VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM AUFHEIZEN VON STAHLBAUTEILEN IN EINEM DURCHLAUFOFEN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen von Stahlbauteilen sowie eine Vorrichtung hierfür.

Es ist bekannt, Stahlbauteile auf die sogenannte Austenitisie- rungstemperatur aufzuheizen und anschließend durch schrecken zu härten. Für die Aufheizung auf die Austenitisierungstempe- ratur sind sogenannte Härte-öfen bekannt, in die die Bauteile eingelegt und entsprechend aufgeheizt und anschließend entnommen werden.

Seit Anfang der 90er Jahre werden nicht nur Maschinenteile aus Stahl, wie z. B. Wellen oder Lager gehärtet, sondern auch Karosserieteile. Diese Verfahrensweise wird auch presshärtende Stähle (PHS) genannt. Bei dieser Technologie wird zur Erzielung von Karosserieteilen hoher Festigkeit eine Stahlplatine auf die Austenitisierungstemperatur aufgeheizt und anschließend in einem Formwerkzeug umgeformt und dabei gleichzeitig schnell abgekühlt, so dass der bekannte Härteeffekt eintritt. Durch diese Härtungsverfahren erhöht sich die Festigkeit des Karosseriewerkstoffs bis auf z. B. 1.500 MPa. Durch diese höchstmögliche Festigkeit des Werkstoffes ist es möglich geworden, bei gleichbleibendem Gewicht der Karosserie die Unfallsicherheit moderner Fahrzeuge deutlich zu erhöhen.

Bislang wurden zum Aufheizen derartiger Stahlplatinen Durchlauföfen und insbesondere Rollenöfen verwendet in denen die Platinen oder vorgeformte Teile aufgeheizt wurden. Da bei diesen Temperaturen bereits eine erhebliche Oxidation an der O- berfläche der Bauteile (Verzunderung) eintritt, werden derartige Härte- oder Aufheizöfen üblicherweise mit Schutzgas betrieben.

Es ist zudem bekannt, Platinen oder vorgeformte Bauteile mit einer Beschichtung aus Aluminium oder einer Legierung die in etwa je zur Hälfte aus Aluminium oder Zink besteht auszubilden. Bei derartigen Beschichtungen kann unter Umständen die Schutzgasatmosphäre entfallen.

Zur Aufheizung von Karosserieteilen werden derzeit Durchlauföfen wie Rollenöfen aber auch Dreherdöfen verwendet, in denen die Bauteile längere Zeit verbleiben. Anschließend werden die Karosserieteile zu Pressen transportiert und dort in die gewünschte Form gebracht.

Die existierenden öfen haben den Nachteil, dass das Transportsystem im Inneren des Ofens angebracht ist und deswegen sehr störungsanfällig ist. Die Wartung des Transportsystems kann nur geschehen, wenn der Ofen abgekühlt ist. Hinzu kommt, dass die Position der Karosserieteile nicht festliegt und es während des Transports durch den Ofen zu Positionsverschiebungen der Teile kommt, so dass die Teile beim Verlassen des Ofens zunächst neu positioniert werden müssen, um abschließend abgenommen und zur Presse transportiert werden zu können. Hierbei ist von Nachteil, dass die Teile, die nicht ordentlich und sauber positioniert sind, während der Nachpositionierung rasch abkühlen. Um diese Wärmeverluste auszugleichen werden die Bauteile im Ofen von vornherein auf Temperaturen erwärmt, die deutlich über denen liegen, die für das Presshärten notwendig

wären. Die für das Presshärten notwendige Temperatur liegt üblicherweise bei 93O ⁰ C.

Dadurch, dass alle Teile auf höhere Temperaturen erwärmt werden als notwendig, aber nur ein Teil der Teile nachpositioniert werden muss, gelangen Teile unterschiedlicher Temperaturen in die Umformwerkzeuge. Unterschiedliche Temperaturen bedeuten aber auch, dass die erzielten Härten nicht einheitlich sind und hier Schwankungen vorliegen. Zudem bedeutet dies, dass Bauteile unterschiedlicher Ausgangstemperaturen ggf. auch unterschiedliche Endtemperaturen haben, so dass es auch zu einem Verzug kommen kann.

Zudem ist bei den herkömmlichen öfen von Nachteil, dass Produktträger eingesetzt werden, die mehr als 60 kg wiegen. Dieser Träger laufen nach dem Erwärmen des Karosserieteils aus dem Ofen und werden außerhalb des Ofens zum Eingang zurücktransportiert, wo dann wieder ein neues Teil auf diese Träger gelegt werden kann. Beim Aus-, Rück- und Einlauf verliert der Träger bis zu 200°C. Dieser Wärmeverlust muss im Ofen wieder ausgeglichen werden, d. h. der Ofen muss nicht nur die Karosserieteile, sondern auch die Träger miterhitzen, was zusätzliche Energie kostet.

Ein weitere Nachteil bei bekannten Rollenherdöfen ist, dass Rollenherdöfen in ihrer Breite begrenzt sind. Da die Rollen aus Keramik oder wärmebeständigen Stahl ausgebildet sind, kommt es aufgrund des Wärmeeinflusses bei einer zu großen Breite des Ofens zu Durchbiegungen die im vorliegenden Fall nicht toleriert werden können. Außerdem führt dies zu Lastwechselschäden an den Rollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen mit dem Stahlbauteile und insbesondere einer Presshärtung zu un-

terziehende Stahlblechbauteile schnell, effektiv und kostengünstig aufgeheizt werden können, die Produktqualität ver- gleichmäßigt wird und Energie gespart wird.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Unteransprüchen gekennzeichnet .

