DE102013104876A1 - Device for the automatic transport of products through a heated zone for heat treatment in an oven - Google Patents
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung zum automatischen Transport von Produkten (5) durch eine beheizte Zone zur Wärmebehandlung in einem Ofen. Um eine solche Vorrichtung weiter zu verbessern und ein konstruktiv einfach aufgebautes Fördersystem zur Wärmebehandlung von Produkten (5) anzugeben, das wenig Energie zum Transport der Produkte (5) benötigt, einen geringen Verschleiß aufweist und somit eine lange Lebensdauer erreicht, ist vorgesehen, dass ein Zugmittel aufweisendes Fördersystem vorhanden ist, das zwei parallele Führungsschienen (1) aufweist, und dass zum Transport der zu behandelnden Produkte (5) wenigstens zwei Tragelemente (6) quer zur Förderrichtung zwischen den beiden Führungsschienen (1) gespannt sind.A device for the automatic transport of products (5) through a heated zone for heat treatment in an oven is shown and described. In order to further improve such a device and to provide a structurally simple conveyor system for the heat treatment of products (5), which requires little energy to transport the products (5), has little wear and thus achieves a long service life, it is provided that a There is a conveyor system with traction means, which has two parallel guide rails (1) and that at least two support elements (6) are stretched transversely to the conveying direction between the two guide rails (1) to transport the products (5) to be treated.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Transport von Produkten, wie Gläser, Solarzellen, Halbleiterwafer od. dgl., durch eine beheizte Zone zur Wärmebehandlung in einem Ofen.The invention relates to a device for the automatic transport of products such as glasses, solar cells, semiconductor wafers od. Like., By a heated zone for heat treatment in an oven.
Es ist aus der Praxis bekannt, zur Wärmebehandlung Fördersysteme vorzusehen, von denen wenigstens ein Teil der die Produkt tragenden Tragelemente durch einen Ofen geführt wird. Die zu behandelnden Produkte werden dabei überwiegend auf Förderbändern oder auf Stoßplatten durch den Ofen befördert. Eine solche Wärmebehandlung gemäß dem Stand der Technik beinhaltet folgende Schritte:
- – Auflegen der Produkte auf das Förderband/die Stoßplatten,
- – kontinuierliche oder getaktete Beförderung in den Ofen,
- – Erwärmen der Produkte zusammen mit dem Förderband/den Stoßplatten,
- – nach Erreichen der Prozesstemperatur: Halten der Temperatur, eine Wärmebehandlung, eine mechanische und/oder chemische Behandlung usw. und
- – Abkühlen der Produkte zusammen mit dem Förderband/den Stoßplatten
- - placing the products on the conveyor belt / plates,
- - continuous or timed transport to the oven,
- Heating the products together with the conveyor belt / plates,
- - After reaching the process temperature: holding the temperature, a heat treatment, a mechanical and / or chemical treatment, etc. and
- - cooling the products together with the conveyor belt / plates
Bei den bekannten Wärmebehandlungen durch Fördersysteme ist es von Nachteil, dass sehr viel Energie benötigt wird, da häufig der größte Teil der aufgewendeten Energie zum Beheizen des Förderbands oder der Stoßplatten verwendet wird. Üblicherweise ist die thermische Masse der Produkte sehr viel kleiner als die thermische Masse der Förderbänder bzw. Stoßplatten. Außerdem tritt ein großer Verschleiß der Förderbänder bzw. Stoßplatten auf, da diese thermisch und mechanisch beansprucht werden. Das Förderband muss die gesamten Zugkräfte, welche durch Reibung zwischen Förderband und Auflagefläche entstehen, insbesondere im heißen Bereich des Ofens aufnehmen. Im heißen Bereich wird das Bandmaterial weich, die Schlaufen des Bands verformen sich und das Band wird gelängt, gealtert und verformt. Die Stoßplatten können durch mechanischen Kontakt der Platten untereinander beschädigt werden, Stoßkanten und Ecken können leicht brechen oder abbrechen. Weiterhin von Nachteil sind die geringe Temperaturfestigkeit der Förderbänder und die Partikelerzeugung durch das Schleifen der Förderbänder bzw. Stoßplatten auf der Auflagefläche.In the known heat treatments by conveyor systems, it is disadvantageous that a lot of energy is needed, since often the largest part of the energy used for heating the conveyor belt or the impact plates is used. Usually, the thermal mass of the products is much smaller than the thermal mass of the conveyor belts or impact plates. In addition, there is a great wear on the conveyor belts or cleats because they are subjected to thermal and mechanical stress. The conveyor belt must absorb all the tensile forces created by friction between the conveyor belt and the support surface, especially in the hot area of the furnace. In the hot area, the strip material softens, the loops of the strip deform and the strip is elongated, aged and deformed. The cleats can be damaged by mechanical contact of the plates with each other, butt edges and corners can easily break or break. Another disadvantage is the low temperature resistance of the conveyor belts and the particle generation by grinding the conveyor belts or cleats on the support surface.