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Title:
COOLING MODULE OF A CONTINUOUS SINTERING FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/149814
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling module (1) of a continuous sintering furnace (2), comprising a cooling chamber (3) and at least one conveying device (4) for conveying sintered components (5) in a through-feed direction (6) from an inlet (7) of the cooling chamber (3) to an outlet (8) of the cooling chamber (3), said cooling module (1) comprising at least one cross-flow fan (10) with a rotational axis (11) and a gas outlet (12), and the rotational axis (11) and gas outlet (12) being oriented essentially parallel to the through-feed direction (6).

Inventors:
ERNST, Eberhard (Hauenmühlenstraße 3, Eichenzell, 36124, DE)
MENZ, Raphael (Theodor-York-Straße 9, Hamburg, 21079, DE)
Application Number:
EP2018/053523
Publication Date:
August 23, 2018
Filing Date:
February 13, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GKN SINTER METALS ENGINEERING GMBH (Krebsöge 10, Radevormwald, 42477, DE)
International Classes:
B22F3/00; F27B9/12; F27D7/04; F27D9/00
Domestic Patent References:
WO2014071708A12014-05-15
Foreign References:
US5647882A1997-07-15
Other References:
LTG AIR TECH SYSTEMS: "AIR TECH SYSTEMS Technical Documentation LTG High Performance Tangential Fans", 1 September 2016 (2016-09-01), XP055463764, Retrieved from the Internet [retrieved on 20180329]
None
Attorney, Agent or Firm:
KAHLHÖFER RÖSSLER KREUELS PATENTANWÄLTE PARTG MBB (Platz der Ideen 2, Düsseldorf, 40476, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Kühlmodul (1) eines Durchlaufsinterofens (2) mit einer Kühlkammer (3) und zumindest einer Fördereinrichtung (4) zum Fördern von Sinterbauteilen (5) entlang einer Durchlaufrichtung (6) von einem Einlass (7) der Kühlkammer (3) zu einem Auslass (8) der Kühlkammer (3), wobei das Kühlmodul (1) mindestens einen Querstrom Ventilator (10) mit einer Drehachse (11) und einem Gasaustritt (12) umfasst, dessen Drehachse (11) und Gasaustritt (12) zumindest im Wesentlichen parallel zur Durchlaufrichtung (6) ausgerichtet sind.

Kühlmodul (1) nach Patentanspruch 1, wobei die Länge (13) mindestens eines Ventilatorlaufrades (14) des mindestens einen Querstromventilators (10) mindestens 20 % einer Erstreckung (15) der Kühlkammer (3) vom Einlass (7) zum Auslass (8) beträgt.

Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in der Kühlkammer (3) und dem Gasaustritt (12) des mindestens einen Querstromventilators (10) zugeordnet mindestens eine Umlenkungsfläche (16) vorgesehen ist, die einen aus dem Gasaustritt (12) austretenden Gasstrom (17) quer zur Durchlaufrichtung (6) hin zur Fördereinrichtung (4) lenkt.

Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei seitlich zur mindestens einen Fördereinrichtung (4) mindestens ein Kühlkanal (18) vorgesehen ist mit mindestens einem Wärmetauscher (19) und mindestens einem Querstromventilator (10).

5. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei seitlich zur mindestens einen Fördereinrichtung (4) mindestens ein Kühlkanal (18) vorgesehen ist und wobei der mindestens eine Querstromventilator (10) unterhalb und/oder seitlich zur Fördereinrichtung (4) angeordnet ist.

6. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei auf beiden Seiten der mindestens einen Fördereinrichtung (4) jeweils mindestens ein Kühlkanal (18) vorgesehen ist und wobei in jedem der mindestens zwei Kühlkanäle (18) jeweils mindestens ein Querstromventilator (10) angeordnet ist.

7. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwei oder mehrere Querstromventilatoren (10) in Strömungsrichtung (35) eines durch die Querstromventilatoren (10) erzeugten Gasstroms (17) hintereinander angeordnet sind.

8. Durchlaufsinterofen (2), zumindest aufweisend mindestens ein Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dass als Härtemodul und/oder als Endkühlzonenmodul angeordnet ist.

9. Verwendung mindestens eines Querstromventilators (10) zum Kühlen von Sinterbauteilen (5) in einem Durchlaufsinterofen (2).

10. Verwendung nach Patentanspruch 9 zum Kühlen von Sinterbauteilen (5) in einem Bereich von über 900 °C auf unter 150 °C.

11. Verwendung nach Patentanspruch 9 oder 10 zum Umwandeln eines Gefüges der Sinterbauteile (5).

12. Verwendung mindestens eines Querstromventilators (10) in einem Kühlmodul (1) eines Durchlaufsinterofens (2) zur gleichmäßigen Verteilung eines Gasstroms (17) hin zu Sinterbauteilen (5).

13. Verfahren zum Betrieb eines Kühlmoduls (1) eines Durchlaufsinterofens (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei im Betrieb durch mindestens einen Querstromventilator (10) ein Gasstrom (17) durch eine sich im Wesentlichen parallel zur Durchlaufrichtung (6) erstreckende Längsöffnung (29) des mindestens einen Gasaustritts (12) bereitgestellt wird, die sich über mindestens 20 % einer Erstreckung (15) der Kühlkammer (3) vom Einlass (7) zum Auslass (8) erstreckt.

14. Verfahren nach Patentanspruch 13, wobei auf der Fördereinrichtung (4) mehrere Sinterbauteile (5) in einer Richtung (20) quer zur Durchlaufrichtung (6) nebeneinander angeordnet werden und der Gasstrom (17) so eingestellt wird, dass sich zwischen den Sinterbauteilen (5) Maßunterschiede von weniger als 0,02 mm und/oder Härteunterschiede von weniger als 5% ergeben.

15. Verwendung eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 13 oder 14 zur Herstellung eines Sinterbauteils (5).

Description:
Kühlmodul eines Durchlaufsinterofens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlmodul eines Durchlaufsinterofens. Das Kühlmodul weist zumindest einen Querstromventilator zur Erzeugung eines kühlenden Gasstroms auf. Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung eines Querstromventilators zum Kühlen von Sinterbauteilen bzw. zum gleichmäßigen Verteilen eines Gasstroms hin zu Sinterbauteilen in einem Durchlaufsinterofen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlmoduls eines Durchlaufsinterofens.

Ein Durchlaufsinterofen umfasst regelmäßig unterschiedliche Behandlungsmodule, die aufeinanderfolgend angeordnet sind. Ein Durchlaufsinterofen kann als Rollenherdofen, als Bandofen oder Stoßofen ausgeführt sein. Die zu behandelnden Sinterbauteile aus vorzugsweise im Wesentlichen verdichtetem Metall- und/oder Keramikpulver werden dazu auf einer Fördereinrichtung angeordnet und kontinuierlich oder in Zeitintervallen schubweise durch den Durchlaufsinterofen hindurchgefördert. Die einzelnen Behandlungsmodule sind regelmäßig zueinander offen ausgeführt, wobei Schutzgasströmungen am Einlass und/oder Auslass eines Behandlungsmoduls den Eintritt von Sauerstoff in das Behandlungsmodul verhindern können. Zusätzlich oder alternativ können Querschnittsverengungen vorgesehen sein, die die Strömung zwischen den Behandlungsmodulen stabilisieren und nur einen gerichteten Gasaustausch zwischen den Behandlungsmodulen ermöglichen und vor allem ein Eindringen von Luft verhindern.