Es ist eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, in einem Härtungsoffen eine erste Transporteinrichtung vorzusehen, welche durch definierte Aufnahmen, die den Ofen vom Eingang zum Ausgang durchlaufen, die Teile absolut lagegenau und positionsgenau durch den Ofen transportiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zudem vor, die Teile am Ofenauslauf an eine zweite Transporteinrichtung zu übergeben, welche die Teile von der ersten Transporteinrichtung lagegenau übernimmt und mit hoher Geschwindigkeit aus dem Ofen lage- bzw. positionsgenau herausführt und an einer übergabestation einer entsprechenden übernahmeeinrichtung für das Einlegen in eine Presse bzw. ein Formwerkzeug zum Presshärten übergibt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine dritte Transporteinrichtung vorhanden, welche die Bauteile mit sehr hoher Geschwindigkeit im Ofeneingangsbereich von außen in den Ofen einführt und lagegenau auf die erste Transporteinrichtung bzw. Aufnahme der ersten Transporteinrichtung übergibt.

Das Verfahren sieht zudem vor, dass die zweite und/oder dritte Transporteinrichtung die zu härtenden Teile durch je eine O- feneingangs- und Ofenausgangsschleuse führt, die lediglich für den Moment des Durchtritts des Teiles geöffnet und anschließend sofort geschlossen wird. Durch die hohe Geschwindigkeit der Zuführung oder Ausführung in bzw. aus dem Ofen sind die Schleusen nur für eine sehr kurze Zeitspanne geöffnet, so dass der Energieverlust gering ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiter vor, dass die zu härtenden Bauteile, beispielsweise Platinen oder vorgeformte oder bereits endgeformte Bauteil, auf für das jeweilige Teil spezifischen Träger aufgebracht werden und mit den Transporteinrichtungen transportiert werden. Die Träger sind jedoch nur teilbereichsweise im eigentlichen Ofen geführt, der größte Teil ist außerhalb des Ofens geführt, wobei für den lagegenauen Transport durch den Ofen entsprechende korrespondierende Aufnahmemittel vorhanden sind, in die die Aufnahmemittel der ersten Transporteinrichtung, der zweiten Transporteinrichtung und ggf. der dritten Transporteinrichtung eingreifen können. Der Eingriff bzw. die Kopplung der Träger mit den Transporteinrichtungen erfolgt außerhalb des Ofens. Ebenso die Führung der Träger.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist von Vorteil, dass durch ggf. hohe Einlauf- und Auslaufgeschwindigkeiten aus dem Ofen und den lagegenauen Transport der Teile, die Teile weniger Wärme verlieren und deshalb nicht so hoch erhitzt werden müssen wie im Stand der Technik. Durch den lagegenauen Transport und dem geringen Wärmeverlust haben alle Teile im Pressverfahren annähernd auch gleich Temperaturen wodurch homogene Materialeigenschaften über die gesamte Fertigung erzielt werden.

Dadurch, dass die Träger nur zu einem kleinen Teil aufgewärmt werden und zudem Schleusen vorgesehen sind und die Wärme, die aus dem Ofen als Verlustwärme austritt gering gehalten werden. Hierdurch kann das Verfahren energieoptimiert durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein Ofen, der einen Ofenraum besitzt. Im Ofenraumboden ist zumindestens ein längsverlaufender Schlitz angeordnet, wobei unterhalb des Ofenbodens ein Transportraum bzw. Transportbereich angeordnet ist. Im Transportbereich ist unterhalb des Ofenraumes zumindest eine Transportkette oder ein Transportriemen angeordnet, die sich unterhalb des Schlitzes derart befindet, dass das Obertrum der Kette sich entlang des Schlitzes bewegt und der Untertrum der Kette zurückläuft.

Um aus dem Schlitz austretende Wärme, insbesondere durch Kon- vektion und Strahlung bzw. das Eintreten von Luft zu vermeiden besitzt der Schlitz vorzugsweise eine Abdichtung. Die Abdichtung kann im einfachsten Fall aus bürstenartigen Leisten bestehen, die mit engstehenden Fasern aus einem wärmebeständigen Kunststoff wie PTFE und/oder Metallfasern und/oder Glasfasern und/oder Keramikfasern von einem den Schlitz begrenzenden Rand in den Schlitz hineinragen. Bei einer weiteren Vorteilhaften Ausführungsform wird der Schlitz 42 von beiden den Schlitz begrenzenden Flächen her mit Teflonlippen abgedichtet, die vorzugsweise einen überlappungsbereich aufweisen. Darüber hinaus ist es möglich, entlang des Schlitzes eine Vielzahl von Metalllamellen vorzusehen, die parallel zur Bodenwandung des O- fens und senkrecht zum Schlitz federbelastet über den Schlitz geschwenkt sind. Sowohl die Bürstenfasern als auch die Kunststofflippen als auch die federbelasteten Metalllamellen werden von einer Tragsäule des sich fortbewegenden Trägers zur Seite

gedrückt bzw. verschwenkt und gelangen nach dem Durchtreten der Tragsäule wieder in den Bereich des Schlitzes, so dass eine zuverlässige Abschotten gegen Wärme und/oder Falschluft erzielt wird. Die Abschottung kann auch durch eine Luftvorhang erfolgen.

