DE2109507B2 - Vakuumofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumofen für die Wärmebehandlung von Werkstücken mit einer evakuierbaren Heizkammer und zwei sowohl als Schleuse als auch als Abschreckkammer betreibbaten, evakuierbaren Kammern, die mit der Heizkaminer in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und gegenüber der Heizkammer abdichtbar sind, sowie mit einer Vorrichtung zum Transport der Werkstücke zwischen den Kammern.

Vakuumofen für die Wärmebehandlung metalliicher Gegenstände, beispielsweise zum Blankhärten, Glühen, Sintern, Hartlöten oder Spannungsfreiglühen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie sind jeweils mit einer Einrichtung versehen, mittels der die in der Heizkammer erhitzten Gegenstände durch Inertgas oder Öl mit vorgegebener Temperaturänderungsgeschwindigkeit abgeschreckt werden können. Im einfachsten Fall werden die in der Heizkammer befindlichen Gegenstände, die sogenannte Charge, von kaltem Gas umströmt, das nach Öffnen einer Boden- und einer Deckentür durch die Heizkammer hindurch umgewälzt wird, wobei sich die Heizkammer innerhalb eines evakuierbaren Druckbehälter befindet. Da hierbei die verhältnismäßig empfindklichcn Heizstäbe der Heizkammer ebenfalls vom Gas umspült werden, wodurch Beschädigungen auftreten können, ist es weiterhin be-'.anni. eine von der Heizkammer getrennte Gasabschreckkammer anzuordnen, die mit der Heizkammer durch eine luftdicht abschließbare Türöffnung verbunden ist.

Bei diesem aus zwei Kammern bestehenden Vakuumofen wird die in der Heizkammer erhitzte Charge nach Öffnen der Heizkammertür in die ebenfalls evakuierte Gasabschreckkammer verfahren, die nach Schließen der Türöffnung zur Heizkammer mit Inertgas geflutet wird, wobei die Temperatur des Gases, seine Umwälzgeschwindigkeit und die Stärke

ίο der Rückkühlung des Gases auf beüebige Werte einstellbar sind. Bei den bekannten Zweikammervakuumöfen mit einer ölabschreckeinrichtung ist innerhalb eines gemeinsamen Druckbehälters neben oder unterhalb der Heizkammer ein Ölbad angeordnet, in das die Charge nach Ablauf der Heizperiode mittels einer Beschickungsvorrichtung gebracht wird.

Die voranstehend beschriebenen Bauarten von Vakuumöfeu besitzen unabhängig von der Art der Abschreckung durch Inertgas oder Öl den Nachteil, daß der Heizvorgang nicht nur beim Be- und Entladen, sondern auch während des Abschreckvorganges unterbrochen werden muß, so daß die Heizkammer unter erheblichem Energieaufwand für jede Charge erneut aufgeheizt werden muß.

Es ist schließlich ein Vakuumofen für die Wärmebehandlung von Werkstücken mit einer evakuierbaren Heizkammer bekannt, (deutsche Offenlegungsschrift 1 808 857), der neben der Heizkammer mit zwei sowohl als Schleuse als auch als Abschrec.kkammer betreibbaren, evakuiertbaren Kammern versehen ist, die mit der Heizkammer in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und gegenüber der Heizkammer abdichtbar sind, und der eine Vorrichtung zum Transport der Werkstücke zwischen den Kammern aufweist.

Dieser bekannte Vakuumofen besitzt ein T-förmiges Gehäuse, welches die drei Kammern enthält. Während sich die beiden Abschreck?·;ammern, getrennt durch einen Überführungsbereich, gegenüberliegen, befindet sich die Heizkamme¹· rechtwinklig zu den Abschreckkammern, wiederum im Anschluß an den Überführungsbereich. Die Transportvorrichtung besteht aus einem zwischen den Abschreckkammern beweglichen Traggestell, an dem eine Dichtplatte befestigt ist, die in der jeweiligen Endstellung eine der beiden Abschreckkammern gegenüber dem Überführungsbereich abdichtet. Der Transport der Charge vom Überführungsbereich in die Heizkammer und zurück wird durch eine zweite, in der Art eines Stößels ausgebildete Transportvorrichtung bewirkt.