Ein Durchlaufsinterofen umfasst zumindest vorzugsweise die folgenden Behandlungszonen, die in der vorgegebenen Reihenfolge in Förderrichtung der Sinterbauteile hintereinander angeordnet sind: Ausbrennzone (zum Entfernen von in den zu sinternden Körpern vorhandenen Schmiermitteln und/oder Wachsen durch Ausbrennen bei einer geringeren Temperatur als einer Sintertemperatur); Sinterzone (zum stoffschlüssigen Verbinden des Sintermaterials in dem Sinterbauteil bei einer Temperatur unterhalb einer Schmelztemperatur des Sinterbauteils); gegebenenfalls Härtezone (auch Schroffkühlzone genannt; zur gesteuerten schnellen Abkühlung der Sinterbauteile und Einstellung eines gewünschten Gefüges) bzw. Homogenisierungszone, Endkühlzone (zur weiteren Abkühlung der Sinterbauteile, z. B. auf eine Umgebungstemperatur). Insbesondere erfolgen zumindest die Prozessschritte Sintern, Schroffkühlen und End- oder Normalkühlen unter Schutzgasatmosphäre (also insbesondere unter Ausschluss von Sauerstoff).

In dem Modul der Härtezone erfolgt die schnelle und geregelte Abkühlung der Sinterbauteile unmittelbar im Anschluss an das Sintern in der Sinterzone oder nach einem Homogenisieren in einer Homogenisierungszone bei etwas niedrigerer Temperatur oberhalb der Phasenumwandlung des zu härtenden Werkstoffs. Die Sinterbauteile werden daher bevorzugt aus der Sinterzone direkt in das unmittelbar benachbart angeordnete Kühlmodul eingefahren und dort abgekühlt. Auf diese Weise lassen sich gewünschte Gefüge der Sinterbauteile noch im bzw. am Durchlaufsinterofen erzeugen, wenn man die zusätzlichen Kosten einer zusätzlichen nachträglichen Wärmebehandlung vermeiden will.

Bei Kühlmodulen von Durchlaufsinteröfen werden beispielsweise regelmäßig außen liegende Radialventilatoren eingesetzt, bei denen ein Gasstrom im Bereich der Drehachse dem Radialventilator zugeführt und über die (gesamte) Umfangs- fläche aus dem Radialventilator austritt. Dieser Gasstrom wird dem Kühlmodul und damit den Sinterbauteilen auf der Fördereinrichtung zugeführt, wobei der Gasstrom durch zusätzliche Umlenkungsflächen verteilt wird, so dass die Sinterbauteile rasch abgekühlt werden können. Radialventilatoren weisen eine kompakte Bauform auf und können hinsichtlich ihrer Position zu dem Kühlmodul flexibel angeordnet werden. Der Gasstrom kann über kompakte Rohrleitungen vom Kühlmodul zum Radialventilator und weiter zum Kühlmodul geleitet werden. Aufgrund des Dralls des erzeugten Gasstroms sind jedoch aufwändige Umlenkungsflächen (Umlenkungs flächen, Diffusoren, Düsenfelder, Leitapparate zur Strömungsumlenkung, Wabengleichrichter, etc.; im Folgenden als Umlenkungsflächen bezeichnet) in dem Kühlmodul anzuordnen. Weiterhin ist der Gasaustritt eines Radialventilators relativ klein, so dass der benötigte Volumenstrom mit hoher Geschwindigkeit und bei hohem Druck aus dem Radialventilator austritt. Durch die Umlenkungsflächen wird der Volumenstrom über die Fläche der Fördereinrichtung verteilt und die Geschwindigkeit sowie der Druck reduziert.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest zu lindern oder gar zu lösen. Insbesondere soll der zur Abkühlung von Sinterbauteilen vorgesehene Gasstrom vergleichmäßigt werden, so dass eine möglichst gleichförmige und konstante Qualität von Sinterbauteilen erzeugbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Kühlmodul gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Verwendung eines Querstromventilators gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlmoduls eines Durchlaufsinterofens gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird ein Kühlmodul eines Durchlaufsinterofens mit einer Kühlkammer und zumindest einer Fördereinrichtung zum Fördern von Sinterbauteilen entlang einer Durchlaufrichtung von einem Einlass der Kühlkammer zu einem Auslass der Kühlkammer vorgeschlagen. Das Kühlmodul umfasst mindestens einen Querstromventilator mit einer Drehachse und einem Gasaustritt, dessen Drehachse und Gasaustritt zumindest im Wesentlichen parallel zur Durchlaufrichtung ausgerich- tet sind.

Das Kühlmodul wird insbesondere als Härtemodul, Homogenisiermodul und/oder als Endkühlzonenmodul eingesetzt. Dabei können auch mehrere Härtemodule, Homogenisiermodule und/oder Endkühlzonenmodule in einem Durchlaufsinter- ofen hintereinander angeordnet sein.

Das Kühlmodul umfasst insbesondere einen Gasstromkreislauf, d. h. der durch den mindestens einen Querstromventilator erzeugte Gasstrom tritt aus dem Querstromventilator aus, überströmt die Sinterbauteile und die Fördereinrichtung und tritt in den mindestens einen Querstromventilator wieder ein. Ggf. durchströmt der Gasstrom zusätzlich einen Wärmetauscher. Insbesondere ist der gesamte Gasstromkreislauf (Querstromventilator, Fördereinrichtung, Wärmetauscher) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet, wobei zumindest teilweise Trennwände, z. B zur Führung des Gasstroms, innerhalb des Gehäuses angeordnet sein können.

Im Wesentlichen parallel umfasst hier auch eine leichte Schrägstellung gegenüber der Durchlaufrichtung. So kann die Drehachse und/oder der Gasaustritt des Querstromventilators auch unter einem Winkel von höchstens 45 Winkelgrad, insbe- sondere von höchstens 30 Winkelgrad, bevorzugt von höchstens 15 Winkelgrad und besonders bevorzugt von höchstens 5 Winkelgrad gegenüber der Durchlaufrichtung geneigt angeordnet sein. Insbesondere ist jedoch eine tatsächlich parallele Anordnung (0 Winkelgrad Neigung gegenüber der Durchlaufrichtung) bevor- zugt.

Das Kühlmodul umfasst insbesondere eine Kühlkammer zur gesteuerten Abkühlung von Sinterbauteilen. Ganz besonderes betrifft das Kühlmodul eine Kühlkammer zur sogenannten„Schroffkühlung", bei der die Sinterbauteile (direkt) aus der Sinterhitze oder von der Homogenisierungstemperatur abgekühlt bzw. gehärtet werden. Die Sinterbauteile sind insbesondere auf einer Fördereinrichtung angeordnet und werden kontinuierlich und/oder in Zeitintervallen schubweise entlang einer Durchlaufrichtung von einem Einlass zu einem Auslass der Kühlkammer befördert. Der Einlass und/oder der Auslass sind insbesondere nach Art einer „offenen" Schleuse ausgeführt, wobei dort eine Sperrströmung von Schutzgas den Eintritt von Sauerstoff unterbindet. Alternativ ist das Kühlmodul am Einlass und/oder Auslass von anderen Behandlungsmodulen durch sogenannte Kammerschleusen getrennt. Mit Kammerschleusen kann der Gasaustausch zwischen den Behandlungsmodulen weitgehend unterbunden werden.

