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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Kühlen eines Förderers.
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Stand der Technik
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Zum Fördern eines heißen Werkstücks muss entweder ein Kettenförderer mit einem hohen Wärmewiderstand verwendet oder ein Kühlmechanismus in der Transporteinrichtung vorgesehen werden.
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Denn wenn der Förderer heiß wird, neigen das Schmieröl und das Schmierfett, die an den in dem Förderer verwendeten Lagern und Antriebsvorrichtungen angebracht sind, dazu, sich zu verschlechtern. Wenn deshalb Schmieröl und Schmierfett an Teilen angebracht werden, zu welchen Wärme geleitet wird, müssen diese Teile gekühlt werden, um die Wärmeleitung entsprechend zu erschweren. Wenn Wärme nicht nur zu dem Schmieröl und dem Schmierfett, sondern auch zu Teilen geleitet wird, an welchen wärmeempfindliche Teile und Vorrichtungen montiert sind, ist es notwendig, auch diese zu kühlen oder ein Wärmeisolierungsmaterial oder -teil vorzusehen, um die Wärmeleitung zu verhindern.
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Darüber ist ein heißer Förderer auch dahingehend nachteilig, dass sich eine Bedienperson diesem nicht nähern kann und sich das Arbeitsumfeld verschlechtert. Deshalb werden üblicherweise Förderer mit einer Kühlvorrichtung eingesetzt.
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Kühlverfahren sind beispielsweise in den im folgenden genannten Druckschriften der Patentliteratur offenbart. So offenbart
JP 10-085821 A eine Technik zum Kühlen eines Brammenförderers. Dieser enthält eine Kühlvorrichtung, welche Kühlwasser durch einen Rollentisch passieren lässt, welcher als Lagerteil einer Tragrolle dient. Die Kühlvorrichtung ist dergestalt, dass sie eine Wärmeleitung zum Rollentisch und einem Träger verhindert.
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JP 11-114745 A offenbart eine Technik zum Kühlen einer Transporteinrichtung. Diese weist eine in einer Vakuumkammer angeordnete Basis, einen auf der Basis installierten Lineartisch, eine Linearführung zum Führen des Lineartisches und eine in der Basis vorgesehene Zirkulationsleitung und eine Wärmeaufnahmefläche auf. Bei dieser Anordnung wird Wärme von dem Lineartisch zu der Wärmeaufnahmefläche geleitet. Diese Wärmeaufnahmefläche wird durch ein Kühlmedium gekühlt. Somit kann eine Verformung der Linearführung durch die Wärme und dergleichen vermieden werden.
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JP 2005-233809 A offenbart eine Technik zum Kühlen eines Vertikalofens. Dabei ist eine Gehäusekühlmittelleitung vorgesehen, um ein Kühlmittel durch das Innere einer Wandung eines zylindrischen Gehäuses des Vertikalofens passieren zu lassen. Somit kann eine Messeinrichtung, welche innerhalb des Ofens vorgesehen ist, vor äußerer Wärme geschützt werden.
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JP 2004-299850 A offenbart ein Rollenkühlteil, welches so angeordnet ist, dass es die Außenumfänge der Tragrollen bedeckt, und mit Öffnungen versehen ist, von welchen ein Teil von jeder Tragrolle vorspringt, um dadurch die Rollen mit einem Kühlmedium zu kühlen, das in Kühlleitungen zirkuliert, die in dem Rollenkühlteil vorgesehen sind. Ferner wird offenbart, dass das Rollenkühlteil und die Tragrollen in einer Heizvorrichtung verwendet werden. Die Kühlkanäle, die in einem Grundkörper ausgebildet sind, der die Tragrollen trägt, sind einfache Löcher, die parallel zur den Rollenachsen angeordnet sind.
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DE 42 32 014 A1 offenbart ein Verfahren zum Kühlen einer Rollenvorrichtung mittels Kühlkanälen, die entlang einer gekrümmten Oberfläche einer Walze angeordnet, die zum Zerkleinern von Kunststoffen vorgesehen ist. Zum Kühlen der Walze sind Kühlkanäle direkt in der Walze ausgebildet, die parallel zur Walzenachse verlaufen. Ein der Walze zugewandter Gegenblock ist ebenfalls mit Kühlkanälen versehen, um den Gegenblock zu kühlen. Diese Kühlkanäle verlaufen ebenfalls parallel zur Walze.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Wenn jedoch der Förderer mittels solcher Kühltechniken, wie sie in den oben genannten Patentanmeldungen offenbart sind, gekühlt wird, muss beachtet werden, dass folgende Probleme entstehen können.
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Es gibt einen Fall, bei welchem ein Förderer in einem Heizofen zum Heizen und Transportieren eines Werkstücks angeordnet werden muss. In diesem Fall wird der Antriebsmechanismus des Förderers als vorbeugende Maßnahme gegen die Wärme oft außerhalb des Heizofens vorgesehen.
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Wenn der Förderer ein Rollenförderer mit Tragrollen ist, werden jedoch Teile, welche mit einem transportierten und aufgeheizten Werkstück in Berührung kommen, einer Wärmeleitung von dem aufgeheizten Werkstück ausgesetzt. Dies erhöht die Temperaturen der Tragrollen und des Förderers, die das Werkstück transportieren.
