DE1558325A1 - Heating device for a mold - Google Patents

Heating device for a mold

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DE1558325A1
DE1558325A1 DE19661558325 DE1558325A DE1558325A1 DE 1558325 A1 DE1558325 A1 DE 1558325A1 DE 19661558325 DE19661558325 DE 19661558325 DE 1558325 A DE1558325 A DE 1558325A DE 1558325 A1 DE1558325 A1 DE 1558325A1
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heating device
mold
jacket
coils
heating
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DE19661558325
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German (de)
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Barrow Robert Bruce
Lyons Edward Joseph
Sink Larry Wayne
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Raytheon Technologies Corp
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United Aircraft Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/02—Ohmic resistance heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould

Description

Dr. ing E. BERKENfELD, Pqf nto-nfrttft,"IEOtN,' 4frn»ivmiitfits»troea Dr. ing E. BERKENFELD, Pqf nt o-nfrttft, "IEOtN, '4frn» ivmiitfits »troea Anlag« AlttoiunidMnAppendix «AlttoiunidMn

«ur Eingab, vom 12.7-1966'Jen. Nom«d.Anm. United Aircraft Corporatior«Ur input, from 12.7-1966'Jen. Nom "d.Anm. United Aircraft Corporatior

Heizvorrichtung für eine Gießform.Heating device for a casting mold.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Formheizung zum gesteuerten Abkühlen des geschmolzenen Metalls in einer Form und zur Verwendung beim Aufheizen von Hohlformen währen 1 des GieJens Und der Erstarrung des Met all as innerhalb dieser Fon:..The invention relates to a mold heater for controlled Cooling of the molten metal in a mold and for use in heating hollow molds during 1 of the casting And the solidification of the Met all as within this fon: ..

Bei der Fertigung von GuJartiKjln n.it gesteuerter Kornstrui-ctur ist es erwünscht, Ue Fun:: vor und während le,5 .iingie3ens des Metalls in die Form auf eins hohe Tai.-.peratur aufzuheizen. In bestimmten Fällen ist ea v.jitor arwünscht, He For;:, für 3ine bestimmte Zeit nach dem G ie Jen des Metalls auf einer ausgev.-ählten Temperatur zu halten. 3ie Erfindung sieht demnach eine Heizvorrichtung für eine Form vor, in welche die Form einges^llt werden kann und mi? der die gewählte Temperatur der Form herbeigeführt und aufrechterhalten werden kann.When manufacturing GuJartiKjln with controlled grain structure, it is desirable to heat up to a high temperature before and during the pouring of the metal into the mold. In certain cases it is desirable to keep it at a selected temperature for a certain time after the casting of the metal. The invention accordingly provides a heating device for a mold into which the mold can be filled and with which which can be brought about and maintained at the selected temperature of the mold.

In vielen Fällen ist es weiter erwünscht, während lar Erstarrung ein Temperaturgefälle von einem zum anderen Ende der Form zu erzeugen, damit sich die Erstarrung mit vorgewählter Geschwindig-In many cases it is further desirable during lar solidification create a temperature gradient from one end of the mold to the other, so that the solidification occurs at a preselected speed

ο keit entlang einer quer verlaufenden Feststoff-Flüssigkeits-ο along a transverse solid-liquid

Trennlinie von einem Ende zum anderen Ende der Form bewegt. Die ^J Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Heizen einer Gießform vor, •*3 mit jjler dieses Ergebnis erreichbar ist. £ U 6/84Parting line moved from one end to the other of the shape. The invention provides a device for heating a casting mold with which this result can be achieved. £ U 6/84

Zum Srzialen einer gesteuerten Erstarrung des Metalls in einerTo the social aspect of a controlled solidification of the metal in a

BAD ORIGINAL" BATH ORIGINAL "

Hohlform ist es wesentlich, das Ausmaß zu steuern, bis zu " welchem die Form erhitzt wiri, uni die Abkühlungsgesch^inr digkeit in verschiedenen Bereichen. Entsprechend .lieht lie Erfindung eine Heizvorrichtung zum Einschließen der Forn vor, die aus einer Anzahl von ringförmigen Heizelementen besteht, die zum Zweck der Aufheizung Jeite an Seite liegt uni einzeln steuerbar sind. Diese Ringe bilden eine Umhüllung, deren Durchmesser etwas über dem der Form liegt, während ihre Länge praktisch gleich der der Form ist, um diese dicht zu umhüllen.For the mold, it is essential to control the extent to which the mold is heated and the rate of cooling in various ranges. Accordingly, the invention provides a heater for enclosing the mold which consists of a number of annular heating elements which are individually controllable for the purpose of heating the side by side.These rings form an envelope, the diameter of which is slightly greater than that of the mold , while their length is practically the same as that of the mold in order to enclose it tightly.