Die Fördereinrichtung umfasst z. B. ein Transportband, das für die dort herrschenden Temperaturen geeignet ausgeführt ist. Die Sinterbauteile werden auf der Fördereinrichtung durch die Kühlkammer hindurch gefördert. Der in dem Kühlmodul durch den mindestens einen Querstromventilator erzeugte, kühlende Gasstrom trifft beispielsweise von oben, bevorzugt senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht von oben und/oder von unten, bevorzugt senkrecht von unten bzw. im Wesentlichen senkrecht von unten auf die auf der Fördereinrichtung angeordneten Sinterbauteile. Bevorzugt wird der Gasstrom durch die Fördereinrichtung (z. B. das Förderband) hindurchgeführt, so dass eine vollumfängliche Beaufschlagung jedes Sinterbauteils auf der Fördereinrichtung erfolgt. Die Auflagefläche selbst wird jedoch bei dieser Ausgestaltung nicht von einer entgegengesetzten Gasströmung zusätzlich durchströmt, also zum Beispiel von unten durch eine Um- lenkung des Gasstroms. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das aber vorgesehen sein. Beispielsweise kann hierfür eine Umkehrung eines Teilstroms des Gasstroms genutzt werden. Diese Umkehrung kann beispielsweise erfolgen, nachdem der Gasstrom durch die Fördereinrichtung hindurchgeführt worden ist. Auch besteht die Möglichkeit, dass der Gasstrom vor der Fördereinrichtung in Teilströme aufgeteilt wird. Die Teilströme können in gleiche wie auch in unterschiedliche Richtungen geleitet werden, beispielsweise auch entgegengesetzte Richtungen aufweisen. So können die Sinterbauteile auch aus unterschiedlichen Richtungen angeströmt werden, beispielsweise gleichzeitig von oben wie auch von unten oder sequentiell. Bei den Sinterbauteilen handelt es sich bevorzugt um gesinterte Metallpulver-Grünlinge, insbesondere Stahl-Bauteile, also insbesondere Sinterstahlbauteile.

In Durchlaufrichtung vor und hinter dem Kühlmodul können des Weiteren die oben erwähnten weiteren Behandlungszonen eines Durchlaufsinterofens angeord- net sein, die ggf. durch Schleusen von dem Kühlmodul getrennt angeordnet sind.

Mit dem hier vorgeschlagenen Querstromventilator wird ein Gas insbesondere über die gesamte Länge eines Ventilatorlaufrades angesaugt, strömt in das Laufradinnere und wird durch den Gaswirbel, der bei der Rotation des Laufrades ent- steht, umgelenkt und beschleunigt. Danach tritt der Gasstrom insbesondere wieder über die gesamte Laufradlänge über einen Gasaustritt an der Druckseite aus. Der Gasaustritt umfasst eine Längsöffnung, die sich insbesondere über die gesamte Länge des Ventilatorlaufrades erstreckt. Insbesondere ist die Längsöffnung im Wesentlichen rechteckig ausgeführt. Insbesondere erstreckt sich die Längsöffnung in einer Richtung quer zur Länge des Ventilatorlaufrades über eine Höhe, die mindestens 30 %, bevorzugt mindestens 50 % eines Durchmessers des Ventilatorlaufrades entspricht. Der Gasaustritt kann hierbei auch düsenartig und/oder dif- fusorartig gestaltet sein. Der so erzeugte Gasstrom zeichnet sich insbesondere durch eine gleichmäßige Gasströmung (gleichmäßige Verteilung des Volumenstroms) über den gesamten Gasaustritt und die Längsöffnung aus. Insbesondere unterscheidet sich ein beliebiger Volumenstrom durch einen Querschnitt der Längsöffnung an einer Position der Länge des Ventilatorlaufrades von einem be- liebigen anderen Volumenstrom durch einen anderen, gleich großen Querschnitt der Längsöffnung an einer anderen Position des Ventilatorlaufrades um höchstens 20 %, bevorzugt um höchstens 10 % (bevorzugt zeitgleich gemessen, wobei Volumenströme im unmittelbaren Randbereich der Längsöffnung zu vernachlässigen sind).

Bei dem Gasstrom handelt es sich insbesondere um ein so genanntes Schutzgas, welches eine Oxidation des Materials der Sinterbauteile reduziert oder unterbindet. Insbesondere handelt es sich bei dem Gasstrom um Stickstoff (N 2 ), Wasserstoff (H 2 ), Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen, Endo-Gas (z. B. ca. 40 % Wasser- stoff (H 2 ), ca. 20 % Kohlenmonoxid (CO), Rest Stickstoff (N 2 ) ggf. mit geringen Anteilen an Kohlendioxid (C0 2 ), Feuchte (H 2 0) und Methan (CH 4 )) oder dergleichen.

Die im Wesentlichen parallele Anordnung von Drehachse und Gasaustritt zur Durchlaufrichtung der Sinterbauteile durch das Kühlmodul ermöglicht insbesondere, dass ein nahezu gleichmäßig strömender Gasstrom (also gleiche Volumenströme) die Sinterbauteile beaufschlagt. Insbesondere können so eine Mehrzahl von Sinterbauteilen in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung nebeneinander auf der Fördereinrichtung angeordnet werden, wobei diese nebeneinander ange- ordneten Sinterbauteile durch jeweils (nahezu) gleiche Teilströme des Gasstroms beaufschlagt werden. Damit wird insbesondere eine für alle Sinterbauteile vergleichbare Abkühlrate erzeugt, so dass die Sinterbauteile mit einer konstanten Qualität herstellbar sind.

Insbesondere ist in Durchlaufrichtung jeweils nur ein Querstromventilator mit genau einem Ventilatorlaufrad vorgesehen. Es ist aber auch möglich, in Durchlaufrichtung hintereinander, strömungstechnisch als Parallelschaltung wirkend, mehrere Querstromventilatoren anzuordnen. Insbesondere kann jeder Querstrom- Ventilator auch mehrere Ventilatorlaufräder umfassen, die eine gemeinsame oder mehrere, aber koaxial angeordnete Drehachsen aufweisen.

Weiter können zwei Querstromventilatoren einander gegenüber angeordnet werden. In diesem Fall kann ein Gasstrom in zwei Teilgasströme aufgeteilt werden, wobei jeder Teilgasstrom nach jedem Überströmen der Fördereinrichtung nur einen Querstromventilator durchströmt. Hierdurch kann eine Parallelschaltung zweier gegenüber liegender Querstromventilatoren erreicht werden.

Weiter können zwei oder mehrere Querstromventilatoren in Strömungsrichtung des Gasstroms hintereinander angeordnet sein, so dass eine Reihenschaltung zweier oder mehrerer Querstromventilatoren erreicht wird. Dadurch kann ein höherer Druck des Gasstroms erreicht werden, wobei z. B. in jedem Querstromventilator eine Umlenkung des Gasstroms erfolgt, insbesondere um jeweils ungefähr 90 Winkelgrad. Infolge der Umlenkung des Gasstroms durch den Querstromventi- lator können Einbauten zur Strömungsumlenkung eingespart werden, so dass der Strömungswiderstand weiter reduziert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Länge des mindestens einen Ventilatorlaufrades und/oder einen Gasaustritts (oder mehrerer Ventilatorlaufräder und/oder mehrerer Gasaustritte zusammengerechnet) des mindestens einen Querstromventilators mindestens 20%, insbesondere mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 90 % einer Erstreckung der Kühlkammer vom Einlass zum Auslass.

Bei einer kürzeren Länge des mindestens einen Ventilatorlaufrades (oder mehrerer Ventilatorlaufräder zusammengerechnet) des mindestens einen Querstromventilators kann ein größerer Durchmesser des mindestens einen Ventilatorlaufrades eingesetzt werden, so dass bei gleicher Volumenleistung (Liter pro Minute) ein größerer Druck des Gasstroms aufgebaut wird. Insbesondere kann gerade bei einer kürzeren Länge des mindestens einen Ventilatorlaufrades ein Diffusor zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstroms (ausschließlich) in Durchlaufrichtung eingesetzt werden.