Die Umlenksterne oder Umlenkrollen der Kette sind im Bereich eines Ofenanfangs bzw. eines Schleusenbereichs angeordnet. Auf der Kette sind in regelmäßigen Abständen Dornen oder Vorsprünge vorgesehen. Im Bereich der Umlenksterne oder Umlenkrollen der Kette oder der Ketten, wenn mehrere Ketten nebeneinander angeordnet sind, sind zum Ofeneingang hin bzw. zum Ofenausgang hin mit der Bewegungsrichtung der Kette fluchtende Linearantriebe angeordnet. Die Linearantriebe verfügen über je einen Aufnehmer der in gleicher Weise wie die Kette über einen Dorn bzw. einen Vorsprung verfügt. Dieser Dorn bzw. Vorsprung ist ebenfalls zum Ofenboden hin bzw. nach oben weisend ausgebildet, wobei der Dorn bzw. der Vorsprung des Linearantriebes jedoch aus- und einfahrbar vorgesehen ist.

Beispielsweise ist der Dorn pneumatisch oder hydraulisch betätigbar. Für den Transport der Teile sind Träger vorgesehen, welche beispielsweise flachplattenartig ausgebildet sind. Unterseitig weisen diese flachplattenartigen Träger zumindest eine Ausnehmung auf, die einen Dorn des Linearantriebes und/oder der Förderkette eingreifen kann. Die Träger sind seitlich in u-Profilen oder in entsprechenden Gleitschienen oder ähnlichem geführt, so dass sie entlang dieser Gleitschienen oder u-Profile mittels der in ihrer Unterseite eingreifenden Dornen entlanggeschoben werden. Mit einem sich nach oben von der Kette und von der Platte weg erstreckenden Tragearm durchgreifen diese Träger die Schlitze des Ofens, wobei an einem freien, in den Ofen hineinragenden Ende des Tragarms ein Aufnehmer für ein zu härtendes Teil lösbar befestigt angeord-

net ist. Der Aufnehmer für das Teil kann je nach Teileform ausgewechselt werden und besitzt beispielsweise eine flächige Kontur auf der das Teil aufliegt, kann jedoch auch bei Teilen in die bereits ein Lochbild eingebracht ist lediglich über verzweigte Tragarme verfügen, die in die jeweiligen Löcher von unten eingreifen und so eine gute Erhitzung des Bauteils zulassen. Der Ofen bzw. der Aufnehmer und die Tragsäule sind so bemessen, dass das zu erhitzende Bauteil zu allen Ofenwänden einen Mindestabstand von 200 mm hat. Vorzugsweise ist die Bodenwandung des Ofens dicker ausgebildet als die anderen Wandungen um die Wärmeverluste aus dem Schlitz durch Strahlung und Konvektion klein zu halten. Bei einer Wandungsdicke im O- fen von beispielsweise 200 mm besitzt der Boden eine Dicke von 300 mm.

Beispielsweise besitzt das plattenartige Bauteil des Trägers unterseitig drei Ausnehmungen für die Dornen bzw. Vorsprünge die in Förderrichtung hintereinander angeordnet sind. Um einen derartigen Träger in einen entsprechenden Ofen einzuführen, wird der Träger vollautomatisch auf einen ersten Dorn eines Linearantriebes aufgesetzt der den Träger in den Ofen schieben soll. Der Linearantrieb ist derart gesteuert, dass er zu einem bestimmten Zeitpunkt dem Träger bzw. die Platte in den u- Profilen bzw. Gleitschienen auf eine Ofeneingangsschleuse zuschiebt, die beispielsweise aus an sich bekannter Weise zwei hintereinander angeordneten Toren besteht.

Passiert der Träger einen bestimmten Bereich des Ofens bzw. Ofeneingangs, wobei dieser Bereich beispielsweise mit in den Gleitschienen angeordneten Sensoren festgestellt wird, öffnet das erste Ofentor und schließt nach dem Passieren dieses Bereichs. Der Träger wird nun durch die Zwischenschleuse geführt bis er einen weiteren Bereich durchschreitet, der zu einer öffnung der inneren Schleuse führt.

Diese Schleuse öffnet dann ebenfalls und der Linearantrieb schiebt den Träger auch durch diesen Bereich. Die Kaltsteuerung erfolgt dabei derart, dass der Träger im Bereich eines ersten Umlenksterns oder einer ersten Umlenkrolle der Förderkette positioniert wird, wenn ein entsprechender Dorn bzw. Vorsprung der Förderkette um den Förderstern herum nach oben geführt wird.

Dieser Dorn bzw. Vorsprung greift dann in die mittlere Ausnehmung ein, wobei während dieser Zeit bereits der Linearantrieb seinen Vorsprung abgesenkt hat und zurück in seine Ausgangsposition verfahren wird und dort den nächsten Träger aufnimmt und fördert. Der Träger wird dann entlang der Gleitschienen bzw. u-Profile seitlich geführt durch den Ofen gefahren, wobei er von dem Vorsprung der Förderkette geschoben wird.