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Es ist deshalb denkbar, dass der Förderer mit einer Kühlmittelleitung zum Durchleiten eines Kühlmittels versehen ist, so dass der Förderer durch den Kühlmittelstrom, wie in den oben genannten Patentanmeldungen gezeigt, gekühlt wird.
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Unterdessen werden für Tragrollen Teile, wie z. B. Lager, eingesetzt, um die Gleitfähigkeit zu verbessern. Für den Antrieb der Tragrolle ist ein Antriebsmechanismus notwendig. Zum Schmieren dieser Gleitteile müssen Schmiermittel wie z. B. Schmieröl und Schmierfett verwendet werden. Selbst wenn ein hitzebeständiges Schmiermittel verwendet wird, liegt die Temperaturobergrenze für deren Verwendung bei etwa 200°C. Wenn das Schmiermittel diese Temperatur übersteigt, ist eine Kühlung erforderlich.
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Der in den oben genannten Patentanmeldungen offenbarte einfache Aufbau, bei dem eine Kühlmittelleitung linear in einem Rahmen zum Transport eines Werkstücks ausgebildet ist, könnte den Rollentisch, welcher die Tragrolle hält, jedoch nicht die Tragrolle selbst kühlen. Wenn die Tragrolle aufgeheizt wird und sich thermisch ausdehnt, führt dies dazu, dass sich das Werkstück verwindet. Das Werkstück kann an dem Förderer hängen bleiben und eine Blockade und einen Stau verursachen.
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Wenn die Kühleffizienz niedrig ist, ist es wie oben erwähnt wahrscheinlich, dass Wärme von der Tragrolle auf die Gleitteile wie z. B. die Lager und den Antriebsmechanismus geleitet wird, was zu einer Verschlechterung des daran angebrachten Schmieröls und Schmierfetts führt.
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Ferner führt die Wärmeleitung an die Lager und dem Antriebsmechanismus dazu, dass sich die Lager thermisch ausdehnen, was dazu führt, dass sich diese verformen und verziehen, wodurch die Leistung der Lager abnimmt oder ein in dem Antriebsmechanismus verwendeter Riemen oder eine verwendete Kette gedehnt wird. Diese Probleme können sich auf den Transport der Werkstücke auswirken.
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Mit anderen Worten werden die in den oben genannten Patentanmeldungen hinsichtlich ihrer Kühlleistung zum Kühlen eines Förderers in einem Heizofen als unzureichend erachtet.
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Als Gegenmaßnahme ist die Verwendung von ungeschmierten Lagern aus Keramik und dergleichen denkbar. Jedoch sind Keramiklager sehr teuer und deren Verwendung an Stellen, welche Stöße von Außen erhalten könnten, ist nachteilig. Deshalb ist die Verwendung eines solchen Lagers in einem Förderer nicht so praktikabel.
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Alternativ ist es grundsätzlich denkbar, den Aufbau eines Kettenförderers mit einer hohen Wärmebeständigkeit zu verwenden. Bei einem Verarbeitungsverfahren, wie z. B. Löten, bei welchem Fremdpartikel nachteilig sind, ist der Aufbau, welcher Fremdpartikel erzeugen kann, unerwünscht.
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der genannten Probleme gemacht und hat die Aufgabe, eine Transporteinrichtung bereitzustellen, welche auf effiziente Weise einen Förderer kühlen kann.
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Lösung des Problems
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände von Unteransprüchen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die Transporteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit den obigen Eigenschaften kann die folgende Funktionsweise und Vorteile bereitstellen.
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Die Erfindung ist eine Transporteinrichtung mit einem Förderer und einem Kühlmechanismus zum Kühlen des Förderers. Die Transporteinrichtung weist den Förderer zum Fördern eines Werkstücks, einen Heizofen zum Heizen des Werkstücks und Abdecken eines Teils des Förderers und den Kühlmechanismus zum Kühlen des Förderers auf, wobei der Förderer zum Fördern des Werkstücks eine Tragrolle, welche mit dem Werkstück in Kontakt kommt und das Werkstück fördert, und ein Rollenkühlteil, welches als der Kühlmechanismus vorgesehen ist, auf, wobei das Rollenkühlteil dergestalt ist, dass es den Außenumfang der Tragrolle umgibt und eine Öffnung aufweist, durch welche ein Teil des Außenumfangs der Tragrolle vorsteht.
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Deshalb kann eine Transporteinrichtung bereitgestellt werden, welche in der Lage ist, die Tragrolle auf wirksame Weise zu kühlen, mittels des in der Nähe der Tragrolle und entlang des Außenumfangs der Rolle angeordneten Rollenkühlteils.
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Das Rollenkühlteil beinhaltet eine Kühlleitung, welche entlang einem kreisförmigen Bogen der Tragrolle ausgebildet ist, wobei die Leitung dergestalt ist, dass ein Kühlmittel innen zirkuliert.
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Die Tragrolle kann durch die in der Nähe der Tragrolle und entlang des Außenumfangs der Rolle angeordnete Kühlleitung auf wirksame Weise gekühlt werden.
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Das Rollenkühlteil weist eine Vielzahl von Plattenteilen auf und die Plattenteile sind parallel zur Förderrichtung des Werkstücks mit der Kühlleitung dazwischen geschaltet angeordnet.
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Dementsprechend kann der Haltevorgang der Kühlleitung in dem Rollenkühlteil vereinfacht werden und können die laminierten Plattenteile die Wärmekapazität des Rollenkühlteils sicherstellen. Es kann eine Transporteinrichtung bereitgestellt werden, welche die Tragrolle auf effiziente Weise kühlen kann.
