BRANDSTÄTTER, Dieter (Berggasse 24, Linz, A-4040, AT)
EBNER, Peter (Bergham 168, Leonding, A-4060, AT)
BRANDSTÄTTER, Dieter (Berggasse 24, Linz, A-4040, AT)
P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Vorrichtung zur Abstützung von Blechbunden (1) in einem Hochtemperaturglühofen mit wenigstens einem einen Blechbund (1) stirnseitig aufnehmenden, eine mittige axiale Durchtrittsöffnung (6) aufweisenden Träger (2), auf den gegebenenfalls ein den Blechbund (1) axial durchsetzendes Stützrohr (5) mit einem Träger (2) zur Aufnahme eines weiteren Blechbundes (1) lastabtragend aufsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) einen die Durchtrittsöffnung (6) bildenden Ringkörper (7) mit über den Umfang verteilten, radial abstehenden Tragarmen (8) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Tragarme (8) im Querschnitt ein I-Profil bilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Blechbunde (1) aufnehmenden Auflageflächen der Tragarme (8) auf einer radial nach außen abfallenden Kegelfläche liegen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) zu einer achsnormalen Mittelebene symmetrisch ausgebildet ist. |
Vorrichtung zur Abstützung von Blechbunden in einem Hochtemperaturglühofen
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abstützung von Blechbunden in einem Hochtemperaturglühofen mit wenigstens einem einen Blechbund stirnseitig aufnehmenden, eine mittige axiale Durchtrittsöffnung aufweisenden Träger, auf den gegebenenfalls ein den Blechbund axial durchsetzendes Stützrohr mit einem Träger zur Aufnahme eines weiteren Blechbundes lastabtragend aufsetzbar ist.
Stand der Technik
Transformatorbleche aus Stahl mit einem Siliziumanteil von 0,5 - 3,5 Gew% werden aus technologischen Gründen einer Hochtemperaturbehandlung üblicherweise in einem Haubenofen unterworfen. Dabei wird das Glühgut bis zu 1200°C erwärmt, und zwar im Wesentlichen durch Strahlungswärme. Bei diesen hohen Temperaturen nimmt die Eigenfestigkeit des Glühgutes stark ab, sodass die Blechbunde, die aus aufgehaspelten Stahlbändern mit einer Bandbreite von beispielsweise 1000 mm mit einer Banddicke 0,3 mm bestehen, je für sich auf Trägern abgestützt werden. Diese Träger werden durch dickwandige Scheibenkörper mit einer mittigen, axialen Durchtrittsöffnung gebildet, wobei beim übereinanderstapeln von zwei Blechbunden der scheibenförmige Träger für den oberen Blechbund über ein den unteren Blechbund durchsetzendes Stützrohr lastabtragend auf den meist auf einem Glühsockel aufruhenden Trä-
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ger für den unteren Blechbund abgestützt wird. Während die Strahlungswärme im Bereich der oberen Stirnseite und der äußeren Windungen weitgehend unbehindert den Blechbunden zugeführt werden kann, ist eine Erwärmung der Blechbunde im Bereich ihrer unteren Stirnseite im Wesentlichen nur über die Scheibenkörper der Träger möglich, was nicht nur zusätzliche Energie für die Erwärmung dieser Scheibenkörper erfordert, deren Gewicht bis zu einem Drittel des Bundgewichtes betragen kann, sondern auch eine ungleichmäßige Bunderwärmung nach sich zieht. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass aufgrund eines minimalen Abstandes zwischen den einzelnen Windungen die Wärmeeinbringung in axialer Richtung besser als die in radialer Richtung ausfällt, sodass die äußeren Windungen deutlich rascher als die inneren Windungen der Blechbunde mit der Folge erwärmt werden, dass die Bandbreite und der Durchmesser der äußeren Windungen aufgrund der durch die höheren Temperaturen bedingten Wärmedehnungen rascher zunimmt. Wegen der Temperaturdifferenz zwischen den die Blechbunde aufnehmenden Scheibenkörpern und den Bandwindungen, insbesondere im äußeren Durchmesserbereich, kann es wegen der abnehmenden Eigenfestigkeit der Blechbunde zu Verformungen der Windungen im Auflagebereich und infolge davon zu Verschweißungen kommen. Um hier Abhilfe zu schaffen, bilden die Scheibenkörper der Träger nach außen abfallende Kegelflächen, auf denen die Blechbunde aufruhen, doch kann durch diese Maßnahme nur eine Erleichterung geschaffen werden. Die Wärmeeintragung in die Blechbunde im Bereich ihrer unteren Stirnseite über die scheibenförmigen Träger bedingt außerdem innerhalb der Scheibenkörper Wärmespannungen, die die Gefahr einer Rissbildung und damit eines Verlustes der Tragfähigkeit der Träger mit sich bringen.