Die einzelnen Querstromventilatoren können insbesondere unabhängig voneinander geregelt betrieben werden. Damit sind unterschiedliche Kühlprofile innerhalb des Kühlmoduls einstellbar, so dass die Sinterbauteile in Abhängigkeit von ihrer Position auf der Fördereinrichtung, insbesondere in Durchlaufrichtung, mit unterschiedlichen Gasströmen beaufschlagt werden können.

Insbesondere können auch Wärmetauscher (insbesondere ist jeweils ein Wärmetauscher einem Querstromventilator zugeordnet, es können aber auch mehrere Wärmetauscher einem Querstromventilator zugeordnet sein) voneinander unabhängig geregelt betrieben werden. Auch durch die Wärmetauscher können Kühlprofile innerhalb des Kühlmoduls beeinflusst werden.

Je mehr die Länge des mindestens einen Ventilatorlaufrades und/oder des Gasaustritts (oder der Mehrzahl von koaxial angeordneten Ventilatorlaufrädern und/oder Gasaustritten) der Erstreckung der Kühlkammer entspricht, desto weniger ist eine Umlenkung des aus dem Gasaustritt austretenden Gasstroms in Richtung der Durchlaufrichtung erforderlich. Entsprechend können Strömungsverluste verringert werden.

Insbesondere ist in der Kühlkammer und dem Gasaustritt des mindestens einen Querstromventilators zugeordnet mindestens eine Umlenkungsfläche vorgesehen, die einen aus dem Gasaustritt austretenden Gasstrom quer zur Durchlaufrichtung hin zur Fördereinrichtung lenkt.

Bevorzugt sind zwischen dem Gasaustritt und den auf der Fördereinrichtung an- geordneten Sinterbauteilen ausschließlich Umlenkungsflächen vorgesehen, die einen aus dem Gasaustritt austretenden Gasstrom (nur) quer zur Durchlaufrichtung hin zur Fördereinrichtung lenken.

Bevorzugt sind stromabwärts der Sinterbauteile, also zwischen der Fördereinrich- tung und dem mindestens einen Querstromventilator, ausschließlich Umlenkungsflächen vorgesehen, die den Gasstrom im Wesentlichen (nur) quer zur Durchlaufrichtung hin zum mindestens einen Querstromventilator lenken.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Kühlmoduls sind in un- terschiedliche Richtungen umlenkende Umlenkungsflächen, die für eine Verteilung und Vergleichmäßigung des Gasstroms ausgehend von einem Radialventilator hin zu den Sinterbauteilen regelmäßig eingesetzt werden, nicht erforderlich. Dadurch können Strömungsverluste (infolge der Umlenkung) minimiert werden. Weiterhin ist keine aufwändige Einrichtung der Umlenkungsflächen erforderlich. Weiterhin kann die Kühlleistung verbessert werden, weil die mit zu kühlenden Umlenkungsflächen nun wesentlich kleiner ausfallen, bzw. vermieden werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist seitlich zur mindestens einen Fördereinrichtung mindestens ein Kühlkanal mit mindestens einem Wärmetauscher und mindestens einem Querstromventilator vorgesehen. Insbesondere ist über den mindestens einen Querstromventilator ein Gasstrom unterhalb der Fördereinrichtung abziehbar und über den mindestens einen Querstromventilator wieder der Kühlkammer zuführbar. Der Wärmetauscher kann unmittelbar stromabwärts von den Sinterbauteilen, also z. B. direkt unterhalb der Fördereinrichtung angeordnet sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Wärmetauscher auch seitlich der Kühlkammer in dem Kühlkanal, stromaufwärts und/oder stromabwärts von dem mindestens einen Querstromventilator angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist seitlich zur mindestens einen Fördereinrichtung mindestens ein Kühlkanal vorgesehen, wobei der mindestens eine Querstromventilator unterhalb und/oder seitlich zur Fördereinrichtung angeordnet ist.

Insbesondere ist der Querstromventilator nicht oberhalb bzw. nicht so zu der Fördereinrichtung angeordnet, dass eine unzulässige Erwärmung des Querstromventilators durch Konvektion bzw. Strahlung, ausgehend von der heißen Fördereinrichtung bzw. den Sinterbauteilen, erfolgt. Entsprechend bevorzugt ist, dass der mindestens eine Querstromventilator unterhalb oder zumindest seitlich von der Fördereinrichtung angeordnet ist.

Der Kühlkanal ist insbesondere ein Bestandteil der Kühlkammer und verbindet insbesondere die Kühlkammer stromabwärts der Fördereinrichtung mit dem Querstromventilator. Der Kühlkanal verbindet ggf. auch den Querstromventilator stromabwärts des Gasaustritts mit der Kühlkammer. In der Kühlkammer beaufschlagt der Gasstrom die Sinterbauteile, hier ist also die Fördereinrichtung ange- ordnet. In dem Kühlkanal erfolgt die Abkühlung des Gasstroms über einen Wärmetauscher und die Rückführung des Gasstroms hin zu dem Querstromventilator und/oder zu der Kühlkammer.

Über den Wärmetauscher wird der Gasstrom auf die vorbestimmte Temperatur heruntergekühlt und die aus den Sinterbauteilen aufgenommene Wärmemenge aus dem Kühlmodul abgeführt. Der mindestens eine Kühlkanal kann in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Kühlkammer angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der mindestens eine Kühlkanal zumindest teilweise mit einem Abstand zur Kühlkammer verläuft, in der die Fördereinrichtung angeordnet ist.

Insbesondere sind zwei Kühlkanäle vorgesehen, die jeweils seitlich von der Kühlkammer und auf einander gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer verlaufen. Bevorzugt umfasst jeder Kühlkanal mindestens einen Wärmetauscher. Kühlkammer und Kühlkanäle können zusammen in einem Gehäuse das Kühlmodul bilden. Sie können aber auch getrennt in Einzelgehäusen vorliegen und das Kühlmodul bilden.

Besonders bevorzugt ist unmittelbar stromabwärts der Fördereinrichtung ein gemeinsamer Wärmetauscher angeordnet, wobei erst stromabwärts des Wärmetauschers eine Aufteilung des Gasstroms erfolgt und die Gasströme jeweils seitlich um die Kühlkammer herumgeführt werden.

Der mindestens eine Querstromventilator wird insbesondere über eine Druckdifferenzmessung am Wärmetauscher gesteuert oder geregelt. Eine Drehzahl des Querstromventilators kann variabel eingestellt werden. Auch können feste Drehzahlen vorgebbar sein, zum Beispiel entsprechende gestufte Drehzahlen 30%, 60%, 100%). Auch kann die Drehzahl stufenlos festgelegt werden. Der mindestens eine Querstromventilator kann zudem über weitere Sensorergebnisse gesteuert oder geregelt werden, z. B. unter Berücksichtigung eines gemessenen Drucks, einer Temperatur, einer Temperaturdifferenzmessung, einer Lambdasonde, eines Tau-Punktes, einer Bestückung des Kühlmoduls mit einer bestimmten Anzahl von Sinterbauteilen pro Zeiteinheit, einer freien Querschnittsfläche der Fördereinrich- tung, d. h. einer Druckänderung über die Fördereinrichtung, usw.

Insbesondere ist das mindestens eine Laufrad des mindestens einen Querstromventilators an beiden Enden oder nur an einem Ende des Laufrades gelagert. Bevorzugt sind die Lagerungen des Laufrades außerhalb des Kühlmoduls, also ins- besondere außerhalb des den Gasstrom einschließenden Gehäuses des Kühlmoduls angeordnet, wobei sich nur das Laufrad des Querstromventilators in das Kühlmodul hinein erstreckt.