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Die Tragrolle kann einen Außenumfangsabschnitt, der mit dem Werkstück in Berührung kommt, einen Innenumfangsabschnitt, welcher innerhalb des Außenumfangsabschnitts mit einem dazwischen angeordneten Ausschnitt vorgesehen ist und an einer Drehwelle angebracht ist, und einen Rippenabschnitt aufweisen, welcher den Außenumfangsabschnitt und den Innenumfangsabschnitt verbindet.
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Wenn daher der Rippenabschnitt so gestaltet ist, dass er eine kleinere Querschnittsfläche hat, kann die Wärmeleitmenge reduziert werden. Infolge dessen ist es unwahrscheinlich, dass Wärme den Lagern und dem Antriebsmechanismus, welche auf der Drehwelle vorgesehen sind, zugeführt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Querschnittsansicht einer Transporteinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 ist eine Querschnittsdraufsicht eines in der Transporteinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehenen Förderers;
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils der Transporteinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Förderers gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 ist eine Querschnittsansicht einer Tragrolle gemäß der ersten Ausführungsform;
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6 ist eine Ansicht, welche einen Zustand der Tragrolle zeigt, welche eine Trägerpalette gemäß der ersten Ausführungsform fördert;
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7 ist eine perspektivische Ansicht eines Rollenkühlteils gemäß der ersten Ausführungsform;
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8 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Rollenkühlteils gemäß der ersten Ausführungsform;
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9 ist eine Ansicht, welche eine Wärmeleitung von einem Halogenheizer gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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10 ist eine Ansicht, welche die Wärmeleitung von der Trägerpalette zur Tragrolle gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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11 ist eine schematische Schnittansicht einer Transporteinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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12 ist eine schematische Schnittansicht einer Transporteinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Transporteinrichtung
- 11
- Quarzglasplatte
- 12
- Motor
- 13
- Heizofen
- 15
- Druckminderkammer
- 20
- Förderer
- 21
- Tragrolle
- 21a
- Außenumfangsabschnitt
- 21b
- Innenumfangsabschnitt
- 21c
- Rippenabschnitt
- 21d
- Öffnung
- 22
- Antriebsriemenscheibe
- 23
- Drehwelle
- 24
- Trennwand
- 25
- Rollenkühlteil
- 25a
- Kühlplatte
- 25b
- Kühlleitung
- 25c
- Abstandsplatte
- 26
- Riemen
- 27
- Lagerwand
- 30
- Halogenheizeinrichtung
- 40
- Trägerpalette
- 50
- Inverterelement
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
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(Erste Ausführungsform)
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Zunächst wird ein Aufbau einer ersten Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht einer Transporteinrichtung 10. 2 ist eine Draufsicht eines Förderers 20, der in der Transporteinrichtung 10 vorgesehen ist. Die Transporteinrichtung 10 weist einen Heizofen 13, einen Förderer 20 und eine Halogenheizeinrichtung 30 auf. Der Heizofen 13 besteht hauptsächlich aus einer Kammer 14, die als ein Ofenhauptkörper dient, und aus der Halogenheizeinrichtung 30, welche als eine Heizeinrichtung dient. Das Innere der Kammer 14 wird durch eine Quarzglasplatte 11 in zwei Teile geteilt; die eine oberhalb der Glasplatte 11 ist eine Heizkammer 16 und die andere unterhalb derselben ist eine Druckminderkammer 15. Die Halogenheizeinrichtung 30 ist fest in dieser Druckminderkammer 15 angeordnet. Das Innere der Heizkammer 16 wird von außen durch eine nicht gezeigte Klappe abgedeckt und dann mit einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, gefüllt.
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Die Halogenheizeinrichtung 30 ist eine typische Heizeinrichtung mit einer Quarzglasröhre, die mit Halogengas gefüllt und innen mit einem Wolframglühfaden versehen ist. Die Heizeinrichtung 30 kann Infrarotstrahlung emittieren, um ein Werkstück aufzuheizen. Das durch den Heizofen 13 aufzuheizende Werkstück ist ein Inverterelement 50. Wenn es aufgeheizt ist, wird das Inverterelement 50 gelötet.
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Die Halogenheizeinrichtung 30 ist in der Druckminderkammer 15 befestigt, welche wie oben beschrieben durch die Quarzglasplatte 11, die sich in dem unteren Teil des Heizofens 13 befindet, isoliert ist. Da die Halogenheizeinrichtung 30 von dem Förderer 20 getrennt ist, wird verhindert, dass Staub oder dergleichen in die Heizeinrichtung 30 eintritt. Vorzugsweise wird die Druckminderkammer 15 mit einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, gefüllt, um zu verhindern, dass sich die Halogenheizeinrichtung 30 verschlechtert.
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3 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Transporteinrichtung 10. Diese ist eine Schnittansicht des Förderers 20. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Förderers 20.
