DE1945233U - Ofen zur waermebehandlung von werkstuecken. - Google Patents

Description

Ofen, zur Wärmebehandlung von Werkstücken.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken mittels in Kreislauf geführten Gases, der aus einem einer die Werkstücke aufnehmenden ffärmekammer einschließenden Gehäuse besteht, das elektrische Heizelemente enthält.

Bei dem Gebrauch verschiedener Arten von elektrischen Widerstandsheizelementen, zum Beispiel solchen aus Graphit, treten unerwünschte Reaktionen in den zu behandelnden werkstücken oder in den Halterungen des Werkstücktroges auf. Solche Reaktionen können eine Reduktion des Eisens in den Werkstücken oder des Troges verursachen oder sie sind so weitgehend, dass sie ein Terschweissen von Teilen verursachen, die während des Wärmeprozesses sehr dicht aneinander liegen. Die Ursache für solche Reaktionen ist wenigstens teilweise in der Tatsache zu suchen, dass das Material einige Heizelemente, wenn es hohen Stromdichten unterworfen ist, bestimmte Gase entwickelt«

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Diese Gase, beispielsweise Karbonmonoxyd, greift die Teile während der Behandlung mit hohen Temperaturen an* So ist es häufig erwünscht, . Graphitheizelemente oder ähnliche zu verwenden, die solche Gase entwickeln, da ihr Gebrauch eine sehr genaue Wärmekontrolle der Werk- - --"_. stücke erlaubt.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist es, alle Arten von Heizelementen benutzen zu können, um einen Wärmeofen auf die erforderliche Temperatur zu bringen, wob'ed eine genaue Kontrolle des zur Wärmebahandlung der Werkstücke dienenden Gases erfolgen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Heizelemente von dem Behändlungsgas zu isolieren, ohne dass die Wärmeaustauschverhältnisse zwischen Werkstück und Heizelementen verschlechtert werden, dabei aber verhindert wird, dass sich an den Heizelementen entwickelnde Gase auf die Wärmebehandlung der Werkstücke nachteilig einwirken. Mit den bekannten Öfen gelang es nicht sämtliche bekannten Heizelemente zu verwenden, son*- dern man konnte nur diejenigen auswählen, bei denen nicht befürchtet werden muss, dass eine Beeinträchtigung der Wärmebehandlung stattfindet. Sehr viele der bekannten Heizelemente lösen unerwünschte Reaktionen auf die zu behandelnden Werkstücke und auf die Teile und Einrichtungen des Ofens aus.

Erfindungsgemäß ist in der Wärmekammer des Ofengehäuses eine Muffel zur Aufnahme der Werkstücke vorgesehen, deren eine Stirnwand durch das Gehäuse gebildet ist, wo sich eine durch eine Tür verschließbare öffnung befindet» Die anderen in Abstand von den Gehäusewänden angeordneten Muffelwände bestehen aus wärmeleitfähigem Material, sie sind auf der Außen-

seite von den Heizelementen umgeben und die Muffel ist gegen die Wärmekammer des Ofengehäuses und gegen die äußere Atmosphäre abgedichtet. Außerdem befindet sich in der Muffelkammer „ein von einem Motor angetriebener Ventilator zur Aufrechterhaltung der Zirkulation des Gases in der Muffelkammer ,das an diesen und an den Werkstücken vorbeistreicht.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar erscheint es in einer Schnittdarstellung eines Ofens zur Wärmebehandlung von Werkstücken gemäss Erfindung.

Die zu behandelnden Werkstücke befinden sich in einem Ofen 9 und werden in diesem durch einen geeigneten Trog oder einen Korb 1o gehalten. Der Trog befindet sich in der Warmekammer 11 des Ofens auf einer horizontalen Plattform 13? die im Abstand von dem Boden I4 der Wärmekammer angeordnet ist. Die Plattform enthält eine Anzahl Rollen 15 um die Bewegung des Troges in dem Ofen zu erleichtern. Der ofen setzt sich aus den Seitenwänden 16

undden Stirnwänden I7 und 18 zusammen und bildet die schon erwähnte Wärmekammer 11. In der Stirnwand 17 befindet sich eine durch eine Tür verschliessbare Öffnung 19s die das Einschieben von Trögen in die Wärmefcammer des Ofens ermöglicht.

Zur gleichmäßigen Anwärmung der Werkstücke wird ein geheiztes G-as mittels eines Ventilators 2o durch eine Führung 21, in der sich die Plattform I3 befindet, in einen Kreislauf versetzt» Wie es durch die Pfeile 22 angedeutet ist5 verlässt das Gas das Innere der Führung am Umfang des Ventilators und zirkuliert um die Außenseite der Führung zurück, um am entgegengesetzten Ende 21b wieder einzutreten. Der Ventilator arbeitet bei dem vorliegenden Beispiel mit Zentrifugalwirkung und besteht aus einer Anzahl radialer Flügel 24, die am Ende einer motorgetriebenen Welle 25 sitzen, die durch eine Öffnung 2β in die Stirnwand 18 des Ofens greifen. Das Antriebsmittel der Welle in Form edines Motors 28 sitzt an der Außenseite der Stirnwand

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und treibt die 'felle an, um den Ventilator in Gang zu setzen, sodass der .- beschriebene Gaskreislauf durch die Führung 21 bewerkstelligt wird.