Am Ende der Förderkette gelangt der Fördervorsprung der Förderkette aus der Ausnehmung im Träger, wobei zeitgesteuert und möglichst zeitgleich ein Dorn in die dritte in Förderrichtung vordere Ausnehmung der Platte eingreift und des damit verbundenen Linearantriebs den Träger aus dem Ofen zieht. Hierbei wird der Träger nach wie vor in u-Profilen bzw. seitlichen Führungsschienen geführt, wobei in gleicher Weise eine Steuerung der Ofenschleuse am Ausgang des Ofens erfolgt, wie beim Eingang.

Selbstverständlich können auch Ofenschleusen mit nur einem einzigen Tor verwendet werden. Die Linearantriebe am Anfang und am Ende des Ofens sind in der Lage die Träger und die darauf liegenden Teile sehr stark zu beschleunigen und mit sehr hoher Geschwindigkeit aus dem Ofen zu führen.

Dadurch, dass die Träger lager- und positionsgenau in den u- Profilen bzw. Gleitschienen geführt werden und zudem der Förderdorn bzw. Vorsprung der Linearantriebe aber auch der Förderkette die Durchlaufposition genau bestimmt, gelangen der Träger und die Teile positionsgenaue aus dem Ofen. Sobald die Teile bzw. die Träger aus dem Ofen herausgelangt sind, können die Teile abgenommen und in eine Presse geführt werden. Die Träger werden der entsprechenden Führungsschiene entnommen und automatisiert unter oder über dem Ofen zum Ofeneingang zurückgeführt und dort wieder in die Schienen eingesetzt und mit dem Linearantrieb gefördert.

Anstelle einer Förderkette können auch zwei parallel zueinander verlaufende Förderketten mit synchronem Antrieb verwendet werden. Hierbei ist von Vorteil, dass die jeweiligen Linearantriebe zwischen die Ketten fahren können um den Träger zu ü- bergeben oder zu übernehmen. Die Eingriffsmittel wie z. B. Nocken laufen parallel zueinander auf je einer Kette, so dass zwei Eingriffsmittel vorhanden sind die beidseitig eines Mittenbereichs am Träger bzw. korrespondierenden Eingriffsmitteln angreifen. Die Linearantriebe greifen mit ihren Eingriffsmitteln in vorzugsweise ein einziges Eingriffsmittel im Quermittelbereich des Trägers zwischen den Eingriffsmitteln für die Kettennocken ein.

Zwar wird auch bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung die Träger dem Ofen entnommen und am Ofeneingang wieder in den O- fen eingeführt, jedoch wird bei dem erfindungsgemäßen Transportsystem nur ein Bruchteil des Trägers überhaupt erwärmt, so dass der Wärmeverlust erheblich geringer ist als im Stand der Technik.

Die Erfindung wurde für eine Förderkette, einen Schlitz und ein einziges oben aufliegendes Teil erläutert. Gleichwohl ist

es auch möglich zwei oder mehrere Förderketten parallel unter dem Ofen laufen zu lassen und für jede Förderkette einen Schlitz vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, eine entsprechende vervielfachte Anzahl von Teilen durch den Ofen zu fördern und anschließend zu pressen. Auf der anderen Seite ist es auch möglich die Förderketten und die Linearantriebe bezüglich ihrer Bewegung zu synchronisieren und beispielsweise einzelne große Teile auf zwei oder mehr Trägern aufzulegen und durch den Ofen zu führen.

Neben dem beschriebenen Fördersystem sind selbstverständlich auch andere Fördersysteme denkbar. So kann die Förderkette unter dem Träger auch an seitlichen Bereichen des Trägers benachbart zu den Förder- bzw. Gleitschienen bzw. u-Profilen in entsprechenden Ausnehmungen angreifen. Hierzu besitzt der Träger beispielsweise längsmittig nur eine Ausnehmung für die beiden Linearantriebe. Zusätzlich kann bei dieser Ausführungsform statt einer Kette mit zwei quer zur Förderrichtung parallel angeordneten Vorsprüngen bzw. Dornen auch zwei Förderketten verwendet werden, deren Bewegung synchronisiert sind, so dass der Linearantrieb in den Bereich zwischen die beiden Fördersterne bzw. Umlenkrollen fördern kann, um eine sichere ü- bergabe zu gewährleisten.

Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die plattenartige Bauteile der Träger seitlich über die u-Profile hinausstehende Vorsprünge besitzt in die die Dornen bzw. Vorsprünge der Kette kämmend eingreifen. Hierfür sind die Führungsschienen im Seitenbereich der plattenartigen Bauteile dann entweder als u- Profile mit offenem Boden oder lediglich als I-förmige Auflageschiene ausgebildet, die mit einer hochstehenden Kante die seitliche Führung der platten sicherstellt, die Platten jedoch nicht nach oben übergreift.

Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Dornen der Förderkette die die plattenartigen Bauteile unter dem Ofen bewegen nicht hinter seitliche Vorsprünge hintergreifen oder in unterseitige Ausnehmungen eingreifen, sondern lediglich hinter der hinteren Querkante einer Platte hochkommen, an der hinteren Querkante angreifen und so die Platte durch den Ofen schieben. Sollte aus wartungstechnischen Gründen eine Rückförderung der Platten notwendig sein, ist dies ebenfalls kein Problem, weil die Dornen einer zurücklaufenden Kette dann entsprechend an der vorderen Querkante angreifen.

