DE2721663A1

DE2721663A1 - Dichtung, insbesondere zur abdichtung des strahlrohres

Info

Publication number: DE2721663A1
Application number: DE19772721663
Authority: DE
Inventors: Carl-Heinz Stiasny
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1976-08-24
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1978-03-02
Also published as: US4134720A; DE2721663B2; IT1067541B; FR2363040A1; DE2721663C3

Description

Birfield Trasmissicr:i S.?./.. ' 14. Juni 1976

Casella Postale 1D3 B 3

39031 Brunico (Prv. Bol".arc) St/He

Dichtung, insbesondere zur Abdichtung des Strahlrohres

Die Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere zur Abdichtung des Strahlrohres eines Industrieofens gegenüber dem Ofenraum bzw. Brenner, wobei die Dichtung zwischen der Stirnfläche des Strahlrohres und dem mit einer Eindrehung zur Aufnahme des Strahlrohres versehenen Brennerflansch angeordnet ist.

Dichtungen dieser Art bestehen aus Silikon und sind einem natürlichen Verschleiß unterworfen. Sie weisen eine relativ kurze Lebensdauer auf. Ist ein Silikonring beschädigt, so treten Undichtigkeiten auf, wobei das Schutzgas des Ofens in das Strahlrohr strömt und unter großer Flammenbildung verbrennt. Dies führt zu erheblichen Beschädigungen des Heizsystems. Es ist jedoch auch möglich, daß das Heizgas vom Strahlrohr in den Ofenraum gelangt, hierbei wird die Ofenatmosphäre durch den erhöhten CO₂ Gehalt nachteilig beeinflußt, denn es kommt entweder zu längeren Aufkohlzeiten oder bei gleichbleibender Zeit zu geringerer Randaufkohlung. Die Ofenatmosphäre enthält bei einem Aufkohlungsprozeß, 0,05 bis 0,15 % CO₂ j das Rauchgas im Strahlrohr dagegen etwa 10 bis 12 %. Die Dichtung tauscht man jedoch erst dann aus, wenn die Ofenatmosphäre sehr stark beeinflußt ist, so daß bis zum Austausch ein erhöhter Verbrauch von Schutz-

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gas und eine längere Aufkohlungszeit in Kauf genommen werden muß. Darüber hinaus verursacht das Schutzgas im Strahlrohr eine falsche Flammenbildung, wodurch Beschädigungen der Strahlrohre und Brenner im erhöhten Maß vorkommen. Der Austausch einer Dichtung erfordert die mit sehr hohen Kosten verbundene Stillegung des Ofens.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung zu schaffen, die mit steigender Temperatur hermetisch abdichtet und ein schnelles Erreichen des notwendigen Kohlenstoff-Potential ermöglicht, darüber hinaus soll ein geringer, sowie kostengünstigerer Wartungsaufwand der Ofenanlage gewährleistet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Dichtung aus einem Material besteht, welches ausgehend vom festen Zustand bei zunehmender, insbesondere bei Erreichen der für den Ofen benötigten Temperatur, in einen plastischen Zustand übergeht.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Dichtung beim Erreichen der Betriebstemperatur des Ofens einen plastischen Zustand einnimmt und eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet, jedoch auch im kalten Zustand noch genügend abdichtet, so daß beim Aufheizen des Ofens keine Brennerabgase in den Ofenraum gelangen können. Das Strahlrohr drückt sich durch sein Eigengewicht in den Werkstoff ein, so daß eine exakte Abdichtung gewährleistet ist. Öfteres Aufheizen des Ofens wirkt sich nicht nachteilig auf die Dichtung aus. Des weiteren ist positiv festgestellt worden, daß durch die weiche Einbettung der vorzugsweise aus Keramik bestehenden Strahlrohre, bei Vibration und Erschütterungen kaum Beschädigungen der Strahlrohre auftreten. Der Aufwand zur Instandhaltung der Ofenanlage schlägt sich in geringeren Kosten nieder.

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Eine besonders günstige Ausführung für eine Betriebstemperatur von 650° C bis 950° C des Ofens ist, daß die Dichtung aus einer Blei-Kupfer-Legierung besteht, bei der der Bleianteil etwa 60 bis 70 und der Kupferanteil 40 bis 30 Gewichtsprozente beträgt. Bei höheren Betriebstemperaturen ist lediglich der Kupferanteil zu vergrößern.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung des Strahlrohres ist nach einem weitereren Merkmal vorgesehen, daß die Dichtung einen zylindrischen Ansatz aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Strahlrohres entspricht. Durch diese Maßnahme wird eine gute Abdichtung erreicht und das Strahlrohr erhält eine zusätzliche Zentrierung. Um eine Verstärkung der Dichtung zu erreichen und ein Fließen des Materials in den Innenraum während der Betriebsdauer des Strahlrohrs zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Dichtung durch einen zusätzlichen Winkelstützring eingekammert ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht von außen auf einen Teil des Ofens mit einem Strahlrohr, teils geschnitten

Fig. 2 einen Schnitt durch den Ofen im Bereich der Heizvorrichtung

Fig. 3 ein Strahlrohr mit einem Brenner und die Dichtung als Einzelheit zur Fig. 1 im vergrößertem Maßstab

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Fig. 4 eine Dichtung entsprechend der Fig. 1 und 2, im Schnitt

