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Ofen mit Transportrolle und Transportrolle dafür - Dokument DE19907779A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19907779A1 13.07.2000
Titel Ofen mit Transportrolle und Transportrolle dafür
Anmelder BT Magnet-Technologie GmbH, 44629 Herne, DE;
Steuler-Industriewerke GmbH, 56203 Höhr-Grenzhausen, DE
Erfinder Schrade, Gerhard, 71229 Leonberg, DE;
Schneider, Rudolf, 58730 Fröndenberg, DE;
Klein, Theo, 56179 Vallendar, DE
Vertreter K. Voss und Kollegen, 70469 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 24.02.1999
DE-Aktenzeichen 19907779
Offenlegungstag 13.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2000
IPC-Hauptklasse F27B 9/24
Zusammenfassung Zur Vermeidung von Temperaturschocks und zur Erhöhung der Lebensdauer einer Transportrolle in einem Ofen, welche einen Rollenkörper (2) aus einem hochtemperaturbeständigen Material umfaßt, ist vorgesehen, daß der Transportrolle (1) eine Heizeinrichtung (3) zugeordnet ist. Diese ist vorzugsweise innerhalb des Rollenkörpers (2) angeordnet. Die Rolle trägt auch zur Erhöhung der Lebensdauer von Brennhilfsmitteln, wie etwa Tragplatten, bei.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Ofen wie etwa einen Sinterofen mit wenigstens einer Transportrolle für den Transport von in dem Ofen zu behandelnden Gegenständen durch den Ofen sowie eine Transportrolle für einen solchen Ofen.

Derartige Rollen haben herkömmlicherweise einen Rollenkörper aus einem hochtemperaturbeständigen Material wie zum Beispiel Silicium-Siliciumcarbid oder Oxidkeramik. Diese Rollen sind in Regel zu mehreren hintereinander zwischen einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung des Ofens sowie ein Stück weit vor beziehungsweise hinter diesen Öffnungen angeordnet und ermöglichen den Transport von in dem Ofen zu bearbeitenden Gegenständen durch diesen hindurch.

Dabei sind in der Nähe des Ausgangs des Ofens oder dahinter angeordnete Rollen in der Regel einer erheblich niedrigeren Umgebungstemperatur ausgesetzt als im Innern des Ofens und unterliegen einer erheblichen thermischen Belastung, wenn ein aus dem Ofen austretender, heißer Gegenstand auf ihnen abläuft.

Eine entsprechende Temperaturbelastung tritt bei dem austretenden Gegenstand auf, wenn er in Kontakt mit kalten Rollen kommt.

Bei Sinteröfen, die neben dem Standardsinterprozeß auch eine kombinierte Wärmebehandlung (zum Beispiel Schroffkühlung) zulassen, werden insbesondere im Bereich der Schroffkühlung hohe Temperaturwechselfestigkeitsanforderungen an die keramischen Transportrollen gestellt, wenn auf diesen in der Regel relativ kalten Rollen heißes Sintergut auf einer Trägerplatte abrollt.

Die extremen Temperaturwechsel, denen solche Transportrollen ausgesetzt sind, führen zunächst zur Rißbildung im Material des Rollenkörpers und nach einer gewissen Betriebszeit, die deutlich kürzer als die von innerhalb eines Ofens oder davor eingesetzten Transportrollen mit gleichem Aufbau, zu einem Brechen des Rollenkörpers und damit zum Ausfall des Ofens. Ähnliche Probleme treten bei Brennhilfsmitteln wie zum Beispiel Trägerplatten auf, auf denen ein Brenngut durch den Ofen bewegt wird, und die nach Durchlaufen des Ofens in Kontakt mit kalten Rollen kommen.

Vorteile der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Ofen beziehungsweise eine Transportrolle für einen solchen Ofen geschaffen, bei denen die Lebensdauer der starken Temperaturwechselbelastungen ausgesetzten Transportrollen und Brennhilfsmittel erheblich vergrößert und damit die Standzeit des Ofens zwischen zwei Reparaturen deutlich verlängert ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß einer Rolle, die hohen Temperaturwechselbelastungen ausgesetzt ist, eine eigene Heizeinrichtung zugeordnet ist. Diese Heizeinrichtung ist in der Lage, die Rolle auf eine höhere Temperatur als die ihrer Umgebung zu erhitzen und so den Temperaturschock deutlich zu reduzieren, dem die Rolle ausgesetzt ist, wenn ein aus einem heißeren Bereich des Ofens kommender Gegenstand auf ihr abrollt. Die Wirkung der Erfindung beruht wesentlich darauf, daß die so beheizte Rolle, wenn die Temperatur ihrer Umgebung niedriger als ihre eigene ist, dennoch eine im wesentlichen stationäre, gleichmäßige Temperaturverteilung aufrechterhalten kann, und daß lokale Spannungen, die durch punktuellen Kontakt der Rolle mit einem heißen Gegenstand erzeugt werden, dadurch gering gehalten werden, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem heißen Gegenstand und der Rolle geringer ist als die zwischen dem heißen Gegenstand und der Umgebung der Rolle.