Auch dieser bekannte Vakuumofen besitzt den Nachteil, daß bei einem Transport zwischen den drei Kammern ein Druckausgleich stattfindet. Neben einem komplizierten Transport der Charge ergibt sich als weiterer Nachteil, daß eine erneute Beschikkung erst nach Entnahme der abgeschreckten Charge und nach Rückzug der Dichlplane möglich ist, wenn der bekannte Vakuumofen mit einem Durchlauf der Charge in einer Richtung betrieben wird.

Ausgehend von einem Vakuumofen der voranstehend beschriebenen Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine fortlaufende und gleichzeitige Behandlung in allen drei Behandlungsphasen, nämlich Beschicken, Wärmebehandeln und Abkühlen, mit kurzen Transportwegen und unter Aufrechterhaltung des Vakuums sowie der Temperatur in der Heizkammer zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben-

stellung ist gekennzeichnet duich eine waagerecht Schleusentür 8 über die in der Zeichnung dargestellhintereinanderliegende und unmittelbar aufeinander- ten Kniehebel einen druckdichten Abschluß zwischen folgende Anordnung der ersten Kammer, der Heiz- Abschreckkammer 2 bzw. 3 und Heizkammer 1. kammer und der zweiten Kammer, durch je eine un- Die Heizkammer 1 besteht aus einem quaderförmi-

abhängig voneinander betreibbare, vakuumdicht ab- 5 gen Isoliergehäuse 11, das an den beiden Stirnseiten schließenue Tür zwischen der Heizkammer und den mit nach oben verfahrbaren Heizkammertüren 12 beiden Kammern sowie durch je eine von den Kam- versehen ist, die durch einen Hubzylinder 16 betätigt mern in die Heizkammer verfahrbare Beschickungs- werden. Innerhalb des Isoliergehäuses 11 sind mehvorriehtung. rere Heizelemente 13 angeordnet, die vorzugsweise

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung io elektrisch beheizt werden und die auf Tragschienen kann eine Kammer als Ölabschreckkammer und die 15 ruhenden Chargen aufheizen. Der besseren Uberandere als Gasabschreckkammer ausgebildet sein. sichtlichkeit wegen sind in der Zeichnung keine Eine erfindungsgemäße Weiterbildung ergibt sich Chargen dargestellt, die üblicherweise in sogenannschüeßlich dadurch, daß zwischen de. Heizkammer ten Chargierkörben enthalten sind. Die im wesentli- und ui.-n die Kammern gegenüber der Heizkammer 15 chen aus dem Isoliergehäuse 11 bestehende Heizabschiießenden Türen jeweils eine als Hitzeschild kammer 1 befindet sich in einem zylindrischen wirkende Heizkammertür angeordnet ist. Druckbehälter 14, der an den Stirnseiten von den

De,· ernndungsgemäß ausgebildete Vakuumoum voranstellend erwähnten Schleuscntüren 8 abgedicnerniüülicht gegenüber den bekannten Bauarten eine tet werden kann.