Um Blechbunde auch von der stirnseitigen Auflagefläche her mit Hilfe eines erhitzten Gasstromes erwärmen zu können, ist es bekannt (GB 918 356 A) in den die Blechbunde aufnehmenden, eine mittige Durchtrittsöffnung aufweisenden Trägern im Wesentlichen radial verlaufende Strömungskanäle vorzusehen, die von außen nach innen durchströmt werden, um das heiße Gas durch die mittige axiale Durchtrittsöffnung dieser Träger abzuziehen. Zu diesem Zweck wer-
den ringscheibenförmige Träger vorgesehen, die auf ihrer Ober- bzw. Unterseite radial verlaufende Rippen aufweisen, zwischen denen sich die Strömungskanäle ergeben. Um eine Beschädigung der aufliegenden Stirnseiten der Blechbunde zu vermeiden, verbreitern sich die Rippen radial nach außen drei- eckförmig. Da bei modernen Haubenglühöfen das Glühgut jedoch fast ausschließlich durch Strahlungswärme erwärmt wird, können diese bekannten ringscheibenförmigen Träger mit Strömungskanälen zwischen axial vorstehenden Rippen keine entscheidende Verbesserung hinsichtlich der Erwärmung der Blechbunde mit sich bringen.
Schließlich ist es bekannt (DE 100 16 096 A1), zur schonenden Abstützung von einer Hochtemperaturbehandlung zu unterwerfenden Blechbunden ringscheibenförmige Träger mit einer Auflage aus temperaturbeständigem Schüttgut vorzusehen, sodass unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Blechbunde über das lose Schüttgut ohne weiteres aufgenommen werden können. Hinsichtlich der gleichmäßigen Erwärmung der Blechbunde sind durch diese Maßnahme jedoch kaum Verbesserungen zu erwarten.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zur Abstützung von Blechbunden in einem Hochtemperaturglühofen so auszugestalten, dass die Blechbunde zur Verkürzung der Glühzeiten gleichmäßiger aufgewärmt werden können, dass die für die Erwärmung der Träger der Blechbunde erforderliche Energie verringert wird und dass die durch die Erwärmung der Träger unvermeidbaren Spannungen in zulässigen Grenzen gehalten werden, um Rissbildungen weitgehend ausschließen zu können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Träger einen die Durchtrittsöffnung bildenden Ringkörper mit über den Umfang verteilten, radial abstehenden Tragarmen aufweist.
Aufgrund der über den Umfang des Ringkörpers verteilten, radial abstehenden Tragarme bleibt zwischen diesen Tragarmen Raum für einen unmittelbaren Angriff der Strahlungswärme auf die Blechbunde, sodass die Blechbunde auch von der unteren Stirnseite her vorteilhaft erwärmt werden können. Wegen der Verteilung der Tragarme über den Umfang des Ringkörpers wird die gleichmäßige Abstützung der Blechbunde über ihre untere Stirnseite nicht beeinträchtigt. Die gleichmäßigere und damit deutlich raschere Erwärmung der Blechbunde wird somit ohne nachteilige Auswirkung auf die Bundabstützung sichergestellt. Im Gegenteil, durch die radialen Tragarme, die eine gleichmäßigere Erwärmung der Träger erlauben, werden die auftretenden Wärmespannungen verringert und damit eine Rissgefahr weitgehend ausgeschlossen. Darüber hinaus wird das Gewicht der Träger herabgesetzt, was eine entsprechende Verringerung des für die Trägererwärmung erforderlichen Energieaufwandes zur Folge hat. Es zeigt sich somit, dass mit Hilfe der vorgeschlagenen Träger nicht nur eine raschere Erwärmung des Glühgutes auf die geforderte Behandlungstemperatur unter einem verminderten Energieeinsatz gewährleistet, sondern auch die Belastung der Träger durch Wärmespannungen verringert und damit die Tragfähigkeit der Träger vergrößert werden kann.
Eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung der Träger ergibt sich, wenn die radialen Tragarme im Querschnitt ein I-Profil bilden, das die Anpassung an die besonderen Belastungsverhältnisse dieser Träger durch eine entsprechende Steghöhe erlaubt, um ein ausreichendes Widerstandsmoment für die Lastabtragung sicherstellen zu können.
Die die Blechbunde aufnehmenden Auflageflächen der Tragarme können in an sich bekannter Weise auf einer radial nach außen abfallenden Kegelfläche liegen, um die trotz der vorgeschlagenen Maßnahmen raschere Aufwärmung der äußeren Bundwindungen hinsichtlich der axialen und radialen Wärmedehnungen zu berücksichtigen.
Ist der Träger zu einer achsnormalen Mittelebene symmetrisch ausgebildet, so kann ein solcher Träger auf beiden Stirnseiten zur Aufnahme von Blechbunden eingesetzt werden, was die Standzeit solcher Träger verlängert, wenn die Auflagefläche für die Blechbunde auf einer Seite nicht mehr den Anforderungen entspricht, sodass stirnseitige Bundbeschädigungen auch über längere Einsatzzeiten ausgeschlossen werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abstützung von Blechbunden in einem Hochtemperaturglühofen in einem schematischen Axialschnitt und Fig. 2 einen Träger zur Aufnahme eines Blechbundes in einer zum Teil aufgerissenen Draufsicht.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, sind die einer Hochtemperaturbehandlung zu unterwerfenden Blechbunde 1 je für sich auf einem Träger 2 abgestützt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass der Träger 2 für den unteren Blechbund 1 auf einem Stützrohr 3 des Glühsockels 4 eines Hochtemperaturglühofens in Form eines Haubenofens aufruht. Der übereinstimmend mit den Träger 2 für dem unteren Blechbund 1 ausgeführte Träger 2 für den oberen Blechbund 1 ist über ein den unteren Blechbund 1 durchsetzendes Stützrohr 5 lastabtragend auf dem unteren Träger 2 abgestützt, sodass der untere Blechbund 1 wie der obere Blechbund 1 von zusätzlichen Auflasten befreit ist und lediglich durch das Eigengewicht belastet wird. Die Träger 2 bestehen jeweils aus einem mit einer Durchtrittsöffnung 6 versehenen Ringkörper 7, der mit über den Umfang verteilten radialen Tragarmen 8 versehen ist. Diese radialen Tragarme 8 weisen einen Querschnitt in Form eines I-Profils auf, dessen Steg mit 9
bezeichnet ist. über die Steghöhe kann das Widerstandsmoment für die Tragarme 8 vorteilhaft an die jeweiligen Belastungsanforderungen angepasst werden, wobei das Gewicht des Trägers 2 beschränkt bleibt. Die beidseits der Stege 9 ausgebildeten Flansche 10 der Tragarme 8 bilden die Auflageflächen für die Blechbunde 1 und liegen auf einer radial nach außen abfallenden Kegelfläche, um die zunächst stärkeren Wärmedehnungen der äußeren Windungen der Blechbunde 1 im Bereich der Außenwindungen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung zu berücksichtigen. Wegen der hinsichtlich einer achsnormalen Mittelebene symmetrischen Ausbildung der Tragarme 8 können die Träger 2 die Blechbunde 1 auf beiden Seiten aufnehmen, sodass nach einem entsprechenden Verschleiß der Auflageflächen im Bereich der Flansche 10 auf der einen Trägerseite die Flansche 10 auf der gegenüberliegenden Trägerseite als Auflagefläche für die Blechbunde 1 genützt werden können, wenn der Träger um 180° gewendet wird.
Wie aus der Zeichnung unmittelbar ersichtlich wird, stellen die Freiräume zwischen den Tragarmen 8 der Träger 2 eine unmittelbare Wärmezufuhr zu der unteren Stirnseite der Blechbunde 1 sicher, was eine gleichmäßigere und damit raschere Erwärmung der Blechbunde 1 auf die hohe Behandlungstemperatur erlaubt. Außerdem ergibt sich für die Träger 2 aufgrund der radialen Tragarme 8 eine gleichmäßigere Wärmebelastung, die zu Rissen führende Wärmespannungen weitgehend verhindert, sodass größere Bundgewichte aufgenommen bzw. Träger 2 mit geringeren Abmessungen eingesetzt werden können.