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MX2008005988A - Metodo y dispositivo para calentar componentes de acero en un horno continuo - Google Patents

Metodo y dispositivo para calentar componentes de acero en un horno continuo

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Publication number
MX2008005988A
MX2008005988A MX/A/2008/005988A MX2008005988A MX2008005988A MX 2008005988 A MX2008005988 A MX 2008005988A MX 2008005988 A MX2008005988 A MX 2008005988A MX 2008005988 A MX2008005988 A MX 2008005988A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
furnace
transport
slit
support
oven
Prior art date
Application number
MX/A/2008/005988A
Other languages
English (en)
Inventor
Vehof Robert
Buitenhuis Peter
Heetjans Alfons
Hartgers Marcel
Van Eck Toon
Jaspers Focks Marcel
Original Assignee
Buitenhuis Peter
Jaspers Focks Marcel
Hartgers Marcel
Heetjans Alfons
Van Eck Toon
Vehof Robert
Voestalpine Automotive Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buitenhuis Peter, Jaspers Focks Marcel, Hartgers Marcel, Heetjans Alfons, Van Eck Toon, Vehof Robert, Voestalpine Automotive Holding Gmbh filed Critical Buitenhuis Peter
Publication of MX2008005988A publication Critical patent/MX2008005988A/es

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Abstract

La invención se refiere a un método y a un dispositivo para calentar componentes de acero en un horno continuo, en donde un primer dispositivo de transporte que tiene un acccionamiento (12) externo recibe los componentes en una posición precisa y los transporta a través del horno (3) para calentarlos y, después de calentarlos, un segundo dispositivo (20) de transporte recibe las piezas del primer dispositivo de transporte en un punto de transferencia o una región de transferencia predeterminada a las lleva fuera del horno (3) a una mayor velocidad y las coloca listas para el procesamiento ulterior en una posición precisa en otro punto de recepción. Los componentes se montan sobre un soporte que tiene medios de engrane para los diferentes dispositivos de transporte.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA CALENTAR COMPONENTES DE ACERO EN UN HORNO CONTINUO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método para calentar componentes de acero y a un dispositivo para este propósito. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conoce calentar componentes de acero a la llamada temperatura austenítica y a continuación templarlos mediante enfriamiento brusco. Para el calentamiento a la temperatura austenítica se conocen los llamados hornos de temple en los que los componentes se colocan y se calientan de manera correspondiente, y a continuación se retiran. Desde principios de los años 90 no solamente se templan componentes de máquinas fabricados de acero, como, por ejemplo, flechas o soportes, sino también piezas de carrocería. Esta forma de proceder también se denomina templar aceros a prensa (PHS por sus siglas en alemán) . Con esta tecnología, para obtener piezas de carrocería de elevada resistencia se calienta una platina de acero a la temperatura austenítica, y seguidamente se somete a deformación y enfriamiento simultáneo en una herramienta de moldeo, de manera que se produce el conocido efecto de temple. Mediante este procedimiento de templado aumenta la resistencia del material de la carrocería hasta, por ejemplo, 1,500 MPa. Mediante esta resistencia lo más alta posible del material Ref.: 192646 resultó posible aumentar notablemente la seguridad en caso de accidentes en los vehículos modernos, conservando el mismo peso de la carrocería. Para el calentamiento de estas platinas de acero se usaron hasta ahora hornos continuos y en particular hornos de rodillos en los que se calentaban las platinas o piezas preformadas. En virtud de que a estas temperaturas ya se produce una considerable oxidación en la superficie de los componentes (formación de cascarilla), este tipo de hornos de temple o calentamiento se operan usualmente con gas protector. Además se conoce configurar las platinas o componentes preformados con un revestimiento de aluminio o una aleación que consta aproximadamente a medias de aluminio o zinc, respectivamente. En el caso de estos revestimientos es posible prescindir eventualmente de la atmósfera de gas protector . Para el calentamiento de piezas de carrocería se usan actualmente hornos continuos como hornos de rodillos, pero también hornos de solera giratoria en los que los componentes permanecen durante más tiempo. A continuación las piezas de carrocería se transportan hasta las prensas y allí se les proporciona la forma deseada. Los hornos existentes adolecen de la desventaja de que el sistema de transporte está colocado en el interior del horno, y por este motivo es muy propenso a fallas. El mantenimiento del sistema de transporte sólo se puede efectuar al haberse enfriado el horno. A esto hay que agregar que la posición de las piezas de carrocería no es fija, y que durante el transporte a través del horno se producen desplazamientos de posición de las piezas, de manera que al abandonar el horno las piezas primero se deben colocar nuevamente en posición para finalmente poder ser retiradas y transportadas a la prensa. En este aspecto constituye una desventaja el que las piezas se enfrían rápidamente durante la recolocación al no encontrarse en una posición ordenada y perfecta. Para compensar estas pérdidas de calor, los componentes se calientan en el horno de antemano a temperaturas que se encuentran notablemente por encima de aquellas que son necesarias para el temple a prensa. La temperatura necesaria para el templado a prensa se encuentra usualmente en 930°C. Debido al hecho de que todas las piezas se calientan a temperaturas más altas que lo necesario, pero que solamente es necesario recolocar una porción de las piezas, a las herramientas de deformación llegan piezas con diferentes temperaturas. Pero las temperaturas