erheblich kürzere Chargenfolge bei gleichzeitig konti- 20 Die Gasabschreckkammer 2 besteht im wesenthnuieriichem Betrieb der Heizkammer, da durch die dien aus einem Druckbehälter 21, der mit einer als Schleusen verwendbaren Abschreckkammern zu Fronttür 22 versehen ist, welche druckdicht ^ζ°ψ~ beiden Seiten der Heizkammer bereits während des schlossen werden kann. Im Inneren des Druckbehal-AbM-hreckcns einer Charge in einer Abschreckkam- ters 21 ist eine Beschickungsvorrichtung 23 vorgesemer die nächste Charge über die andere Abschreck- 25 hen, mit deren Hilfe ein nicht dargestellter Chargierkammer in die Heizkammer gebracht werden kann. korb bei geöffneter Schleusentür 8 und geöffneter Sollen die Chargen beispielsweise in der Gasab- Heizkammertür 12 in die Heizkammer 1 gefahren schrcckkammcr abgeschreckt werden, so erfolgt die bzw. aus der Heizkammer 1 abgezogen werden kann. Beschickung des Vakuumofens über die Ölab- Die Gasabschreckkammer 2 ist mit einer nicht dargeschreckkammer, die bei diesem Betrieb lediglich als 30 stellten Gasleitung und ebenfalls nicht dargestellten Schleuse verwendet wird. Es entfällt somit das stan- Wärmeaustauschelementen versehen, die zum Addioc Abkühlen und Aufheizen der Heizkammer, wo- kühlen des in die Gasabschreckkammer 2 einblasüadurch sich erhebliche Kostenersparnisse für die auf- rcn Inertgases bestimmt sind, das zusatzlich durcli zuwendende Energie ergeben. Andererseits ermög- einen Ventilator umgewälzt werden kann, licht der erfindungsgemäße Vakuumofen, daß die 35 Auch die Ölabschreckkammer 3 besitzt einen angeheizten Chargen wahlweise mit Öl oder Gas ab- Druckbehälter 31, der durch eine Fronttür 32 veieeschreckt werden, wobei durchaus ein wechselwei- schließbar ist. Unterhalb des Druckbehälter Ji ist scr Betrieb möglich ist. Da der erfindungsgemäße weiterhin ein Ölbehälter 33 angeordnet desse oitiii-Vakuumofen mit kurzen Transportwegen arbeitet, lung durch eine Ölumwälzvorrichiung 34 im umiaui ercibt sich insgesamt ein kompakter Vakuumofen, 40 versetzt werden kann. Eine in der ÖlabscnrecKKamder bei hoher Leistung und verhältnismäßig geringen mer 3 vorhandene Beschickungsvorrichtung 35 er-Enerciekostcn vielfältige Behandlungsverfahren er- möglicht im Gegensatz zur Beschickungsvorrichtung _niöt,|icht 23 der Gasabschreckkammer 2 nicht nur eine

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des waagerechte Be- und Entladung der Heizkammer I, erfindunesgemäßen Vakuumofens in einer teilweise 45 sondern ein senkrechtes Absenken von cnargierKorgcschnittencn perspektivischen Ansicht dargestellt. ben in den ölbehälter 33 zum Abschrecken der

Der Vakuumofen besitzt in seiner Mitte eine Heiz- Charge. _imr>f_Pn

kammer I. der an zwei gegenüberliegenden Seiten Mit dem voranstehend beschriebenen Vakuumoren

eine Gasabschreckkammer 2 und eine Ölabschreck- ist ein kontinuierlicher Betrieb der Heizkammer 1 kammer 3 vorgeschaltet sind. Alle drei Kammern 1, 50 möglich, wenn die Chargen in einer Richtung durch 2 und 3 stehen über Vakuumleitungcn S mit Vaku- den Vakuumofen transportiert weraen. Wenn beiumpumpen 4 in Verbindung, wobei nicht näher be- spielsweise eine Abschreckung in Ol vorgenommen zeichnete Ventile dafür sorgen, daß alle drei Kam- werden soll, wird die Heizkammer 1 durch die Gasmern 1 2 und 3 unabhängig voneinander evakuiert abschreckkammer 2 beschickt die in diesem rau werden können 55 nur als Schleuse wirkt. Auf d.ese We.se kann die η

