Die Erfindung bezieht sich auf einen Ofen,- bei dem die Werkstücke während der Wärmebehandlung auf einer kreis- ringförmigen Bahn transportiert werden.

Derartige Wärmebehandlungsöfen sind als Drehherdδfen mit zylindrischem oder eckigem Ofenraura und rotierendem Boden bekannt. Die zu behandelnden Teile werden auf den sich langsam drehenden Ofenboden abgesetzt und wandern mit diesem durch die verschiedenen Beheizungszonen. Der sich langsam drehende Herdboden ist außerhalb ^' des Ofens gelagert und wird von einem ebenfalls außerhalb des Ofens angeordneten Antrieb gedreht. Im allgemeinen werden die Drehherdöfen taktweise betrieben und es kann immer nur dann eine neue Charge eingebracht werden, wenn vorher eine Charge entnommen wurde. Die neue Charge fährt dann vom Einlauf schrittweise durch die Aufheiz¬ zone, die Zone zur Konstanthaltung der gewünschten Temperatur und dann zur Entnahmeposition.

Diese Drehherdöfen haben sich zur Wärmebehandlung bewährt. Jedoch ist es nicht möglich, von der vorge¬ gebenen Taktzeit abzuweichen. Daher benötigen derartige Drehherdöfen immer eine bestimmte Zeit für den Durchlauf einer bestimmten Materialmenge, so daß durch den Dreh¬ herdofen die Taktzeit für die Wärmebehandlung bestimmt wird.

Außerdem ist es schwierig in Drehherdöfen die jeweilige Charge einer Gasbehandlung, z.B. Nitrieren zu unterwer¬ fen, da meist di« Verweilzeit in der Teraperaturhaltezone nicht ausreichend ist. Außerdem muß beachtet werden, daß der fertig behandelte heiße Rost in unmittelbarer Nachbarschaft des neu eingebrachten und kalten Rostes liegt, so daß an sich ein Leerplatz zwischen Entnahmepo¬ sition und Zuführposition vorgesehen werden muß. Dies ist keine ausreichende Lösung bei hochwertigen Wärmebe¬ handlungen. Bei Verwendung von .je einer Einlauf- und einer benachbarten Auslauftür kann durch Strahlrohre auf dem "Leemlatz" eine gewisse thermische Trennung erreicht werden. Auch eine Abschottung wäre möglich, sofern der Rost ohne Aufhauten vom Entnahπieplatz zum Beladeplatz gebracht wird. Bei großen Öfen ist innen (das Mittelteil) ein großer Totraum vorhanden, da eine Atmosphärentrennung zwischen "kalt" und "warm" nicht möglich ist. Man hat daher Durchstoßδfen eingesetzt, um derartige Gasbehandlungsprozesse kontinuierlich durch¬ führen zu können. Diese Durchstoßöfen haben jedoch die Nachteile, daß sie eine große Grundfläche, ein großes Ofenvolumen und eine hohe Energieleistung benötigen.

Durchstoßδfen benötigen Roste sowie Aufbauten (20 bis 0 % des Bruttogewichts ⁾ aus hitzebeständigen Werkstof- fen, die zu jeder Charge aufgeheizt und abgekühlt werden (Energieverbrauch). Dadurch hoher Verschleiß.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ofen mit einem besseren Nutzungswert als ein Durchstoßofen für Gasbehandlungs¬ prozesse zu schaffen. Bei gleichem Ofenvolumen ^" soll ein höherer Durchsatz erzielt werden und trotzdem soll die erforderliche Energie verringert werden.

Gemäß der Erfindung wird dies, ausgehend von einem Ofen mit einer kreisringförmigen Transportbahn, dadurch erreicht, da die kreisringförmige Transportbahn aus relativ zueinander vertikal und in Umfangsrichtung der Transportbahn bewegbaren Tragelementen besteht.