diferentes también significan que las durezas obtenidas no son unitarias y que existen fluctuaciones en este aspecto. Esto significa además que los componentes que tienen diferentes temperaturas de salida eventualmente también tienen diferentes temperaturas finales, de manera que también se puede producir una deformación . En los hornos convencionales constituye adicionalmente una desventaja el que se usan soportes de producto que pesan más de 60 kg . Después del calentamiento de la pieza de carrocería estos soportes salen del horno y se transportan por fuera de regreso a la entrada, en donde entonces es posible colocar nuevamente una pieza nueva sobre estos soportes. Durante el movimiento de salida, retorno y entrada el soporte pierde hasta 200°C. Es necesario compensar nuevamente esta pérdida térmica en el horno, es decir, el horno no sólo tiene que calentar las piezas de carrocería sino también los soportes, lo cual cuesta energía adicional. Otra desventaja adicional en el caso de los hornos de solera de rodillos conocidos es que la anchura de los hornos de solera de rodillos es limitada. Debido a que los rodillos se configuran de cerámica o acero térmicamente resistente, en virtud de la influencia térmica se producen flexiones en el caso de una anchura demasiado grande del horno que en el caso presente no se pueden tolerar. Esto provoca además daños por alteración de la carga en los rodillos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objeto de la invención es crear un método con el cual es posible calentar componentes de acero de manera rápida, efectiva y económica, y en particular componentes de lámina de acero que se someterán a un templado a prensa, uniformizar la calidad del producto y ahorrar energía. Este problema se resuelve con un método de conformidad con la reivindicación 1. Los perfeccionamientos favorables se caracterizan en las reivindicaciones subordinadas. Un objeto adicional es crear un dispositivo para llevar a cabo el método. Este problema se resuelve con las características de la reivindicación 5. Los perfeccionamientos favorables se caracterizan en las reivindicaciones dependientes de esta. El método de conformidad con la invención propone proporcionar en un horno de temple un primer dispositivo de transporte que, mediante asientos definidos que recorren el horno desde la entrada hasta la salida, transporta las piezas a través del horno con absoluta ubicación precisa y posición precisa . El método de conformidad con la invención propone además transferir las piezas a la salida del horno a un segundo dispositivo de transporte que recibe las piezas del primer dispositivo de transporte con ubicación precisa y las retira del horno a velocidad elevada con ubicación precisa y posición precisa, y en una estación de transferencia las transfiere a un dispositivo de transferencia correspondiente para colocarlas en una prensa o herramienta de moldeo para el templado a prensa.
En otra modalidad favorable existe un tercer dispositivo de transporte que en la zona de entrada al horno introduce al horno los componentes desde fuera con muy alta velocidad y los transfiere con ubicación precisa al primer dispositivo de transporte o asiento del primer dispositivo de transporte . El método propone además que el segundo y/o tercer dispositivo de transporte conduzca las piezas a ser templadas a través de respectivamente una compuerta de entrada al horno y respectivamente compuerta de salida del horno que únicamente se abre para el momento del paso de la pieza y a continuación se cierra inmediatamente. Mediante la elevada velocidad de alimentación y salida hacía dentro y hacía fuera del horno, las compuertas únicamente se encuentran abiertas durante un periodo de tiempo muy corto, de manera que se reduce la pérdida de energía. El método de conformidad con la invención propone además que los componentes a ser templados, por ejemplo, platinas o componentes preformados o que ya tienen la forma definitiva se coloquen sobre soportes específicos para la pieza respectiva y se transportan con los dispositivos de transporte. Sin embargo, dentro del horno propiamente dicho únicamente se conducen regiones parciales de los soportes, la mayor parte se conduce por fuera del horno, siendo que para el transporte con ubicación precisa a través del horno existen respectivos medios de recepción correspondientes en los que pueden intervenir los medios de recepción del primer dispositivo de transporte, del segundo dispositivo de transporte y opcionalmente del tercer dispositivo de transporte. El engrane o respectivamente acoplamiento de los soportes con los dispositivos de transporte se efectúa al exterior del horno. Igualmente la conducción de los soportes. En el método de conformidad con la invención constituye una ventaja el que mediante opcionales velocidades elevadas de entrada y salida del horno y el transporte con ubicación precisa de las piezas, las piezas pierden menos calor y por este motivo no es necesario calentarlas a temperaturas tan altas como en el estado de la técnica. Mediante el transporte con ubicación precisa y debido a la reducida pérdida térmica todas las piezas tienen asimismo temperaturas aproximadamente iguales en el proceso de prensado, mediante lo cual se obtienen propiedades de material homogéneas a lo largo de toda la línea de producción. Mediante el hecho de que los soportes únicamente se calientan en una proporción pequeña y de que además se proporcionan compuertas y es posible mantener reducida la pérdida térmica por calor que sale del horno, es posible llevar a cabo el proceso en forma energéticamente optimizada. El dispositivo de conformidad con la invención es un horno que tiene un recinto de horno. En el fondo del recinto de horno se dispone al menos una rendija de extensión longitudinal, siendo que debajo de la base del horno se dispone un espacio de transporte o respectivamente un área de transporte. En