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Der Förderer 20, welcher in dem Heizofen 13 angeordnet ist, ist ein so genannter Rollenförderer, welcher eine Vielzahl von Tragrollen 21 drehen kann, um eine Trägerpalette 40, welche in Kontakt mit den Rollen 21 abgestützt ist, in Drehrichtung der Rollen 21 vorwärts zu bewegen. Genauer gesagt sind beide Seitenendabschnitte (Schulterabschnitte) der Trägerpalette 40 auf den Rollen 21 angeordnet und werden durch diese gestützt. Durch das Gewicht der Trägerpalette 40 und des Inverterelements 50 wirkt eine konstante Last auf die Rollen 21. Wenn sich die Rollen 21 drehen, kann die Trägerpalette 40 mittels Reibung in Drehrichtung bewegt werden.
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Diese Trägerpalette 40 ist eine Palette zum festen Halten und Transportieren des Inverterelements 50. Diese Palette 40 besteht aus Metall, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, um so der Innentemperatur des Heizofens 13 zu widerstehen. Ein Mittelabschnitt der Trägerpalette 40, d. h. ein Abschnitt, auf welchen das Inverterelement 50 gelegt wird, ist mit einem Durchgangsloch versehen, durch welches Infrarotstrahlen von der in der Druckminderkammer 15 angeordneten Halogenheizeinrichtung 30 das Inverterelement 50 bestrahlen können.
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Die Kammer 14 in dem Heizofen 13 weist an einer in Förderrichtung des Inverterelements 50 stromaufwärtigen Seite einen Eingang für die Trägerpalette 40 und an einer in Förderrichtung des Inverterelements 50 stromabwärtigen Seite einen Ausgang für die Trägerpalette 40 auf. In dem unteren Teil der Heizkammer 16 der Kammer 14 sind Förderer 20 symmetrisch an rechten und linken Seiten angeordnet, wobei sich jeder linear vom Eingang zum Ausgang für die Trägerpalette 40 in Förderrichtung des Inverterelements 50 erstreckt. Die Tragrollen 21, die in dem Förderer 20 vorgesehen sind, sind wie in 1 oder 3 gezeigt, von der Quarzglasplatte 11 beabstandet angeordnet.
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Jede Tragrolle 21 ist an einem Ende einer Drehwelle 23 befestigt. Eine Antriebsriemenscheibe 22 ist am Umfang eines Mittelabschnitts der Drehwelle 23 montiert. Die Drehwelle 23 wird durch in einer Trennwand 24 und einer Lagerwand 27 vorgesehene Lager drehbar gelagert.
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Die Antriebsriemenscheibe 22 ist in Bezug auf die Tragrolle 21 weiter außen an der Drehwelle 23 befestigt. Dies liegt daran, dass ein um die Antriebsriemenscheibe 22 gelegter Riemen 26 aus Harz besteht und eine geringere Wärmewiderstandsfähigkeit aufweist. Das Innere des Heizofens 13 ist im Hinblick auf die Heizeffizienz vorzugsweise kompakt. Die Antriebsriemenscheibe 22 und der Riemen 26 sind vorzugsweise so weit außen wie möglich angeordnet.
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Eine Drehung eines Motors 12, welcher außerhalb des Heizofens 13 angeordnet ist, wird über den Riemen 26 auf die Antriebsriemenscheibe 22 übertragen. Die Riemenscheibe 22 überträgt dann die Drehung an die Drehwelle 23. Wenn sich daher die Riemenscheibe 22 dreht, dreht sich auch die an der Drehwelle 23 befestigte Tragrolle 21.
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5 ist eine Schnittansicht der Tragrolle 21. 6 zeigt einen Zustand der Tragrolle 21, welche die Trägerpalette 40 fördert.
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Jede Tragrolle 21 weist einen Außenumfangsabschnitt 21a, der mit der Trägerpalette 40 in Kontakt kommt, einen Innenumfangsabschnitt 21b, welcher mit der Drehwelle 23 verbunden ist, und Rippenabschnitte 21c, von welchen jeder den Außenumfangsabschnitt 21a und den Innenumfangsabschnitt 21b verbindet. Der Außenumfangsabschnitt 21a und der Innenumfangsabschnitt 21b werden durch die Rippenabschnitte 21c gestützt, wobei an drei Stellen Ausnehmungen 21d ausgebildet sind.
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Die Tragrolle 21 besteht aus Edelstahl, z. B. SUS304, kann jedoch auch aus jedem anderen Material außer SUS304 gebildet sein. Da jedoch das Innere des Heizofens 13 heiß wird, sollte das Material vorzugsweise oxidationsbeständig sein und keinen Kohlenstoff enthalten, um eine Verschlechterung aufgrund von Wasserstoffversprödung zu vermeiden.
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Das Verhältnis zwischen den Rippenabschnitten 21c und den Ausnehmungen 21d ist vorzugsweise so bestimmt, dass jede Ausnehmung 21d gerade so breit ist, dass sie beim Fördern der Trägerpalette 40 keine Probleme in der Tragrolle 21 verursacht.
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7 ist eine perspektivische Ansicht eines Rollenkühlteils 25. 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Rollenkühlteils 25.
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Das Rollenkühlteil 25 wird angeordnet, um eine Lücke zwischen benachbarten Tragrollen 21 zu überbrücken und den größten Teil des Außenumfangs jeder Tragrolle 21 zu bedecken, wie in 4 gezeigt ist.
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Das Rollenkühlteil 25 weist Kühlplatten 25a, Kühlleitungen 25b und Abstandsplatten 25c auf. Jede Komponente besteht aus sauerstofffreiem Kupfer, z. B. C1020. Es können andere Materialien als sauerstofffreies Kupfer verwendet werden, jedoch ist vorzugsweise ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit auszuwählen.