Diese können radial oder kreisförmig, angeordnet sein. Eine erste Gruppe von Stäben ist im Bereich eines inneren Um- fanges der Transportbahn und eine zweite Gruppe im Bereich eines äußeren Umfanges der Transportbahn derart befestigt, daß beide Gruppen relativ zueinander Hub- und Drehbewegungen ausführen können. Die Stäbe der beiden Gruppen sind in gegen¬ seitigem Winkelabstand angeordnet. Der Winkelabstand kann so groß sein, daß die Stäbe in eine gruppenweise ineinander¬ greifende bzw. verschachtelte Lage gebracht werden können. Bei radial angeordneten Stäben sind mehrere' zu gabelförmigen Elementen zusammengefaßt.

Ein besonders hoher Nutzungsgrad läßt sich erreichen, wenn die Tragelemente, d.h. die Stäbe bzw. die gabelförmigen Elemente in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind. Die Tragelemente können derart angeordnet sein, daß sie eine stetige oder eine nichtstetige Schraubenwendel bilden.

Es ist ohne weiteres möglich, daß der Teil der Stäbe, der im Bereich des inneren oder äußeren Umfanges in der Transportbahn befestigt ist, Hub- und Drehbewegungen ausführt. Es ist jedoch auch möglich, daß ein Teil der Stäbe Hubbewegungen und der andere Teil Drehbewegungen ausführt. Durch diese Hub- und Drehbewegungen werden die Werkstücke von einem Teil zum anderen entlang der

vorgesehenen Transportbahn weiterbefördert.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsfprm mit einem zusätzlichen Zwischenzylinder, der ebenfalls Stäbe besitzt. Die nach innen gerichteten Stäbe arbeiten mit den am Innenzylinder angeordneten Stäben zusammen, während die nach außen gerichtete mit den am Außenzy¬ linder nach innen gerichteten Stäben zusammen arbeiten. Führt der Zwischenzylinder Hub- und Drehbewegungen aus, so kann ohne weiteres im Inneren das Material oder die Gußstücke nach oben und in der äußeren Bahn nach unten transportiert werden. Die Stäbe sind bei einer der¬ artigen Ausführungsform nach Art einer Wendel angeord¬ net. Statt des Zwischenrotors können auch die Innen- und Außenzylinder Hub- und Drehbewegungen ausführen.

Da die Stäbe jeweils immer nur ein wärmezubehandelndes Teil tragen, können sie ohne weiteres aus Keramik hergestellt werden. Besondere Roste zur Aufnahme der einzelnen Chargen sind nicht erforderlich. Lediglich bei Schüttgut ist es zweckmäßig, das Schüttgut in kleinen Körben dem Ofen zuzuführen.

Der Chargenraum des Ofens kann durch Ventilatoren, die oben bzw. unten angeordnet sind, belüftet werden. Die Belüftung ist besonders dadurch vereinfacht, daß in dem inneren Zylinder entsprechende Luftaustrittsöffnungen vorgesehen sein können. Außerdem ist es möglich, die Wellen der Lüfter hohl auszuführen und durch den hohlen Innenraum Temperatursonden oder Sauerstoffsonden hin¬ durchzuführen.

Da der Chargenraum in den meisten Ausführungsformen durch den inneren und äußeren 2/linder abgegrenzt ist und der Chargenraum auch gegenüber der Außenluft abge¬ grenzt werden kann, ist ein derartiger Ofen für Behand-

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lungen in einer besonderen Oasatmosphäre geeignet ^{, β} e ^' i den Ausführungen ohne Innen- oder Außenrotor kann ein zusätzlicher Mantel ohne große Schwierigkeiten ange¬ bracht werden.

Die Figuren zeigen schematische Ausführungsbeispiele der

Erfindung.

Fig. 1 eine Ansicht von oben auf eine Transport¬ bahn mit radialen Stäben;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II -. II der Fig. 1;

Fig. 3 eine der Fig.1 ähnliche Anordnung mit radialen Stäben;

Fig. 4 einen Ofen gemäß der Erfindung im

Schnitt;

Fig. 5 ^' eine andere Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Ofens;

Fig. 6 eine andere Ausführungsform der radial verlaufenden Stäbe;

Fig. 7 einen Ofen gemäß der Erfindung mit einer doppelten Wendel;

Fig.8 u. ^Q die Anordnung von mehreren Öfen gemäß der

Erfindung hintereinander.