Die der Rolle zugeordnete Heizeinrichtung kann außerhalb von dieser angeordnet sein, zum Beispiel in Form eines auf die Rolle gerichteten Infrarotstrahlers oder einer beheizten Schale, die einen unteren Bereich des Rollenumfangs umgreift; vorzugsweise ist die Heizeinrichtung allerdings innerhalb der Rolle selbst angeordnet. Dadurch ist der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Rolle nicht größer als der einer herkömmlichen Transportrolle, so daß es möglich ist, die erfindungsgemäße Transportrolle in herkömmlichen Ofenkonstruktionen einzusetzen, ohne diese verändern zu müssen, oder bereits installierte Öfen mit erfindungsgemäßen Transportrollen nachzurüsten. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung in einem axial verlaufenden Hohlraum der Rolle angeordnet.

Ferner ist bevorzugt, daß die Heizeinrichtung zylinderförmig ist und durch umlaufende Distanzringe in dem Hohlraum gehalten ist. Diese Distanzringe sind in der Lage, thermische Ausdehnungserscheinungen, die beim Aufheizen der Heizvorrichtung oder beim Auskühlen der Rolle nach dem Betrieb auftreten, zu kompensieren und so eine Spannungsbelastung des hohlen Rollenkörpers durch die Heizeinrichtung zu verhindern.

Um die Konstruktion der Rolle einfach zu halten, ist vorgesehen, daß der Hohlraum sich über die gesamte Länge der Rolle erstreckt und in der Nähe eines Endes des Hohlraums durch einen Verschlußstopfen gegen eine in das Ende eingreifende Antriebswelle abgegrenzt ist.

Die Heizeinrichtung ist zweckmäßigerweise elektrisch betrieben. Die Stromversorgung der Heizeinrichtung erfolgt dabei in einfacher Weise über endständig an der Rolle angeordnete Schleifringe. Diese Schleifringe können an einem aus dem Rollenkörper überstehenden Ende der Heizeinrichtung angebracht sein. Der Ofen besitzt dann zweckmäßigerweise zwei ortsfest montierte Schleifkontakte, die eine leitende Verbindung mit den Schleifringen aufrechterhalten, während sich die Rolle dreht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Figur.

Figur

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Transportrolle.

Ausführungsbeispiel

Die in Fig. 1 im Längsschnitt gezeigte Transportrolle 1 hat einen rohrförmigen Körper 2 aus Si-SiC-Material, mit einem sich zwischen den zwei axialen Enden erstreckenden Hohlraum 4. Eine Heizeinrichtung 3 greift von einem Ende des Rollenkörpers 2 in den Hohlraum 4 ein. Diese Heizeinrichtung 3 kann zum Beispiel ein Keramikkörper sein, auf dessen Oberfläche ein Heizdraht 12 gewendelt angeordnet ist. Dieser Heizdraht 12 kann selbstverständlich auch die Form eines Bandes haben, dessen einzelne Windungen nur durch einen engen Zwischenraum voneinander getrennt sind. Bei dem hier gezeigten Beispiel erstreckt sich die Heizeinrichtung nur über einen in etwa mittigen Abschnitt 13 der Länge des Rollenkörpers 2.

Der Durchmesser des Körpers der Heizeinrichtung 3 ist kleiner als der des Hohlraums 4, so daß erstere mit Spiel in letzteren einführbar ist. Um die Heizeinrichtung 3 in dem Hohlraum 4 fest zu verankern, werden Distanzringe 5, hier drei Stück, eingesetzt, die aus einem Material gefertigt sind, das eine gewisse Flexibilität aufweist, um Veränderungen der Größe des Zwischenraumes zwischen Heizeinrichtung 3 und Rollenkörper 2, die während des Aufheizens oder Abkühlens der Transportrolle 1 auftreten können, zu kompensieren.

Der Körper der Heizeinrichtung 3 steht an einem Ende der Transportrolle 1 über das Ende des Rollenkörpers 2 über. An diesem überstehenden Ende sind zwei Schleifringe 10 angeordnet, über die die Heizeinrichtung über an einer ersten Seite eines (nicht gezeigten) Traggestells der Transportrolle ortsfest montierte Schleifkontakte ständig mit Strom versorgbar ist, während sich die Transportrolle 1 dreht.