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung zum automatischen Transport von Produkten zur Wärmebehandlung in einem Ofen weiter zu verbessern, um die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Dazu wird gewünscht, ein konstruktiv einfach aufgebautes Fördersystem zur Wärmebehandlung von Produkten anzugeben, das wenig Energie zum Transport der Produkte benötigt, einen geringen Verschleiß aufweist und somit eine lange Lebensdauer erreicht.On this basis, the present invention seeks to further improve the device mentioned above for the automatic transport of products for heat treatment in a furnace in order to avoid the disadvantages described. For this purpose, it is desired to specify a structurally simple conveyor system for heat treatment of products, which requires little energy to transport the products, has low wear and thus achieves a long service life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Zugmittel aufweisendes Fördersystem vorhanden ist, das zwei parallele Führungsschienen aufweist, und dass zum Transport der zu behandelnden Produkte wenigstens zwei Tragelemente quer zur Förderrichtung zwischen den beiden Führungsschienen gespannt sind.This object is achieved in that a traction means exhibiting conveyor system is present, having two parallel guide rails, and that for transporting the products to be treated at least two support elements are stretched transversely to the conveying direction between the two guide rails.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung sind die Führungsschienen im kalten Bereich des Ofens angeordnet. Somit werden die Führungsschienen nur mechanisch während des Transports der zu behandelnden Produkte beansprucht. Dadurch tritt keine thermische Beanspruchung und kein thermischer Verschleiß auf.According to another teaching of the invention, the guide rails are arranged in the cold region of the furnace. Thus, the guide rails are claimed only mechanically during transport of the products to be treated. As a result, no thermal stress and no thermal wear occurs.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jede Führungsschiene im Wesentlichen oval ausgeführt ist. Anstelle einer ovalen Form kann jede Führungsschiene auch rechteckig oder trapezförmig ausgeführt sein, wenn denn an den Ecken ausreichend Radien vorhanden sind. Die Oberseite der Führungsschienen, welche zum Transport der zu behandelnden Produkte dient, ist zweckmäßigerweise an die Form des Ofens angepasst, dagegen kann die Unterseite der Führungsschienen eine beliebige Form annehmen. Durch eine möglichst runde Formgebung der Enden der ebenen Ober- und Unterseite können die zwischen den Führungsschienen gespannten Tragelemente reibungsarm umgelenkt werden. Die entsprechende Formgebung der Führungsschienen dient daher dem endlosen Umlauf der Tragelemente.A further embodiment of the invention provides that each guide rail is designed substantially oval. Instead of an oval shape, each guide rail can also be rectangular or trapezoidal, if there are sufficient radii at the corners. The top of the guide rails, which serves to transport the products to be treated, is suitably adapted to the shape of the furnace, on the other hand, the underside of the guide rails can take any shape. By a possible round shape of the ends of the flat top and bottom of the tensioned between the guide rails support elements can be deflected friction. The corresponding shape of the guide rails therefore serves the endless circulation of the support elements.
Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung sind die Führungsschienen spiegelsymmetrisch ausgebildet. Dadurch wird gewährleistet, dass der Abstand der beiden Führungsschienen zueinander stets gleich ist.According to a further teaching of the invention, the guide rails are mirror-symmetrical. This ensures that the distance between the two guide rails is always the same.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind in den Führungsschienen eine Mehrzahl von Mitnehmern angeordnet, die verfahrbar gelagert sind. Durch die Mehrzahl an Mitnehmern können auch gleichzeitig mehrere Produkte im Ofen behandelt werden. Die fahrbare Lagerung dient dazu, dass die Mitnehmer beispielsweise über Führungsrollen an den abgerundeten Enden der Führungsschienen umgelenkt werden können. Die Mitnehmer können somit die Führungsschienen wiederholend umfahren.According to another embodiment of the invention, a plurality of carriers are arranged in the guide rails, which are movably mounted. Due to the large number of carriers, several products can be treated in the oven at the same time. The mobile storage serves to ensure that the drivers can be deflected, for example via guide rollers on the rounded ends of the guide rails. The drivers can thus repeatedly bypass the guide rails.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Tragelemente an jedem Mitnehmer in verschiedenen Positionen anschlagbar sind. Dazu sind an den Mitnehmern eine Mehrzahl von in einer Reihe nebeneinander angeordneter Ausnehmungen eingebracht, wie beispielsweise Schlitze oder Löcher, die zur Aufnahme der Tragelemente dienen. Auf diese Weise können die Abstände der Tragelemente zueinander variiert werden. Entsprechend der Länge der zu behandelnden Produkte können die Tragelemente beliebig umgehängt werden. Die Produkte werden dabei von wenigstens zwei Tragelementen frei getragen, dadurch wird eine unerwünschte Partikelerzeugung durch Schleifen eines Förderbands an einer Auflagefläche zuverlässig vermieden.Another teaching of the invention provides that the support elements on each driver in various positions are approachable. For this purpose, a plurality of juxtaposed recesses, such as slots or holes, which serve to receive the support elements are introduced on the drivers. In this way, the distances of the support elements to each other can be varied. According to the length of the products to be treated, the support elements can be freely suspended. The products are thereby supported by at least two support elements, thereby undesirable particle generation by grinding a conveyor belt on a support surface reliably avoided.