Fig. 10a, 10b einen Schnitt entlang der Linie X - X der

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Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Förderbahn. An einem

inneren Zylinder 1 sind als Tragelemente radial nach außen verlau _f ende mit Winkelabstand angeordnete Stäbe 2 befestigt ^, _A n einem äußeren Zylinder 3 sind ähnliche Stäbe 4 in ent¬ sprechender Anordnung befestigt, die jedoch ^, radial nach innen laufen. Auf diesen Stäben ruht ein gestrichelt an¬ gedeutetes Werkstück 5, das beispielsweise kreisförmige Gestalt haben soll. Sofern die Stäbe 2 und 4 relativ zu¬ einander eine Hub- und Drehbewegung ausführen, so kann dieses Werkstück 5 in Richtung des Pfeiles 6 weiterbewegt werden..Bei dieser Art der Wei erbewegung ändern sich dauernd die Auflagepunkte, so daß bei einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung nicht die Gefahr besteht, daß an den Auflagepunkten eine ungenügende Wärmebehandlung des Werk¬ stückes 5 erfolgt.

Aus dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt entlang der

Linie II - II der Fig. 1 ergibt sich die Anordnung der übereinander liegenden Förderbahnen. Die an dem inneren Zylinder 1 befestigten Stäbe 2 und die an dem äußeren Zylinder 3 befestigten Stäbe 4 tragen das Werkstück 5. ^' Wenn das Werkstück die Höhe H besitzt und die Stäbe die Höhe h, so muß der Abstand A zwischen dem Werkstück 5 und den darüberliegendeπ Stäben 2 bzw. 4 größer als die Höhe h sein, damit bei der Drehbewegung sich die ein¬ zelnen Teile nicht berühren.

Die Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt aus der

Transportbahn. An dem inneren Zylinder 1 sind als Tragelemente jedoch statt der Stäbe gabelförmige Ele¬ mente 7 angeordnet, die radial nach außen zeigen und an dem äußeren Zylinder 3 sind entsDrechende gabelförmige Elemente 8 befestigt, die radial nach innen zeigen. Die Funktionsweise ist die gleiche wie anhand von Fig, 1 beschrieben. Auch hier sind Werkstücke 5 gestrichelt dargestellt.

Während aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht, daß die

Transportbahn kreisrinκförmig ist, ist der horizontale Querschnitt des Ofens aus diesen Figuren nicht zu entnehmen. Ein kreisförmiger Querschnitt des Ofens, der der kreisringförmigen Transportbahn angepaßt ist, würde Wärmeverluste klein halten, jedoch ist. die Herstellung meist schwierig. Man wird daher bei der Herstellung des Ofens eine sechseckige Form oder achteckige Form einer viereckigen Form, die auch möglich ist, vorziehen.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Ofen gemäß der Erfindung. An dem inneren Zvlinder 1 sind wiederum radial nach außen verlaufende Stäbe 2 angeordnet. An dem äußeren Zylinder 3 sind entsprechend die radial nach innen verlaufenden Stäbe 4 befestigt. Auf diesen Stäben befinden sich Werkstücke 5. Mittels der Brenner 9 wird der Ofen aufgeheizt. Durch den äußeren Zylinder 3 kann der Verbrennungsraum 10 gegenüber dem Wärmebehandlungs¬ raum 11 abgetrennt sein, so daß die Brenngase keinen Einfluß auf die Atmosphäre des Wärmebehandlungsraumes 11 haben können. Der innere Zylinder 1 besitzt Öffnungen '2 zur Belüftung bzw. zur Zuführung bestimmter Gase in den Behandlungsraum.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Hub- und Drehbewegungen von einem unterhalb des inneren Zylinders 1 angeordneten Motor 12 erzeugt und auf den inneren Zylinder 1 übertragen. In der oberen Befesti¬ gungsanordnung ist ein Hohlrohr 13 vorgesehen, um die Temperatur und den Sauerstoff messen zu können und um bestimmte Gase zuzuführen. Die Beschickung des Ofen erfolgt in hier nicht dargestellter Weise von oben und die Werkstücke 5 werden auf der Wendel nach unten bewegt. Dort werden sie von einer Aufnahmestange 14 übernommen und dem Transportrohr 15 zugeführt, das eine hier nicht dargestellte TransDortvorrichtung zum Weiter¬ transport der behandelten Werkstücke ins Ölbad oder in

den nächsten Ofen enthält. Die Wendel kann auch bis unten weitergeführt werden, so daß die Werkstücke direkt von der letzten Wendel dem Transportrohr 15 übergeben werden können.

