DE2504918C3 - Tiegel zum Schmelzen und vornehmlich zum Warmhalten und Gießen von Metallen - Google Patents
Tiegel zum Schmelzen und vornehmlich zum Warmhalten und Gießen von MetallenInfo
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Description
Die Erfindung betrillt einen Tiegel zum Schmelzen und vornehmlich zum Warmhalten und Gießen von
Metallen, insbesondere Leichtmetall- uri Zinklegierungen,
mit innerhalb der Schmelze angeordneter Heizquelle in Form eines sich brückenförmig zwischen den
Tiegelwänden erstreckenden Heizquellenrohres.
Es ist ein Tiegel dieser Art bekannt, bei welchem jedoch nichts über die Zuordnung des Heizquellenrohres
zu den Tiegelwänden ausgesagt wird (DE-OS 22 00 575).
Bei einer weiteren bekannten Ausgestaltung ist an dem Tiegel eines Niederfrequenz-Induktionsofens über
einen Flansch der die Heizquelle darstellende Rinneninduktor befestigt (DE-PS 8 86 352). Der Rinneninduktor
kann mit verschiedenen Neigungen gegen den Tiegelkörper angebracht werden.
Ferner ist es bekannt, ein Tauchheizrohr in zentraler Anordnung innerhalb eines Metallschmelzofens vorzusehen
(DE-OS 19 37 946). Das Tauchheizrohr stützt sich am Tiegelboden ab und wird durch einen Hochdruck-Gas-Luft-Brenner
beheizt.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tiegel der vorausgesetzten Art bei
herstellungstechnisch günstiger Bauform so auszubilden, daß sowohl die Erstmontage als auch eine etwaige
Reparaturmontage und auch die ständige Überwachung der Heizelemente selbst leicht durchführbar ist,
gegebenenfalls sogar bei gefülltem Tiegel.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Heizquellenrohr in Tiegeldurchbrüche der Tiegelseitenwände
eingesetzt ist und die stirnseitigen Endquerschnitte des Heizquellenrohres durch Stopfen verschlossen
sind, welche Durchführungsöffnungen für die Heizelemente besitzen.
Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Tiegel bei herstellungstechnisch günstiger
Bauform von erhöhtem Gebrauchswert angegeben. Sowohl bei der Herstellung des Tiegels als auch bei
einer späteren Reparaturmontage sind die Heizelemente leicht einbringbar bzw. entnehmbar. Das Heizquellenrohr
bleibt ständig im Schmelztiegel, während die Heizelemente von den Stirnseiten her entnommen oder
eingesetzt werden können ohne Veränderung der Tiege'.auskleidung. Die die Endquerschnitte des Heizquellenrohres
verschließenden Stopfen erfüllen eine Doppelfunktion: Einerseits verschließen sie das Heizquellenrohr
nach außen hin, und andererseits sind sie Träger der Heizelemente. Diese werden durch die
Stopfen in der bestimmungsgerechten Lage innerhalb des Heizquellenrohres gehalten. Ein Auswechseln der
Heizelemente ist im Bedarfsfalle sogar bei gefülltem Schmelztiegel vornehmbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Stopfen in Dichtstellung zum
Endquerschnitt des Heizquellenrohres treten. Der Tiegelinnen.raum kann demzufolge flüssigkeitsdicht
gegenüber dem Innenraum des Heizquellenrohres verschlossen werden.
Weiterhin erweist es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft, daß die Stopfen von in Achsrichtung federnd
ausweichbaren Flanschplatten beaufschlagt sind. Diese Maßnahme berücksichtigt insbesondere die unterschiedlichen
Wärmeausdehnungsfaktoren der entsprechenden Materialien des Heizquellenrohres, der Stopfen
und der mit diesen in Berührung kommenden Bauteile.
Sodann besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß die Flanschplatten in seitlichen Vertiefungen der
Tiegelaußenwand angeordnet sind. Es ist dadurch im Verhältnis zum Volumen des Tiegels eine kleine
Bauform ermöglicht.
Schließlich ist es noch von Vorteil, daß in die im Bereich der Tiegelauskleidung liegenden Stirnendquerschnitte
des Heizquellenrohres querschnittskleinere Tragabschnitte des Stopfens eintreten. Das Heizquellenrohr
braucht sich daher nicht über die volle Breite des Tiegels zu erstrecken. Die stabile Halterung des
Heizquellenrohres wird durch die querschnittskleineren Tragabschnitte der Stopfen herbeigeführt, die gleichzeitig
eine Zentrierung des freigetragenen Heizquellenrohres bewirken. Zufolge des dabei mit radialem Abstand
zu den Tiegeldurchbrüchen freigetragenen Heizquellenrohres ist hinsichtlich der unterschiedlichen Temperaturen
und der damit verbundenen unterschiedlichen Materialausdehnungen ein ausreichender Anpassungsspielraum gegeben, wodurch die leicht zu beschädigende
keramische Innenauskleidung von den auftretenden thermischen Expansionskräften freigehalten bleibt.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt:
F' g. 1 einen Längsschnitt durch einen Tiegel in seiner
Grundstellung,
Fig.2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,
wobei der Tiegel in Gießstellung geschwenkt ist,
Fig.3 den Schnitt nach der Linie III —III in Fig. 1
und
Fig.4 den Querschnitt durch die Innenauskleidung
des Tiegels nach der Linie IV-IV in Fi g. 1.