An dem von der Heizeinrichtung 3 abgewandten Ende des Rollkörpers 2 ist der Rollenkörper von einer Antriebswelle 7 über eine Muffe 9 gehalten, die einerseits an der Antriebswelle 7 befestigt ist und andererseits mit einem hohlzylindrischen Abschnitt 14 den Rollenkörper 2 fest umgreift. Die Antriebswelle 7 ist von einem Motor 8 angetrieben, der an einer zweiten Seite des Traggestells des Ofens montiert ist. Anstelle des Motors 8 kann selbstverständlich auch ein Zahnrad, eine Rolle oder ein anderes geeignetes Element vorgesehen werden, das die Antriebskraft eines entfernt angeordneten Motors auf die Transportrolle 1 und gegebenenfalls noch auf weitere Transportrollen des Ofens überträgt. Selbstverständlich kann die Transportrolle nach der Erfindung alternativ auch antriebslos und freilaufend sein.

Ein Verschlußstopfen 6 ist zwischen dem in den Hohlraum des Rollenkörpers 2 eingreifenden Ende der Welle 7 und dem gegenüberliegenden Ende der Heizeinrichtung 3 vorgesehen. Dieser Stopfen 6 schützt die Welle 7 und damit - sofern vorhanden - den Motor 8 vor einer direkten Erhitzung durch die Heizeinrichtung 3.

An dem Ende des Rollenkörpers 2, an dem die Heizeinrichtung 3 in den Rollenkörper eingreift, ist ein Flansch 11 mit einer mittigen Bohrung angeordnet, die das Ende des Rollenkörpers 2 formschlüssig aufnimmt. Dieser Flansch 11 ist vorgesehen zur drehbaren Montage an der ersten Seite des (nicht dargestellten) Traggestells.

Die oben beschriebene Transportrolle eignet sich insbesondere zur Anwendung in solchen Bereichen von Öfen, wo hocherhitzte Gegenstände in eine kühle Umgebung übergehen, so zum Beispiel bei der Schroffkühlung im Anschluß an einen Sinterprozeß oder allgemein am Ausgang eines Ofens. Die Heizeinrichtung ist aber auch innerhalb eines Ofens dort vorteilhaft anwendbar, wo im Dauerbetrieb keine großen Temperaturschwankungen auftreten; ermöglicht sie doch ein schnelleres, homogenes Aufheizen der Transportrollen und damit eine geringere Temperaturbelastung bei Inbetriebnahme des Ofens, als dies bei der herkömmlichen Konstruktion der Fall ist.

Da bei Inbetriebnahme eines solchen Ofens die Transportrollen gleichzeitig von außen durch die in herkömmlicher Weise bei einem solchen Ofen vorhandenen Heizeinrichtungen und von innen durch die Heizeinrichtung 3 aufgeheizt werden, erlaubt die Erfindung auch die Verwendung von Transportrollen mit einer erhöhten Wandstärke und infolgedessen mit einer größeren axialen Länge bei gleichbleibender thermischer Belastung und somit die Bearbeitung von größeren beziehungsweise schwereren Gegenständen in einem erfindungsgemäßen Ofen.


Anspruch[de]
  1. 1. Rolle für einen Ofen, insbesondere einen Sinterofen, mit einem Rollenkörper (2) aus einem hochtemperaturbeständigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in dem Rollenkörper (2) angeordnete Heizeinrichtung (3) umfaßt.
  2. 2. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (3) in einem axial verlaufenden Hohlraum (4) der Rolle (1) angeordnet ist.
  3. 3. Transportrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (3) zylinderförmig ist und durch umlaufende Distanzringe (5) in dem Hohlraum (4) gehalten wird.
  4. 4. Rolle nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4) sich über die gesamte Länge der Transportrolle (1) erstreckt und in der Nähe eines Endes des Hohlraums (4) durch einen Verschlußstopfen (6) gegen eine in dieses Ende eingreifende Antriebswelle (7) abgegrenzt ist.
  5. 5. Transportrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (3) elektrisch betrieben ist und daß endständig an der Transportrolle (1) angeordnete Schleifringe (10) für die Stromversorgung der Heizeinrichtung vorgesehen sind.
  6. 6. Rolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe (10) an einem aus dem Rollenkörper (2) überstehenden Ende der Heizeinrichtung (3) angebracht sind.
  7. 7. Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkörper (2) aus einem Si-SiC-Material besteht.
  8. 8. Ofen mit wenigstens einer drehbar angeordneten Transportrolle (1) zum Transport von in dem Ofen zu behandelnden Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rolle eine Heizeinrichtung (3) zugeordnet ist.
  9. 9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (1) eine Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ist.






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