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Jede Kühlplatte 25a ist ein mit Löchern 25d versehenes Plattenteil, von welchen jedes kreisförmig entlang der Außenkontur der Tragrolle 21 verläuft. Ein offener Abschnitt dieses Lochs 25d bildet eine Öffnung 25e des Rollenkühlteils 25. Wenn die Tragrollen 21 und die Kühlplatten 25 wie in 6 gezeigt kombiniert werden, steht ein Teil einer Rollenoberfläche jeder Rolle 21 aus der Öffnung 25e des Rollkühlteils 25 vor. Zum Beispiel wird jede Rolle 21 so angeordnet, dass sie um etwa 1 mm aus der Öffnung 25e vorsteht. Die Trägerpalette 40 wird auf die Rollenoberfläche(n) der Tragrolle(n) 21, die aus der Öffnung 25 vorstehen, angeordnet. Die Öffnung 25e hat eine Größe, welche um etwa 1 mm größer als der Außendurchmesser jeder Rolle 21 ist.
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Jede Abstandsplatte 25c dient als ein Abstandshalter, welcher zwischen benachbarten Kühlplatten 25a geschaltet ist und zwischen benachbarten Tragrollen 21 angeordnet ist. Jede Kühlleitung 25b wird zwischen den Kühlplatten 25a gehalten und befestigt. Jede Kühlleitung 25b ist eine Leitung zum Zirkulieren eines Kühlmittels. Jede Kühlleitung 25b ist so ausgebildet, dass sie wie in 8 gezeigt in einem schlangenförmigen Muster gebogen ist. Jeder gebogene Abschnitt krümmt sich entlang dem Außendurchmesser der Tragrolle 21.
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Genauer gesagt ist jede Kühlleitung 25b so gebogen, dass sich jeder obere Krümmungsabschnitt der Leitung 25b auf der Seite der Abstandsplatten 25c befindet, wenn diese als Rollenkühlteil 25 zusammengebaut sind, und sich jeder untere Abschnitt der Leitung 25b als ein Kühlmechanismus auf der Seite der in dem Förderer 20 installierten Tragrolle 21 befindet.
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Das Kühlteil 25 ist mit einer in der 4 gezeigten Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 45 verbunden. Diese Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 45 hat die Funktion, das Kühlmittel mittels eines Wärmetauschers zu kühlen. Zum Beispiel kann ein Kühlaggregat verwendet werden.
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Die erste Ausführungsform mit dem obigen Aufbau funktioniert wie nachfolgend beschrieben.
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Der in dem Heizofen 13 vorgesehene Förderer 20 wird betrieben, um das auf die Trägerpalette 40 gelegte Inverterelement 50 von einem nicht gezeigten, außerhalb des Heizofens 13 vorgesehenen Förderers in den Heizofen 13 zu fördern und das aufgeheizte Inverterelement 50 wieder nach außen zu fördern.
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Das Werkstück ist ein Inverterelement 50, welches in einem Fahrzeug montiert werden soll. Daher müssen elektronische Komponenten auf dem Inverterelement 50 montiert werden. Deshalb wird eine Lötfolie auf der Oberfläche des Inverterelements 50 in einem stromabwärtigen Vorgang des Heizofens 13 aufgebracht. Anschließend werden die elektronischen Komponenten darauf platziert.
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Die Trägerpalette 40 wird durch die drehenden Rollen 21 abgestützt und gefördert. Somit wird das auf der Trägerpalette 40 platzierte Inverterelement 50 ebenfalls in den Heizofen 13 transportiert.
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9 ist eine Ansicht, welche schematisch die Wärmestrahlung von der Halogenheizeinrichtung 30 in dem Heizofen 13 zeigt. 10 ist eine Ansicht, welche den Weg der Wärmeleitung von der Trägerpalette 40 zu den Rollen 21 zeigt, wobei schwarze Pfeile das Heizen und umrandete Pfeile das Kühlen darstellen.
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Das Inverterelement 50, welches in der Heizkammer 16 an einer vorbestimmten Stelle positioniert ist, wird durch die von der Halogenheizeinrichtung 30 emittierten Infrarotstrahlen geheizt. Der Schmelzpunkt des Lots liegt etwa bei 220°C, weshalb das Inverterelement 50 auf etwa 300°C aufgeheizt wird.
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Somit wird die Trägerpalette 40, welche das Inverterelement 50 berührt, ebenfalls durch die Strahlung von der Halogenheizeinrichtung 30 aufgeheizt und einer Wärmeleitung von dem Inverterelement 50 ausgesetzt, weshalb die Temperatur bis nahe an die Temperatur des Inverterelements 50 ansteigt.
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Somit werden die Rollen 21, welche die Trägerpalette 40 berühren, ebenfalls der Wärmeleitung von den Kontaktabschnitten mit der Trägerpalette 40 ausgesetzt.
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Deshalb wird zum Kühlen der Rollen 21 das Rollenkühlteil 25 vorgesehen. Jede Kühlleitung 25b des Rollenkühlteils 25 wird mit einem Kühlmittel durchströmt.