Verwendet man den in Fig. 4 dargestellten Ofen für eine

Vergleichsrechnung mit einem Durchstoßofen und setzt man voraus, daß für die Charge ein Volumen von ca. 2 ra3 vorhanden sein soll, so erhält man bei gleicher Ofenbau- weise für einen Durchstoßofen ein Gesamtvolumen von 30 m3 und für einen Ofen entsprechend Fig. 4 ein Gesamtvolumen von 10 m3. Hieraus ergibt sich, daß zur Erreichung eines gleichen Chargenvolumens nur noch der dritte Teil des Ofenvolumens erforderlich ist, so daß die für die Erstellung des Ofens erforderliche Stein¬ menge auch auf den dritten Teil sinkt. Gleichzeitig verringert sich die erforderliche Grundfläche auf etwa die Hälfte und der Energiebedarf für den leeren Ofen, der sogenannte Leerwert, sinkt von ca. 120 kW beim Durchstoßofen auf etwa 40 kW bei einem Ofen gemäß Fig. 4, also auf den dritten Teil.

Fig. 5 zeigt eine von dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel abweichende Anordnung des erfin- dungsgemäßen Ofens. Bei dieser Ausführüngsform befindet sich der Antriebsmotor 12 zur Erzeugung der Hub- und Drehbewegungen ebenfalls unterhalb des Ofens. Dieser Ofen besitzt jedoch zwei verschiedene Heizzonen und zwar eine Aufheizzone 16 und eine Haltezone 17. Entsprechend diesen verschiedenen Aufgaben der Bereiche längs des

Ofens ist auch die Belüftung des Wärmebehandlungsraumes verschieden. Der im Bereich der Haltezone 17 liegende Wärmebehandlungsraum 18 wird von unten durch eine Hohlwelle mit einer entsprechenden Gasatmosphäre ver- sorgt, die durch die Öffnungen 22 in den Wärmebehand¬ lungsraum 18 und durch die Öffnung 23 wieder in das

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Innere des inneren Zylinders 1 zurückkehrt. Die Belüf¬ tung des im Bereich der Heizzone liegenden Wärmebehand¬ lungsraumes 19 ist ebenfalls dargestellt, da sie in ähnliche Weise erfolgt. Die Atmosphäre in dieser Auf- heizzone besitzt jedoch meist eine andere Zusammen¬ setzung als in der Haltezone bzw. der eigentlichen Wärmebehandlungszone.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele. Statt einer durchgehenden Zylinderwand sind hier einzelne Tragsäulen 20 und 21 vorgesehen, wobei die Tragsäule 21 sich auf einen inneren Radius und die Tragsäulen 20 auf einem äußeren Radius befinden. Die Trägsäulen haben sechseck- fδrmigen Querschnitt und können aus Hohl- oder Vollüro- filen hergestellt sein. Die gabelförmigen Elemente 24 werden auf diese Tragrohre aufgesteckt und wenn der Bereich, auf dem die Tragrohre 21 angeordnet sind, Hub- und Drehbewegungen wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ausführt, so wird auch hier das zu behandelnde Werkstück weiter transportiert. Diese Ausführungsform eignet sich besonders gut für die Verwendung von kera¬ mischen Gabeln. Falls es erforderlich ist, kann eine zusätzliche Trennwand zwischen dem W3rmebehandlungsraum und dem Verbrennungsraum bzw. dem innenliegenden Raum, der zur Luftführung verwendet werden kann, vorgesehen sein. Es können auch Tragelemente mit einer anderen Querschnittsform verwendet werden. Bei der Verwendung von Profilen mit kreisförmigem Querschnitt müssen jedoch entweder Nuten oder Rippen vorgesehen sein, die die gabelförmigen Elemente arretieren und eine Drehbewegung um die Tragsäule verhindern.