el área de transporte se dispone debajo del recinto de horno al menos una cadena de transporte o una correa de transporte que se encuentra debajo de la rendija, de manera que el tramo superior de la cadena se mueve a lo largo de la rendija y el tramo inferior se mueve de regreso. Para evitar que por la rendija salga calor, en particular mediante convección o radiación, y entre aire, la rendija preferiblemente tiene una obturación. La obturación puede estar constituida en el caso más sencillo mediante listones a manera de cepillos que desde un borde que limita la rendija sobresalen al interior de la rendija con fibras estrechamente dispuestas de un material sintético térmicamente resistente como PTFE y/o fibras metálicas y/o fibras de vidrio y/o fibras de cerámica. En una modalidad favorable adicional la rendija 45 se obtura a partir de las dos superficies que limitan la rendija mediante labios de teflón que preferiblemente tienen una zona de traslape. Adicionalmente es posible proporcionar a lo largo de la rendija una multitud de laminillas de metal paralelas a la pared de la base del horno y que con carga de resorte perpendicular a la rendija se encuentran basculadas sobre la rendija. Tanto las fibras de cepillo como también los labios de material sintético como también las laminillas de metal con carga de resorte son desplazadas o desviadas lateralmente por una columna de soporte al estar el soporte en movimiento, y después de pasar la columna de soporte basculan de nuevo a la región de la rendija, de manera que se obtiene una barrera confiable contra calor y/o aire indeseado. La barrera también se puede implementar mediante una cortina de aire. Las coronas de inversión o rodillos de inversión de la cadena se disponen en la región del principio del horno o respectivamente de una zona de compuerta. En la cadena se proporcionan espigas o salientes regularmente espaciados. En la región de las coronas de inversión o rodillos de inversión de la cadena, o de las cadenas si se disponen varias cadenas adyacentes, hacia la entrada del horno y hacia la salida del horno se disponen accionamientos lineales alineados con la dirección de movimiento de la cadena. Los accionamientos lineales disponen en cada caso de un asiento que al igual que la cadena dispone de una espiga o un saliente. Esta espiga o saliente se configura igualmente de manera que apunta hacia la base del horno o hacia arriba, siendo que sin embargo la espiga o saliente del accionamiento lineal se proporciona telescópica . La espiga se puede operar, por ejemplo, en forma neumática o hidráulica. Para el transporte de las piezas se proporcionan soportes que se configuran, por ejemplo, a manera de planchas planas. Estos soportes a manera de planchas planas tienen en su parte inferior al menos un hueco en que puede intervenir una espiga del accionamiento lineal y/o de la cadena transportadora. Los soportes se guían lateralmente en perfiles con forma de U o en carriles de deslizamiento correspondientes o lo similar, de manera que son empujados a lo largo de estos carriles de guía o perfiles con forma de U mediante las espigas que engranan en su parte inferior. Estos soportes atraviesan las rendijas del horno con un brazo de soporte que se extiende hacia arriba a partir de la cadena y alejándose de la plancha, siendo que en un extremo libre del brazo de soporte que sobresale al interior del horno se dispone fijado de manera separable, un asiento para una pieza a ser templada. El asiento para la pieza se puede intercambiar en función de la forma de las piezas, y tiene, por ejemplo, un contorno plano sobre el cual descansa la pieza, pero sin embargo, en el caso de piezas en las que ya se fabricó un patrón de agujeros, también es posible que únicamente disponga de brazos de soporte ramificados que intervienen desde abajo en los agujeros respectivos y de esta manera permiten un buen calentamiento del componente. Las dimensiones del horno y las del asiento y de la columna de soporte son tales que el componente a ser calentado se encuentra a una distancia mínima de 200 mm de todas las paredes del horno. Preferiblemente la pared de la base del horno se configura más gruesa que las otras paredes para mantener reducidas las pérdidas térmicas por la rendija debidas a la radiación y la convección. Con un grosor de pared en el horno de, por ejemplo, 200 mm, la base tiene un grosor de 300 mm. El componente a manera de plancha del soporte tiene, por ejemplo, tres huecos en la parte inferior para las espigas o salientes que se disponen sucesivas en la dirección de transporte. Para introducir un soporte de este tipo en un horno correspondiente el soporte se coloca de manera completamente automática sobre una primera espiga de un accionamiento lineal que deberá empujar al soporte al interior del horno. El accionamiento lineal es controlado de manera que en un determinado momento arrima al soporte o la plancha en los perfiles en U o carriles de guía hacia una compuerta de entrada del horno que, por ejemplo, está constituida de dos puertas dispuestas de manera conocida una tras otra. Cuando el soporte pasa una determinada zona del horno o de la entrada del horno, siendo que esta zona se define, por ejemplo, con detectores dispuestos en los carriles de guía, la primera puerta del horno se abre, y se cierra después de pasar esta zona. El soporte ahora se conduce a través de la compuerta intermedia hasta que pasa por otra zona que provoca la abertura de la compuerta interior. Entonces esta compuerta se abre igualmente y el accionamiento lineal empuja al soporte también a través de esta zona. El control frío se efectúa de manera que el soporte se coloca en la zona de una primera corona de inversión o de un primer rodillo de inversión de la cadena transportadora cuando una espiga o saliente correspondiente de la cadena transportadora se mueve hacia arriba sobre la periferia de la corona de transporte. Esta