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Jede Tragrolle 21 wird durch das Rollenkühlteil 25 in einem festen Abstand umgeben. Dieser Abstand beträgt etwa 1 mm. Jede Leitung 25b des Rollenkühlteils 25 wird durch das durchströmende Kühlmittel auf einer niedrigen Temperatur gehalten. Deshalb tritt ein Temperaturgradient zwischen der Tragrolle 21 und dem Rollenkühlteil 25 auf, wie in 10 gezeigt ist. Die Wärme jeder Rolle 21 wird indirekt von dem Rollenkühlteil 25 durch ein Inertgas, wie z. B. Stickstoff, beseitigt.
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Der Aufbau, bei welchem der größte Teil des Außenumfangs jeder Rolle 21 von dem Rollenkühlteil 25 umgeben wird, bewirkt ferner, dass ein Überheizen jeder Rolle 21 vermieden wird.
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Das Heizen durch die Halogenheizeinrichtung 30 wird durch Ausstrahlen von Infrarotstrahlen durchgeführt. Deshalb ist es wahrscheinlich, dass die Temperatur eines durch die Infrarotstrahlen bestrahlten Objekts ansteigt. Da der größte Teil des Außenumfangs jeder Rolle 21 von dem Rollenkühlteil 25 umgeben ist, ist der Wärmeeintrag von der Außenumfangsfläche jeder Rolle 21 in einen Kontaktabschnitt mit der Trägerpalette 40 beschränkt und ein Kontaktabschnitt (Rollenendfläche) jeder Rolle 21 dem aufgeheizten Atmosphärengas ausgesetzt. Somit kann der Weg des Wärmeeintrags minimiert werden.
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Jede Tragrolle 21 ist so aufgebaut, dass der Außenumfangsabschnitt 21a und der Innenumfangsabschnitt 21b durch die Rippenabschnitte 21c, wie in den 5 und 6 gezeigt, verbunden sind. Die zum Außenumfangsabschnitt 21a geleitete Wärme wird durch die Rippenabschnitte 21c an den Innenumfangsabschnitt 21b geleitet.
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Wenn die Ausnehmungen 21d größer ausgebildet sind, so dass engere Rippenabschnitte 21 verbleiben, haben die Rippenabschnitte 21c eine geringere Wärmeleiteffizienz und dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass die Wärme im Außenumfangsabschnitt 21a verbleibt. Somit kann das Rollenkühlteil 25 eine effizientere Kühlung bereitstellen.
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Das Vorsehen von Ausnehmungen 21d kann die Oberfläche jeder Rolle 21 erhöhen, was ebenfalls zur Kühlung jeder Rolle 21 beiträgt.
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Das Rollenkühlteil 25 ist dergestalt, dass es mehrere innen angeordnete Kühlleitungen 25b aufweist, um die Kühleffizienz weiter zu verbessern. Jede Leitung 25b ist entlang der Außenkontur jeder Rolle 21 gebogen. Dieses Biegen kann die Kontaktoberfläche vergrößern und die Kühleffizienz verbessern. Ferner erhöht die Verwendung eines Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit die Kühleffizienz.
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Wie oben erwähnt, kühlt das Rollenkühlteil 25 die Rollen 21 indirekt (berührungslos) über Inertgas, weshalb ein Temperaturanstieg jeder Rolle 21 unterbunden wird.
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Eine nicht gezeigte, in dem Heizofen 13 vorgesehene Klappe wird geschlossen, um die Temperatur zu erhöhen. Deshalb ist es auch wahrscheinlich, dass in dem Heizofen 13 der Förderer 20 aufgeheizt wird. Jedoch ermöglicht das Zirkulieren von Kühlmittel durch jede Kühlleitung 25b des Rollenkühlteils 25 eine ausreichende Kühlung.
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Das Inverterelement 50, welches in dem Heizofen 13 aufgeheizt wird, wird auf der Trägerpalette 40 außerhalb des Heizofens 13 durch den Betrieb des Förderers 20 transportiert. Das Inverterelement 50 wird anschließend in einem stromabwärtigen Prozess der Transporteinrichtung 10 an einem nicht gezeigten Förderer gekühlt und die in dem Heizofen 13 aufgeheizte und geschmolzene Lötfolie erstarrt, wodurch die elektronischen Komponenten auf das Inverterelement 50 gelötet werden.
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Die erste Ausführungsform weist den obigen Aufbau und die Funktionsweise auf und kann deshalb die nachfolgend beschriebenen Wirkungen bereitstellen.
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Ein erstes Ergebnis ist die effiziente Kühlung der Tragrollen 21. Das Verfahren zum Kühlen eines Transportabschnitts durch Kühlen des Förderers 20 durch den Kühlmechanismus weist den Förderer 20 zum Fördern des Inverterelements 50, den Heizofen 13 zum Heizen des Inverterelements 50 und zum Bedecken eines Teils des Förderers und den Kühlmechanismus zum Kühlen des Förderers 20 auf. Der Förderer zum Fördern des Inverterelements 50 weist die Rollen 21 auf, welche mit der Trägerpalette 40 in Kontakt kommen, um das Inverterelement 50 zu fördern. Das Rollenkühlteil 25, welches als Kühlmechanismus dient, umgibt den Außenumfang jeder Rolle 21 und weist die Öffnung 25e auf, durch welche ein Teil des Außenumfangs jeder Rolle 21 vorsteht. Das Rollenkühlteil 25 kühlt die durch die Wärme in dem Heizofen 13 aufgeheizten Rollen 21.
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In dem Rollenkühlteil 25 werden die Kühlleitungen 25b, welche kreisbogenförmig entlang jeder Rolle 21 erstreckend ausgebildet sind, gehalten, innerhalb derer das Kühlmittel zirkuliert wird.