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die der Heizkammer 1 aufgeheizte Charge in die O ab-Ölabschrcckkammcr3, die Heizkammer 1 und die schreckkammer3 transportiert und '£ ^d" £W> Gasabschreckkammer 2 waagerecht hintereinander- schrcckkammcr 3 ^^1ιπ^ ,1·^"' _e? _v „ heuend angeordnet, so daß die Gasabschreckkam- glcichzo.tig ein Nachfüllen der Heizkammer voη mer 2 und die ölabschreckkammer 3 von der Seile 60 der Gasabschreckkammer 2 her crlolgt Umgekehrt r beschickt werden können, zu welchem Zweck ein ist natürlich auch em ^^nünu7^llchf ^Γ.?_Γ ^βί"*^ auf Schienen 6 laufender Beschickungswagen 7 vor- Beschickung der Heizkammer 1 von de. a ScI lcuse ρ-sehen ist Die Trennung der Gasabschreckkam- wirkenden Ölabschreckkammer 3 her möglich, wobu 2taw ölabschreckkammer 3 von der Heizkam- das Abschrecken in der Gasabschreckkammer 2 crmer 1 erfolgt jeweils durch eine Schleusentür 8, die 65 folgt, die durch Einblasen von Inertgas gekühlt wird. ™>n einem Hubzylinder aus der in der Zeichnung Selbstverständlich ist es auch möglich, den Va-

daricstclltcn Stellung nach oben weggezogen werden kuumofen diskontinuierlich zu betreiben M₁dem 1 kann In der geschlossenen Stellung bewirkt die Chargen aus derjenigen Abseincckkammu - odu J

entnommen werden, durch die sie in die Heizkammer 1 gelangten. So ist beispielsweise ein Beschicken der Heizkammer 1 durch die ÖlabschrcckkammerS möglich, worauf nach dem Aufheizen der Charge in der Heizkammer 1 ein Abschrecken der Charge wiederum in der Ölabschreckkammer3 erfolgt, aus der die Charge schließlich auch mittels des Bcsdiikkungswagens 7 entfernt wird.

Dieser diskontinuierliche Betrieb kann gegebenenfalls zu einem kontinuierlichen Betrieb der Heizkammer 1 umgestaltet werden, wenn die Heizkammer 1 abwechseln von der Gasabschreckkammer 2 und der ölabschreckkammer 3 beschickt wird, wobei jede Charge in derjenigen Abschreckkammer 2 bzw. 3 abgeschreckt wird, durch die sie in die Heizkammer I gelangt ist.

Bei allen diesen voranstehend beschriebenen Betriebsarlen kann die Abschreckung in der Gasabschrcckkammer 2 entweder langsam im Vakuum oder beschleunigt durch Einblasen von Inertgas erfolgen, wobei das Inertgas durch die in der Gasabschreckkammer 2 vorhandenen Wärmetauscher in ίο gewünschtem Maß gekühlt und gegebenenfalls durch den Ventilator 24 umgewälzt werden kann. Hierdurch ergibt sich für die Gasabschreckung die Möglichkeit unterschiedlich einstellbarer Intensität.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vakuumofen für die Wärmebehandlung von Werkstücken mit einer evakuierbareu Heizkammer und zwei sowohl als Schleuse als auch als Abschreckkammer betreibbaren, evakuierbaren Kammern, die mit der Heizkaminer in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und gegenüber der Heizkammer abdichtbar sind, sowie mit einer Vorrichtung zum Transport der Werkstücke zwischen den Kammern, gekennzeichnet durch eine waagerecht hintereinanderliegende und unmittelbar aufeinanderfolgende Anordnung der ersten Kammer (2), der Heizkammer (1) und der zweiten Kammer (3), durch je eine unabhängig voneinander betreibbare, vakuumdicht abschließende Tür (8) zwischen der Heizkammer (1) und den beiden Kammern (2, 3) sowie durch je eine von den Kammern (2, 3) in die Heizkammer (1) verfahrbare Beschickungsvorrichtung (23, 35).

2. Vakuumofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer als Ölabschreckkammer (3) und die andere als Gasabschreckkammer (2) ausgebildet ist.

3. Vakuumofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Heizkammer (1) und den die Kammern (2, 3) gegenüber der Heizkammer (1) abschließenden Türen (8) jeweils eine als Hitzeschild wirkende Heizkammertür (12) angeordnet ist.