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Vakuumlöt-und-Glühofen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumlöt- und Glühofen, bei dem das zu erhitzende Gut von einem Hilfsheizkörper umgeben ist, der selbst durch eine ihn umgebende Induktionsheizspule erhitzt wird.
Der Vorteil einer solchen indirekten Heizung mittels eines Hilfsheizkörpers liegt darin, dass es leichter möglich ist, eine gleichmässige Temperaturverteilung zu erhalten. Der Hilfsheizkörper wird oft in Form eines oben durch einen Deckel und unten durch einen Boden abgeschlossenen zylindrischen Behälters aus- gebildet, der von der Induktionsheizspule umgeben ist. In diesen Behälter, der Öffnungen zur Evaku- ierung aufweisen muss, wird das Glüh- bzw. Lötgut eingebracht und auf die gewünschte hohe Temperatur erhitzt. Nach der Behandlung muss die Abkühlung abgewartet werden, bevor der Ofen geöffnet und das
Glühgut entnommen werden kann.
Gerade wenn eine homogene Temperaturverteilung erwünscht ist und also als Hilfsheizkörper Zylinder oder geschlossene Behälter verwendet werden, wird sehr viel Zeit zum
Abkühlen berÏ : igt. weil die Wände des Hilfsheizkörpers notwendigerweise als Strahlenschirme wirken und daher die Ausstrahlung der Wärmeenergie verzögern. Dabei ist die Ausstrahlung der Wärmeenergie prak- tisch die einzige Möglichkeit der Abkühlung, da die Wärmeleitung im Vakuum bekanntlich nur eine untergeordnete Rolle spielt und auch die Wärmeableitung durch die Haltevorrichtungen der Ofenaufbau- teile nicht ausreicht. Lange Abkühlungszeiten mussten daher bisher in Kauf genommen werden.
An sich wäre das Gegebene, zur Abkü.. lung das Glühgut aus dem Ofen z. B. durch Absenken des Bo- dens mittels einer entsprechenden Hebevorrichtung herauszunehmen. Eine solche Lösung ist aber unprak- tisch, besonders bei grossen Öfen mit grossen Chargengewichten, bei denen diese Hebevorrichtung für das Glühgut im Innern des Vakuumkessels ziemlich kostspielig wäre.
Ausserdem ist besonders beim Löten eine Bewegung (Erschütterung) des Gutes in heissem Zustand unerwünscht. Eine Bewegungsvorrichtung für das Glühgut muss stossfrei arbeiten und daher eine teure Präzi- sionsführung besitzen.
Diese Mängel werden bei einem Vakuumlöt-und-Glühofen, bei dem das zu erhitzende Gut von einem Hilfsheizkörper umgeben ist, der selbst durch eine ihn umgebende Induktionsheizspule erhitzt wird, dadurch vermieden, dass der Hilfsheizkörper gegenüber der feststehenden Induktionsheizspule beweglich angeordnet ist, u. zw. wird zweckmässigerweise die Bewegungsvorrichtung so ausgebildet, dass sie das vollständige Herausziehen des Hilfsheizkörpers aus der Induktionsheizspule unter Vakuum oder Schutzgas ermöglicht.
Einesolche erfindungsgemässe Vorrichtung bringt eine Reihe überraschender Vorteile. Die erfindungsgemässe Lösung vermeidet den Aufwand einer Bewegungsvorrichtung für das schwere Glühgut und sieht lediglich eine Bewegung des relativ leichten Hilfsheizkörpers vor, die mit einfachen Mitteln zu verwirklichen ist, während Glühgut und Induktionsheizspule nicht bewegt zu werden brauchen. Für das Glühgut hat dies den Vorteil, dass nicht die Gefahr besteht, dass z. B. gerade gelötete, wegen der hohen Temperatur noch nicht fest verbundene Teile erschüttert werden. Bekanntlich können Erschütterungen während des Abkühlens schlechte Lötverbindungen zur Folge haben. Weiter kann das zur Überwachung des Glühvorganges notwendige Thermoelement während des Abkühlens mit dem Glühgut ungestört verbunden bleiben (wobei auch keine flexible Zuleitung erforderlich ist).