espiga o saliente engrana entonces en el hueco centrado, siendo que durante este lapso el accionamiento lineal ya retrajo su saliente y se desplaza de regreso a su posición inicial y allí recibe y transporta al siguiente soporte. El soporte entonces se mueve por el horno guiado lateralmente a lo largo de los carriles de guía o perfiles en U, siendo que tiene lugar un control de la compuerta del horno a la salida del horno de la misma manera que a la entrada. Naturalmente que también es posible usar compuertas de horno con una única puerta. Los accionamientos lineales al principio y al final del horno están en condiciones de acelerar muchísimo los soportes y las piezas que se encuentran sobre ellos, y conducirlas con muy alta velocidad fuera del horno. En virtud del hecho de que los soportes se guían con ubicación y posición precisa en los perfiles en U o carriles de guía, y que además la espiga o saliente de transporte de los accionamientos lineales pero también de la cadena de transporte definen con precisión la posición en el recorrido, el soporte y las piezas salen del horno con una posición precisa. Tan pronto las piezas y los soportes salieron del horno es posible retirar las piezas y conducirlas a una prensa. Los soportes se retiran del carril de guía correspondiente y se conducen en forma automática por encima o por debajo del horno de regreso hacia la entrada del horno, y allí se vuelven a insertar en los carriles y se transportan con el accionamiento lineal. En lugar de una cadena de transporte también es posible usar dos cadenas de transporte con accionamiento sincrónico que se extienden paralelas una a otra. En este aspecto constituye una ventaja que los respectivos accionamientos lineales se pueden mover entre las cadenas para entregar o recibir el soporte. Los medios de engrane como, por ejemplo, levas, se mueven paralelos unos a otros sobre respectivamente una cadena, de manera que existen dos medios de engrane que engranan en el soporte o en los medios de engrane correspondientes a ambos lados de una zona central. Los accionamientos lineales intervienen con sus medios de intervención preferiblemente en un solo medio de intervención en la zona central transversal del soporte, entre los medios de engrane para las levas de la cadena. Es cierto que también con este dispositivo de conformidad con la invención los soportes se retiran del horno y se introducen nuevamente en el horno a la entrada del horno, pero sin embargo con el sistema de transporte de conformidad con la invención sólo se calienta una fracción del soporte, de manera que la pérdida térmica es considerablemente menor que en el estado de la técnica. La invención se explicó para una cadena de transporte, una rendija y una sola pieza colocada. No obstante es igualmente posible mover debajo del horno dos o más cadenas de transporte paralelas y proporcionar una rendija para cada cadena de transporte. Mediante esto es posible transportar a través del horno un múltiplo correspondiente de piezas y prensarlas a continuación. Por otra parte también es posible sincronizar las cadenas de transporte y los accionamientos lineales en lo referente a su movimiento, y colocar, por ejemplo, piezas individuales grandes sobre dos o más soportes y conducirlas a través del horno. Naturalmente que además del sistema de transporte descrito también son imaginables otros sistemas de transporte. Así, la cadena de transporte debajo del soporte puede intervenir en huecos correspondientes de zonas laterales del soporte, adyacentes a los carriles de transporte o deslizamiento o a lo perfiles en U. Para este propósito el soporte tiene, por ejemplo, longitudinalmente al centro, solamente un hueco para los dos accionamientos lineales. En esta modalidad es posible que en lugar de una cadena con dos salientes o espigas que se disponen paralelas transversales a 1 la dirección de transporte se usen adicionalmente dos cadenas de transporte cuyos movimientos se sincronizan de manera que el accionamiento lineal puede transportar en la región entre las dos coronas de transporte o rodillos de inversión para asegurar una transferencia segura. Adicionalmente también es posible que los componentes a manera de plancha de los soportes tengan salientes que sobresalen lateralmente más allá de los perfiles en U en los que engranan a manera de cremallera las espigas o respectivamente salientes de la cadena. Para este propósito los carriles de guía se configuran entonces en la zona lateral de los componentes a manera de plancha o bien como perfiles en U con base abierta o simplemente como riel de apoyo con forma de L que asegura la guía lateral de las planchas con un canto elevado que sin embargo no sobrepasa las planchas por arriba. Adicionalmente también es posible que las espigas de la cadena de transporte que mueven los componentes a manera de plancha por debajo del horno no intervengan detrás de salientes laterales o engranen en huecos de la parte inferior sino que simplemente suban por detrás del canto transversal posterior de una plancha, ataquen contra el canto transversal posterior y de esta manera empujen la plancha a través del horno. Si por motivos técnicos de mantenimiento resulta necesario un transporte de regreso de las planchas, esto no constituye igualmente un problema en virtud de que las espigas de una cadena que se mueve de regreso atacan entonces correspondientemente contra el canto delantero. Por lo demás, para el dispositivo de conformidad con la invención únicamente es esencial que los soportes se transporten al interior del horno en una posición precisa y a una velocidad relativamente alta mediante un accionamiento lineal, se transporten a través del horno en una posición precisa con un dispositivo de transporte correspondiente y al final del horno se transporten fuera del horno a alta velocidad en una posición precisa con un accionamiento lineal y se dispongan en una posición precisa en