Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
FURNACE ROLLER, TRANSPORT DEVICE COMPRISING SUCH A FURNACE ROLLER, AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/057573
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a furnace roller comprising a roller shaft (1) and a plurality of carrier rings (2) that are arranged over the length of the roller shaft (1) in a distributed manner. The invention is characterised in that at least one carrier ring (2) comprises an undulating ring (3), the peripheral surface of which being embodied such that it meanders concentrically around the roller shaft (1) in a plane that is perpendicular to the roller shaft (1), and the undulating ring (3) is connected to the roller shaft (1) by means of at least one supporting element (4). The invention further relates to transport devices comprising said furnace rollers, and to a method for the operation thereof.

Inventors:
TWARDOWSKI, Raphael (Stader Weg 22, Gelsenkirchen, 45889, DE)
Application Number:
EP2018/074552
Publication Date:
March 28, 2019
Filing Date:
September 12, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG (Kaiser-Wilhelm-Straße 100, Duisburg, 47166, DE)
THYSSENKRUPP AG (ThyssenKrupp Allee 1, Essen, 45143, DE)
International Classes:
F27B9/24; B21B27/02; B65G39/00; C03B35/18; F27D3/00
Domestic Patent References:
WO1999024186A11999-05-20
Foreign References:
US4733446A1988-03-29
US4047274A1977-09-13
GB1187865A1970-04-15
JPS62230462A1987-10-09
EP0198961A11986-10-29
US9222730B22015-12-29
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (ThyssenKrupp Allee 1, Essen, 45143, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

l. Ofenrolle aufweisend einen Rollenschaft (1) und eine Mehrzahl von Tragringen (2), welche über die Länge des Rollenschafts (1) verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Tragring (2) einen Wellenring (3) umfasst, dessen Umfangsfläche um eine senkrecht auf den Rollenschaft (1) stehenden Ebene mäandernd und konzentrisch um den Rollenschaft (1) ausgebildet ist, und dass der Wellenring (3) über zumindest ein Stützelement (4) mit dem Rollenschaft (1) verbunden ist.

2. Ofenrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche des Wellenrings (3) mit gleichmäßiger Amplitude und Phase um die Ebene mäandert.

3. Ofenrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche sinusförmig oder zwischen den Amplituden geradlinig verläuft.

4. Ofenrollen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche eine gerundete Außenfläche aufweist.

5. Ofenrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (4) durch mehrere über den Umfang verteilte Streben oder als flächiges Plattenelement ausgebildet ist.

6. Ofenrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenring (3) und das Stützelement (4) einteilig als Wellenscheibe ausgebildet sind.

7. Ofenrollen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (2) aus mehreren miteinander verbundenen Wellenringen (3) gebildet ist.

8. Transportvorrichtung für einen Ofen mit Ofenrollen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ofenrolle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.

9. Transportvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass abgesehen von der zumindest einen Ofenrolle noch Standardofenrollen vorgesehen sind.

10. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die zumindest eine Ofenrolle eine separate Antriebseinheit vorgesehen ist, damit diese unabhängig von den weiteren Rollen antreibbar ist.

11. Verfahren zum Betreiben einer Transportvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ofenrolle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durch die separate Antriebseinheit mit einer von den weiteren Rollen abweichenden Geschwindigkeit angetrieben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ofenrolle gegenläufig zu den weiteren Rollen angetrieben wird.

13. Verwendung einer Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 in einem Rollenherdofen oder Tunnelofen.

14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung zumindest zeitweise nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12 betrieben wird.

Description:
Ofenrolle, Transportvorrichtung mit derartiger Ofenrolle und Verfahren zu deren Betrieb Technisches Gebiet (Technical Field)

Auf dem Gebiet des Transports von flächigem, zu erwärmenden beziehungsweise zu temperierenden Material in Öfen, werden im industriellen Einsatz Transportvorrichtungen benötigt.

Technischer Hintergrund (Background Art)

Aus dem Stand der Technik sind für flächige Materialien, wie Bänder, Bleche oder Platinen, Rollengänge aus benachbarten runden Rollen oder mehreren runden, auf einem Rollenschaft nebeneinander angeordneten Tragringen bekannt. Diese definieren eine Passlinie für das zu temperierende Gut, welche entlang einer Ebene verläuft, die durch die Oberseiten der Rollen festgelegt wird. Zumindest ein Teil der Rollen wird hierbei angetrieben, um das Gut entlang des Rollengangs zu fördern.

