DE3418320C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Probenheber für flüssiges Metall, der mit einer eine Einlaßöffnung für das flüssige Metall aufweisenden und aus wenigstens zwei voneinander lösbaren Probenkammerteilen bestehenden Probenkammer und mit wenigstens einer die Probenkammerteile während der Probennahme zusammenhaltenden Klemme als bügelförmige, über einen Rand der Probenkammer geschobene und sich während der Probennahme mit ihren beiden Schenkeln federnd auf zwei entgegengesetzten Seiten der Probenkammer ab­ stützende Feder ausgebildet ist, wobei die Schenkel der als Klemme wirkenden Feder von den Enden des mittleren Federteils ausgehend jeweils um einen Winkel größer 90° nach den gegenüberliegenden Schenkeln umgebogen sind.

Probenheber der vorgenannten Art sind sogenannte Wegwerfprobenheber. Zwecks der Probennahme wird der Probenheber auf einer Lanze angeordnet und in die Metallschmelze hineingetaucht, welche durch die Einlaßöffnung in die Proben­ kammer hineinfließt und dort in verhältnismäßig kurzer Zeit erstarrt. Das Metall wird bereits vor seiner völligen Kühlung aus der Probenkammer durch Zerlegung derselben entfernt.

Die Probenkammer der betreffenden Probenheber eignet sich für verschieden­ artige Ausgestaltungen. So besteht sie beispielsweise aus einem beiderseits offenen, aus einem geeigneten Keramikmaterial hergestellten Kern, dessen Öffnungen mit Metallplättchen verschlossen werden, wobei der Kern und die Metallplättchen durch eine oder mehrere Klemmen zusammengehalten werden.

Die Probenkammer besteht aber meistens aus zwei, mit ihren Rändern aneinander anschließenden Metallschalen. Die mit einer derartigen Probenkammer ausge­ statteten Probenheber sind meistens verhältnismäßig einfacher Konstruktion. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen derartigen Probenheber. Das eine Ende der Probenkammer, wo sich die Einlaßöffnung befindet, ist bei derartigen Probenhebern meistens mit einer Hülle aus einem feuerfesten Material, beispielsweise mit einer Sandhülle, umgeben, deren Aufgabe es ist, die Probenkammer in diesem Bereich während der Probennahme in der Metall­ schmelze abzudichten. Das andere Ende der Probenkammer wird mittels einer Klemme zusammengehalten. Dieses Probenkammerende mit der betreffenden Klemme ist in eine meistens aus Pappe gefertigte Röhre hineingeschoben, welche über die vorgenannte Hülle geschoben und auf der vorgenannten Lanze befestigt ist. Nach der Probennahme wird die aus einem feuerfesten Material bestehende Hülle zertrümmert und die Klemme zwecks Öffnung der Probenkammer entfernt.

Bei sämtlichen derartigen Probenhebern, bei denen die Probenkammer während der Probennahme mittels einer Klemme zusammengehalten wird, müssen die Proben­ kammerteile zweckmäßigerweise zusammengepreßt werden, um jeden Austritt flüssigen Metalles zwischen den Teilen und also die Bildung von Barten an der erstarrten Metallprobe zu vermeiden.

Nach der Probennahme muß die Klemme sich aber leicht von der Probenkammer zwecks Befreiung der Probe lösen und entfernen lassen. Bei bekannten Proben­ hebern lassen sich diese beiden Bedingungen gleichzeitig nur beschränkterweise erfüllen, wegen der Tatsache, daß bei diesen bekannten Probenhebern, die Klemme eine U-förmige Feder mit sehr engen Radien zwischen den Schenkeln und dem die Schenkel verbindenden Mittelteil ist, wovon jeder Schenkel sich hauptsächlich in einer Ebene erstreckt. Bei der auf der Probenkammer gescho­ benen Klemme sind ihre beiden Schenkel nahezu gleichlaufend, obschon die Schenkelenden zwecks Erleichterung der Anordnung auf der Probenkammer bis­ weilen nach außen auseinandergebogen sein können.

Diese bekannten Klemmen, die beispielsweise in der US-PS 43 25 263 beschrieben sind, sind aus ver­ hältnismäßig starkem Federstahl gefertigt. Es ist ja ihre Aufgabe, eine sehr große Klemmkraft auf die Probenkammer auszuüben, nicht nur um sie während der Probennahme tadellos abzudichten, sondern überdies um unerwünschtes Abschieben derselben von der Probenkammer zu vermeiden. Dies alles hat aber zur Folge, daß die Klemmen sich nach der Probennahme nur schwer von der Probenkammer entfernen lassen.

Probenheber der eingangs genannten Art sind aus der US-PS 40 77 264 und der US-PS 41 08 003 bekannt. Bei diesen Probenhebern werden die einen Probenraum bildenden Teilkörper durch bügelförmige Klemmen zusammengehalten, wobei die freien Enden der Schenkel der Klemmen Sperrklinken bilden, welche in die auf den Teilkörpern angebrachten Nuten zumindest auf einer Seite eingreifen, um die Klemme sicher zu halten. Um die Klemme wieder leicht lösen zu können, ist an dem einen Ende des einen Schenkels eine vorstehende Lasche angeordnet, die einen Hebel bildet.

Aus der US-PS 41 40 019 ist ein Probenheber bekannt, bei dem die beiden den Probenraum bildenden Teilkörper durch bügelförmige Klemmen zusammengehalten werden. Die verwendeten Klemmen weisen Schenkel auf, die parallel zueinander verlaufen und die flächig an den Teilkörpern anliegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Probenheber für flüssiges Metall zu schaffen, bei dem die Teile der Probenkammer während der Probennahme zuverlässig zusammengehalten werden, und wobei nach der Proben­ nahme das Öffnen der Probenkammer ohne Schwierigkeiten möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Probenheber der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die umgebogenen Schenkel über ihre Gesamtlänge rundgebogen sind, daß der Winkel größer oder gleich 180° und kleiner oder gleich 270° ist und daß die Schenkel mit ihren freien Enden gegen die Probenkammerteile drücken.