In Fig. 7 ist ein Ofen gemäß der Erfindung mit einer Doppelwendel dargestellt. An einem inneren Zvl inder 25 sind ähnlich wie bei den Figuren 1 und 3 radial nach

außen verlaufende Stäbe 2Q befestigt. An dem äußern Zylinder 28 sind radial nach innen verlaufende Stäbe 32 angeordnet. Zwischen beiden Zylindern befindet sich ein Zwischenzylinder 27 mit radial nach innen verlaufenden Stäben 30 und radial nach außen verlaufenden Stäben 31. Die Werkteile 33 und 3 ¹ » befinden sich auf den Stäben 30 bzw. 31. Dieser Zwischenzylinder 27 führt eine Drehbewe¬ gung um den gemeinsamen Drehpunkt und ebenfalls eine Hubbewegung aus. Am Ende dieser Bewegung setzt er die Werkstücke 33 auf den Stäben 29 und die Werkstücke 4 auf den Stäben 32 ab. Bei diesem Ofen werden die Werk¬ stücke der äußeren Wendel an ihrem unteren Ende zugeführt und am unteren Ende der inneren Wendel entnommen. Am oberen Ende der beiden Wendel muß dafür gesorgt werden daß die Werkstücke 35 in die Position 36 gebracht werden und hier von der inneren Wendel erfaßt werden. Die Beschickung dieses Ofens kann auch in anderer Weise erfolgen. Es kann die innere Wendel beschickt werden und die Werkstücke werden an der äußeren entnommen. Die Beschickung kann von oben oder wie dargestellt von unten erfolgen. Der erste Teil des Weges, den das Werkstück durchläuft, dient im allgemeinen zum Aufheizen. Der übrige Teil, beispiels¬ weise bei dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel die innere Wendel, wird zum Halten der Temperatur verwendet.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Verwendung mehrerer Öfen gemäß der Erfindung in einer Anlage. Der Ofen 42 dient zum Aufheizen, der Ofen 41 zum Konstanthalten der Temperatur und in dem Ofen 40 kann die Temperatur abnehmen. In dem Bad 47 können die Werkstücke gehärtet werden. Der Ofen 42 wird entsprechend dem Pfeil 43 beschickt und die am unteren Ende der Wendel austreten¬ den Werkstücke werden über einen Kanal 44 dem Ofen 41 zugeführt. In diesem Ofen werden die Werkstücke nach, oben transportiert und über den Kanal 45 dem Ofen 40

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zugeführt. Nach Durchlaufen dieses Ofens verlassen die

Werkstücke den Ofen 40 entsprechend dem Pfeil 46 und werden dem Härtebad 47 zugeleitet.

Die Figuren 10a und 10b zeigen einen Schnitt entlang der Linie X - X in Fig. 3. In Fig. 10a ist zu erkennen, daß auf der abgewickelten Wand 1 des inneren Zylinders die gabelförmigen Elemente 7 befestigt sind. Die Befesti¬ gungsteile 51, die man auch als Flansche bezeichnen kann, tragen auf der nicht der Wand zugeordneten Seite die stahlförmig ausgebildeten Tragelemente 7. Von diesen Tragelementen 7 und den an dem äußeren Zylinder 3 befestigten Tragelementen 8 werden die Werkstücke 5 weiterbefördert. Bei einer derartigen Transportbewegung führt der Innenzylinder mit den an ihm befestigten Tragelementen eine Hub- und Drehbewegung aus, während der Außenzylinder .3 nicht bewegt wird.