Den aus dem Stand der Technik bekannten Rollenanordnungen ist gemein, dass es durch den Kontakt der Rollen oder Tragringen zu mechanischen Beschädigungen oder Einwalzungen an der Unterseite des geförderten Guts kommt.

Aus US 9,222,730 B2 sind helixartig um den Rollenschaft angeordnete Auflageflächen und mit einem durchlaufendem Kühlkanal bekannt, um die Lebensdauer aufgrund der Temperaturbelastung zu verbessern und Einwalzungen zu verringern.

Zusammenfassung der Erfindung (Summary of Invention)

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Ofenrolle bzw. eine Transportvorrichtung anzugeben, mit welcher ein schonender Transport des zu temperierenden Guts ermöglicht wird und Einwalzungen vermieden werden. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen in einem kostengünstigen Aufbau sowie einer guten Nachrüstbarkeit bestehender Anlagen sowie flexiblen Einsatzmöglichkeiten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch Ofenrollen gemäß Anspruch 1 beziehungsweise Transportvorrichtungen gemäß Anspruch 8 sowie durch Verfahren zu deren Betrieb gemäß Anspruch I I . Erfindungsgemäß ist eine Ofenrolle aufweisend einen Rollenschaft und eine Mehrzahl von Tragringen, welche über die Länge des Rollenschafts verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Tragring einen Wellenring umfasst, deren Umfangsfläche um eine senkrecht auf den Rollenschaft stehenden Ebene mäandernd und konzentrisch um den Rollenschaft ausgebildet ist, und dass der Wellenring über zumindest ein Stützelement mit dem Rollenschaft verbunden ist. Durch die mäandernde Ausgestaltung werden Einwalzungen von an der Unterseite des Guts vorhandenen Zunders oder anderer Partikel verringert, da im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Standardrollen mit Tragringen, die eine festen Breite und Position gegenüber dem Rollenschaft aufweisen, im Kontaktpunkt eine Querkraft auftritt und die Kontaktfläche einer Ofenrolle mit dem Gut in Breitenrichtung stetig ändert. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass auf Dehnungsfugen, welche bei Standardrollen zu Beschädigungen an der Unterseite des Guts führen können, weitestgehend verzichtet werden kann, da durch die mäandernde Umfangsfläche eventuell auftretende Änderungen der Umfangslänge beziehungsweise Tragringdurchmessers ausgleichen lassen.

Ausführungsformen der Ofenrolle sind dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche des Wellenrings mit gleichmäßiger Amplitude und Phase um die Ebene mäandert. Mit der Amplitude ist der jeweils maximale Abstand der Umfangsfläche von der senkrecht auf dem Rollenschaft stehenden Ebene in beide Richtungen, entlang des Rollenschaftes beziehungsweise Breite des Guts, bezeichnet und mit der Phase ist der Abstand in Umfangsrichtung zwischen zwei Amplituden der gleichen Richtung bezeichnet. Durch eine gleichmäßige Ausgestaltung werden entsprechend gleichmäßigere, harmonische Bewegungsbedingungen und somit eine einheitliche Unterseite des Guts erreicht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Ofenrolle sind dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche sinusförmig oder zwischen den Amplituden geradlinig verläuft. Durch einen sinusförmigen Verlauf, bei dem sich die Ausrichtung der Umfangsfläche in Bezug auf die Förderrichtung stetig konstant ändert, werden entsprechend konstant ändernde Bewegungsbedingungen auch in den Amplituden, also Umkehrpunkten, erreicht. Durch zwischen den Amplituden geradlinigen Verlauf wird zwischen den Amplituden gleichbleibende Bewegungsbedingungen erreicht, welche eine konstante Querkraft erzeugen.

Weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Ofenrollen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche eine gerundete Außenfläche aufweist. Durch gerundete Außenflächen wird die Kontaktfläche zwischen Wellenring beziehungsweise Tragring und Unterseite des Guts gegenüber einer flachen Umfangsfläche verringert, was eine Reduzierung des Wärmeverlusts am Gut zur Folge hat, also der Wärmemenge die von dem Gut an den Tragring abgegeben wird.