una estación de transferencia. Además, todo el dispositivo de transporte se encuentra dispuesto en una zona de temperatura no crítica. En la invención constituye además una ventaja que el sistema de transporte no se dispone dentro del horno sino debajo de una base del horno, de manera que al interior del horno solamente sobresale a través de una rendija de la base un pequeño soporte que recibe los componentes, pero el resto del soporte se guía en el exterior del horno. Los accionamientos lineales pueden ser accionamientos de husillo, accionamientos neumáticos o accionamientos hidráulicos convencionales. Para el uso con la invención es decisivo un control de la posición precisa y de la trayectoria. Por lo tanto, en lugar de medios de intervención los accionamientos lineales también pueden disponer de garras extremas que agarran a los soportes en un canto. Las espigas o respectivamente salientes de transporte y las cadenas se disponen, por ejemplo, espaciados por 200 mm, pero sin embargo también es posible cualquier otra distancia a discreción en la dirección de transporte, la cual se ajusta a los soportes correspondientes. Naturalmente que en lugar de las cadenas, de conformidad con la invención también es posible usar correas dentadas, correas trapezoidales o todos los demás tipos de correa conocidos. Naturalmente que también es imaginable efectuar el transporte en la zona de la base del horno con un accionamiento de husillo, un accionamiento neumático o hidráulico en lugar de un accionamiento con cadena, correa o similar que se conduce con un tramo superior e inferior. Naturalmente que también es posible utilizar un solo accionamiento lineal que transporta a diferente velocidad en las diferentes zonas del horno. Esto es posible, en particular, en el caso de unidades en que se deberán calentar formas en las que en virtud de un calentamiento inductivo el calentamiento es rápido o en las que no es necesario alcanzar un número particularmente grande de piezas o que en virtud de su pequeño tamaño se calientan muy rápido. Este tipo de intervalos de introducción e intervalos de salida tan rápidos de los soportes o respectivamente de los componentes no se pueden lograr en el estado de la técnica con hornos de solera de rodillos. Por una parte es imposible obtener una introducción rápida con hornos de solera de rodillos en virtud de que la resistencia de los rodillos de transporte es mucho demasiado baja para permitir la aceleración. En segundo lugar no es posible realizar diferentes velocidades de rodillos dentro de un transporte de rodillos, ya que con ello, en las zonas en que el componente pasa de rodillos más rápidos a rodillos más lentos el componente se desviaría de manera incontrolada. Lo mismo pasa en el punto de transferencia de rodillos más lentos a rodillos más rápidos. Fundamentalmente hay que hacer notar nuevamente que en los hornos de solera de rodillos no es posible un transporte con posición y ubicación realmente precisas. Sin embargo, un transporte con posición y ubicación precisas como las de la invención también es necesario porque al final del calentamiento usualmente la pieza es retirada del segundo dispositivo de transporte mediante robots. En este aspecto constituye una ventaja de la invención que con un accionamiento lineal servo-impulsado es posible establecer de manera sencilla un acoplamiento controlado entre el accionamiento lineal o respectivamente la posición del componente y un robot, de manera que también es posible sin mayor problema una toma "al vuelo" por parte del robot.
Contrariamente a los hornos de solera de rodillos de anchura limitada, el horno de conformidad con la invención puede tener cualquier ancho a discreción. Por este motivo es posible proporcionar cualquier cantidad de rendijas y además proporcionar en la parte inferior trampas o registros de acceso para entrar al recinto del horno. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS El método de conformidad con la invención y el dispositivo de conformidad con la invención se explican ejemplarmente mediante un ejemplo de realización de la invención mediante las figuras anexas. Muestran: Figura 1: en forma muy esquemática el dispositivo de conformidad con la invención en una vista en elevación lateral parcialmente seccionada; Figura 2: en forma muy esquemática el dispositivo de transporte de la invención en una vista en planta superior; Figura 3: en forma muy esquemática el dispositivo de conformidad con la invención en una zona de transferencia entre el primer dispositivo de transporte y un segundo dispositivo de transporte; Figura 4: el soporte de piezas de conformidad con la invención en una vista en planta inferior; Figura 5; una sección longitudinal a través del soporte de piezas en la zona de un medio de intervención para un medio de intervención correspondiente de un accionamiento lineal; Figura 6; el soporte de conformidad con la figura 5 en otra vista en sección parcial que muestra un medio de engrane para un medio de engrane correspondiente de un accionamiento por cadena o correa. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El dispositivo 1 de conformidad con la invención para calentar componentes 2 comprende un horno 3 continuo con un dispositivo 4 de transporte. El horno 3 tiene una entrada 5 de horno, una zona 6 de calentamiento y una salida 7 de horno.
La entrada 5 de horno y la salida 7 de horno se separan de la zona 6 en cada caso mediante una puerta 8, 9 de compuerta.