Es wird weiter eine Verwendung mindestens eines Querstromventilators zum Kühlen von Sinterbauteilen in einem Durchlaufsinterofen vorgeschlagen.

Weiter wird eine Verwendung des Kühlmoduls/ Härtemoduls für die so genannte „Schroffkühlung" von Sinterstahlbauteilen vorgeschlagen. Insbesondere erfolgt die Verwendung zum Zwecke der Abschreckhärtung von Sinterstahlbauteilen aus der Sinterhitze, wobei eine Gefügeumwandlung des Materials der Sinterbauteile eintritt. Insbesondere wird derart zumindest teilweise Martensit und/oder Bainit und/oder Ferrit erzeugt.

Beispielsweise kann ein derartiges Kühlmodul als Austausch wie auch als Ergän- zung auch noch nachträglich in einen schon bestehenden Durchlaufsinterofen integriert werden, beispielsweise durch Einbau in die Durchlaufstrecke und Erweiterung innerhalb des Durchlaufsinterofens, als Austausch für eine bisher genutzte Kühlzone wie aber zum Beispiel auch als Ergänzung am Ende des Durchlaufsinterofens.

Die Ausführungen zu dem Kühlmodul beziehungsweise zu dessen Betrieb gelten gleichermaßen für die beanspruchte Verwendung und umgekehrt. Insbesondere können Erläuterungen zum Betrieb bzw. der Ausgestaltung des Kühlmoduls zur weiteren Spezifizierung der Verwendung herangezogen werden.

Insbesondere wird der mindestens eine Querstromventilator zum Kühlen von Sin- terbauteilen (zumindest teilweise) in einem Bereich von über 900 °C [Grad Celsius] auf unter 150 °C verwendet.

Die Abkühlung von Sinterstahlbauteilen erfolgt bevorzugt aus dem austenitischen Bereich in den martensitischen Bereich, in den bainitischen Bereich oder in einen Bereich gemischter Strukturen, die sich aus Martensit, Bainit und Ferrit zusammensetzen. Die schnelle Abkühlung muss entsprechend oberhalb des Beginns der Phasenumwandlung (also bei ca. 900 °C, 700 °C oder 500 °C) beginnen und soll erst nach Erreichen des gewünschten Umwandlungsgrades enden. Die Abkühlung darf insbesondere frühestens nach Ende der Phasenumwandlung und nach Unter- schreiten einer Anlasstemperatur (meist zwischen 180 °C und 250 °C) enden, so dass ein unkontrolliertes Anlassen der Sinterstahlbauteile verhindert wird.

Es lässt sich eine bestimmte Temperatur also nicht allgemein festlegen. Es kommen auch Sinterstähle mit einem Beginn der Phasenumwandlung von unter 700 °C vor. Daher ist möglich, dass der mindestens eine Querstromventilator zum (schnellen) Abkühlen von Sinterstahlbauteilen in einem Bereich von (mindestens) 900 °C [Grad Celsius], insbesondere von maximal 700 °C, oder sogar von maximal 500 °C und insbesondere hinunter bis maximal 250 °C, bevorzugt bis maxi- mal 180 °C verwendet wird. Um unterschiedliche Sinterbauteile entsprechend zu behandeln, können Einstellungsparameter des Kühlmoduls flexibel angepasst werden. Dazu können für das Kühlmodul einstellbare Einlassparameter wie zum Beispiel Volumenstrom des Gasstroms, Geschwindigkeit des Gasstroms, Tempe- ratur des Gasstroms, zum Beispiel über einen Kühler veränderbar einstellbar, Verdichtung, Anströmwinkel und/oder andere Parameter je nach Anwendungsfall entsprechend angepasst werden.

Bevorzugt wird der mindestens eine Querstromventilator zum Umwandeln eines Gefüges der Sinterbauteile von austenitischem Gefüge zu zumindest martensiti- schem und/oder bainitischem Gefüge verwendet.

Insbesondere wird der mindestens eine Querstromventilator zum Kühlen und zum Umwandeln eines Gefüges von Stahlsinterbauteilen verwendet.

Eine sehr genaue Temperaturführung innerhalb des Kühlmoduls ist vorteilhaft, um in allen Sinterbauteile ein vorher bestimmtes Gefüge einzustellen.

Insbesondere wird vorgeschlagen, den mindestens einen Querstromventilator in einem Kühlmodul eines Durchlaufsinterofens (zum Kühlen der Sinterbauteile und) zur gleichmäßigen Verteilung eines Gasstroms hin zu Sinterbauteilen zu verwenden.

Der Querstromventilator erzeugt insbesondere eine (weitgehend) gleichmäßige Strömung (Volumenstrom ist gleichmäßig insbesondere über gesamte Länge des Ventilatorlaufrades und bevorzugt über gesamte Erstreckung der Kühlkammer verteilt) stromabwärts des Gasaustritts. Eine Umlenkung des Gasstroms, außer ggf. in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung, ist hier insbesondere nicht erforderlich. Damit kann eine gleichmäßige und reproduzierbare Beaufschlagung der Sinterbauteile auf der Fördereinrichtung durch den Gasstrom sichergestellt werden. Insbesondere können so auch auf der Fördereinrichtung nebeneinander (in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung) angeordnete Sinterbauteile gleichmäßig und reproduzierbar durch den Gasstrom beaufschlagt werden.

Es wird weiter ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlmoduls, insbesondere des hier vorgeschlagenen Kühlmoduls, eines Durchlaufsinterofens vorgeschlagen, wobei im Betrieb durch mindestens einen Querstromventilator ein Gasstrom durch eine sich im Wesentlichen parallel zur Durchlaufrichtung erstreckende Längsöffnung des Gasaustritts bereitgestellt wird, die sich über mindestens 20 %, insbesondere mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 90 % einer Erstreckung der Kühlkammer vom Einlass zum Auslass erstreckt. Durch den mindestens einen Querstromventilator wird insbesondere ein Gasstrom bereitgestellt, der entlang der Erstreckung der Kühlkammer gleichmäßig verteilt ist. Gleichmäßig verteilt heißt hier insbesondere, dass der Gasstrom, insbesondere unmittelbar stromabwärts der Längsöffnung oder stromabwärts eines dort angeordneten Diffusors, über mindestens 80 % der Erstreckung einen im Wesentlichen gleichgroßen Volumenstrom aufweist. Insbesondere beträgt eine Abweichung des Volumenstroms (insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung, Temperatur und/oder Strömungsgeschwindigkeit) an einer beliebigen Position entlang mindestens 80 % der Erstreckung höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 %.

Insbesondere sind auf der Fördereinrichtung mehrere (gleichartige) Sinterbauteile in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung nebeneinander angeordnet und der Gasstrom ist so eingestellt, dass sich zwischen den fertig hergestellten Sinterbauteilen Maßunterschiede von weniger als 0,02 mm [Millimeter] und/oder Härteunterschiede von weniger als 5 % ergeben (insbesondere an korrespondierenden Positionen am Sinterbauteil). Als Sinterbauteil können einteilige Sinterbauteile wie auch mehrteilig gefügte Sinterbauteile verstanden werden, auch in der Grün- phase miteinander gefügte Einzelkomponenten. Hierbei können Teilgrünlinge miteinander verbunden wie auch Kombinationen von Teilgrünlingen mit Vollmaterialkörpern thermisch behandelt werden. Ebenfalls können Pulvermaterialien wie weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe, auch SMC-Materialien genannt, thermisch behandelt werden, die unterhalb einer Sintertemperatur verbacken.

