10) derart anbringbar ausgebildet ist, dass dadurch
eine dichte, insbesondere eine gegenüber einer Umgebung gasdichte, Verbindung zwischen
einem Inneren des Gehäuses (2) und einem Inneren des Ofens (10) ausbildbar ist.
2. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, aufweisend eine Bühne (8), die zum
Verfahren der Rollenhandhabungseinrichtung (4) samt dem Gehäuse (2) relativ zu dem
Ofen (10) eingerichtet ist, um die Rollenhandhabungseinrichtung (4) bezüglich der
auszuwechselnden Rolle (6) zu positionieren.
3. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Rollenhandhabungseinrichtung
(4) entlang einer, zweier oder dreier Dimensionen translatorisch bewegbar ausgebildet
ist und/oder verkippbar ausgebildet ist.
4. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rollenhandhabungseinrichtung
(4) eingerichtet ist, während eines händischen oder maschinengesteuerten Entfernens
mindestens eines Befestigungselements von einem Deckel (7) der auszuwechselnden Rolle
(6) zum Trennen des Deckels (7) von dem Ofen (10) einen den Ofen (10) abdichtenden
Anpressdruck auf den Deckel (7) auszuüben.
5. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rollenhandhabungseinrichtung
(4) eingerichtet ist, einen Deckel (7) der auszuwechselnden Rolle (6) von dem Ofen
(10) abzunehmen, insbesondere mittels eines Mitnehmers abzunehmen.
6. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Rollenhandhabungseinrichtung
(4) eingerichtet ist, den Deckel (7) der auszuwechselnden Rolle (6) von dem Ofen (10)
abzunehmen und durch den an den Ofen (10) angebrachten Ansatzstutzen (3) hindurch
in das Gehäuse (2) zu befördern.
7. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rollenhandhabungseinrichtung
(4) eingerichtet ist, in einen Hohlraum der auszuwechselnden Rolle (6) in dem Ofen
(10) einzufahren und die auszuwechselnde Rolle (6) in dem Ofen (10) gegenüber einem
Loslager (15) anzuheben.
8. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend eine Bauteilstützeinrichtung
(26), insbesondere zumindest teilweise im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet, zum
Stützen eines der Bauteile (50) in dem Ofen (10) zumindest während eines Teils des
Wechselns der Rolle (6).
9. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß Anspruch 8, wobei die Bauteilstützeinrichtung (26)
ein Rohrsegment aufweist, das in den Ofen (10) einfahrbar ist und um die auszuwechselnde
Rolle (6) herum schwenkbar ist, um so eines der Bauteile (50) zu stützen.
10. Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Rollenhandhabungseinrichtung
(4) eingerichtet ist, nach Lösen der auszuwechselnden Rolle (6) von einem Loslager
(15) und von einem Festlager (19) des Ofens (10) und nach Einfahren in einen Hohlraum
der auszuwechselnden Rolle (6) die auszuwechselnde Rolle (6) aus dem Ofen (10) herauszubefördern,
in das Innere des Gehäuses (2) hineinzubefördern und dort zu lagern.
11. Anordnung, aufweisend:
eine Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10;
den Ofen (10) zum Wärmebehandeln von Bauteilen (50).
12. Verfahren zum Wechseln einer Rolle (6) von einer Vielzahl von Rollen (6) eines Ofens
(10) zum Wärmebehandeln von Bauteilen (50), wobei das Verfahren aufweist:
Ausbilden einer ersten Schutzgasatmosphäre in einem abschließbaren Gehäuse (2) einer
Rollenwechselvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ;
Demontieren der auszuwechselnden Rolle (6) von dem Ofen (10) mit einer zumindest teilweise
in dem Gehäuse (2) angeordneten Rollenhandhabungseinrichtung (4) der Rollenwechselvorrichtung
(1),
wobei die Rollenhandhabungseinrichtung (4) zumindest teilweise durch eine Schleuse
in einer Wandung des Gehäuses (2) hindurch aus dem Gehäuse (2) ausfahrbar ist, um
die auszuwechselnde Rolle (6) zu handhaben;
Montieren einer Ersatzrolle (6) an dem Ofen (10) mit der Rollenhandhabungseinrichtung
(4);
wobei während des Demontierens und während des Montierens eine Hochtemperatur und
eine zweite Schutzgasatmosphäre in dem Ofen (10) im Wesentlichen aufrechterhalten
bleiben.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei während des Wechselns der Rolle (6) eine Hochtemperatur
in dem Ofen (10) aufrecht erhalten bleibt, die in einem Bereich zwischen 500°C und
1200°C liegt, und /oder
wobei vor dem Entnehmen der Rolle (6) aus dem Ofen (10) von einer Festlagerseite des
Ofens (10) eine Antriebseinheit (17) abgenommen wird und die auszuwechselnde Rolle
(6) mittels einer gasdichten Schraube abgedrückt wird.