Die Öffnung 19 in dem Ofen ist durch die Tür 30 verschließbar, die eine äußere Schale 31 aufweist, welche sichquer über die Öffnung erstreckt und" über eine Dichtung J2 greift, die in einem Hals 32a angebracht ist. Diese Dichtung erstreckt sich vollständig über den Umfang der öffnung, um die" Tür vollkommen dicht zu halten. An einem Bügel 34 eier Türschale ist ein innerer Wärmeschild 33 befestigt, der die Wärmekammer abdeckt und die Dichtung und die Türschale von Wärmeeinwirkung durch die Wärmekammer schützt) Ein auf der Zeichnung nicht dargestellter Schließmechanismus ist an der Tür vorgesehen, um einen dichten Verschluss zu halten. Außerdem ist eine Einblicköffnung 35 mit einer Linse in der Türschale angebracht und mit die~_ ser fluchtend eine zweite Öffnung in dem Wärmeschild vorgesehen, um bei ge« schloßener Tür das Ofeninnere beobachten zu können. Im Bereich dieser. Ein-, blicköffnung ist ein Verschluss 38 vorgesehen, der mittels eines Handgriffes schwenkbar an einem Kurbelmechanismus 39 sitzt und die Öffnung in dem War- meschild abdeckt. Die Inneneseite der Wände 16,17 und 18 der Wärmekammer sind mit einer Isolierschicht 4° versehen, um einen Wärmeverlust der Kammer zu verhindern. Die Werkstücke befinden sich in einer Muffel, die eine gasdichte Kammer innerhalb der Wärmekammer des Ofens bildet» Auf diese Weise .-wird jede Berührung zwischen den Heizelementen und des in Kreislauf geführten Gases, das mit den Werkstücken in Kontakt kommt verhindert, sodaß eine nachteilige Beeinflussung der Werkstücke durch die Heizelemente während des Behandlungsprozesses ausgeschaltet ist. Die Heizelemente sind über den Umfang auf der Aussenseite der Muffel verteilt und da die Letztere au~® wärmeleitfähigem Material besteht und ausserdem, wie schon erwähnt, das umlaufende Gas unmittelbar mit den Werkstücken in Berührung kommt, sowie mit den Muffelwänden, ist ein guter Wärmeübergang zwischen den Heizelementen und den Werkstücken gewährleistet.

Die Führung 21 und die Plattform I3, auf der sich die Werkstücke bezw.. der -

Werkstücktrog befindet, befinden sich, in der Muffelkammer 45» der Muffel 46s die ihrerseits in der Wärmekammer 11 des Ofens angeordnet ist. Die Muffel ist/bei dem vorliegenden Beispiel zylindrisch ausgebildet und setzt sich aus den Seitenwänden 47 und einer Stirnwand 48 zusammen» Das entgegengesetzte Ende ist offen, da die Seitenwände der Muffel sich bis zu den Kanten der Türöffnung 19 erstrecken und hier mit dem Hals J2a, der die Dichtung 32 trägt, verschweißt oder auf andere v/eise verbunden sind. Die dichtverschlossene Tür 30 bewirkt, daß die Muffel gasdicht ist und kein Gasaustausch zwischen der Muffelkammer 45 und der #ärmekammer stattfinden kann.

Die Ventilatorwelle 25 erstreckt sich in die Muffelkammer, um den darin befindlichen Ventilator anzutreiben und das Gas innerhalb der Muffel in einen Kreislauf zu versetzen« Die Welle greift durch eine Öffnung 50 in der Muffelstirnwand, wo sie durch eine zylindrisch gestaltete Druckdose 5I umgeben ist, die sich in ein hohles Gehäuse 52 erstreckt, das den Motor 28 umgibt. Auf diese feise bildet das Innere des Motorgehäuses 52 und der : Druckdose 51 eine Verlängerung der Kammer 45« Außerdem ist durch eine Öffnung 43 in der Kammer eine Leitung 42 eingeführt, um entweder das Gas aus der Kammer herauszusaugen oder ein die Oxydierung der Werkstücke verhinderndes Gas in die Muffelkammer einzuleiten« Durch die Verwendung der neuartigen Muffel wird die Erwärmung der Werkstücke nicht behindert, da das Gas in der Muffelkammer im Kreislauf über die gesamte Länge der erwärmten Muffelwände 47 geführt wird und anschließend über die Werkstücke streicht, sodaß eine gute Wärmeübertragung durch Wärmeleitung entsteht«