Im übrigen ist es für die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich wesentlich, dass die Träger mit einem Linearantrieb und relativ hoher Geschwindigkeit positionsgenau in den Ofen gefördert werden, mit einer entsprechenden Transporteinrichtung positionsgenau durch den Ofen befördert werden und am Ende des Ofens mit einem Linearantrieb mit hoher Geschwindigkeit positionsgenau aus dem Ofen gefördert werden und positionsgenau an einer übergabestation angeordnet werden. Ferner ist die gesamte Transportvorrichtung im unkritischen Temperaturbereich angeordnet .

Zudem ist es bei der Erfindung von Vorteil, wenn das Transportsystem nicht innerhalb des Ofens sondern unterhalb eines Ofenbodens angeordnet ist, so dass nur kleiner, die Bauteile aufnehmenden Träger durch einen bodenseitigen Schlitz in den Ofen ragt, der Rest des Trägers jedoch außerhalb des Ofens geführt wird.

Die Linearantriebe können herkömmliche Spindelantriebe, pneumatische Antriebe oder hydraulische Antriebe sein. Entscheidend für Verwendung bei der Erfindung ist eine positions- und weggenaue Steuerung. Die Linearantriebe können daher anstelle

von Eingriffsmitteln auch über endseitige Greifer verfügen, die die Träger an einer Kante greifen.

Die Dornen bzw. Fördervorsprünge auf den Ketten sind beispielsweise in Abständen von 200 mm angeordnet, es ist jedoch auch jeder beliebige andere Abstand in Förderrichtung möglich, der auf die entsprechenden Träger eingestellt wird.

Erfindungsgemäß können anstelle von Ketten selbstverständlich auch Zahnriemen, Keilriemen oder alle anderen bekannten Riemenarten verwendet werden.

Anstelle eines Ketten-, Riemen- oder sonstigen Antriebs der mit einem Ober- und Untertrum geführt wird, ist es selbstverständlich auch denkbar, die Förderung im Bereich des Ofenbodens mit einem Spindelantrieb, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb durchzuführen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, einen einzigen Linearantrieb zu verwenden, der in den unterschiedlichen Bereichen des Ofens unterschiedlich schnell fördert. Es ist insbesondere bei Aggregaten möglich in denen Formate aufgeheizt werden sollen bei denen entweder aufgrund einer induktiven Erwärmung die Aufheizung schnell geht oder bei denen eine besonders hohe Stückzahl nicht erreicht werden muss oder die aufgrund ihrer geringen Größe sehr schnell aufgeheizt werden.

Derart schnelle Einschubzeiten und Ausfahrzeiten der Träger bzw. von Bauteilen sind im Stand der Technik mit Rollenherdöfen nicht zu erreichen. Einerseits ist es ausgeschlossen mit Rollenherdöfen eine schnelle Einförderung zu erzielen, weil die Förderrollen ein viel niedrigen Reibwiderstand zur Erzeugung der Beschleunigung haben. Zweitens ist es nicht möglich, innerhalb einer Rollenförderung unterschiedliche Rollenge-

schwindigkeiten zu realisieren, denn hierdurch würden in den Bereichen, in denen das Bauteil von schnelleren Rollen auf langsamere Rollen gelangt, das Bauteil in unkontrollierter Weise verschoben werden. Gleiches passiert am übergabepunkt von langsameren Rollen auf schnellere Rollen. Grundsätzlich muss noch mal darauf hingewiesen werden, dass in Rollenherdöfen eine wirklich positions- und lagegenaue Förderung nicht möglich ist. Eine solche positions- und lagegenaue Förderung wie bei der Erfindung ist jedoch auch deshalb notwendig, weil am Ende des Aufheizens von der zweiten Transportvorrichtung das Teil üblicherweise mittels Roboter abgenommen wird. Hierbei ist bei der Erfindung von Vorteil, dass bei einem servoan- getriebenen Linearantrieb in einfacher Weise eine Steuerverknüpfung zwischen dem Linearantrieb bzw. der Position des Bauteils und einem Roboter hergestellt werden kann, so dass auch eine "fliegende" Abnahme durch den Roboter ohne weiteres möglich ist.

Im Gegensatz zu in der Breite begrenzten Rollenherdöfen kann der erfindungsgemäße Ofen eine beliebige Breite aufweisen. Es ist deshalb möglich, eine beliebige Anzahl von Schlitzen vorzusehen und zudem von unten Zugangs- bzw. Mannlöcher zum Betreten des Ofenraums vorzusehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft erläutert.

Es zeigen dabei :

Figur 1: stark schematisiert die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer seitlichen teilgeschnittenen Ansicht;

Figur 2: stark schematisiert die Transportvorrichtung der Erfindung in einer Draufsicht;

Figur 3: stark schematisiert die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem übergabebereich zwischen einer ersten Transporteinrichtung und einer zweiten Transporteinrichtung;

Figur 4 : den erfindungsgemäßen Teileträger in einer Ansicht von unten;

Figur 5: einen Längsschnitt durch den Teileträger im Bereich eines Eingriffsmittel für ein korrespondierendes Eingriffsmittel eines Linearantriebes;

Figur 6: den Träger nach Figur 5 in einer weiteren teilgeschnittenen Ansicht zeigend ein Eingriffsmittel für ein korrespondierendes Eingriffsmittel eines Kettenoder Riemenantriebs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Erhitzen von Bauteilen 2 umfasst einen Durchlaufofen 3 mit einer Transportvorrichtung 4. Der Ofen 3 besitzt einen Ofeneinlauf 5, eine Aufheizzone 6 sowie einen Ofenauslauf 7. Der Ofeneinlauf 5 und der Ofenauslauf 7 sind vom Bereich 6 jeweils durch eine Schleusentür 8, 9 getrennt. Zusätzlich sind der Ofeneinlauf 5 und der Ofenauslauf 7 nach außen gegen die Atmosphäre mit je einem Ofentor 10, 11 abgetrennt.