Ungestörte Überwachungsmöglichkeit ist wegen der oft engen Temperaturgrenzen, die eingehalten werden müssen, von Bedeutung. Für die Induktionsheizspule hat die erfindungsgemässe Lösung den Vorteil, dass sie fest montiert sein kann und keine
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elektrischen Anschlüsse bei der Bedienung des Ofens gelöst werden müssen, wobei das wassergekühlte
Spulenrohr nach Entfernung des Hilfsheizkörpers selbst als Kühlfläche wirkt.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Fig. 1 zeigt den Ofen in Heiz- stellung. Fig. 2 denselben Ofen in Kühlstellung.
1 bedeutet den Unterteil des Vakuumkessels, der durch einen Deckel 2 (mit Schauglas 3) luftdicht abgeschlossen werden kann, 4 stellt den Anschluss an die nichtgezeichnete Vakuumpumpe dar. 5 ist ein etwaiger, durch Kühlrohrschlangen 6 gekühlter Ansatzstutzen, der die Tragsäule 7 für das auf dem Po- dium 8 ruhende Glühgut 9 aufnimmt Das Glühgut ist von dem Hilfsheizkörper 10 umgeben, der aus einem elektrisch leitenden Material, z B aus Stahl oder aus Graphit besteht. Der Hilfsheizkörper ist von der
Induktionsheizspule 11 umschlossen, die aus einem kühlwasserdurchflossenen Kupferrohr gebildet ist und die von einem (nicht gezeichneten) Mittelfrequenzgenerator über vakuumdichte Stromdurchführungen mit Betriebsstrom versorgt wird.
Zwischen der Spule 11 und dem Hilfsheizkörper 10 ist im Ausführungs- beispiel ein Schirm 12 aus einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise ein Zylinder aus Quarz- gut, vorgesehen, der die Aufgabe hat, die Spule gegenüber dem Hilfsheizkörper elektrisch zu isolieren und der ausserdem eine Wärmedämmung darstellt. Dieser Schirm kann mit einer sehr dünnen Schicht eines
Wärmestrahlen gut reflektierenden Materials, vorzugsweise eines Metalles, überzogen sein, so dass er die Wärmestrahlen auf den Hilfsheizkörper zurückwirft, ohne (wegen der sehr geringen Dicke der Schicht) durch das Induktionsfeld der Spule selbst nennenswert erhitzt zu werden. Hilfsheizkörper 10 und Schirm 12 werden gemeinsam von der Haltevorrichtung 13 getragen, welche mittels einer Führungshülse 14 an der
Tragsäule 7 gleitet.
Die Tragsäule 7 ist hohl ausgebildet und weist zwei Längsschlitze 15 auf, die als Führung für einen an der Hülse 14 starr befestigten Zapfen 16 dienen, welcher in das Innere der Trag- säule hineinragt. An diesen Zapfen greift im Innern der Säule 7 eine Seilwinde (angedeutet durch 17) an, mit der die Haltevorrichtung. 13 mit dem Hilfsheizkörper 10 und dem Schirm 12 nach Belieben gehoben und gesenkt werden kann. Die Hubhöhe (Länge der Führungsschlitze 15) wird zweckmässig so gross bemessen, dass ein vollständiges Herausziehen des Hilfsheizkörpers aus der Induktionsheizspule möglich ist (wie in Fig. 2 dargestellt).
Die Einzelheiten der näheren Ausgestaltung einer Seilwinde oder einer andern Bewegungsvorrichtung und die Ausbildung einer vakuumdichten Bewegungsdurchführung durch die Wände des Vakuumkessels zur Bedienung der Seilwinde sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht näher erläutert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vakuumlöt-und-Glühofen, bei dem das zu erhitzende Gut von einem Hilfsheizkörper umgeben ist, der selbst durch eine ihn umgebende Induktionsheizspule erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsheizkörper gegenüber der feststehenden Induktionsheizspule beweglich angeordnet ist.