Insbesondere ist der Gasstrom so eingestellt, dass sich eine Abkühlrate dieser Bauteile, insbesondere dieser Sinterbauteile voneinander um höchstens 10 %, vorzugsweise um höchstens 8%, insbesondere um höchstens 5 % oder weniger unter- scheidet.

D. h. insbesondere, dass die nebeneinander angeordneten Sinterbauteile an vergleichbaren Koordinaten der Sinterbauteile zu gleichen Zeitpunkten (idealerweise) gleiche Temperaturen aufweisen.

Der gleichmäßig verteilte Gasstrom wird insbesondere durch eingebaute Umlenkungsflächen in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung vergleichmäßigt, so dass unmittelbar stromaufwärts der Sinterbauteile eine Abweichung des Volumenstroms an einer beliebigen Position entlang der Richtung quer zur Durchlauf- richtung höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 % beträgt.

Insbesondere sind dafür stromabwärts des Gasaustritts und stromaufwärts der Sinterbauteile ausschließlich Umlenkungsflächen erforderlich, die eine Umlenkung des Gasstroms in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung bewirken. Bevorzugt wird das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Sinterbauteils verwendet.

Die Ausführungen zu dem Kühlmodul und der Verwendung des Querstromventi- lators gelten gleichermaßen für das beanspruchte Verfahren und umgekehrt.

Der Einsatz mindestens eines Querstromventilators in einem Kühlmodul eines Durchlaufsinterofens ermöglicht eine gleichmäßigere und reproduzierbarere Gasströmung, durch die die Sinterbauteile beaufschlagt und abgekühlt werden. Die durch Radialventilatoren hervorgerufene Rotation der Gasströmung, die regelmäßig Asymmetrien der Kühlung an den Sinterbauteilen hervorruft, tritt hier nicht auf. Durch Querstromventilatoren wird eine über die Erstreckung der Kühlkammer gleichmäßiger verteilte Strömung erzeugt, die über einen Großteil der Erstreckung der Kühlkammer einen gleichmäßigen Volumenstrom aufweist. Aufgrund der geringeren Strömungsverluste (weniger Umlenkungsflächen, geringere Ver- wirbelungen im Gasstrom, weitgehend gleiche Volumenströme) kann bei Einsatz des Querstromventilators ein geringerer Förderdruck eingestellt werden, wobei gleichzeitig höhere Volumenströme und damit höhere Kühlleistungen möglich sind. Damit lassen sich geforderte Gefüge mit höherer Qualität und Reproduzier- barkeit in den Sinterbauteilen einstellen. Die Querstromventilatoren haben einen geringeren Förderdruck als Radialventilatoren, ermöglichen aber innerhalb des Kühlmoduls eine größere Fördermenge, die direkt mit der Kühlwirkung korreliert.

In dem Kühlmodul werden durch den mindestens einen Querstromventilator ins- besondere Volumenströme von bis zu mindestens 5.000 m 3 /h [Kubikmeter pro Stunde], bevorzugt mindestens 10.000 m 3 /h, erzeugt. Insbesondere beträgt der Druckverlust bei Durchströmung des Kühlmoduls von Gasaustritt zu Gaseintritt nur zwischen 100 und 2000 Pascal, insbesondere höchstens ca. 500 Pascal.

Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi- guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung samt Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 : einen Durchlaufsinterofen in einer Seitenansicht im Schnitt; Fig. 2: ein aus dem Stand der Technik bekanntes Kühlmodul in einer

ansieht im Schnitt;

Fig. 3: das Kühlmodul aus Fig. 2 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung im

Schnitt;

Fig. 4: ein aus dem Stand der Technik bekanntes weiteres Kühlmodul in einer

Ansicht in Durchlaufrichtung im Schnitt; Fig. 5: ein Kühlmodul in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 6: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in

Durchlaufrichtung im Schnitt; Fig. 7: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 8: ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in

Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 9: ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in

Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 10: ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in

Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 11 : ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 12: ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in

Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 13: ein achtes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer Ansicht in

Durchlaufrichtung im Schnitt;

Fig. 14: ein neuntes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls in einer in Durchlaufrichtung im Schnitt; und

Fig. 15: das Kühlmodul gemäß Fig. 14 in einer Seitenansicht im Schnitt.

Fig. 1 zeigt einen Durchlaufsinterofen 2 in einer Seitenansicht im Schnitt. Der Durchlaufsinterofen 2 umfasst unterschiedliche Behandlungsmodule, die aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die zu behandelnden Sinterbauteile 5 werden dazu auf einer Fördereinrichtung 4 angeordnet und kontinuierlich oder in Zeitintervallen schubweise durch den Durchlaufsinterofen 2 in der Durchlaufrichtung 6 hindurchgefördert. Die Fördereinrichtung 4 ist als Transportband 26 ausgeführt, das über Umlenkrollen 27 geführt und angetrieben wird. Die einzelnen Behand- lungsmodule sind zueinander offen ausgeführt, wobei Schutzgasströmungen am Einlass 7 und/oder Auslass 8 eines Behandlungsmoduls den Eintritt von Sauerstoff in das Behandlungsmodul verhindern. Über Abzugshauben 24 können Prozessgase abgeführt werden. Der Durchlaufsinterofen 2 umfasst die Behandlungsmodule Ausbrennzone 22 (zum Entfernen von in den zu sinternden Körpern vorhandenen Schmiermitteln und/oder Wachsen durch Ausbrennen bei einer geringeren Temperatur als einer Sintertemperatur); Sinterzone 23 (zum stoffschlüssigen Verbinden des Sintermaterials in dem Sinterbauteil 5 bei einer Temperatur unterhalb einer Schmelztempe- ratur des Sinterbauteils 5); Kühlmodul 1 (auch Schroffkühlzone genannt; zur gesteuerten schnellen Abkühlung der Sinterbauteile 5 und Einstellung eines gewünschten Gefüges), Endkühlzone 25 (zur weiteren Abkühlung der Sinterbauteile 5, z. B. auf eine Umgebungstemperatur). Insbesondere sind zwischen Ausbrennzone 22 und Sinterzone 23 sowie zwischen Kühlmodul 1 und Endkühlzone 25 jeweils Schutzgasmäntel vorgesehen, so dass die in der Sinterzone 23 sowie in dem Kühlmodul 1 vorgenommenen Prozesse unter Ausschluss von Sauerstoff erfolgen können. Eine Trennung von äußerer Luftatmosphäre (Umgebungsluft, außerhalb des Durchlaufsinterofens 2) findet insbesondere ausschließlich am Ende des Durchlaufsinterofens, d. h. am Ende der Endkühlzone 25, statt.

Fig. 2 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Kühlmodul 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Das Kühlmodul 1 weist zwischen Einlass 7 und Auslass 8 eine Erstreckung 15 entlang der Durchlaufrichtung 6 auf. Hier sind als Kühlaggregate 9 Radialventilatoren 21 oberhalb der Fördereinrichtung 4 angeordnet. Bei diesen Radialventilatoren 21 wird ein Gasstrom 17 im Bereich der Drehachse 11 des Radialventilators 21 dem Radialventilator 21 zugeführt. Der Gasstrom 17 tritt über die (gesamte) Umfangsfläche aus dem Radialventilator 21 aus. Der Gasstrom 17 wird in der Kühlkammer 3 den auf der Fördereinrichtung 4 angeordneten Sinterbauteilen 5 hier von unten zugeführt, wobei der Gasstrom 17 durch Umlen- kungsflächen 16 möglichst gleichmäßig verteilt wird, so dass eine gleichmäßige und für möglichst jedes Sinterbauteil 5 gleiche Abkühlrate erzielbar ist. Aufgrund des Dralls des erzeugten Gasstroms 17 sind zahlreiche und aufwändig einzustellende Umlenkungsflächen 16 in dem Kühlmodul 1 anzuordnen.