Fig. 5 eine Dichtung entsprechend der in Fig. 3 gezeigten, jedoch mit einem zusätzlichen Winkelstützring.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Industrieofen besteht im wesentlichen aus einem feuerfesten Mauerwerk 1, welches als Außengehäuse ausgebildet ist. Entlang beider Seiten befinden sich eine Anzahl Strahlrohre 2, die durch den zu beheizenden Ofeninnenraum 3 nebeneinander liegend, hindurchgeführt sind. Sie sind an der Eintritts- und Austrittsöffnung gegegenüber dem Mauerwerk 1 durch Dichtungen 4, 5 abgedichtet. Im Strahlrohr 2 befindet sich in der unteren Hälfte ein Brenner 6, der von einem Gas-Luftmischer 7 mit Brenngas versorgt wird. In den Gas-Luftmischer 7 führen die Gasleitungen 8 und die von einem Ventil 10 mittels eines Stellmotors 11 gesteuerten Luftleitungen 9. Je nach Größe und der für den Arbeitsbereich notwendigen Temperaturen des Ofens, sind mehr oder weniger Strahlrohre vorgesehen. Sämtliche Strahlrohre 2 besitzen jeweils einen von einem Gas-Luftmischer 7 versorgten Brenner 6. Alle Gas-Luftmischer 7 werden von den gemeinsamen Gas-Luftleitungen 8, 9 vom zentralen Ventil 10 gesteuert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Brenner 6 durch eine zusätzliche Luftleitung 12 gekühlt. Im Strahlrohr 2 ist zur besseren Wärmeausnutzung im oberen Teil ein Flanunenbrecher 13 be festigt. Dieser verhindert ein zu schnelles Austreten des Heizgases. An der Ofendecke ist im Mauerwerk 1 ein durch einen Motor 14 betriebener Ventilator 15 im Ofeninnenraum 3 befestigt. Der Ventilator 15 sorgt für die Gaszirkulation, wobei er das Gas an den Strahlrohren 2 vorbei, von unten her in die Ofenkammer 16 blaßt. Die Ofen-

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kammer 16 nimmt die zur Wärmebehandlung vorgesehenen Werkstücke auf, wobei diese vom Schutzgas, welches durch die Eintrittsöffnungen 17 , sowie durch die Austrittsöffnungen 18 strömt, umspült wird.

In Fig. 3 ist ein Strahlrohr 2 gezeigt, in welchem sich ein Brenner 6 befindet, der durch ein Brennerrohr 19 vom Gas-Luftmischer 7 mir Brenngas versorgt wird. Das Brennerrohr 19 ist von einer einen Flansch 20 tragenden Brennerkupplung 21 umgeben. Der Brennerflansch 20 weist eine Dichtung 22 auf, die gegenüber dem Mauerwerk 1 und eine Strahlrohrdichtung 23, die gegenüber dem Strahlrohr 2 abdichtet. Diese Strahlrohrdichtung 2 3 ist großen Belastungen ausgesetzt, außerdem verhindert sie, daß Brennergas in den Ofeninnenraum 3 gelangen kann bzw. umgekehrt Schutzgas in das Strahlrohr 2.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Strahlrohrdichtung 23, sie ist in einer Ausdrehung 24 des Brennerflansches angeordnet. Die Strahlrohrdichtung 23 besitzt einen zylindrischen Ansatz 25, dessen Außendurchmesser 26 dem Innendurchmesser 27 des Strahlrohres 2 entspricht, so daß das Strahlrohr 2 eine exakte Führung erhält, da es innen und außen geführt ist.

Darüber hinaus wirkt sich die Führung neben der guten Abdichtung positiv auf den Verschleiß der vorzugsweise aus Keramik hergestellten Strahlrohre 2 aus, da noch hinzu kommt, daß im Betriebszustand die sich im plastischen Zustand befindliche Strahlrohrdichtung 23, Vibrationen und Erschütterungen auffängt.

Die in Fig. 5 gezeigte Strahlrohrdichtung 23 ist im Prinzip wie die in Fig. 4 gezeigte, sie besteht ebenfalls aus

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einer Kupfer-Bledlegierung. Die hier gezeigte Ausführung weist im Unterschied einen zusätzlichen Winkelstützring 28 auf. Der Winkelstützring 28 ist aus hitzebeständigem Stahl oder dgl. und verhindert ein Fließen des Dichtungs werkstoffes in das Strahlrohr 2.

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Claims

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Patentansprüche

l.i Dichtung, insbesondere zur Abdichtung des Strahlrohres eines Industrieofens gegenüber dem Ofenraum bzw. Brenner, wobei die Dichtung zwischen der Stirnfläche des Strahlrohres und dem mit einer Eindrehung zur Aufnahme des Strahlrohres versehenen Brennerflansch angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Dichtung (23) aus einem Material besteht, welches ausgehend vom festen Zustand, bei zunehmender, insbesondere bei Erreichen der für den Ofen benötigten Temperatur in einen plastischen Zustand übergeht.
2. Dichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Dichtung (23) aus einer Blei-Kupfer-Legierung besteht, bei der der Bleianteil etwa 60 bis 70 und der Kupferanteil etwa 40 bis 30 Gewichtsprozente beträgt.
3. Dichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Dichtung (23) einen zylindrischen Ansatz (25) aufweist, dessen Außendurchmesser (26) dem Innendurchmesser (2) des Strahlrohres (2) entspricht.
4. Dichtung nach Anspruch 1, . dadurch gekennzeichnet,

daß die Dichtung (23) durch einen zusätzlichen Winkelstützring (28) eingekammert ist.

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ORIGINAL INSPECTED