Erfindungsgemäße Ofenrollen sind in weiteren Ausführungsformen dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement durch mehrere über den Umfang verteilte Streben oder als flächiges Plattenelement ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen Rollenschaft und Wellenring herzustellen.

Weitere erfindungsgemäße Ofenrollen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenring und das Stützelement einteilig als Wellenscheibe ausbildet sind. Durch eine einteilige Ausführung wird die Teilezahl und somit der Montageaufwand reduziert und gleichzeitig kann abhängig vom Fertigungsverfahren der Fertigungsaufwand verringert werden.

Ausführungsformen weiterer erfindungsgemäßer Ofenrollen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring aus mehreren miteinander verbundenen Wellenringen gebildet ist. Durch die Zusammenfassung mehrerer Wellenringe zu einem Tragring wird eine Nach- oder Umrüstung bestehenden Anlagen vereinfacht. Da bei entsprechender Gestaltung der Anschlussflächen und gegebenenfalls Stützelemente einfach vorhandene Tragringe von Standardofenrollen durch erfindungsgemäße Tragringe ersetzt werden können. Die Verbindung kann hierbei entweder derart erfolgen, dass die Umfangsflächen sich berühren beziehungsweise miteinander verbunden sind, wobei hier bevorzugt Umfangsflächen mit nicht ebenen Außenflächen aufweisen, damit die Kontaktfläche mit der Unterseite des Guts gering gehalten wird und die Querkraft an mehreren Stellen wirkt, um Zunder, Partikel und andere Anhaftungen zu entfernen. Die Verbindung kann aber auch derart erfolgen, dass die Verbindung über die Stützelemente erfolgt und die Umfangsflächen der einzelnen Wellenringe zueinander beabstandet sind, wodurch gegebenenfalls gelöster Zunder und Anhaftungen leichter und zuverlässiger abgeführt werden können, was die Gefahr von Einwalzungen weiter verringert.

Erfindungsgemäße Transportvorrichtungen für einen Ofen mit Ofenrollen sind dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ofenrolle gemäß einer der obigen Ausführungsformen ausgebildet ist. Weiteren Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass abgesehen von der zumindest einen Ofenrolle noch Standardofenrollen vorgesehen sind. Durch einen entsprechenden gleichen Durchmesser der Tragringe können erfindungsgemäße Ofenrollen parallel zu Standardofenrollen eingesetzt werden, was den Umrüstungsaufwand reduziert.

Transportvorrichtungen in weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass für die zumindest eine Ofenrolle eine separate Antriebseinheit vorgesehen ist, damit diese unabhängig von den weiteren Rollen antreibbar ist. Durch eine separate Antriebseinheit ist es möglich, dass diese Ofenrolle mit einer von den weiteren im Ofen verwendeten Rollen unterschiedlichen Geschwindigkeit gedreht wird. Die weiteren Rollen können hierbei als Standardrollen oder auch aus erfindungsgemäßen Rollen sowie Kombinationen ausgewählt sein. Die mittels der separaten Antriebseinheit angetriebenen Ofenrollen sind vorzugsweise im vorderen Bereich des Ofens beziehungsweise der Transportvorrichtung angeordnet.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erfindungsgemäße Ofenrolle durch die separate Antriebseinheit mit einer von den weiteren Rollen abweichenden Geschwindigkeit angetrieben wird. Aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit tritt zwischen der Ofenrolle und dem Gut eine Relativgeschwindigkeit auf. Derartige Relativgeschwindigkeiten führen zu einer deutlichen Erhöhung der auftretenden Querkraft, wodurch auf der Unterseite des Guts vorhandener Zunder und gegebenenfalls weitere Partikel entfernt werden. Somit werden effektiv Einwalzungen durch die nachfolgenden Rollen unabhängig von deren Bauart vermieden.

Weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ofenrolle gegenläufig zu den weiteren Rollen angetrieben wird. Hierdurch wird die Relativgeschwindigkeit und somit auf die auftretenden Querkräfte deutlich erhöht.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung in einem Rollenherdofen oder Tunnelofen. Auch die Verwendung in anderen Öfen im Durchlaufverfahren ist möglich. Insbesondere ist auch eine Verwendung erfindungsgemäß, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Transportvorrichtung zumindest zeitweise nach einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen (Brief Description of Drawings)

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ofenrolle und

Fig. 2 eine schematische Detailansicht der Ofenrolle gemäß Fig. I.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (Best Mode for Carrying out the Invention)

Fig. 1 zeigt eine schematische dargestellte Ofenrolle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Diese umfasst einen Rollenschaft (1) auf dem mehrere Tragringe (2) angeordnet sind, mit denen das zu fördernde Gut in Kontakt kommt. Im gezeigten Beispiel sind über die Breite der Ofenrolle fünf Tragringe (2) verteilt, wobei abhängig von den Erfordernissen und den räumlichen Gegebenheiten natürlich aus Ausführungen mit mehr oder weniger Tragringen (2) möglich sind. Auch sind Ausführungen denkbar, bei denen Tragringe (2) mit unterschiedlicher Bauart verwendet werden und beispielsweise erfindungsgemäße Tragringe (2) in Kombination mit Standard-Tragringen vorgesehen werden. Die Tragringe (2) sind vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei der Abstand entsprechend der Anzahl an Tragringen (2) beliebig eingestellt werden kann. Die Tragringe (2) weisen an Ihrem äußeren Umfang Wellenringe (3) auf, die um eine senkrecht auf dem Rollenschaft (1) stehende Ebene mäandern. Dargestellt sind Wellenringe (3), welche einen sinusförmigen Verlauf entlang des Umfangs aufweisen, wobei wie oben erläutert auch andere Verläufe möglich sind. Die Wellenringe (3) sind über Stützelemente (4) mit dem Rollenschaft (1) fest verbunden. Das Stützelement (4) bildet somit zusammen mit dem zumindest einen Wellenring (3) den Tragring (2) aus. Abweichend vom dargestellten Stützelement (4) als geschlossenes Scheiben beziehungsweise Ring sind auch Varianten mit Streben oder Speichen für das Stützelement (4) möglich. Die Antriebseinheit der Ofenrolle ist nicht dargestellt. In Fig. 2 ist eine vergrößert dargestellte Detailansicht des Tragrings (2), in Förderrichtung T gesehen, gezeigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Tragring (2) mit drei nebeneinanderliegenden Wellen ringen (3) versehen, die auf dem Stützelement (4) angebracht sind. Die Anzahl der Wellenringe (3) pro Tragring (2) kann beliebig in Abhängigkeit der Anforderungen und Gegebenheiten am Ofen gewählt werden. Dargestellt ist eine Variante, bei der sich die Wellenringe (3) eines Tragrings (2) berühren. Es ist allerdings auch möglich, diese beabstandet zueinander auf dem Stützelement (4) anzuordnen, der Abstand kann hierbei zwischen jedem einzelnen oder auch zwischen einzelnen Gruppen von Wellenringen (3) vorgesehen werden.

Der äußere Umfang der Wellenringe (3) weist im dargestellten Beispiel einen Radius auf, wodurch sich die Auflagefläche des Guts verkleinert, was die thermische Beeinflussung (Abkühlung) durch den Tragring (2) verringert und gleichzeitig Kanten, die eine Beschädigung des Guts erzeugen können, vermeidet.

Die Wellenringe (3) können hierbei separat hergestellt und anschließend vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Stützelement (4) verbunden werden.

Alternativ können die Wellenringe (3) auch einstückig mit dem Stützelement (4) hergestellt werden. Insbesondere bei Ausführungsformen, die nur einen Wellenring (3) pro Tragring (2) aufweisen, bietet sich eine einstückige Ausführung von Wellenring (3) und Stützelement (4) an, da durch Umformen von flachem Ausgangsmaterial im Stützelement (4) ein kontinuierlicher, fließender Übergang vom flachen, in einer Ebene senkrecht zum Rollenschaft (1) liegenden, Nabenbereich zum mäandernden Randbereich, der den Wellenring (3) trägt oder ausbildet, erreicht werden kann.

Die verschiedenen Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar und nicht nur auf die beschriebenen oder dargestellten Beispiele von Ausführungsformen beschränkt. Bezugszeichenliste

1 Rollenschaft

2 Tragring

3 Wellenring

4 Stützelement