Der Tiegel 1 besitzt den topfartigen Schmelz- oder
Warmhalteraum £für die Schmelze S. Gebildet wird der Topf von einer relativ dünnwandigen, metallurgisch
günstigen Keramik-Innenauskieidung 2. Die Seitenwän-
de 3, 3' verlaufen dabei sowohl zum bogenförmig gekehlten Tiegelboden 2' als auch zur vorderseitigen
Gießschnauze 4 hin konvergierend.
Im Bereich der Gießschnauze 4 ist der Tiegel 1 schwenkbar an Tragarmen 5 eines Ständers 6 gelagert.
Die Keramik-Innenauskleidung 2 ks Tiegels 1 wird
von einer materialstärkeren, ebenfalls wärmeisolierenden Außenwandung 7 umfaßt, welche ihrerseits von
einer Blechverkleidung 8 umgeben ist, die zur Gasabdichuing des Innenraumes dient.
Oberseitig ist der Tiegel 1 durch einen Deckel 9 verschlossen. Letzterer besteht aus zwei Teilen, die über
Scharniere 10 untereinander verbunden sind, um das Nachfüllen des Tiegels 1 mit Schmelze zu erleichtern.
Der Tiegelboden 2' enthält ein Entleerungsventil 11, durch welches gegebenenfalls die im Tiegel befindliche
Restschmelze abgelassen werden kann.
Für eine gleichmäßige Erwärmung der im Tiegel 1 befindlichen Schmelze 5 sorgt ein Heizquellenrohr 12,
welches mittels stabförmiger elektrischer Heizelemente 13, aber auch durch eine Induktionsspule, Brenner usw.
erhitzt werden kann.
Das Heizquellenrohr 12 erstreckt sich brückenartig frei zwischen den Tiegelseitenwänden 3, 3' und liegt
etwa zentrisch zum bogenförmig veraufenden Tiegelboden 2' der Innenau.ss. leidung 2.
Der Außenmantel 12' des Heizquellenrohr js 12 ist dabei für Alu-Schmelzen aus gut wärmeleitendem und
metallurgisch günstigem, weil nicht benetzbarem Silizium-Nitrid gefertigt. Das Heizquellenrohr 12 ist in
entsprechende Tiegeldurchbrüche 14 der Tiegelseitenwände 3,3' von der Außenseite her eingesetzt.
In die im Bereich der Tiegelauskleidung 2 liegenden Stirnendquerschnitte des Heizquellenrohres 12 treten
unter Zwischenschaltung von aus entsprechendem Material gefertigten Dichtungen 15 die querschnittskleineren
Tragabschnitte 16' der sich innerhalb der Tiegeldurchbrüche 14 erstreckenden Stopfen 16 ein. Die
Dichtungen verschließen dabei nicht nur den Schmelzoder Warmhalteraum £gegenüber den Tiegeldurchbrüchen
14 nach außen, sondern halten auch das Heizquellenrohr 12 zentriert in radialem Abstand zu
ίο den Tragabschnitten 16' und zu den Tiegeldurchbrüchen
14. Dadurch wird ein Miterhitzen der Stopfen 16 und somit ein Wärmeverlust vermieden und ein notwendiger
Raum für die thermische Expansion des Heizquellenrohres 12 geschaffen.
Die Stopfen 16 werden von in seitlichen Vertiefungen der Tiegelaußenwand 7 angeordneten Flanschplatten 17
beaufschlagt. Hierzu sind die Flanschplatten-Befestigungsschrauben
18' abgefedert ausgebildet, um auch axiale Ausdehnungen des Heizquellenrohres 12 sowie
der Stopfen 16 auszugleichen. Die Halterung der beim Ausführungsbeispiel verwendeten stabförmigen Heizelemente
13 erfolgt unter Zwischenschaltung wärmeisolierender Lagerbüchsen 18, welche Durchführungsöffnungen
19 der Stopfen 16 durchsetzen.
Die entsprechenden Anschlußstellen 20 der Heizelemente 13 liegen außenseitig der einen Flanschplatte 17.
Zusätzlich sind beide Flanschplatten 17 von einem Schutzgehäuse 21 umgeben.
Der derart ausgebildete Tiegel 1 bringt bei optimaler Ausnutzung und Verteilung der Wärmeenergie bei
freier Zirkulationsmöglichkeit der Schmelze eine äußerst gleichmäßige Erwärmung derselben.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Tiegel zum Schmelzen und vornehmlich zum Waimhalten und Gießen von Metallen, insbesondere
Leichtmetall- und Zinklegierungen, mit innerhalb der Schmelze angeordneter Heizquelle in Form
eines sich briickenförmig zwischen den Tiegelwänden erstreckenden Heizquellenrohres, dadurch
gekennzeichnet, daß das Heizque!lenrohr(12) in Tiegeldurchbrüche (14) der Tiegelseitenwände (3,
3') eingesetzt ist und die stirnseitigen Endquerschnitte des Heizquellenrohres (12) durch Stopfen (16)
verschlossen sind, welche Durchführungsöffaungen (19) für die Heizelemente (13) besitzen.
2. Tiegel nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Stopfen (16) in Dichtstellung zum Endquerschnitt des Heizquellenrohres treten.
3. Tiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen (16) von in Achsrichtung
federnd ausweichbaren Flanschplatten (17) beaufschlagt sind.
4. Tiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschplatten (17) in seitlichen
Vertiefungen der Tiegelaußenwand (7) angeordnet sind.
5. Tiegel nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß in die im Bereich der Tiegelauskleidung liegenden Stirnendquerschnitte des Heizquellenrohres
querschnittskleinere Tragabschnitte (16') des Stopfens (16) eintreten.
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