1. Roller changing apparatus (1) for changing a roller (6) of a multitude of rollers
(6) of a furnace (10) for a thermal treatment of components (50), wherein the roller
changing apparatus (1) comprises:
a sealable housing (2) in which a first protective gas atmosphere is formable;
a roller handling device (4) that is at least partially arranged in the housing (2)
and designed for removing the roller (6) to be exchanged from the furnace (10) and
for installing a replacement roller (6) at the furnace (10) while essentially maintaining
a high temperature and a second protective gas atmosphere in the furnace (10) during
the roller exchange,
wherein the roller handling device (4) is movable at least partially out from the
housing (2) through a lock in a wall of the housing (2) in order to handle the roller
(6) to be exchanged,
wherein the lock in the wall of the housing (2) comprises at the outside of the housing
an attachment fitting (3) that is designed for being attachable to the furnace (10)
in such a way that a tight connection, in particular a connection that is gas-tight
relative to the surroundings, is producable between an interior of the housing (2)
and an interior of the furnace (10).
2. Roller changing apparatus (1) according to claim 1, comprising
a platform (8) that is designed for moving the roller handling device (4) including
the housing (2) relative to the furnace (10) in order to position the roller handling
device (4) relative to the roller (6) to be exchanged.
3. Roller changing apparatus (1) according to claim 1 or 2, wherein the roller handling
device (4) is designed in such a manner that it is along one, two or three dimensions
movable in a translative fashion and/or pivotable.
4. Roller changing apparatus (1) according to one of the claims 1 to 3, wherein the roller
handling device (4) is designed for exerting a closing pressure that seals the furnace
(10) upon a cap (7) while at least one fastening element is removed from the cap (7)
of the roller to be exchanged in a manual or machine controlled fashion for separating
the cap (7) from the furnace (10).
5. Roller changing apparatus (1) according to one of the claims 1 to 4, wherein the roller
handling device (4) is designed for removing a cap (7) of the roller (6) to be exchanged
from the furnace (10), in particular by means of a catch.
6. Roller changing apparatus (1) according to claim 5, wherein
the roller handling device (4) is designed for removing the cap (7) of the roller
(6) to be exchanged from the furnace (10) and for transporting the cap into the housing
(2) through the attachment fitting (3) mounted on the furnace (10).
7. Roller changing apparatus (1) according to one of the claims 1 to 6, wherein
the roller handling device (4) is designed for moving into a cavity of the roller
(6) to be exchanged in the furnace (10) and for raising the roller (6) to be exchanged
in the furnace (10) relative to a movable bearing (15).
8. Roller changing apparatus (1) according to one of the claims 1 to 7, comprising
a component support mechanism (26), in particular at least partially arranged in the
interior of the housing (2), for supporting one of the components (50) in the furnace
(10) during at least part of the exchange of the roller (6).
9. Roller changing apparatus (1) according to claim 8, wherein
the component support mechanism (26) comprises a pipe segment that can be moved into
the furnace (10) and that is pivotable around the roller (6) to be exchanged in order
to thusly support one of the components (50).
10. Roller changing apparatus (1) according to one of the claims 1 to 9,
wherein the roller handling device (4) is designed, after separating the roller (6)
to be exchanged from a movable bearing (15) and from a fixed bearing (19) of the furnace
(10) and after moving into a cavity of the roller (6) to be exchanged to transport
the roller (6) to be exchanged out of the furnace (10), to transport into the interior
of the housing (2) and storing therein.
11. Arrangement comprising:
a roller changing apparatus (1) according to one of the claims 1 to 10;
the furnace (10) for the thermal treatment of components (50).
12. Method for changing a roller (6) of a multitude of rollers (6) of a furnace (10) for
the thermal treatment of components (50), wherein the method comprises:
forming a first protective gas atmosphere in a sealable housing (2) of a roller changing
apparatus (1) according to one of the claims 1 to 10;
removing the roller (6) to be exchanged from the furnace (10) with a roller handling
device (4) of the roller changing apparatus (1) that is at least partially arranged
in the housing (2),
wherein the roller handling device (4) is movable at least partially out from the
housing (2) through a lock in a wall of the housing (2) in order to handle the roller
(6) to be exchanged,
installing a replacement roller (6) on the furnace (10) with the roller handling device
(4);
wherein a high temperature and a second protective gas atmosphere are essentially
maintained in the furnace (10) during the removal and during the installation.
13. Method according to claim 12, wherein a high temperature in the furnace (10) that
lies in the range between 500°C and 1200°C is maintained during the exchange of the
roller (6), and/ or
wherein prior to the removal of the roller (6) out of the furnace (10) a drive unit
(17) is detached from a fixed bearing side of the furnace (10) and the roller (6)
to be exchanged is forced off by means of a gas-tight screw.