Adicionalmente la entrada 5 del horno y la salida 7 del horno se aislan contra la atmósfera externa con respectivamente una portilla 10, 11 de horno. Alternativamente también es posible que solamente existan las portillas 10, 11 de horno o las puertas 8, 9 de compuerta . Debajo del horno 3 propiamente dicho se dispone el dispositivo 4 de transporte. El dispositivo 4 de transporte comprende al menos debajo del horno 3 y debajo de la zona 6 de calentamiento del horno 3 un dispositivo 12 de transporte de correa o cadena como primer dispositivo de transporte. El dispositivo 12 de transporte de correa o cadena tiene al menos una cadena 12a o una correa 12a con un tramo 13 superior y un tramo 14 inferior. Siendo que el tramo 13 superior y el tramo 14 inferior se guían alrededor de correspondientes poleas de correa o respectivamente ruedas 15, 16 dentadas o de cadena. El dispositivo 12 de transporte de correa o cadena posee en particular dos cadenas o correas 12a, 12b paralelas que se disponen paralelas una a otra, siendo que para cada uno de los dispositivos 12a, 12b de transporte existe en cada caso un tramo inferior y un tramo superior 13a, 13b, 14a, 14b. Las ruedas dentadas y/o poleas de correa 15a, 15b, 16a, 16b correspondientes preferiblemente se impulsan inmovilizadas de giro de manera acoplada sobre respectivamente un árbol (17) de impulsión común (figura 3) . Los tramos 13a, 13b superiores y los tramos 14, 14b inferiores de las cadenas 12a, 12b, o respectivamente las cadenas o las correas 12a, 12b mismas tienen levas de transporte, salientes de transporte o espigas 18 de transporte orientadas hacia fuera, es decir, radiales al exterior de las ruedas 15, 16. Estas levas, espigas o salientes de transporte resaltan hacia fuera de las cadenas 12 ó correas 12 y sirven como medios 18 de engrane. Además existe al menos un dispositivo 20 de transporte lineal como segundo dispositivo de transporte. El dispositivo 20 de transporte lineal es un accionamiento lineal que se mueve de manera hidráulica, neumática, electromagnética o a través de accionamientos de husillo. La dirección de movimiento (flecha 21) del accionamiento 20 lineal se extiende paralela a la dirección 22 de avance del dispositivo 4 de transporte, sin embargo, en tanto que el dispositivo 4 de transporte en operación únicamente se mueve en una dirección, la dirección de movimiento del accionamiento 20 lineal o respectivamente del dispositivo 20 de accionamiento lineal es reversible . El dispositivo 20 de accionamiento lineal tiene una leva o espiga 24 que se dispone telescópica en el dispositivo 20 de transporte lineal, que resalta y se mueve en el mismo sentido que las levas 18. El dispositivo 20 de accionamiento lineal se puede mover por encima del eje 17 y entre ambas cadenas 12a, 12b o respectivamente correas 12a, 12b o poleas 16a, 16b de correa. Además puede existir opuesto al primer dispositivo 20 de accionamiento lineal un segundo dispositivo 25 de accionamiento lineal de configuración igual como tercer dispositivo de transporte. El dispositivo 20 de accionamiento lineal preferiblemente se encuentra debajo de la zona 7 de salida del horno y el dispositivo 25 de accionamiento lineal debajo de la zona 5 de entrada al horno. Los accionamientos 20, 25 lineales son preferiblemente impulsados mediante servomotores . Para conducir las piezas a ser templadas a través del horno 3 existen elementos 30 de soporte. Los elementos 30 de soporte tienen una base 31 plana a manera de plancha que tiene un canto 32 anterior y un canto 33 posterior en la dirección de movimiento, así como cantos 34 laterales derecho e izquierdo. Además la base comprende una parte 35 inferior y una parte 36 superior. En la parte 36 superior de la base 31 se encuentra central una columna 37 de soporte. La columna 37 de soporte se extiende alejándose de la base 31. La base 31 se guía con sus cantos 34 longitudinales encerrados en carriles 40 de guía que se extienden desde la entrada del horno hasta la salida del horno. Los carriles 40 de guía se extienden por encima de los dispositivos 4, 20, 25 de transporte y debajo de una base 41 del horno, y guían a la base 31 tanto en dirección vertical como también en dirección transversal horizontal con relación a la dirección 22 de movimiento. En sus cantos 34 laterales el elemento de soporte puede tener rodillos de apoyo sobresalientes que se montan giratorios en cojinete alrededor de un eje que se extiende paralelo al plano de la plancha y que se guían rodando en los carriles de guía. Adicionalmente es posible que existan rodillos o balines de guía que se montan giratorios en cojinete alrededor de un eje perpendicular al plano de la plancha y que tienen por efecto una guía transversal con relación a la dirección de transporte. En la base 41 del horno se proporciona una rendija 42 que se configura continua desde la entrada del horno hasta la salida del horno. A través de la rendija 42 pasa la columna 37 de soporte que se extiende por un trecho al interior del recinto 6 del horno. En un extremo 42 libre de la columna 37 de soporte se proporciona un dispositivo 43 de sujeción para la pieza 2 de trabajo o respectivamente la pieza 2 a ser calentada. La rendija se configura lo más estrecha posible, pero sin embargo a distancia de la columna 37 de soporte. El elemento 30 de soporte se configura para ser transportado mediante los dispositivos 4, 20, 25 en la dirección de la dirección 22 de movimiento a través del horno. Para este propósito la base 31 tiene en su parte 35 inferior medios 50 de engrane para la interacción con medios de engrane correspondientes de la(s) cadena (s) 12 ó respectivamente correa (s) 12 del dispositivo 4 de transporte. La base tiene además abajo en su parte inferior medios 51 de intervención que corresponden con los medios de intervención de los dispositivos 20, 25 de accionamiento lineal. Si en el caso de los medios de engrane del dispositivo 4 de transporte se trata de levas, espigas o salientes 18 que resaltan de las cadenas, los medios 50 de engrane se configuran como ranuras paralelas cuya separación corresponde a la separación de las levas 18 del dispositivo 4 de transporte que corren paralelas a lo largo de la dirección 22 de avance. Las ranuras 50 están abiertas en una cara 33 frontal posterior de la base 31 y terminan con respectivamente un fondo 52 de ranura adyacente al canto 32 anterior.