Fig. 3 zeigt das Kühlmodul 1 aus Fig. 2 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Auf dem Transportband 26 der Fördereinrichtung 4 sind in einer Riehtung 20 quer zur Durchlaufrichtung 6 Sinterbauteile nebeneinander angeordnet. Der Gasstrom 17 tritt stromabwärts der Sinterbauteile 5 über eine Stirnfläche in den oberhalb der Kühlkammer 3 angeordneten Radialventilator 21 ein und wird über die Umfangsfläche des Radialventilators 21 in Kühlkanäle 18 gefördert. Hier sind zwei Kühlkanäle 18 vorgesehen, die jeweils seitlich von dem Kühlmo- dul 1 bzw. der Kühlkammer 3 und auf einander gegenüberliegenden Seiten des Kühlmoduls 1 bzw. der Kühlkammer 3 verlaufen. Jeder Kühlkanal 3 umfasst einen Wärmetauscher 19, die stromabwärts des Radialventilators 21 seitlich der Kühlkammer 3 in den Kühlkanälen 18 angeordnet sind. Die Kühlkanäle 18 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 28 mit dem Kühlmodul 1 angeordnet. Fig. 4 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes weiteres Kühlmodul 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 2 und 3 wird Bezug genommen. Hier ist unmittelbar stromabwärts des Transportbandes 26 der Fördereinrichtung 4 ein Wärmetauscher 19 in dem Kühlkanal 18 angeordnet. Ein Gasstrom 17 tritt von oben in die Kühlkammer 3 ein, durchströmt ein Düsenfeld 31 , überströmt die Sinterbauteile 5 und durchströmt das Transportband 26 hin zum Wärmetauscher 19. Stromabwärts des Wärmetauschers 19 tritt der Gasstrom 17 über eine Stirnfläche entlang der Drehachse 11 in einen Radialventilator 21 ein und über dessen Umfangsfläche in den Kühlkanal 18 ein. Der Kühlkanal 18 ist hier zumindest teilweise beabstandet von dem Kühlmodul 1 mit dem Gehäuse 28 angeordnet. Der Querstromventilator 10 wird insbesondere über eine Messung der Druckdifferenz 30 oder der Temperaturdifferenz (nicht gezeigt) am Wärmetauscher 19 geregelt oder auch gesteuert. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann er auch mittels Parameter wie zum Beispiel Druck, Temperatur, Differenzen davon über den Ort und/oder die Zeit, Bandgeschwindigkeit, Bandbeladung mit Sinterbauteilen oder anderem, geregelt oder gesteuert werden.

Fig. 5 zeigt ein Kühlmodul 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Das Kühlmodul 1 weist zwischen Einlass 7 und Auslass 8 eine Erstreckung 15 entlang der Durch- laufrichtung 6 auf. Hier ist ein Querstromventilator 10 oberhalb der Fördereinrichtung 4 angeordnet. Der Querstromventilator 10 weist eine Drehachse 11 eines Ventilatorlaufrades 14 auf, die parallel zur Durchlaufrichtung 6 angeordnet ist. Der Gasstrom 17 wird in der Kühlkammer 3 den auf der Fördereinrichtung 4 angeordneten Sinterbauteilen 5 von oben über einen Wabengleichrichter 34 zuge- führt. Fig. 6 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1, hier gemäß Fig. 5, in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Die Fig. 5 und 6 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Bei dem Querstromventilator 10 als Kühlaggregat 9 wird ein Gasstrom 17 über die gesamte Länge 13 des Ventilatorlaufrades 14 angesaugt, strömt in das Laufradinnere und wird durch den Gaswirbel, der bei der Rotation des Ventilatorlaufrades 14 entsteht, sowie ggf. durch dem Fachmann bekannte Einbauten in dem Ventilatorlaufrad 14, umgelenkt und beschleunigt. Danach tritt der Gasstrom 17 wieder über die gesamte Länge 13 des Ventilatorlaufrades 14 über einen Gasaustritt 12 mit einer Längsöffnung 29 an der Druckseite aus. Der so erzeugte Gasstrom 17 zeichnet sich durch einen entlang des gesamten Gasaustritts 12 gleich großen Volumenstrom der Gasströmung 17 aus. Die im Wesentlichen (und hier tatsächlich) parallele Anordnung von Drehachse 11 und Gasaustritt 12 bzw. Längsöffnung 29 zur Durchlaufrichtung 6 der Sinterbauteile 5 durch das Kühlmodul 1 ermöglicht, dass die Sinterbauteile 5 mit einem, gleich große Teilvolumenströme aufweisenden, Gasstrom 17 beaufschlagt werden. So können eine Mehrzahl von Sinterbauteilen 5 in einer Richtung 20 quer zur Durchlaufrichtung 6 nebeneinander auf der Fördereinrichtung 4 angeordnet werden, wobei diese nebeneinander angeordneten Sinterbauteile 5 durch jeweils (nahezu) gleiche Teilströme des Gasstroms 17 beaufschlagt werden. Damit wird eine für alle Sinterbauteile 5 vergleichbare Abkühlrate erzeugt, so dass die Sinterbauteile 5 mit einer konstanten Qualität, z. B. hinsichtlich ihres Gefüges und/oder ihrer Maßgenauigkeit, herstellbar sind.

Hier ist in Durchlaufrichtung 6 nur ein Querstromventilator 10 mit einem Ventilatorlaufrad 14 vorgesehen. Das Kühlmodul 1 umfasst eine Kühlkammer 3 zur gesteuerten Abkühlung von Sinterbauteilen 5. Die Sinterbauteile 5 sind auf einer Fördereinrichtung 4 angeordnet und werden kontinuierlich und/oder in Zeitintervallen schubweise entlang einer Durchlaufrichtung 6 von einem Einlass 7 zu einem Auslass 8 der Kühlkam- mer 3 befördert. Die Fördereinrichtung 4 umfasst ein Transportband 26, das für die vorliegenden Temperaturen geeignet ausgeführt ist. Der in der Kühlkammer 3 strömende Gasstrom 17 trifft von oben auf die auf der Fördereinrichtung 4 angeordneten Sinterbauteile 5. Der Gasstrom 17 wird durch die Fördereinrichtung 4 hindurchgeführt, so dass eine vollumfängliche Beaufschlagung jedes Sinterbau- teils 5 auf der Fördereinrichtung 4 erfolgt.

In der Kühlkammer 3 sind Umlenkungsflächen 16 vorgesehen, die einen aus dem Gasaustritt 12 austretenden Gasstrom 17 in einer Richtung 20 quer zur Durchlaufrichtung 6 hin zur Fördereinrichtung 4 lenkt. Der Gasaustritt kann auch wie ange- deutet eine schlitzförmige Geometrie aufweisen.

Auch stromabwärts der Sinterbauteile 5, also zwischen der Fördereinrichtung 4 und dem Querstromventilator 10, sind Umlenkungsflächen 16 vorgesehen, die den Gasstrom 17 im Wesentlichen nur in einer Richtung 20 quer zur Durchlaufrich- tung 6 hin zum Querstromventilator 10 lenken.