1. Dispositif de changement de rouleau (1) servant à changer un rouleau (6) parmi une
pluralité de rouleaux (6) d'un four (10) servant au traitement thermique de composants
(50),
caractérisé en ce que le dispositif de changement de rouleau (1) présente :
un boîtier (2) pouvant être fermé, dans lequel une première atmosphère protectrice
peut être réalisée ;
un système de manutention de rouleau (4), qui est disposé au moins en partie dans
le boîtier (2) et qui est mis au point afin de démonter du four (10) le rouleau (6)
à remplacer et afin de monter un rouleau de remplacement (6) au niveau du four (10)
essentiellement en conservant une température élevée et une deuxième atmosphère protectrice
dans le four (10) au cours du changement de rouleau,
caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) peut être sorti du boîtier (2) au moins
en partie en passant par un sas dans la paroi du boîtier (2) afin de manipuler le
rouleau (6) à remplacer,
caractérisé en ce que le sas dans la paroi du boîtier (2) présente un embout tubulaire (3) situé côté extérieur
du boîtier, lequel est réalisé de manière à pouvoir être installé de telle manière
au niveau du four (10) qu'une liaison étanche, en particulier une liaison étanche
aux gaz par rapport à l'environnement, peut être réalisée entre un intérieur du boîtier
(2) et un intérieur du four (10).
2. Dispositif de changement de rouleau (1) selon la revendication 1, présentant une plate-forme
(8), qui est mise au point afin de déplacer le système de manutention de rouleau (4),
le boîtier (2) y compris, par rapport au four (10) afin de positionner le système
de manutention de rouleau (4) par rapport au rouleau (6) à remplacer.
3. Dispositif de changement de rouleau (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) est réalisé de manière à pouvoir être déplacé
par translation le long d'une, de deux ou de trois dimensions, et/ou est réalisé de
manière à pouvoir être basculé.
4. Dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 3, caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) est mis au point afin d'exercer, au cours
d'un enlèvement manuel ou à réglage mécanique d'au moins un élément de fixation d'un
couvercle (7) du rouleau (6) à remplacer, une force de compression, rendant le four
(10) étanche, sur le couvercle (7) afin de séparer le couvercle (7) du four (10).
5. Dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) est mis au point afin de retirer du four
(10) un couvercle (7) du rouleau (6) à remplacer, en particulier à le retirer au moins
d'un entraîneur.
6. Dispositif de changement de rouleau (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) est mis au point afin de retirer du four
(10) le couvercle (7) du rouleau (6) à remplacer et afin de le transporter dans le
boîtier (2) en passant par l'embout tubulaire (3) installé au niveau du four (10).
7. Dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 6, caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) est mis au point afin de rentrer dans une
cavité du rouleau (6) à remplacer dans le four (10) et afin de soulever le rouleau
(6) à remplacer dans le four (10) par rapport à un palier lâche (15).
8. Dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 7,
présentant un système de support de composant (26), disposé en particulier au moins
en partie à l'intérieur du boîtier (2) servant à supporter un des composants (50)
dans le four (10) au moins au cours d'une partie du changement du rouleau (6).
9. Dispositif de changement de rouleau (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de support de composant (26) présente un segment de tuyau, qui peut être
rentré dans le four (10) et qui peut être pivoté tout autour du rouleau (6) à remplacer
afin de soutenir ainsi un des composants (50).
10. Dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 9, caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) est mis au point afin de transporter en
dehors du four (10) le rouleau (6) à remplacer, afin de le transporter à l'intérieur
du boîtier (2) et de l'y entreposer après avoir détaché le rouleau (6) à remplacer
d'un palier lâche (15) et d'un palier fixe (19) du four (10) et après être rentré
dans une cavité du rouleau (6) à remplacer.
11. Ensemble présentant :
un dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 10 ;
le four (10) servant au traitement thermique de composants (50).
12. Procédé servant à changer un rouleau (6) d'une pluralité de rouleaux (6) d'un four
(10) servant au traitement thermique de composants (50),
caractérisé en ce que le procédé présente les étapes suivantes consistant à :
réaliser une première atmosphère protectrice dans un boîtier (2) pouvant être fermé
d'un dispositif de changement de rouleau (1) selon l'une quelconque des revendications
1 à 10 ;
démonter du four (10) le rouleau (6) à remplacer avec un système de manutention de
rouleau (4), disposé au moins en partie dans le boîtier (2), du dispositif de changement
de rouleau (1),
caractérisé en ce que le système de manutention de rouleau (4) peut être sorti du boîtier (2) au moins
en partie en passant par un sas dans une paroi du boîtier (2) afin de manipuler le
rouleau (6) à remplacer ;
monter un rouleau de remplacement (6) au niveau du four (10) avec le système de manutention
de rouleau (4) ;
caractérisé en ce qu'au cours du démontage et du montage, une température élevée et une deuxième atmosphère
protectrice restent essentiellement maintenues dans le four (10).
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au cours du changement du rouleau (6), une température élevée reste maintenue dans
le four (10), laquelle se situe dans une plage comprise entre 500 °C et 1 200 °C,
et/ou
caractérisé en ce qu'avant l'enlèvement du rouleau (6) hors du four (10), une unité d'entraînement (17)
est retirée d'un côté de palier fixe du four (10), et en ce que le rouleau (6) à remplacer est éjecté au moyen d'une vis étanche aux gaz.