Die Form befindet sich in dem Heizring und der dazwischenliegende Raum wird n:it einem hitzebeständigem gekörntem Material gefüllt, was zur noch besseren Steuerung der Aufheizung und Ar,-KÜhlung dient.The mold is located in the heating ring and the space in between is filled with a heat-resistant granular material, which is used for even better control of the heating and Ar, cooling.

Andere Merkmale und Vorteile ergeben sich au3 der Beschreibung und den Ansprüchen und aus den beiliegenden Zeichnungen, welche die Erfindung erläutern.Other features and advantages will emerge from the description and claims and from the accompanying drawings which illustrate the invention.

Figur 1 ist ein Schnitt durch eine Form und eine diese einschließende Heizvorrichtung, welche die Form einer umgestülpten Kappe hat.Figure 1 is a section through a mold and a heater enclosing it which is in the form of an inverted cap.

Figur 2 ist eine Figur 1 ähnliche Ansicht einer abgewandelten AusfUhrungsform.FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 of a modified embodiment.

Figur 3 ist ein senkrechter 3chnitt durch eine au3 mehreren Heizringen bestehende Form-HeizTorrichtung. FIG. 3 is a vertical section through a mold heating device consisting of a plurality of heating rings.

Figur 4 ist ein Quersjjljn^fck 4 ψRVarjg der Linie 2-2 in Figur 3.Figure 4 is a Quersjjljn ^ fck 4 ψ RVarjg the line 2-2 in FIG. 3 BAD ORIGINAL - 2 -BATHROOM ORIGINAL - 2 -

Figur 5 ist ein Schnitt durch eine abgewandelte aus Form und Heizvorrichtung bestehende Ausführungsform»Figure 5 is a section through a modified form and Heating device existing embodiment »

Gemäß Figur 1 handelt es sich um ein© Präsislonsguß-Hohlform 2 mit einem Einlauftrichter >, sowie mehreren zur Verbindung ■iienenien Fingern 45 die seitlich von dem Einlauftrichter 3 ausgehen bis zu einer geschlossenen Oberseite 6 auf jedem der einzelnen Porn:elemente I9 die .für di© Gußartikel vorgesehen sind«, Der gerade gezeigte GuSartikel ist eine Turbinenschaufel ii.it einer Strebe 8 am unteren Ende uer Oberseite 6a mit einem Flügelabschnitt 10 und mit einem V/urselabschnitt 1.2. Unter dem Wurzelabschnitt befindet sich eine Wachstumsflache 14, die unmittelbar auf einer Kühlplatte 16 aufstehtοAccording to Figure 1, it is a © Precision cast hollow form 2 with an inlet funnel>, as well as several for connection ■ iienenien fingers 4 5 which extend laterally from the inlet funnel 3 up to a closed top 6 on each of the individual elements I 9 die .for di © molded article are provided, "The GuSartikel just shown is a turbine blade ii.it a strut 8 at the lower end uer upper surface 6a with a wing portion 10 and with a V / ursel section 1.2. Under the root section there is a growth area 14 which rests directly on a cooling plate 16

Zur Bewirkung des in einer Richtung ablaufenden Erstarrungspro- ■ -esses wird die Form dureh die sie ©iras@hil@@©nde Form-Hei2vorrichtung aufgeheizte welche die Form einer umgestülpten KappeTo bring about the solidification pro- ■ -esses the shape is created by the shape-heating device heated which take the form of an inverted cap

hat j, die ihrerseits zur Aufnahme des Einlauf trichtere 3 eine zentrische öffnung 20 aufweist. Die Kappe besteht aus einer Außenwand 22, die aus einer geeigneten isolierenden hitzebeständigen Masse ausgebildet ist, wie z.B. Aluminiumoxyd mit niedriger Dichte. Innerhalb der Außenwand und in Berührung mit einer Auskleidung 2'ß befinden sich mehrere elektrische Heizspulen 24 und 26, die axial ausgerichtet und so angeordnet sind, daß jede Spule einzeln oder auch alle Spulen gleichzeitig erhitzt werden können. Ein wärmefester Kitt 28 hält die Heizspulen in ihrer Lage zwischen der Wand 22 und der keramischen Auskleidung ZJ1 welche aus einen; derart gewähltem Material besteht, daß die Wärme schnell auf die Form übertragen wird. Ein Beispiel für den wärmefesten Kitt kann Aluminiumoxyd-Kitt sein und die Aus-has j, which in turn has a central opening 20 for receiving the inlet funnel 3. The cap consists of an outer wall 22 formed from a suitable insulating refractory compound, such as low density alumina. Within the outer wall and in contact with a lining 2'ß are several electrical heating coils 24 and 26 which are axially aligned and arranged so that each coil can be heated individually or all of the coils can be heated at the same time. A heat-resistant cement 28 holds the heating coils in their position between the wall 22 and the ceramic lining ZJ 1 which consists of a; material chosen so that the heat is quickly transferred to the mold. An example of the heat-resistant putty can be aluminum oxide putty and the

0Q9812/Q72A " l 0Q9812 / Q72A " l

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

kleidung Kann aus Alui.-iiniu.-noxyl hoher Dichte bus tonen.clothing can be made from high-density Alui.-iiniu.-noxyl clay.

Mit ihrem Umfang »teilt die umgestülpte Kapre auf einem Inoiierriri;: -> an der Kernte ler Kühlplatte 1Ü auf. Hiei'durch wird Hi Hippe in enger Nachbarschaft i'U ler Fort:, gehalten und in einer Jtellung, i;.it 'ier ler liinlauftrichtei· β lurch die intern Boden der Kippe vorgesehene zentrische Öffnung 20 freigelegt lot.With its circumference »divides the everted cap on an inoiierriri ;: -> on the core plate cooling plate 1Ü. Hiei'durch Hi Hippe ler in close proximity i'U Fort :, and is held in a Jtellung, i; lot exposed the balance provided central opening 20 .it 'ier ler liinlauftrichtei · β lurch internally ground.

Im ;*3trieb werden die In der umgestülpten Kappe 1b befindlichem Heisspulen 2h und e.G erregt und die von diesen ausgehende Hitze heizt die Form bis auf eine Temperatur oberhalb des ,Schmelzpunktes Jer zu gießenien Legierung auf. Z^u gleichen Zeit wird die Kühlplatte 16 durch Durchleiten von Wasser durch die in ihr vorgesehenen Kanäle ^4 Kühl gehalten. Sobald sich die Temperatur stabilisiert hat, wird die Legierung in die Form gegossen und die Erstarrung beginnt an der Kühlplatte 16. Die erste Kühlung erfolgt in Form einer regellosen Kristallisation. Bei einem Fortschreiten der Erstarrung und des Kristallwachstums in Richtung nach oben, wie es durch die für die Form zugelassene Kühlgeschwindigkeit festgelegt wird, bilden sich säulenförmige Körner und als Ergebnis erstreckt sich eine Vielzahl von Körnern vom 3cden zur Ooerseite jedes Formelementes 7· Zu Beginn der Erstarrung steuert man die Abkühlung der Form dadurch, daß man die Energie zuvor zu der Bodenspule 24 allmählich herabsetzt und an-In the drive, the hot coils 2h and eG located in the everted cap 1b are excited and the heat emanating from them heats the mold to a temperature above the melting point of the alloy to be cast. At the same time, the cooling plate 16 is kept cool by passing water through the channels provided in it. As soon as the temperature has stabilized, the alloy is poured into the mold and solidification begins on the cooling plate 16. The first cooling takes place in the form of random crystallization. As the solidification and crystal growth progress in the upward direction, as determined by the cooling rate allowed for the mold, columnar grains are formed and, as a result, a plurality of grains extend from the 3cden to the top of each mold element 7 at the beginning of the solidification the cooling of the mold is controlled by gradually reducing and increasing the energy to the base coil 24 beforehand.

o schließend die zur oberen Spule 26, so daß ausgehend von der Kühles o closing the to the upper coil 26, so that starting from the cool

<o platte bis zur Oberseite jeder Form eine allmähliche Abkühlung oo <o plate a gradual cool down to the top of each shape oo

J^ bis auf Erstarrungstemperatur stattfindet. Zur Temperaturmessung ρ kann die Kappe auf Wunsch öffnungen j55 für Thermoelemente erhalten. J ^ takes place up to the solidification temperature. For temperature measurement ρ, the cap can be provided with openings j55 for thermocouples on request.

Mit der Ausführungsform nach Figur 2 wird im großen und ganzen With the embodiment of Figure 2 is by and large

_,Λΐ1Ι &t_, Λΐ1Ι & t

BADBATH

der gleiche Zweck verfolgt. Diese AusfUhrungsform verwendet aber Induktionsheizung und ein oder mehrere Graphitsuseeptoren. Gernäß der Darstellung wird die Hohlform LJa, die ler von Figur 1 ähnlich ist, in der gleichen Lage auf die Kühlplatte 16a aufgesetzt und wird von einer Heizvorrichtung umschlossen. Mit dieser wird die Aufhellung bewirkt, welche bei Figur 1 die umgestülpte Kappe bewirkte. 3ei Figur 2 wir! die Form aa jedoch von einem Mantel $6 umschlossen, der vorzugsweise aus Graphit besteht und einen Gaphltsusceptor für die Wärmeübertragung auf die Form darstellt. Der Mantel ^6 kann ein einziges Stück oder aus kurzen Abschnitten ;?<5a, 36b und 36c bestehen, die gemä3 1er Darstellung ausgerichtet und lurch dünne isolierende Ringe .38 leicht auseinander gehalten weiden. Diese Mantelabschnitte und die isolierenden Ringe 33 werden durch konzentrische umhüllende Zylinder 40 und .41 aus isolierendem Material an ihrem Ort gehalten. Der Zylinder 4o besteht z.B. aus Aluminiumsilikat und der Zylinder 41 aus Graphitfilz. Dieser Zylinder ist selbsttragend und steht am Umfang der Kühlplatte 16a auf einem Ring 42 aus isolierendem Material auf. Der Zylinder 40 wird von einer Vielzahl von axial ausgerichteten Induktions- Heizspulen 42a, 42b und 42c umschlossen, mit denen die Wärmezufuhr zur Form in verschiedenen Höhen gesteuert wird. Gemäß der Darstellung erstrecken sich die Susceptorabschnitte axial in gleicher Richtung wie die einzelnen Spulen.the same purpose. However, this embodiment uses induction heating and one or more graphite susceptors. According to the illustration, the hollow shape L J a, which is similar to that of FIG. 1, is placed in the same position on the cooling plate 16 a and is enclosed by a heating device. This brings about the brightening that brought about the everted cap in FIG. 3ei Figure 2 we! the form aa, however, is enclosed by a jacket $ 6 , which is preferably made of graphite and represents a gap susceptor for the transfer of heat to the form. The jacket (6) can consist of a single piece or of short sections (5a, 36b and 36c), which are aligned as shown and kept slightly apart by thin insulating rings .38. These jacket sections and the insulating rings 33 are held in place by concentric enveloping cylinders 40 and 41 of insulating material. The cylinder 4o consists, for example, of aluminum silicate and the cylinder 41 of graphite felt. This cylinder is self-supporting and stands on the circumference of the cooling plate 16a on a ring 42 made of insulating material. The cylinder 40 is surrounded by a plurality of axially aligned induction heating coils 42a, 42b and 42c which are used to control the supply of heat to the mold at various levels. According to the illustration, the susceptor sections extend axially in the same direction as the individual coils.

• Geeignete elektrische Leitungen 44 sorgen für den elektrischen Anschluß jeder Spule und die Spulen sind vorzugsweise rohrförmig, um eine Wasserkühlung der Spulen zu ermöglichen.• Suitable electrical lines 44 ensure the electrical Connection of each coil and the coils are preferably tubular, to enable water cooling of the coils.

Während des Brhltzens der Form kann ein beweglicher Hitzeschild 46 auf die Oberseite <JfirftEpEnk und.die diese umhüllenden Zylinder During Brhltzens the form, a movable heat shield 46 on the top <Jfir ft EpEnk und.die this enveloping cylinder

-■" j.
j gelegt werden. - ■ "j.
j be placed.

Die ifctriüosweise liejer Vorrichtung i::t lie gleiche ..ie bei Figur 1 . Xe Crstarrung les eingegebenen .'viUalla oeginnt an ler "Jielle ies uninitteloaron Kcntakt-j;; i.iO der Kühlplatte lea unl bewegt .3ich entlang oiner Pejtati^ff-FlU.isigkeitsfront nchrittweise nach juen, wouoi liu.>j 7:-ont .ναπί-οη 1 ihror Vertikalbe.vegung in Richtung au Γ lie O^ir.-ait-j l»r Form im wesentlichen horizontal bleibt.The ifctriüosweise liejer device i :: t lie same ..ie in FIG. 1 Xe Crstarrung les entered .'viUalla oeginnt an ler "Jielle ies uninitteloaron Kcntakt-j ;; iO the cooling plate lea unl moved .3 I along oiner Pejtati ^ ff liquid front gradually to juen, wouoi liu.> J 7: - ont .ναπί-οη 1 their vertical movement in the direction of the outer shape remains essentially horizontal.

Die Vorrichtung Kann zum Herstellen von 3\:haui'elri ^lor Blättern für Oasturbinen verwanlt werlen, ,vie 'lies in 'ler U.J.A. Patentanmeldung von VerJnyler, Aktenzeichen .5o1,.•«;>, eingereicht air. 17. April Iyt4, beschrieben wird.The device can be used to produce 3 \: haui'elri ^ lor leaves for oasturbines, see in the UJA patent application by VerJnyler, file number .5o1,. • «;>, filed by air. April 17, Iyt4.

Sine Form-Heizvorrichtung für eine Forr, mit ler T'.u'oinen.'-.chaufeln gegO3sen werden, wird in Figur 3 gezeigt. Die 'jshaufal 5^' wird in der Form 54 gezeigt.A mold heating device for a mold with which T'.u'oine '' blades are poured is shown in FIG. The 'jshaufal 5 ^' is shown in the form 5 4 .

Die Form hat eine zentrische öffnung 56 zum Bilden des tra^lächen· förmigen Abschnittes der 3chaufel, eine verbindende öffnung 50 für den Wurzelabschnitt, und eine Bodenöffnung 60 für eine Wachstumsfläche. Die Form steht auf einer Kühlplatte 62, gegenüber welcher sie offen ist. Diese Kühlplatte dient zur Fertigung von gerichtet erstarrten GuQartikeln, wenn dies so gewünscht wird. Die Form hat noch ein oberes Ende mit einem Eingießstutzen 64, über den die Form mit geschmolzenem Metall gefüllt v/ird.The shape has a central opening 56 to form the tra ^ lobe · shaped section of the blade, a connecting opening 50 for the root section, and a bottom opening 60 for a growth area. The mold is on a cooling plate 62, opposite which it is open. This cooling plate is used to manufacture directionally solidified GuQ articles, if this is so desired. The mold also has an upper end with a pouring spout 64 through which the mold is filled with molten metal.

Die Form wird von einer Vielzahl von gestapelten Ringen 66 oder Heizelementen umschlossen, deren Innenflächen ihrer Gestalt nach im wesentlichen den Konturen der Form entsprechen. Der BodenringThe mold is surrounded by a plurality of stacked rings 66 or heating elements, the inner surfaces of which correspond essentially to the contours of the mold. The bottom ring 66a hat verhältnismäßig gestreckte Seiten, welche den Wurzel-66a has relatively elongated sides, which the root

009812/0724 oVß*^ . 6 -009812/0724 oVß * ^. 6 -

tuii '.iachstu::,.jflachen lev V >nr. entsprechen. Der !mittlere ΛΊng im 1 Jor oböi-ϊ ilia^ ou L;;w. ·λο haben konvergiei'enie Innenfläcn·::!, v;olcihe i:.r .."esentii alien parallel ,;u ien Au3en.von!en les Tra^fläah-mabschnitAeo 1er Forr.i verlaufen.tuii '.iachstu ::,. jflachen lev V > no. correspond. The! Middle ΛΊ ng im 1 Jor oböi-ϊ ilia ^ ou L ;; w. · Λο have converging inner surfaces · ::!, V; olcihe i: .r .. "esentii alien parallel,; u ien outer.von! En les Tra ^ fläah-mabschnitAeo 1er Forr.i run.

1:: ,'-j !-in Rinv; ies. Stapels ist eine Heizspule co eingebettet. vK%n.äi -ier P .i';-V,alliinc lief;l jede 3pule im wesentlichen parallel .vi ioi' Innenfläche Λ es entsprechenien ninfres, Oeeicnete An-■vO:ilU,53e T'"'.;ini vorcesehen-, um je'le 3pule über geeißnetj 3Oqu-•..■:'.-.-o:ialtor an eine elektrische Kraftquelle-- anzuschlieien. Die \'"•.-CMi.iieive·: :\'vn^e h-ben prarallel "Hache Or.er- uni Unterseiten, . lci:.;ii> ;;ian ~ji; uii::.Utelbar übereinander stapeln rcunn. Dyr !'nvieni'in.; -ueht an U:.:i"ang ler Kühlplatte auf einem isolierend-Sri- H1 ::, '- j! -In Rinv; ies. A heating coil co is embedded in the stack. vK % n.äi -ier P .i '; - V, alliinc ran f ; l each 3coil essentially parallel .vi ioi' inner surface Λ it correspond to ninfres, Oeeicnete an ■ vO: ilU, 53e T '"'. ; ini to connect each coil to an electrical power source via geissnetj 3Oqu- • .. ■: '.-.- o: ialtor. The \'"•.-CMi.iieive ·:: \ ' v n ^ e h-ben prarallel "Hache Or.er- uni undersides,. lci:.; ii>;; ian ~ ji; uii ::. Utelbar stack on top of each other rcunn. Dyr! 'nvieni'in .; -ueht an U :.: i "Ang ler cooling plate on an insulating-Sri- H

. "i).:.ooo -yinge ii leräe-ien vorzugsweise au3 gießbarer, wart.ef ester Keramik,' v.iu z.B. Tonerde- Grundmaterial. Dieses Material ist' ;;iit.,AeU Material des eingebetteten Heizelementes, welches voruu >3 ■ie.lsQ ein in spulenfon., gewickelter Molybianiraht ist, ico:^- patibol. Die Hin^e ..'erden^daiiilt aLblätterfsot, cherLisch stabil. "i):.. ooo -yinge ii leräe-ien AU3 preferably pourable, wart.ef ester ceramics, 'v.iu for example, alumina base material, this material is.';; iit, AEU material of the embedded heating element, which voruu>. 3 ■ ie.lsQ a molybiana wire wound in a coil phone is, ico: ^ - patibol

und hitzebeständig, so daß die Perm wiricungavoll aufgeheizt und '- deren Temperatur gesteuert werden kann. Die Ringe können weiter eine oxydationsfeste Schutsumhüllung für den Draht bilden. Fulls erforderlich können geeignete thermostatische Anschlüsse vorgesehenwerden. and heat-resistant, so that the perm wiricungavoll heated and '- whose temperature can be controlled. The rings can also form an oxidation-resistant protective covering for the wire. Suitable thermostatic connections can be provided as required.

«o Zur Unterstützung der Wärmezufuhr zu der Form wird der Raum«O The space is used to support the supply of heat to the form

oo; '■■.-■.-■· ■ ■ . -oo ; '■■ .- ■ .- ■ · ■ ■. -

J^- zwischen dieser und dem Ringstapel mit etiem hitzebeständigen · o gekörnten Material T^ angefüllt, welches zur Füllung diesesJ ^ - between this and the ring stack with etiem heat-resistant o granulated material T ^ filled, which is used to fill this

NJ Raumbs dient und ein Mittel zum Abstützen der Form bildet. DiesesNJ Raumbs serves and provides a means to support the mold. This

Material wird so ausgewählt, daß es seine kornförmige KonsistenzMaterial is chosen so that it has its granular consistency

BADoRjGiNAL " 7 "BADoRjGiNAL " 7 "

selbst dann beibehält, wenn die Form auf eine Temperatur oberhalb der der zugießenden Legierung erhitzt wird, so daß die übereinander gestapelten Ringe nach Abschluß iea öießvorganges intakt entfernt werden können. Eine Art eines für diesen Z-./eck geeigneten hitzefesten Materials ist gekörntes Aluminiumoxyd.retained even if the mold is heated to a temperature above that of the alloy to be poured, so that the rings stacked one on top of the other can be removed intact after the pouring process is complete. One type of heat-resistant material suitable for this Z-./eck is granulated aluminum oxide.

Die Innenflächen der Heizringe können ringförmig sein, wie Figur 4 zeigt. Für bestimmte Fälle, wie in Figur 5, können die •Innenflächen 76 aber auch stärker der Querschnittsform der Hohlform angenähert werden, wenn die Temperaturen besonders kritisch sind.The inner surfaces of the heating rings can be ring-shaped, as FIG. 4 shows. For certain cases, as in Figure 5, the • Inner surfaces 76 but also more closely to the cross-sectional shape of the hollow shape be approximated when the temperatures are particularly critical.

Im Betrieb kann diese Vorrichtung zur Ausbildung einer aufgeheizten Form verwendet werden. Besonders brauchbar ist sie jedoch bei einer gerichteten Erstarrung, wie sie in der oben erwähnten Patentanmeldung von VerSnyder, U.S.A. Aktenzeichen >61 beschrieben wird. In diesem Fall wird den Spulen elektrische Energie zugeführt, bis die Form praktisch bis über den Schmelzpunkt der Legierung aufgeheitezt ist, und die Kühlplatte wird auf einer Temperatur, die neben dem Kochpunkt von Wasser liegt, gekühlt gehalten. Bei«-EingrWfßen d«»1-Metalle in'die FpTm bewirkt die Kühlplatte eine augenblickliche Kristallisation an ihrer Oberfläche und die Kristalle wachsen vertikal innerhalb der Form, während die Kühlplatte Wärme von der geschmolzenen Legierung abzieht. Während sich die Erstarrung in Richtung nach oben fortpflanzt, werden nachweinbander Heizspülen abgeschaltet. Man beginnt mit der im Bodenring liegenden Spule, um während der Erstarrung sukzessive die Wärmezufuhr von den verschiedenen Ringen herabzusetzen.In operation, this device can be used to form a heated mold. However, it is particularly useful in the case of directional solidification, as described in the above-mentioned patent application by VerSnyder, USA file number> 61. In this case, electrical energy is supplied to the coils until the mold is heated practically above the melting point of the alloy, and the cooling plate is kept cooled to a temperature which is near the boiling point of water. With "-influences d"" 1 metals in the FpTm, the cold plate causes instantaneous crystallization on its surface and the crystals grow vertically within the mold as the cold plate draws heat from the molten alloy. During the solidification propagates in the upward direction, are turned off by w einbander Heizspülen. You start with the coil in the bottom ring in order to gradually reduce the heat supply from the various rings during solidification.

009812/0724009812/0724

Patentansprüche:Patent claims:

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims (1)

Auto*· Automobile*· ν«« 12.7.1966 Sch» No«· 4.Aim. United Aircraft Corporationν «« July 12, 1966 Sch »No« · 4.Aim. United Aircraft Corporation PatentansprücheClaims 1. Heizvorrichtung fUr eine Form für Hochtemperaturlegierungen mit einem Mantel aus wärmefestem Material mit einer Länge, die Über der Höhe der Form liegt, und mit einem Innendurchmesser, der etwas größer als die aufzuheizende Form ist, und weloher zur Aufnahme der Form an einem Ende offen ist, daduroh gekennzeichnet, daß das wärmefeste Material mindestens zwei unabhängige axial angeordnete Heizspulen 24,26 zum Aufheizen ausgewählter Abschnitte des Mantels j?6 aufweist, welche Spulen dicht an der Innenfläche* des Heizermantels angeordnet sind.1. Heating device for a mold for high temperature alloys with a jacket made of heat-resistant material with a length greater than the height of the mold and with an inner diameter, which is slightly larger than the mold to be heated and which is open at one end to accommodate the mold, daduroh characterized in that the heat-resistant material has at least two independent, axially arranged heating coils 24, 26 for heating selected portions of the jacket j? 6, which coils are arranged close to the inner surface * of the heater jacket. 2. ° Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspulen 24,26 axial ausgerichtet sind.2. ° heating device according to claim 1, characterized in that that the heating coils 24,26 are axially aligned. 5. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 und Z, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzbeständige Material 22 außerhalb der Spulen 24,26 »in isolierendes hitzebeständiges Material ist.5. Heating device according to claim 1 and Z, characterized in that the heat-resistant material 22 outside the coils 24,26 »is in insulating heat-resistant material. '/' 4. Heizvorrichtung nach Anspruch 1·3* dadurch gekennzeich- - net?, daß d*6 hitzebeständige Material 2jS innerhalb der Spulen 24,26 «in wärmeabstrahlendes Material ist. '/' 4. Heating device according to claim 1 · 3 * characterized in that d * 6 heat-resistant material 2jS within the coils 24, 26 "is in heat-radiating material. 5* Heizvorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekenn-5 * heating device according to claims 1-4, characterized zeichnet, daß die Spulen 24,26 unabhängig gesteuert werden, um von r 009812/0724 ' indicates that the coils 24,26 are controlled independently to be controlled by r 009812/0724 ' f* r 009812/0724 ■ . 9.f * r ■ 009812/0724. 9 . OBSGlNALOBSGlNAL dem einen bis zum anderen Ende des Mantels 36 ein Temperaturgefälle auszubilden.the one to the other end of the jacket 36 a temperature gradient to train. 6. Heizvorrichtung nach Anspruch 1-5* dadurch gekennzeichnet, daß ein nach innengedrehter Plansch an demjenigen Ende des Mantels, das von dem offenen Ende abgelegen ist, einen Teilverachluß bildet mit einer zentrischen öffnung 20 für den . auf die Form 2 aufzusetzenden Einlauftrichter J5.6. Heating device according to claim 1-5 * characterized in that an inwardly rotated splash on the one The end of the jacket, which is remote from the open end, forms a partial closure with a central opening 20 for the. Infeed funnel J5 to be placed on form 2. 7· Heizvorrichtung nach Anspruch 1-6, gekennzeichnet durch Mittel zum Halten des Mantels 36?an seiner Stelle innerhalb der Spulen 24,26, vorzugsweise durch konzentrische, einschließende Zylinder 40,41, die mit einem isolierendem Material gefüllt sind.7 · Heating device according to claims 1-6, characterized by means for holding the jacket 36 in place within of the coils 24,26, preferably by concentric enclosing Cylinders 40, 41 which are filled with an insulating material. 8. Heizvorrichtung nach Anspruch 1-7* dadurch■gekennzeichnet, daß der Mantel 36 aus Abschnitten besteht, die im wesentlichen in gleicher Richtung wie die einzelnen Heizspulen 26,28 verlaufen. 8. Heating device according to claims 1-7 * characterized ■ characterized that the jacket 36 consists of sections that substantially run in the same direction as the individual heating coils 26, 28. 9. , Heizvorrichtung nach Anspruch 1-8« dadurch gekennzeichnet« daß der Mantel 36 Graphit und die Heizspulen 26*28 Induktionsspulen sind.9., heating device according to claim 1-8 «characterized« that the jacket 36 graphite and the heating coils 26 * 28 induction coils are. 10. Heizvorrichtung nach Anspruch 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlplatte 16 die Form 2 trägt und das offene Ende des Mantels 36 auf der Platte 16 aufsteht.10. Heating device according to claim 1-9 * characterized in that that a cooling plate 16 carries the mold 2 and the open The end of the jacket 36 stands up on the plate 16. 11* Heizvorrichtung nach* Anspruch 1-IO, dadurch gekennzeichnet* daß der Mantel $6 von einem konzentrischen Zylinder aus11 * Heating device according to * Claim 1-IO, characterized * that the jacket $ 6 starts out from a concentric cylinder 009312/0724009312/0724 - 10- 10 BAD QRSQWAlBAD QRSQWAl isolierendem Material umschlossen wird.insulating material is enclosed. 12. Heizvorrichtung nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel 36 von konzentrischen Zylindern 41,40 umschlossen wird, von denen der innere 41 mit Graphit gefüllt ist und der äußere 40 aus wärmebeständigem Material besteht.12. Heating device according to claim 1-11, characterized in that that the jacket 36 is enclosed by concentric cylinders 41,40, of which the inner 41 is filled with graphite and the outer 40 is made of heat-resistant material. 13. Heiζvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizer aus einer Vielzahl von Ringen 38 aus keramischem Material besteht, die Seite an Seite liegen, diese die Form umschließen und in jeden neben dem Innenumfang des Ringes mindestens eine Heizspule eingebettet ist.13. Heiζvorrichtung according to claim 1, characterized in that the heater consists of a plurality of rings 38 made of ceramic material, which lie side by side, these enclose the shape and at least one heating coil is embedded in each next to the inner circumference of the ring. 14. - Heizvorrichtung nach Anspruch 13* dadurch gelmnzelohnet, daß der Heizer eine Länge hat, die wesentlich über seiner Querabmessung liegt, und jede Heizspule 26,28 Einzelanschlüsse aufweist, die am Außenumfang des Ringes, in den sie eingebettet ist, zugänglich ist.14. - Heating device according to claim 13 * thereby gelmnzelohnet, that the heater has a length which is substantially above its transverse dimension, and each heating coil 26, 28 individual connections which is accessible on the outer circumference of the ring in which it is embedded. 15' Heizvorrichtung nach Anspruch I3 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenumfänge der Ringe eine Innenwand bilden, die etwa gleichförmigen Abstand von der Form hat.15 'heating device according to claim 13 and 14, characterized characterized in that the inner peripheries of the rings have an inner wall form that is approximately uniformly spaced from the mold. 16. Heizvorrichtung nach Anspruch 13-15* dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge der verschiedenen Ringe 38 im, wesentlichen gleich der Länge der Form ist.16. Heating device according to claim 13-15 *, characterized in that the total length of the various rings 38 is substantially is equal to the length of the shape. 17. Heizvorrichtung nach Anspruch I3-I6, dadurch gekenn- ■ zeichnet, daß die Form eine Eingießmündung an einem Ende hat, und daß der JSndring an einem Punkt endet, der dicht bei dieser Mündung17. Heating device according to claim I3-I6, characterized in that ■ shows that the mold has a pouring mouth at one end, and that the ring ends at a point close to this mouth 009812/0724 . u _009812/0724. u _ gt, wenn lie F rm innerhalb der RinganOrdnung angeordnetgt, if lie F rm is arranged within the ring arrangement 1j. Heizvorrichtung nach Anspruch 13-1?» dadurch gekennzeichnet, laß die Irorn innurhaliv lor iiin^anorinung durch hitze- i'azzez, kürnför:ni{S(i3 Ma'o'jrial in do:·. H'iu:n zwischen der I'urm und len Innonuüii'ängun ler H.iizringe gehalten wird.1y. Heating device according to claim 13-1? » characterized thereby, let the I r orn innurhaliv lor iiin ^ anorinung by heat- i'azzez, kürnför: ni {S (i3 Ma'o'jrial in do: ·. H'iu: n between the I'urm and len Innonuüii 'ängun ler H.iizringe is held. 009812/07 2 4009812/07 2 4 LeerseiteBlank page
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