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Die Tragrollen 21 werden durch das durch die Leitungen 25b in dem Rollenkühlteil 25 strömende Kühlmittel gekühlt.
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Wie oben beschrieben, ist jede Leitung 25b entlang der Außenkontur jeder Tragrolle 21 gebogen, um mit einer größeren Oberfläche die Kühlplatten 25a zu berühren, wodurch eine Wassermenge pro Volumeneinheit erhöht und dadurch die Kühleffizienz weiter verbessert wird.
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Die Anmelder haben in Studien bestätigt, dass, wenn das Inverterelement 50 auf 300°C erhöht wird, die Temperatur der Tragrollen 21 etwa 150°C erreicht, wenn nicht gekühlt wird, wohingegen die Temperatur der Rollen 21 auf unter 80°C oder weniger gehalten werden kann, wenn mit dem Rollenkühlteil 25 gekühlt wird.
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Wie in dem Abschnitt ”Technisches Problem” beschrieben, kann sich die Wärme auf ein Schmiersystem und ein Antriebssystem auswirken, wenn die Wärme von der Tragrolle 21 auf die Drehwelle 23 und die Antriebsriemenscheibe 22 geleitet wird.
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Das Lager, welches die Drehwelle hält, wird mit Schmieröl oder Schmierfett als Schmiermittel versehen. Das Schmiermittel verschlechtert sich jedoch umso mehr, je höher die Temperatur ist. Deshalb ist es erwünscht, dass das Lager auf einer möglichst niedrigen Temperatur gehalten wird. Selbstverständlich können bei hohen Temperaturen nicht nur das Schmieröl oder das Schmierfett, sondern auch das Lager selbst verformt werden, was zu einer Erhöhung des Rollwiderstands führt.
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Der Riemen 26, welcher um die Antriebsriemenscheibe 22 gelegt ist, besteht aus Harz, was zu den Nachteilen führen kann, dass selbst ein sehr wärmebeständiges Material ausgedehnt oder verformt wird.
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Es ist zu befürchten, dass die thermische Ausdehnung der Rollen 21 selbst zu einer Verwindung der Trägerpalette 40 führen kann. Wenn sich alle Rollen 21 einheitlich ausdehnen, tritt kein Problem auf. Jedoch wenn sich nur die Rollen 21 auf einer Seite thermisch ausdehnen, kann eine Durchmesserdifferenz zwischen den Rollen 21 auf der rechten Seite und den Rollen 21 auf der linken Seite auftreten, weshalb sich die Trägerpalette 40 verwinden kann. Wenn die schlangenförmige Bewegung der Trägerpaletten 40 z. B. einen Stillstand herbeiführt, kann ein Stau der Trägerpaletten 40 innerhalb des Heizofens 13 entstehen, wodurch die Produktivität abnimmt. Es ist deshalb möglich, einen Temperaturanstieg der Rollen 21 selbst zu vermeiden.
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Da gemäß der ersten Ausführungsform die Rollen 21 durch das Rollenkühlteil 25 gekühlt werden, können die Rollen 21 effizient gekühlt werden. Dies ermöglicht es, eine Verschlechterung des Schmiersystems und des Antriebssystems zu verhindern, und eine von einer Ausdehnung der Lagerung und der Drehwelle 23 resultierende Erhöhung des Rollenwiderstands zu vermeiden und darüber hinaus eine Schlangenbewegung der Trägerpaletten 40, welche aus der Ausdehnung der Rollen 21 resultiert, zu verhindern.
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Ein zweites Ergebnis ist die einfache Herstellung des Rollenkühlteils 25 durch Laminieren der Kühlteile 25a und Aufnehmen der Kühlleitungen 25b dazwischen.
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Das Rollenkühlteil 25 besteht aus einer Vielzahl von Kühlplatten 25a. Die Kühlplatten 25a werden parallel zur Förderrichtung der Trägerpalette 40 angeordnet und mit den Leitungen 25b dazwischen nebeneinander geschichtet. Somit kann das Rollenkühlteil 25 mit den darin befindlichen Leitungen 25b auf einfache Weise produziert werden.
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Jede Leitung 25b wird so ausgebildet, dass sie schlangenförmig bzw. mäanderförmig entlang dem Außenumfang jeder Rolle 21 gebogen wird. Das Formen eines solchen Strömungskanals in dem Rollenkühlteil 25 ist sehr schwierig.
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Um den Strömungskanal mit einer Vielzahl von gekrümmten Abschnitten in dem Rollenkühlteil 25 zu bilden, wird deshalb eine Leitung zum Herstellen der Kühlleitung 25b in eine vorbestimmte Form gebogen und die Leitung 25b zwischen den Kühlplatten 25a platziert. Diese Anordnung erleichtert die Herstellung des Rollenkühlteils 25.
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Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die Leitungen 25b trennbar sind, um im Hinblick auf Wartung und dergleichen einen Ersatz und dergleichen zu ermöglichen.
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Ein drittes Ergebnis ist, dass die Wärme von dem Außenumfangsabschnitt 21a der Tragrolle 21 schwer zum Innenumfangsabschnitt 21b geleitet werden kann, wodurch eine höhere Kühleffizienz erreicht wird.
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Jede Tragrolle 21 weist den Außenumfangsabschnitt 21a, der mit der Trägerpalette 40 in Kontakt kommt, den Innenumfangsabschnitt 21b, welcher innerhalb des Außenumfangsabschnitts 21a mit dazwischen liegenden Ausschnitten angeordnet und an der Drehwelle befestigt ist, und Rippenabschnitte 21c auf, welche den Außenumfangsabschnitt 21a und den Innenumfangsabschnitt 21b verbinden. Entsprechend wird die Wärme von dem Außenumfangsabschnitt 21a, der die Trägerpalette 40 berührt, auf welcher das Inverterelement 50 gelegt ist, zum Innenumfangsabschnitt 21b über die Rippenabschnitte 21c geleitet. Wenn jeder Rippenabschnitt 21c mit einer kleineren Querschnittsfläche ausgebildet ist, kann die Wärmeleitmenge reduziert werden. Somit wird die Wärme nur schwer zu dem Lager und dem Antriebsmechanismus, welche an der Drehwelle 23 vorgesehen sind, geleitet.
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Da die Kühleffizienz des Rollenkühlteils 25 erhöht wird und die thermische Leitfähigkeit von dem Außenumfangsabschnitt 21a zum Innenumfangsabschnitt 21b der Tragrolle 21 verringert wird, kann effizienter eine Verschlechterung des Schmieröls an dem Lager der Drehwelle 23 und des um die Antriebsriemenscheibe 22 gelegten Riemens 26 verhindert werden.
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Bei dem Förderer 20 ist die Trennwand 24 zum Halten der Drehwelle 23 mit Lagern versehen und dient zum Abblocken der Infrarotstrahlung von der Halogenheizeinrichtung 30, so dass verhindert wird, dass Infrarotstrahlen direkt auf den Riemen 26 treffen.
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(Zweite Ausführungsform)
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11 ist eine schematische Schnittansicht einer Transporteinrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch im Aufbau, jedoch leicht unterschiedlich im Antriebsmechanismus. Bei der zweiten Ausführungsform wird zum Antrieb des Förderers 20 anstelle der Antriebsriemenscheibe 22 ein Zahnrad 35 und eine Kette 36 verwendet. Eine Staubsperrwand 28 ist oben am Rollenkühlteil 25 vorgesehen. Die Staubabschirmwand 28 kann auch auf der Trennwand 24 angeordnet werden. Als weitere Alternative kann die Trennwand 24 so erstreckt werden, dass sie die Staubabschirmwand 28 bildet.
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Anders gesagt wird bei der ersten Ausführungsform die Antriebskraftübertragung mittels der Antriebsriemenscheibe 22 und dem Riemen 26 erreicht. Stattdessen wird bei der zweiten Ausführungsform das Zahnrad 35 und die Kette 36 vorgesehen und eine Staubabschirmwand 28 angeordnet.
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Im Allgemeinen ist bei der Kombination einer Antriebsriemenscheibe 22 und einem Riemen 26 ein geringeres Staubvorkommen als bei der Kombination eines Zahnrads 35 und einer Kette 36 zu erwarten. Jedoch kann bei dem Aufbau mit dem Zahnrad 35 und der Kette 36 mit einer Kostenreduzierung und einer höheren Wärmebeständigkeit sowie Lebensdauer gerechnet werden.
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Hinsichtlich des Problems des Staubvorkommens des Zahnrads 35 und der Kette 36 ist die Staubabschirmwand 28 vorgesehen, um zu verhindern, dass Staub zum Inverterelement 50 gelangt.
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Die Wirkungen sind im Wesentlichen dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Jedoch können die obigen Vorteile hinsichtlich einer Kostenreduzierung und Instandhaltung erwartet werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine dritte Ausführungsform ist im Aufbau im Wesentlichen identisch zu der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch etwas im Aufbau des Rollenkühlteils 25.
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12 ist eine perspektivische Ansicht eines Rollenkühlteils 25 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Das Rollenkühlteil 25 in der dritten Ausführungsform ist so aufgebaut, dass eine Kühlwasserkanalnut 25g in eine Kühlplatte 25a eingearbeitet ist und eine andere Kühlplatte 25a an die erste angebracht wird, um die Nut 25g zu schließen, und eine Vielzahl dieser Konfigurationen auf geeignete Weise aneinander gebracht werden. Die Kühlwasserkanalnut 25g wird anstelle der Kühlleitung 25b verwendet. Als eine weitere Alternative kann die letztere Kühlplatte 25a, welche an der ersten angebracht wird, ebenfalls mit einer Kühlwasserkanalnut 25g versehen sein.
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Auch wenn es das Problem gibt, dass die Dichtheit gering ist, kann die thermische Kapazität des Rollenkühlteils 25 dadurch erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erklärt, ist aber nicht auf diese beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt sein, ohne dabei von den wesentlichen Merkmalen abzuweichen.
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Zum Beispiel wird in der ersten und zweiten Ausführungsform der Heizofen 13 zum Löten des Inverterelements 50 verwendet und der Förderer 20 gekühlt. Die Erfindung kann bei verschiedenen Werkstücken verwendet werden. Darüber hinaus kann die Erfindung nicht nur zum Kühlen des Inneren des Heizofens 13, sondern auch in einem stromabwärtigen Vorgang der Transporteinrichtung 10 verwendet werden.
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Die in den Ausführungsformen gezeigten Materialien sind insbesondere nicht hierauf begrenzt.