Hier ist seitlich zur Fördereinrichtung 4 ein Kühlkanal 18 mit einem Wärmetauscher 19 vorgesehen, über den mit dem Querstromventilator 10 ein Gasstrom 17 unterhalb der Fördereinrichtung 4 abziehbar und über den mindestens einen Quer- Stromventilator 10 wieder der Kühlkammer 3 zuführbar ist. Der Wärmetauscher 19 ist seitlich der Kühlkammer 3 in dem Kühlkanal 18, unmittelbar stromaufwärts des Querstromventilators 10, angeordnet. Der Kühlkanal 18 verbindet die Kühlkammer 3 stromabwärts der Fördereinrichtung 4 mit dem Querstromventilator 10. In der Kühlkammer 3 beaufschlagt der Gasstrom 17 die Sinterbauteile 5. In dem Kühlkanal 18 erfolgt die Abkühlung des Gasstroms 17 über den Wärmetauscher 19 und die Rückführung des Gasstroms 17 hin zu dem Querstromventilator 10 und zu der Kühlkammer 3.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele von Kühlmodulen 1 vorgeschlagen und beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 5 und 6 wird jeweils Bezug genommen.

Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Hier ist, im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel, der Wärmetauscher 19 unmittelbar unterhalb und stromabwärts der Fördereinrichtung 4 sowie stromaufwärts des Querstromventilators 10 angeordnet.

Die Umlenkungsflächen 16 sind hier als Leitapparate 32 des Gasstroms 17 dargestellt.

Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist hier der Querstromventilator 10 unterhalb und stromabwärts der Fördereinrichtung 4 sowie stromaufwärts des Wärmetauschers 19 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist der Querstromventilator 10, insbesondere bei Ausfall einer Kühlung, vor Wärme infolge Konvektion oder Strahlung, ausgehend von der Fördereinrichtung 4 und den Sinterbauteilen 5, geschützt angeordnet. Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist hier der Wärmetauscher 19 unmittelbar unterhalb und stromabwärts der Fördereinrichtung 4 sowie stromaufwärts des Querstromventila- tors 10 angeordnet. Infolge der Anordnung des Querstromventilators 10 stromabwärts des Wärmetauschers 19 kann die Temperatur des in den Querstromventilator 10 eintretenden Gasstrom 17 weiter gesenkt werden.

Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Der Gasstrom 17 tritt von oben in eine Kühlkammer 3 ein und teilt sich stromabwärts der Sinterbauteile 5 und der Fördereinrichtung 4 in zwei Teilströme auf, die durch Kühlkanäle 18 zurück zu Querstromventilatoren 10 strömen. Hier sind zwei Kühlkanäle 18 vorgesehen, die jeweils seitlich von dem Kühlmodul 1 bzw. der Kühlkammer 3 und auf einander gegen- überliegenden Seiten des Kühlmoduls 1 bzw. der Kühlkammer 3 verlaufen. Jeder Kühlkanal 3 umfasst einen Wärmetauscher 19, der unmittelbar stromaufwärts jeweils eines Querstromventilators 10 seitlich der Kühlkammer 3 in den Kühlkanälen 18 angeordnet ist. Es ist auf jeder Seite der Kühlkammer 3 und oberhalb der Fördereinrichtung 4 jeweils ein Querstromventilator 10 vorgesehen. Über Gasaus- tritte 12 tritt der Gasstrom 17 in die Kühlkammer 3 ein.

Die Kühlkanäle 18 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 28 mit dem Kühlmodul 1 angeordnet. Fig. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Im Unterschied zum fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 ist hier ein einzelner Wärmetauscher 19 unmittelbar unterhalb der Fördereinrichtung 4 angeordnet. Auch hier sind zwei Kühlkanäle 18 vorgesehen, die jeweils seitlich von dem Kühlmodul 1 bzw. der Kühlkammer 3 und auf einander gegenüberliegenden Seiten des Kühlmoduls 1 bzw. der Kühlkammer 3 verlaufen. Fig. 12 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Im Unterschied zum fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 sind hier die Querstromventilatoren 10 auch seitlich der Kühlkammer 3 in den Kühlkanälen 18 aber nun unterhalb der Fördereinrichtung 4 angeordnet. Jeder Wärmetauscher 19 ist also stromabwärts des jeweiligen Quer- Stromventilators 10 und stromaufwärts der Sinterbauteile 5 angeordnet.

Fig. 13 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung 6 im Schnitt. Im Unterschied zum siebten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 ist hier ein einzelner Wärmetauscher 19 unmittelbar unterhalb der Fördereinrichtung 4 angeordnet, wobei erst stromabwärts des Wärmetauschers 19 eine Aufteilung des Gasstroms 17 erfolgt und die Gasströme 17 jeweils seitlich um die Kühlkammer 3 herumgeführt werden.

In den Ausführungsbeispielen gemäß der Fig. 10 bis 13 sind auf beiden Seiten der Fördereinrichtung 4 Kühlkanäle 18 vorgesehen, wobei in jedem der zwei Kühlkanäle 18 jeweils ein Querstromventilator 10 angeordnet ist.

Fig. 14 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel eines Kühlmoduls 1 in einer Durchlaufrichtung im Schnitt. Fig. 15 zeigt das Kühlmodul 1 gemäß Fig. 14 in einer Seitenansicht im Schnitt. Das neunte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 nur durch einen zusätzlichen zweiten Querstromventilator 10, der in Strömungsrichtung 35 des Gasstroms 17 stromabwärts des ersten Querstromventilators 10 angeordnet ist. Weiter ist hier, wie auch zu Fig. 5 beschrieben, ein Wabengleichrichter 34 oder Düsenfeld oberhalb der Fördereinrichtung 4 angeordnet. Die zwei Querstromventilatoren 10 sind in Strömungsrichtung 35 eines durch die Querstromventilatoren 10 erzeugten Gasstroms 17 hintereinander angeordnet. In jedem Querstromventilator 10 wird der Gasstrom um ca. 90 Winkelgrad umgelenkt. Zusätzliche Umlenkungsflächen 16 müssen hier also nicht eingesetzt werden. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Fig. 5 und 6 verwiesen. In den Ausführungsbeispielen gemäß der Fig. 6 bis 15 verlaufen die Kühlkanäle 18 jeweils innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 28 des Kühlmoduls 1. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Kühlkanäle 18 zumindest teilweise beabstandet von dem Gehäuse 28 angeordnet verlaufen (siehe z. B. Fig. 4). Weiterhin ist in den Fig. 5 bis 15 dargestellt, dass die Sinterbauteile 5 von einem Gasstrom 17 nur von oben beaufschlagt werden, wobei der Gasstrom 17 über die Sinterbauteile 5 und an ihnen vorbei durch die Fördereinrichtung 4 hindurch geleitet wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Gasstrom 17 in der entgegengesetzten Richtung das Kühlmodul 1 durchströmt (siehe z. B. Fig. 2 und 3).

Bezugszeichenliste

I Kühlmodul

2 Durchlaufsinterofen

3 Kühlkammer

4 Fördereinrichtung

5 Sinterbauteil

6 Durchlaufrichtung

7 Einlass

8 Auslass

9 Kühlaggregat

10 Querstromventilator

I I Drehachse

12 Gasaustritt

13 Länge

14 Ventilatorlaufrad

15 Erstreckung

16 Umlenkungsfläche

17 Gasstrom

18 Kühlkanal

19 Wärmetauscher

20 Richtung

21 Radial Ventilator

22 Ausbrennzone

23 Sinterzone

24 Abzugshaube

25 Endkühlzone

26 Transportband Umlenkrolle

Gehäuse

Längsöffnung

Druckdifferenz

Düsenfeld

Leitapparat

Diffusor

Wabengleichrichter

Strömungsrichtung