Alternativ können nur die Ofentore 10, 11 oder die Schleusentüren 8, 9 vorhanden sein.

Unterhalb des eigentlichen Ofens 3 ist die Transportvorrichtung 4 angeordnet. Die Transportvorrichtung 4 umfasst zumin-

dest unterhalb des Ofens 3 und unterhalb des Heizbereichs 6 des Ofens 3 eine Riemen- oder Kettentransporteinrichtung 12 als erste Transporteinrichtung. Die Riemen- oder Kettentransporteinrichtung 12 besitzt zumindest eine Kette 12a oder einen Riemen 12a mit einem Obertrum 13 und einem Untertrum 14, wobei der Obertrum 13 und der Untertrum 14 um entsprechende Riemenscheiben bzw. Zahn- oder Kettenräder 15, 16 geführt sind. Die Riemen- bzw. Kettentransporteinrichtung 12 besitzt insbesondere zwei parallele Ketten bzw. Riemen 12a, 12b die parallel zueinander angeordnet sind, wobei für jede der Transporteinrichtungen 12a, 12b je ein Untertrum und Obertrum 13a, 13b, 14a, 14b vorhanden sind. Die entsprechenden Zahnräder- und/oder Riemenscheiben 15a, 15b, lβa, lβb sind vorzugsweise auf je einer gemeinsamen Antriebswelle 17 (Figur 3) drehfest angetrieben gekoppelt. Obertrum 13a, 13b und Untertrum 14a, 14b der Ketten 12a, 12b bzw. die Ketten oder Riemen 12a, 12b selber besitzen nach außen, d. h. von den Rädern 15, 16 weg weisende Transportnocken, Transportvorsprünge oder Transportdornen 18. Diese Transportnocken, -dornen oder -vorsprünge stehen von den Ketten 12 bzw. Riemen 12 nach außen vor und dienen als Eingriffsmittel 18.

Zudem ist zumindest eine Lineartransporteinrichtung 20 als zweite Transporteinrichtung vorhanden. Die Lineartransporteinrichtung 20 ist ein Linearantrieb der hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch oder über Spindelantriebe bewegbar ist. Die Bewegungsrichtung (Pfeil 21) des Linearantriebes 20 verläuft dabei parallel zur Vortriebsrichtung 22 der Transporteinrichtung 4, während die Transporteinrichtung 4 jedoch im Betrieb lediglich in eine Richtung läuft, ist die Bewegungsrichtung des Linearantriebes 20 bzw. der Linearantriebseinrichtung 20 reversierend.

Die Linearantriebseinrichtung 20 besitzt einen gleichsinnig zu den Nocken 18 vorstehenden bzw. beweglichen Nocken bzw. Dorn 24, der an der Lineartransporteinrichtung 20 aus- und einfahrbar angeordnet ist. Die Linearantriebseinrichtung 20 kann o- berhalb der Achse 17 und zwischen den beiden Ketten 12a, 12b bzw. Riemen 12a, 12b oder Riemenscheiben 16a, 16b bewegt werden .

Zudem kann der ersten Linearantriebseinrichtung 20 gegenüberliegend eine zweite, gleichartig ausgebildete Linearantriebseinrichtung 25 als dritte Transporteinrichtung vorhanden sein. Hierbei liegt die Linearantriebseinrichtung 20 bevorzugt unter dem Ofenauslaufbereich 7 und die Linearantriebseinrichtung 25 unter dem Ofeneinlaufbereich 5. Die Linearantriebe 20, 25 sind vorzugsweise von Servormotoren angetrieben.

Um zu härtende Teile durch den Ofen 3 hindurchzuführen sind Tragelemente 30 vorhanden. Die Tragelemente 30 besitzen einen flach plattenartigen Fuß 31 der eine in Bewegungsrichtung 22 vordere Kante 32, eine hintere Kante 33 sowie rechte und linke Seitenkanten 34 besitzt. Ferner besitzt der Fuß eine Unterseite 35 und eine Oberseite 36. Zentral mittig ist auf der Oberseite 36 des Fußes 31 eine Tragsäule 37 vorhanden. Die Tragsäule 37 erstreckt sich von dem Fuß 31 weg.

Mit den Längskanten 34 und diese umschließend ist der Fuß 31 in Führungsschienen 40 geführt, die sich vom Ofeneinlauf bis zum Ofenauslauf erstrecken. Die Führungsschienen 40 erstrecken sich dabei oberhalb der Transporteinrichtungen 4, 20, 25 und unterhalb eines Ofenbodens 41 und führen den Fuß 31 sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Querrichtung zur Bewegungsrichtung 22. An seinen Seitenkanten 34 kann das Tragelement vorstehende Tragrollen besitzen, die um eine Achse drehbar gelagert sind, die parallel zur Plattenebene verläuft

und in den Führungsschienen abrollend geführt sind. Ferner können Führungsrollen oder -kugeln vorhanden sein, die um eine zur Plattenebene senkrechten Achse drehbar gelagert sind und eine Führung quer zur Förderrichtung bewirken.