Si un medio de intervención de los accionamientos lineales es una leva o respectivamente saliente 24 telescópico resaltante, entonces el medio de intervención correspondiente en la parte 35 inferior de la base 31 es un hueco 51 de unión positiva correspondiente. Para lograr una posición exacta y precisa se prefiere (figura 5) que el hueco 51 se configure, por ejemplo, cónico o troncocónico y la leva 24 correspondiente del dispositivo 20, 25 de accionamiento lineal tenga una forma correspondiente, de manera que después de proyectarse ajuste con unión positiva dentro del hueco 51 y que mediante las paredes 53 troncocónicas correspondientes no sólo se establezca una unión positiva sino que también tenga lugar una fijación de posición. A continuación se explican la forma de operar del dispositivo de conformidad con la invención y el método de conformidad con la invención. Ante la entrada 5 del horno se colocan los soportes 30 con sus bases 31 en los carriles 40. En un extremo 42 libre de la columna 37 de soporte se monta - en cuanto no esté ya equipada con uno - un elemento 43 de soporte para un componente 2. A continuación se coloca en posición precisa el componente 2. Si en el caso del componente 2 se trata de un componente 2 ya preformado el elemento 43 de soporte se puede configurar de manera que ataca en determinadas partes del contorno del componente 2 o que interviene con espigas correspondientes, por ejemplo, en agujeros ya fabricados. A continuación el accionamiento 25 lineal se mueve con las levas 24 debajo de la abertura 51 de la base 31 del soporte 30. La leva 24 se introduce de manera hidráulica, neumática o electromagnética en el hueco o medio 51 de intervención. A continuación el accionamiento 25 lineal desplaza al soporte 30 con el componente 2 a través de una primera puerta 10 de horno opcionalmente existente, de la zona 5 de entrada al horno y una segunda puerta opcional que separa la zona 5 de entrada de la zona 6 de calentamiento. El movimiento de desplazamiento termina cuando el accionamiento 25 lineal con la leva 24 se encuentra en la zona de las ruedas 16a, 16b de cadena, poleas 16a, 16b de correa y por encima de un eje 17. Ahora la leva 24 del accionamiento 25 lineal se hace descender de manera que el accionamiento lineal puede volver a desplazarse fuera de estas zonas al frente del horno. Aquí desplaza de la misma manera al segundo soporte 30. Al proporcionarse ranuras también es posible usar soportes que son más largos que la distancia longitudinal entre las levas 18 adyacentes. El transporte ulterior del soporte 30 que se encuentra en la zona de las ruedas 15a, 15b ahora tiene lugar al subir las levas 18 de la rueda 15 a lo largo de la periferia externa del dispositivo 4 de transporte y del respectivo tramo 13 superior de la cadena o de la correa obedeciendo al giro de las ruedas 15, 16, entrando por detrás en las ranuras 50. En el momento en que las levas 18 están en contacto con las paredes de la ranura o los fondos de la ranura el soporte es transportado por la cadena a través de la zona 6 de calentamiento. Si se proporcionan ranuras que son más largas que la distancia longitudinal entre las levas 18 adyacentes también es posible usar elementos 30 de soporte que son más largos que la distancia longitudinal entre levas. Preferiblemente los desarrollos de los movimientos de los accionamientos lineales y de los accionamientos de las cadenas y correas se sincronizan. Es decir, que el primer accionamiento lineal desplaza con alta velocidad, frena suavemente en la zona de transferencia y luego desplaza de manera que las levas del accionamiento de cadena o correa engranan sin brusquedad y continúan con el transporte. O sea que el accionamiento lineal acompaña por un trecho corto a la velocidad de la cadena hasta que ya no interviene. En el punto de transferencia se procede de acuerdo con esto, el accionamiento lineal se mueve acompañando la cadena, interviene en el soporte y aumenta entonces la velocidad de transporte en tanto que las levas del accionamiento de cadena giran de bajada . Al final de la zona 6 de calentamiento el accionamiento 20 lineal ya espera al soporte 30, siendo que la leva 24 del accionamiento 20 lineal penetra en la abertura 51 en el momento en que el soporte 30 se encuentra encima. Esto preferiblemente también tiene lugar en el punto de inversión de la cadena 12 o de la correa respectiva, de manera que las levas abandonan las ranuras 50 en tanto que la leva 24 penetra en el soporte 30 en la abertura 51. Ahora el accionamiento 20 lineal puede tirar el soporte 30 fuera de la región de calentamiento o zona 6 de calentamiento a través de la puerta 9, a través de la zona 7 de salida y a través de la segunda puerta 11 en una posición precisa. Las velocidades de transporte de los accionamientos 20, 25 lineales pueden ser considerablemente más altas que la velocidad de transporte del dispositivo 4 de transporte. En particular son posibles, por ejemplo, velocidades de transporte de 10 m/seg. Preferiblemente las puertas 8, 9 de las compuertas y las puertas 10, 11 se controlan de manera que el movimiento del accionamiento lineal provoca una abertura de puerta en los momentos correspondientes y cierra inmediatamente de nuevo las puertas después de pasar el soporte. Mediante esto es posible una forma de operación del horno efectiva en costos y ahorradora de energía. Discrepando de la modalidad preferida descrita en lo precedente, el transporte a través del dispositivo 4 de transporte puede comenzar ya en la zona 5 de entrada al horno y terminar en la zona 7 de salida del horno, siendo que entonces entre la zona 5 de entrada al horno y la zona 6 de calentamiento y la zona 7 de salida del horno o bien existen puertas que se controlan para abrirse y cerrarse de manera correspondiente al paso de las piezas o no existen puertas sino que opcionalmente sólo compuertas que se establecen mediante correspondientes cortinas de aire caliente o frío o aspiraciones de aire. Después de que el soporte 30 con el componente 2 se tiró completamente fuera del horno la pieza se retira y se sigue procesando. El soporte también se retira de los carriles y se conduce de regreso a la entrada del horno mediante dispositivos de retorno adecuados y allí se vuelve a colocar en el carril. En el dispositivo de conformidad con la invención y el método de conformidad con la invención constituye una ventaja que el elemento de soporte o respectivamente el soporte 30 de piezas se conduce en su mayor parte por fuera del horno. Mediante esto solamente se calientan piezas menores del soporte de piezas y de esta manera se minimiza la pérdida de energía debido al enfriamiento del soporte de piezas fuera del horno. Debido al hecho de que la totalidad del dispositivo de transporte se encuentra al exterior del horno es posible en el caso de averías, mantenimiento o lo similar acceder al dispositivo de transporte y arreglar las averías o llevar a cabo un mantenimiento sin que sea necesario parar el horno. También esto aumenta la eficiencia y reduce el consumo de energía . Los respectivos medios de engrane de los dispositivos 4, 20, 21 de transporte y de los soportes 30 no necesariamente deben ser levas o espigas, son adecuadas cualquier tipo de formas mutuamente correspondientes con las que se puede obtener un avance. Además, los medios de engrane no necesariamente se tienen que disponer en la base del soporte. Las levas u otros medios de los dispositivos 4, 20, 25 de transporte pueden igualmente atacar en los cantos transversales anteriores o posteriores del soporte. En la invención constituye una ventaja adicional que para el caso de que las piezas caigan fuera del asiento y queden sobre la base del horno, es posible insertar en los carriles de guía un soporte especial con una placa de desalojo que se mueve sobre el fondo y que transporta fuera del horno este componente. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Método para calentar componentes de acero, en que los componentes de acero a ser calentados se conducen a través de un horno y se calientan en el horno a una temperatura predeterminada, siendo que para el transporte de los componentes a través del horno existe un dispositivo de transporte, caracterizado porque un primer dispositivo de transporte recibe los componentes en posición precisa y los transporta a través del horno para calentarlos, y después del calentamiento un segundo dispositivo de transporte recibe las piezas del primer dispositivo de transporte en un punto de transferencia o zona de transferencia predeterminada y las transporta fuera del horno a mayor velocidad y las pone a disposición en posición precisa para el procesamiento ulterior en un punto de transferencia adicional.