Bei dem Leerpumpem der Muffel wird gleichzeitig auch das Motorgehäuse 52 ausgepumpt und es sind somit keine besonderen Druckdichtungen für die Motorwelle 25 erforderlich. Der Wärmeübergang auf den Motor ist vermindert, dadurch, da§ er außerhalb der Wärmekammer und der Muffelkammer angeordnet

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ist. Andererseits erlaubt die Druckdose eine normale Ausdehnung und Zusammenziehung der Muffel bei den verschiedenen Behandlungstemperaturen· Ein weiterer Torteil der Benutzung der neuartigen Muffel liegt darin, daß nie lit nur das auszupumpende Volumen geringer wird, sondern auch darinydie Schwierigkeiten zu verhindern, die beim Heraussaugen des Gases aus der Isolierschicht 40 an den Wänden der Wärmekammer bem bisher bekannten Öfen . entstehen.

Der neuartig ausgebildete Ofen erlaubt es auch, die Werkstücke zu kühlen, nachdem das Wärmeverfahren abgeschlossen ist undzwat unter Verweniung des gleichen Gases, das für die Erwärmung benötigt wurde ο Hierdurch wird jegliche Oxydation der Werkstücke verhindert, die normalerweise eintritt_f wenn sie vor dem Kühlvorgang der Außenluft ausgesetzt werden. Zur Durchführung des Kühlvorganges sind an dem Ofengehäuse $$χπ&χ%&&&&.ΜΚ.χ Öffnungen §4 vorgesehen, die an der Seitenwand 16 der Wärmekammer zu erkennen sind und die zum Anschluß einer Kaltluftzirkulation dienen, welche über die Außenwände der Muffel geführt wird. Selbstverständlich kann auch der Ventilator während des Kühlvorganges in Tätigkeit treten, um dadurch eine schnellere Wärmeabgabe der Werkstücke zii erzielen.

Zur Durchführung eines Behandlungsverfahrens.- werden die Werkstücke in die Muffel eingebracht, daraufhin wird die Muffel ausgepumpt und mit einem bekannten Gas gefüllt. Die Heizelemente werden eingeschaltet, um die Muffel zu erwärmen und der Ventilator wird in Gang gesetzt um das Gas in der Muffel in einen Kreislauf zu versetzen, sodaß die Werkstücke , sowohl durch Wärmeleitung als auch durch Wärmestrahlung von den Muffelwänden erwärmt werden. Wenn die Wärmebehandlung abgeschlossen ist, kann ein Kühlmittel durch die Öffnungen 54 iⁿ die Kanne des Ofens eingeführt werden, um die

Wärme von den Muffelwänden abzuführen und dadurch die Werkstücke zu Kühlen, bevor sie aus dem Ofen herausgenommen werden.·

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Claims (1)

1. RA-279 2B1 *27.5. BI

   PATEITAl·! SPRÜCHEι

   ο Ofen zur Wärme "be hand lung von Werkstücken mittels in Kreislauf geführten Gases j der aus einem eine die Werkstücke aufnehmenden Wärmekammer einschließenden Gehäuse besteht, das elektrische Heizele- '._■ mente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wärmekammer (11) eine Muffel (46) zur Aufnahme der Werkstücke "" " angeordnet ist, deren eine Stirnwand durch das Gehäuse (9) gebildet ist, wo sich eine durch eine Tür (33) verschließbare Öffnung (19) befindet, während die anderen , im Abstand von den Gehäusewänden angeordneten Muffelwände (47j48) aus wärmeleitfähigem Material besteten, auf der Außenseite von den Heizelementen umgeb*n sind und die Muffel (46) gegen die Wärmekammer (H) und die äußere Atmosphäre abgedichtet ist.

   _f Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß in der Muffelkammer (45) ^eiⁿ von einem Motor (28) angetriebener Ventilator (20) angeordnet ist.

   3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,daß, in der Muffelkammer (45) eine Führung (21)zur Aufnahme der Werkstücke im Abstand von den Muffelwänden (47) angeordnet ist, im Bereich deren Esäs einen Endes der Tentilator (20) sitzt, während das andere Ende mit der Muffelkammer (45) iⁿ Terbindung steht.

   4· Ofen nach Anspruch 2 oder 3»d. adurch gekennzeic hnet, daß sich der durch den Motor (28) angetriebene Tentilator (20)

   außerhalb des Ofengehäuses (9) befindet, dessen Welle (25) durch eine Öffnung in der Stirnwand (18) des Gehäuses (9) geführt ist, wo sie durch eine Druckdose (5I) umgeben ist, die eine Erweiterung der Stirnwand (48) der Muffel (45) bildet.

   Ofen nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,daß die Muffelkammer (45) eine Zu-und Abführungsleitung (42) enthält.

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