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mitnehmer jeder Führungsschiene über die Zugmittel miteinander verbunden sind. Das endlose Zugmittel bewegt eine Reihe von Mitnehmern über die Führungsschienen. Die Abstände der Mitnehmer untereinander innerhalb einer Führungsschiene können dabei entsprechend den zu behandelnden Produkten frei gewählt werden. Dazu können die Mitnehmer mittels beliebiger Befestigungselemente mit dem endlosen Zugmittel verbunden sein.Another embodiment of the invention provides that the driver of each guide rail are connected to each other via the traction means. The endless traction means moves a series of drivers over the guide rails. The distances between the drivers with each other within a guide rail can be freely selected according to the products to be treated. For this purpose, the drivers can be connected by means of any fastening elements with the endless traction means.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Zugmittel bevorzugt als Förderketten ausgebildet. Dadurch kann die ovale Form der Führungsschienen von den Förderketten optimal umlaufen werden. Es werden keine speziellen Hochtemperaturwerkstoffe für die Förderketten benötigt, da die Führungsschienen im kalten Bereich des Ofens angeordnet sind. Dadurch werden ebenfalls die Materialkosten reduziert. Optional können die Zugmittel auch als Stahlseil, -riemen oder -band ausgebildet sein.According to a further embodiment of the invention, the traction means are preferably designed as conveyor chains. As a result, the oval shape of the guide rails can be optimally circulated by the conveyor chains. No special high-temperature materials are required for the conveyor chains as the guide rails are located in the cold zone of the oven. This also reduces the material costs. Optionally, the traction means can also be designed as a steel cable, belt or band.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung sind die Tragelemente als Spanndrähte ausgeführt. Dadurch wird die Auflagefläche der zu behandelnden Produkte und damit die Strahlungs-Abschattungseffekte auf die Produkte minimiert. Die geringe Masse der Spanndrähte führt ebenfalls zu einem Ersparnis an Materialien im Vergleich zu einem Förderband. Die Verlustleistung beim Aufheizen und Abkühlen der Spanndrähte wird aufgrund ihrer geringen thermischen Masse sehr niedrig gehalten. Durch eine präzise Produktpositionierung auf den Spanndrähten zwischen den Führungsschienen wird der Einsatz eines Bandmaterials als Transportelement überflüssig und somit auch ein Aufweichen und Verformen des Bands im heißen Bereich des Ofens vermieden.According to a further teaching of the invention, the support elements are designed as tension wires. As a result, the contact surface of the products to be treated and thus the radiation-shading effects on the products is minimized. The low mass of the tension wires also results in a saving of materials compared to a conveyor belt. The power loss during heating and cooling of the tension wires is kept very low due to their low thermal mass. Precise product positioning on the tension wires between the guide rails eliminates the need for a belt material as a transport element and thus also prevents softening and deformation of the belt in the hot zone of the furnace.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Spanndrähte bevorzugt aus einer Edelstahl-Aluminium-Nickel-Legierung bestehen, welches die besten mechanischen und thermischen Festigkeiten bis zu 1.250°C aufweist. Dadurch können die Spanndrähte den heißen Bereich des Ofens problemlos durchlaufen, ohne dass mechanische und/oder thermische Spannungen im Material auftreten.Another embodiment of the invention provides that the tension wires preferably consist of a stainless steel-aluminum-nickel alloy, which has the best mechanical and thermal strengths up to 1250 ° C. As a result, the tension wires can easily pass through the hot area of the furnace without mechanical and / or thermal stresses occurring in the material.
Schließlich ist nach einer weiteren Lehre der Erfindung vorgesehen, dass die Spanndrähte federbelastet verspannt sind, wobei bevorzugt jeder Spanndraht zur Erzeugung der Federkraft mittels wenigstens einer Schraubenfeder durch ein Verbindungselement verbunden ist. Damit können die zu behandelnden Produkte von den Spanndrähten getragen werden und hängen somit nicht durch. Dazu ist die Federkonstante jeder Schraubenfeder auf das aufzulegende Gewicht abgestimmt.Finally, according to a further teaching of the invention provides that the tension wires are braced spring loaded, preferably each tension wire is connected to produce the spring force by means of at least one coil spring by a connecting element. Thus, the products to be treated can be carried by the tension wires and thus do not hang. For this purpose, the spring constant of each coil spring is matched to the weight to be placed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only a preferred embodiment. In the drawing show
Die
Im dargestellten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das endlose Zugmittel als Förderkette ausgebildet, kann aber auch ein Stahlseil, -riemen oder -band sein. Die Mitnehmer
Die
Des Weiteren sind zwei zwischen den Mitnehmern
In
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Legal Events
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| R082 | Change of representative |
Representative=s name: COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWAELTE P, DE |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CREMER ENGINEERING GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SOF EQUIPMENT GMBH, 52249 ESCHWEILER, DE Effective date: 20150126 |
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| R082 | Change of representative |
Representative=s name: COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWAELTE P, DE Effective date: 20150126 |
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| R016 | Response to examination communication | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |