DE1800782A1

DE1800782A1 - Vakuumofen mit allseitiger Beheizung

Info

Publication number: DE1800782A1
Application number: DE19681800782
Authority: DE
Inventors: Fritz Bauer; Fritz Kalbfleisch; Fritz Krall
Original assignee: GOLD U SILBER SCHEIDEANTALT VO; Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: GOLD U SILBER SCHEIDEANTALT VO; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1968-10-03
Filing date: 1968-10-03
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR2019850B1; JPS4923470B1; FR2019850A1; DE1800782B2; US3622135A; GB1280515A

Description

DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT

VORMALS ROESSLER Frankfurt/M, lieissfrauenstr, 9

Vakuumofen mit allseitiger Beheizung

Zum Löten sperriger Werkstücke, häufig mit einer Vielzahl von weit entfernt liegenden Lötnähten wie z.B. Gasturbinengehäuse, werden Öfen benötigt, deren Nutzraum an jeder Stelle möglichst ein und dieselbe Temperatur aufweist. Abweichungen von nur wenigen Grad Celsius können an den meistens sehr aufwendigen Werkstücken zu Ausschuss führen, m.a. Worten, die Anforderungen, die an einem Hoehvakuum-Lötofen hinsichtlich der Temperaturverteilung gestellt werden, sind ausserordentlich hoch. Die bereits erwähnte Sperrigkeix. der Workstücke, man denko nur an Strahltriebwerke, setzt Ofengrössen voraus, deren Nutzräume häufig zwischen 1 und 2 m Durchmesser bei ebenso grosser Höhe liegen. Die zweite Anforderung, die an derartige Lötofen gestellt wird, ist die, dass die Basis, auf die das Lötgut gestellt wird, ausserordentlich stabil ist, weil sich ein thermischer Verzug der Basis bei der geringen Gestaltfestigkeit des auf Löttemperatur gebrachten Werkstückes zu dessen untragbaren Formänderungen führen könnte. Dazu kommt, dass Tragkonstruktionen durch l/ärmekurzschluss stets einen Temperaturabfall der Basis mit sich bringen, insbesondere, wenn zu deren Aufbau metallische Werkstoffe dienen. Diese Überlegung führt zur Werkstoffrage für den Ofenbaustoff. Während nämlich keramische Werkstoffe wegen ihrer wärmedämrnenden Eigenschaften sowöiil für die Isolierung der Wände als auch für die Basis naheliegend wären, sj^richt ihr Vakuumverhalten infolge der nur sehr langsam abdiffundierenden Wassorhäute gegen ihre Verwendung. Deshalb sind bisher hauptsächlich metallische Strahlschirme für den Wärmeschutz und für die Basis Kombinationen aus metallsichen und kermischeri Forrateilen verwendet worden. Es ist offensichtlich, dass bei solcher Bauart die Ausbildung eines isothermischen Nutzrauraes nur unvollkommen realisierbar ist. Deshalb waren solcho Ui'un bisher dui'ch reine Mim toi heizung gekennzeichnet, deren JIolio die eigentlich« Nutzzone oben und unton mehr oder woniger weit Überdeckte. Nur so war es biüher möglich, den Wan« sverlust, der durch die Tragkons trukfc Lon "*<**ban ist.; jtlurch wei =^;, l.ioini Ein.strah-

BAD ORIGINAL

lung auszugleichen, obwohl auf diese Weise ein viel grösserer ·^:!-" < *^:;· als der eigentliche Nutzraum beheizt werden musste. ■ ^XJt~^J

Alle hier geschilderten Schwierigkeiten werden durch eine neue ' ·'-<■'■' Bauart überwunden, bei der die angestrebte extreme Temperaturgleichtnässigkeit durch Beheizung aller den Nutzraum umgebenden Flächen erzielt wird.

Die besonderen Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass die Mantel- und Deckenheizung mit gleicher Energiedichte, die Bodenheizung mit einer um die durch die Tragkonstruktion verursachten Wärmeverluste verstärkten Heizleistung' vorzugsweise in drei separaten Regelkreisen ausgestattet sind.

In beiliegender Abbildung ist eine beispielsweise Ausführung der Erfindung im Schnitt dargestellt, wobei die besonderen Vorteile der Erfindung im Einzelnen erläutert sind.

Der zylindrische Nutzraum (io) mit seiner vertikalen Achse (li) ist von einem zylindrischen Wärtnedämmantel (12) umgeben, an welchem über den ganzen Umfang gleichmässig verteilt, die Mantelneizung (1-3) angebracht ist. Die wärmedänimende Decke (14) ,trägt die Deckenheizung (15)». Die beiden Heizungen (13 u, 15) sind so bemessen, dass jedem Flächenelement die gleiche Energiedichte zugeführt wird. Die Tragkonstruktion für das Lötgut im Nutzraum (To-) Ik besteht aus einer Schar paralleler hochkantgestellter schmaler Prismen aus Grafit (16), die von einer der Nutzlast angepassten Anzahl von Stützsäulen (T?) getragen werden. Die Säulen (17) sind durch, eine entsprechende Anzahl Öffnungen der Bodenisolierung (18) hindurchgeführt und werden ausserhalb des Heizraumes von Hülsen (19) aufgenommen, die am Boden (21) des Vakuumkessels (22) befestigt sind. So, wie die Decke (14) ist auch die Bodenisolierung (1B) mit dem Heizleiter (2o) ausgestattet. Obgleich die Säulen 07) mit- ihren schlanken Querschnitten nur einen geringen Wärniekurzschluss bedingen, wird die Energie der Heizung (2o) so bemessen, dass die durch die Tragkonstruktion bedingten Wärmeverluste ausgeglichen werden, mit anderen Worten, die Energiedichte der Bodenheizung ist gegenüber der Jinorgiedichte von Mantel— und -Deckenheizung im Masse der durch die Tragkonstruktion bedingten Verluste vergröasrsrt, Dia gesamte

0038 24/0 48U bad "³-

Heizung besteht aus 3 regelbaren Heizkreisen. Zur Beschleunigung der- Abkühlung nach Zuführung von Schutzgas kann ein Gebläse (31) benutzt werden. Die Gasführung erfolgt durch optisch abgedeckte üurchbrüche in dem oberen (14) und unteren (18) Isolierdeckel. ■Diese Durchbrüche sind mit Blenden (27) und (2ö) derart abgedeckt, dass währenddes Glühvorganges keine Wärmestrahlung nach aussen gelangt und bei eingeschalteter Gasumwälzung das Gas durch Schlitze geleitet wird. An einem ausgeführten Ofen von 15ooinm Nutzraüm-Durchmesser und I500 nim Nutzraum-Höhe wurden an verschiedenen Werks rücken an extrem auseinanderliegenden Punkten Temperaturabweichungen von weniger - 2 C festegestellt. Zu diesem Erfolg hat auch die Wahl des Wärmedämmstoffes beigetragen. Als solcher wurde sowohl für den Mantel ('12) als auch für die Decke (lh) und den Boden (i8) ausschliesslich Kohlefilz verwendet, der an entsprechend geformten Tragteilen aus Streckmetall durch Annähen mit Grafitgarn befestigt war. Als Heizleitermaterial für die Heizungen (13j 15 und 2o) wurde thermisch hochbelasteter Molybdändraht verwendet, so dass in Verbindung mit der sehr massearmen, aber thermisch hochwirksamen Kohlefilzisolation eine ausserordentlich geringe Speicherwärme erzielt wurde.

Bodenteil (21) und Kesselteil (22) sind miteinander durch den vakuumdichten Flansch (23) verbunden. Die beiden Teile tragen die zur Versorgung der Heizleiter erforderlichen vakuumdichten Stronidurchfürhungen (24, 25 u. 26). Der Pumpenanschluss ist als zum Stand der Technik gehörende Einzelheit nicht näher gezeichnet. Zum Chargieren wird das Bodenteil (21) vom Keseelteil (22)' getrennt, wobei es unerheblich ist, ob der Boden abgesenkt oder der Kessel zum Einbringen der Charge angehoben wird.

0-9 824/0488

Claims

Patentansprüche 1800782

. Vakuumofen mit zylindrischem oder polygonein Nutzraum vertikaler Achse, bestehend aus einem äusseren gasdichten Kessel und einem mit diesem durch vakuumdichten Plansch verbundenem Boden, in welcho die den Nutzraum umgebenden wärmedämmendon Wände eingebaut sind, die ihrerseits mit den Ileizleitern ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantel- und Deckenheizung mit gleicher Energiedichte, die Bodenheizung mit einer um die durch die Tragkonstruktion verursachten Wärmeverlusto verstärkten Hoizleistung vo rzugsweise in drei separaten Regelkreisen ausgestattet sind.
2. Ofen nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil mit einer Anzahl prismatischer Träger aus Grafit ausgestattet ist, die von schlanken durch die Bodenisolation durchgeführten Säulen aus Grafit gestützt sind.

3» Ofen nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliervrände aus Kohlefilz bestehen, der innen an Tragkörpern aus Streckmetall durch Annähen mit Grafitgarn bei"estigt ist.

h. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwälzgas durch gegen Warmestrahlungsverluste optisch abgedeckte Durchbrücke ungehindert zirkulieren kann.

Prankfurt/M, den I.I0.196Ö Sclin/Sa

00982A/0A88