  2. 2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque existe un tercer dispositivo de transporte que recibe los componentes en posición precisa previamente al calentamiento y frente al horno, y transporta los componentes con ubicación precisa y posición precisa con alta velocidad al interior del horno, y en un punto de transferencia o zona de transferencia predeterminada transfiere las piezas con posición y ubicación precisa al primer dispositivo de transporte, el cual continua con el transporte de las piezas a través del horno a menor velocidad.
  3. 3. Método de conformidad con la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado porque las piezas a ser calentadas se colocan sobre soportes, y los soportes disponen de primeros medios de engrane en los que engranan segundos medios de engrane del dispositivo de transporte, de manera que en todo momento se asegura una posición y ubicación precisa del soporte durante el transporte.
  4. 4. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los componentes se calientan con radiación y/o por convección y/o inducción y/o con microondas.
  5. 5. Dispositivo para calentar componentes de acero con un horno para calentar los componentes de acero y al menos un dispositivo de transporte para transportar las piezas a través del horno, en particular dispositivo para llevar a cabo un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mínimo de un dispositivo de transporte comprende al menos un primer dispositivo de transporte que se dispone en o junto a una zona de calentamiento del horno y se configura para el transporte de las piezas durante el calentamiento, y a continuación del primer dispositivo de transporte se configura un segundo dispositivo de transporte, y se extiende hacia fuera a lo largo del horno en la dirección de transporte, de manera que las piezas se pueden transportar fuera del horno mediante el segundo dispositivo de transporte, siendo que el dispositivo de transporte se dispone al exterior del horno y comprende medios de engrane para engranar con medios de engrane correspondientes de al menos un elemento de soporte que es transportado desde el exterior del horno por el dispositivo de transporte y cuya posición y ubicación se fijan, siendo que el elemento de soporte atraviesa en zonas parciales una pared del horno y dispone en el interior del horno de un dispositivo para asentar las piezas.
  6. 6. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque existe un tercer dispositivo de transporte que desde una zona que en la dirección de transporte es anterior al horno se extiende hasta el primer dispositivo de transporte, de manera que puede transportar las piezas al interior del horno.
  7. 7. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque el mínimo de un dispositivo de soporte para las piezas que se deben calentar en el horno comprende una primera zona que se guía en un dispositivo de guía desde la entrada al horno hasta la salida del horno en forma vertical y en dirección transversal horizontal con relación a la dirección de transporte, y en el dispositivo de soporte existen además medios de engrane para medios de engrane correspondientes del segundo y tercer dispositivo de transporte, y además medios de engrane para medios de engrane correspondientes del primer dispositivo de transporte.
  8. 8. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque en una pared del horno atravesada por una zona parcial del soporte existe una rendija longitudinal en la dirección de transporte que es atravesada por una zona parcial del soporte.
  9. 9. Dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque la rendija de la pared del horno se obtura con relación al exterior mediante dispositivos de obturación adecuados de manera que no penetra aire del exterior al interior del horno y se evitan pérdidas térmicas al exterior mediante radiación y/o convicción, siendo que el dispositivo de obturación consta de labios de obturación de plástico que se extienden a lo largo de la rendija y que se extienden al interior de la rendija desde los cantos de la rendija y/o de elementos de cepillo que se extienden longitudinalmente provistos con fibras de metal y/o cerámica y/o vidrio y/o plástico estrechamente colocadas y que se extienden al interior de la rendija y/o que existen laminillas de metal sujetas a carga de resorte paralelas a una superficie de pared de horno en la que se fabrica la rendija y pueden bascular sobre la rendija perpendicularmente con relación a la rendija, de manera que un soporte que corre a lo largo de la rendija hace bascular el dispositivo de obturación fuera de la zona de la rendija y que después de pasar el soporte los dispositivos de obturación vuelven a la rendija en forma elástica o moviéndose.
  10. 10. Horno para un dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, para llevar a cabo un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el horno tiene en al menos una pared una rendija que se extiende continua desde la entrada del horno hasta la salida del horno paralela al eje longitudinal del horno para mover a través del horno las piezas a ser calentadas con un soporte que se mueve en el exterior del horno que atraviesa la rendija.
MX/A/2008/005988A 2005-12-02 2008-05-08 Metodo y dispositivo para calentar componentes de acero en un horno continuo MX2008005988A (es)

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