Im Ofenboden 41 ist ein Schlitz 42 vorgesehen, der vom Ofeneinlauf bis zum Ofenauslauf durchgehend ausgebildet ist. Durch den Schlitz 42 ist die Tragsäule 37 geführt, die sich ein Stück in den Ofenraum 6 hineinerstreckt. An einem freien Ende 42 der Tragsäule 37 ist eine Halteeinrichtung 43 für das Werkstück 2 bzw. das aufzuheizenden Teil 2 vorgesehen. Der Schlitz ist möglichst schmal ausgebildet, jedoch mit Abstand zur Trägersäule 37.

Das Tragelement 30 ist für den Transport in Richtung der Ofendurchlaufrichtung 22 durch die Einrichtungen 4, 20, 25 ausgebildet. Hierzu besitzt der Fuß 31 in seiner Unterseite 35 Eingriffsmittel 50 für das Zusammenwirken mit korrespondierenden Eingriffsmitteln der Kette (n) 12 bzw. Riemen 12 der Transporteinrichtung 4. Zudem besitzt der Fuß unterseitig in seiner Unterseite Eingriffsmittel 51 die mit Eingriffsmitteln der Linearantriebseinrichtungen 20, 25 korrespondieren.

Handelt es sich bei den Eingriffsmitteln der Transporteinrichtung 4 um von den Ketten vorstehenden Nocken, Dornen oder Vorsprünge 18, sind die Eingriffsmittel 50 als parallele Nuten ausgebildet, deren Abstand dem Abstand der parallel entlang der Vortriebsrichtung 22 laufenden Nocken 18 der Transporteinrichtung 4 entspricht. Die Nuten 50 sind an einer rückwärtigen Stirnseite 33 des Fußes 31 offen und schließend benachbart zur vorderen Kante 32 mit je einem Nutboden 52 ab.

Ist das Eingriffsmittel der Linearantriebe ein vorstehender, ausfahrbarer Nocken bzw. Vorsprung 24 ist das entsprechende

EingriffSteilmittel im Boden 35 des Fußes 31 eine entsprechende, formschlüssige Ausnehmung 51.

Um eine exakte und genaue Positionierung zu erreichen, ist es bevorzugt (Figur 5), dass die Ausnehmung 51 beispielsweise kegelartig bzw. kegelstumpfartig ausgebildet ist und der entsprechende Nocken 24 der Linearantriebseinrichtung 20, 25 eine korrespondierende Form derart besitzt, dass er nach dem Ausfahren formschlüssig in die Ausnehmung 51 hinein passt und durch die entsprechenden Kegelstumpfwandungen 53 nicht nur einen Formschluss herstellt, sondern auch eine Positionierung erfolgt .

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. wird das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.

Vor dem Ofeneinlauf 5 werden die Träger 30 mit Ihren Füßen 31 in die Schienen 40 eingesetzt. An einem freien Ende 42 der Tragsäule 37 wird - sofern nicht schon damit ausgerüstet - ein Tragelement 43 für ein Bauteil 2 montiert. Anschließend wird das Bauteil 2 positionsgenau aufgelegt. Handelt es sich bei dem Bauteil 2 um ein bereits vorgeformtes Bauteil 2 kann das Tragelement 43 derart ausgebildet sein, dass es an bestimmten Konturteilen des Bauteils 2 angreift oder mit entsprechenden Stiften beispielsweise durch bereits eingeführte Löcher eingreift .

Anschließend fährt der Linearantrieb 25 mit dem Nocken 24 unter die öffnung 51 des Fußes 31 des Trägers 30. Der Nocken 24 wird hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch in die Aussparung bzw. das Eingriffsmittel 51 eingefahren. Anschließend verfährt der Linearantrieb 25 den Träger 30 mit dem Bauteil 2 durch eine ggf. vorhandenes erstes Ofentor 10, die O-

feneinlaufzone 5 und ggf. ein zweites Tor, welches die Einlaufzone 5 von der Heizzone 6 trennt.

Die Fahrbewegung endet, wenn der Linearantrieb 25 mit dem Nocken 24 im Bereich der Kettenräder lβa, 16b bzw. Riemenscheiben 16a, 16b und oberhalb einer Achse 17 sich befindet. Der Nocken 24 des Linearantriebs 25 wird nun nach unten abgesenkt, so dass der Linearantrieb aus diesen Bereichen wieder hinaus vor dem Ofen fahren kann. Hier fördert er in gleicher Weise den nächsten Träger 30. Durch das Vorsehen von Nuten können auch Träger verwendet werden, die länger sind als der Längsabstand zwischen benachbarten Nocken 18.