Diese Hub- und Drehbewegung und der gleichzeitige Transport der Werkstücke 5 sei anhand der Fig.- 10b erläutert. Bei Beginn der Hub- Drehbewegung befinden sich alle Tragelemente in der dargestellten Ruhelage. Die mit dem Innenzylinder verbundenen Tragelemente 7 sind bei dem linken oberen Teil mit den a bis d bezeich¬ net. Jeweils die Bewegung der unteren Begrenzung sei nachfolgend beschrieben. Im Zeitpunkt null befinden sich die. Elemente in der durch den Punkt dargestellten Ruhelage aO und dO, während sich das Werkstück 5 links oben auf den Tragelementen 7 und 8 abstützt und der linke obere Punkt, der mit m und der rechte obere Punkt, der mit n bezeichnet werden soll, sich in den Ruhelage O und nO befinden. Bei der folgenden Hubbewegung werden alle Werkstücke gehoben bzw. bei der Drehbewegung gedreht, während nachfolgend nur auf die Bewegung des linken oberen Werkstücks eingegangen werden soll. Nach Beginn der Hubbewegung befinden sich die unteren Begren-

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zungen der Tragelemente in den Punkten al und d1, während sich die oberen Ecken des Werkstückes 5 sich in den Punkten m1 und n1 befinden. Bei der folgenden Drehbewegung schwenken die Stäbe a bis d nach rechts und nehmen das Werkstück 5 gleichzeitig mit. Die Drehbewe¬ gung endet, wenn sich die unteren Begrenzungen der Stäbe a bis d in den Punkten a2 und d2 bzw. die oberen Punkte des Werkstückes an den Stellen m2 und n2 befinden. Bei der folgenden Absenkung der Tragelemente 7 werden die Werkstücke 5 von den Tragelementen 8, die mit dem äußeren Zylinder verbunden sind, übernommen, sobald die Tragelemente 7 die Punkte a3 und d3 erreichen. Gleich¬ zeitig befinden sich sich die oberen Ecken des Werkstückes 5 in den Punkten m3 und n3. DieTragelemente 7 senken sich weiter, bis sie die Punkte a4 und d4 erreicht haben. Jetzt eine Drehbewegung ein, die die Stäbe nach links verschwenkt, bis sie die Punkte a5 und d5 erreicht haben. Die Schwenkbewegung endet jetzt und es erfolgt wieder eine Hubbewegung und der Zyklus beginnt wieder von vorne, sobald die Stäbe die Punkte aO und dO erreicht haben. Während dieser Zeit, d.h. vom Verlassen der Punkte a3 und d3 bis zum Erreichen der Punkte aO, dO wird das Werkstück 5 unverändert von den Tragelementen 8 getragen. Die obere Eckpunkte sind also für die Zeitpunkte ra3, m4, m5 und pO bzw. n3, n4, n5 und qO identisch. Bei der nun folgenden Hubbewegung wird das mittlere Werkstück nur bis zu dem Punkt p1 und q1 gehoben, da es jetzt in die rechts tiefer liegende Position weitertransportiert wird.

Die Fig. 10a und 10b zeigen eine treppenfδrmige Anord¬ nung der Tragelemente. Statt einer derartigen Anordnun können natürlich auch die Stäbe stetig angeordnet sein. Bei der Verwendung von gabelförmigen Bauelementen bietet es sich jedoch an, diese derartig anzuordnen, daß eine treppenförmige Anordnung entsteht.

Die in den Fig. 1 bis 9 dargestellten Öfen zeigen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Beispielsweise ist es ohne weiteres möglich, für den Transport von oben nach unten Rollen vorzusehen, auf denen die Chargen durch ihr Eigengewicht sich nach unten bewegen können. Besondere Stäbe müssen nicht vorgesehen sein.

Statt der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Kanäle am jeweiligen Eintritt und Austritt des Ofens anzuordnen, können diese auch bei einem Ofen entsprechnd Fig. 5 von der Heizzone 16 oder von der Temperaturhaltezone 17 ausgehen. Es können dann verschiedene Erwärmungskurven oder Temperaturerhaltungskurven erreicht werden.

Um einen größeren Durchsatz zu erreichen, können bei dem in Fig. 7 dargestellten Ofen mit zwei Wendeln diese derart angeordnet sein, daß die Transportrichtung in beiden Wendeln gleichsinnig erfolgt, d.h. nach oben oder in beiden nach unten..

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