Der Träger 30 der sich im Bereich der Räder 15a, 15b befindet, wird nun dadurch weitergeführt, dass Nocken 18 am Außenumfang der Transporteinrichtung 4 bzw. des jeweiligen Obertrums 13 der Kette oder des Riemens, dem Umlauf der Räder 15, 16 gehorchend, am Rad 15 hoch fahren und von hinten in die Nuten 50 einlaufen. In dem Moment wo die Nocken 18 den Nutwandungen bzw. Nutböden 52 anliegen, wird der Träger von der Kette durch die Heizzone 6 transportiert. Durch das Vorsehen der Nuten, die länger sind als der Längsabstand zwischen benachbarten Nocken 18, können auch Tragelemente 30 verwendet werden, die länger als der Nockenlängsabstand sind.

Vorzugsweise sind die Bewegungsabläufe der Linearantriebe und der Ketten- und Riemenantriebe synchronisiert. Das heißt, dass der erste Linearantrieb mit hoher Geschwindigkeit fördert, im Bereich der übergabe sanft abbremst und dann so fördert, dass die Nocken des Ketten- bzw. Riemenantriebs ruckfrei eingreifen und weiter fördern. Der Linearantrieb fährt also ein geringen Weg mit der Kettengeschwindigkeit mit bis der Eingriff gelöst wird. Am übergabepunkt wird entsprechend dem Verfahren, der Linearantrieb führt mit der Kette mit, greift in den Träger

und erhöht dann die Fördergeschwindigkeit während die Nocken des Kettenantriebs abtauchen.

Am Ende der Heizzone 6 wartet bereits der Linearantrieb 20 auf den Träger 30, wobei der Nocken 24 des Linearantriebs 20 in dem Moment wo sich der Träger 30 hierüber befindet in die öffnung 51 einfährt. Bevorzugt findet dies ebenfalls im Umlenkpunkt der jeweiligen Kette 12 oder des Riemens 12 statt, so dass die Nocken aus den Nuten 50 hinaustauchen während der Nocken 24 in den Träger 30 in die öffnung 51 einfährt. Der Linearantrieb 20 kann nun den Träger 30 aus dem Heizbereich bzw. der Heizzone 6 durch das Tor 9, durch die Auslaufzone 7 und durch das zweite Tor 11 positionsgenau nach außen ziehen.

Die Fördergeschwindigkeiten der Linearantriebe 20, 25 können hierbei ganz erheblich höher sein als die Fördergeschwindigkeit der Transporteinrichtung 4. Insbesondere sind beispielsweise Transportgeschwindigkeiten von 10 m/sec. möglich.

Vorzugsweise werden die Schleusentüren 8, 9 und die Tore 10, 11 derart angesteuert, dass die Bewegung des Linearantriebes zu den entsprechenden Zeiten eine Toröffnung veranlasst und nach dem Durchlauf des Trägers die Tore sofort wieder schließen. Hierdurch ist eine kosteneffektive energiesparende Betriebsweise des Ofens möglich.

Abweichend von der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform kann die Förderung durch die Transporteinrichtung 4 bereits im Ofeneinlaufbereich 5 beginnen und im Ofenauslaufbereich 7 enden, wobei dann zwischen dem Ofeneinlaufbereich 5 und der Heizzone 6 und der Ofenauslaufzone 7 entweder Tore vorhanden sind, die beim Durchlauf der Teile entsprechend zum öffnen und schließen angesteuert werden oder gar keine Tore vorhanden sind, sondern ggf. lediglich Schleusen, die durch entsprechende Warm- oder Kaltluftvorhänge bzw. Luftabsaugungen hergestellt werden.

Nachdem der Träger 30 mit dem Bauteil 2 aus dem Ofen vollständig herausgezogen wurde, wird das Teil abgenommen und weiter verarbeitet. Der Träger wird ebenfalls aus den Schienen entnommen und über geeignete Rückführeinrichtungen zum Ofeneinlauf zurückgeführt und dort wieder in die Schiene eingesetzt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist von Vorteil, dass das Tragelement bzw. der Teileträger 30 zum größten Teil außerhalb des Ofens geführt wird. Hierdurch werden nur kleinere Teile des Teileträgers aufgewärmt und so Energieverlust durch das Abkühlen des Teileträgers außerhalb des Ofens minimiert.

Dadurch, dass sich die gesamte Transporteinrichtung außerhalb des Ofens befindet ist es möglich, im Fall von Beschädigung, Wartung oder ähnlichem an die Transporteinrichtung heranzukommen und Schäden zu beheben oder eine Wartung durchzuführen, ohne dass der Ofen abgestellt werden muss. Auch dies erhöht die Effizienz und vermindert den Energieverbrauch.

Die jeweiligen Eingriffsmittel der Transporteinrichtungen 4, 20, 21 bzw. der Träger 30 müssen keine Nocken oder Dornen sein, jede Art von miteinander korrespondierenden Formen die zu einem Vortrieb führen können, sind geeignet. Darüber hinaus müssen die Eingriffsmittel nicht im Boden des Trägers angeordnet sein. Die Nocken oder sonstigen Mittel der Transporteinrichtungen 4, 20, 25 können gleicherweise auch an den vorderen oder hinteren Querkanten des Trägers angreifen.

Bei der Erfindung ist weiter von Vorteil, dass, für den Fall, dass Teile von dem Aufnehmer herunterfallen und auf dem Ofenboden aufliegen, ein spezieller Träger mit einem über dem Boden fahrenden Räumschild in die Führungsschienen eingesetzt werden kann und dieses Bauteil aus dem Ofen herausfördert.