Der Schenkel mit dem umgebogenen Ende bildet eine Art von Widerhaken, der sich zweckmäßigerweise jedem unerwünschten Abschieben der Klemme widersetzt, welche demzufolge verhältnismäßig leicht ausgeführt werden kann und trotzdem imstande ist, die Probenkammerteile mit genügender Kraft während der Probennahme zusammenzuhalten. Nach der Probennahme läßt sich die Klemme ohne Schwierig­ keiten von der Probenkammer lösen.

Hierbei wird die an und für sich bekannte Eigenschaft zunutze gemacht, daß eine verhältnismäßig leicht ausgeführte Feder aus Federstahl, d. h. eine Feder geringer Stärke, durch Erhitzung während der Probennahme und unmittelbar nach der Probennahme aus der Metallschmelze ausgeglüht wird und demzufolge nicht länger eine hohe Klemmkraft auf die Probenkammer ausübt.

Im Hinblick auf eine optimale Benutzung der letztgenannten Eigenschaft ist die Feder vorzugsweise aus einem 0,3-0,8 mm starken Federstahlstreifen gefertigt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Schenkel der die Klemme bildenden Feder um einen Winkel von 210-270° nach dem gegenüberliegenden Schenkel umgebogen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform des Probennehmers für flüssiges Metall. Dabei zeigen

die Abb. 1 eine perspektivische Ansicht eines Probenhebers;

die Abb. 2 eine Draufsicht des Probenhebers gemäß Abb. 1;

die Abb. 3 einen gemäß der Linie III-III der Abb. 2 hergestellten Schnitt der betreffenden Anordnung;

die Abb. 4 eine Seitenansicht der Federklemme des Probenhebers gemäß den vorhergehenden Abbildungen in Ruhelage und in vergrößertem Maßstab;

die Abb. 5 eine Unteransicht der Federklemme gemäß der Abb. 4 und

die Abb. 6 eine der Abb. 4 ähnliche Seitenansicht der betreffenden, hier aber auf der Probenkammer geklemmten Federklemme.

In den verschiedenen Abbildungen beziehen sich die Bezugsziffern stets auf dieselben Elemente.

Der Probenheber gemäß den beiliegenden Abbildungen ist bekannterweise mit einer Probenkammer 1 ausgestattet, welche teilweise in einem aus verkittetem Sand hergestellten Rundgehäuse 2 eingebettet ist.

Die Probenkammer 1 ist aus zwei identischen Metallschalen 3 zusammengesetzt, welche mit ihren Rändern aufeinander liegen und derart gestaltet sind, daß sie zusammen eine längliche, platte, an beiden Enden abgerundete Büchse bilden, wobei die Schalen 3 an einem abgerundeten Ende, und zwar am im Gehäuse 2 befindlichen Ende, in ein kurzes, den Einlaß 4 der Probenkammer 1 bildendes Anschlußröhrchen, übergehen, worin ein sich außerhalb eines Endes des Gehäuses 2 erstreckendes Quartzröhrchen 5 steckt. Dieses Ende des Gehäuses 2, d. h. das in den Abb. 1 und 3 unten befindliche Ende, bildet einen Wulst 2′, worauf eine runde Kappe 6 mit feuerfestem Kitt 7 befestigt ist. Diese Kappe 6 steckt mit einem ihrer Enden über eine bestimmte Länge in einer Zentralhöhlung 13 des vorgenannten Wulstes 2′ und schützt das außerhalb des Gehäuses 2 herausragende Ende des vorgenannten Quartzröhrchens 5.

Im Hinblick auf die Probennahme wird der Probenheber mit dem letztgenannten Ende, d. h. mit der Kappe 6, zuerst in die Metallschmelze hineingetaucht, wobei die Kappe 6 schmilzt und flüssiges Metall durch das Quartzröhrchen 5 und die Einlaßöffnung 4 in die Probenkammer 1 hineinfließt.

Um das Hineintauchen des Probenhebers in die Metallschmelze zu ermöglichen, wird am anderen, in den Abb. 1 und 3 obenliegenden Ende der Proben­ kammer eine Pappröhre über das Gehäuse 2 gegen den Wulst 2′ geschoben. Diese in den Abbildungen nicht wiedergegebene Röhre klemmt sich auf dem Gehäuse 2 fest, dank der Tatsache, daß der Außendurchmesser desselben nach dem Wulst 2, hin zunimmt und die Außenwand des Gehäuses mit Rippen 8 versehen ist. Der Probenheber wird mit dieser Röhre auf einer Metallanze montiert.

Die zwei Schalen 3 werden mit ihren Rändern derart zusammengehalten, daß während des Hineinfließens des flüssigen Metalls Luft aus der Probenkammer 1 entweichen kann, flüssiges Metall zwischen den Schalen 3 aber nicht heraus­ sickern kann. Dies ist der Tatsache zu verdanken, daß einerseits das im Gehäuse 2 befindliche Ende der Probenkammer 1 mit feuerfestem Kitt 9 am Gehäuse 2 befestigt ist und andererseits eine Feder 10 auf dem außerhalb des Gehäuses 2 herausragenden Ende der Probenkammer 1 geklemmt ist.

Die Feder 10 ist aus einem Federstahlstreifen einer Stärke zwischen 0,3 und 0,8 mm hergestellt. Mit einer in diesem Bereich liegenden Stärke eignet sich die Feder 10 zum Ausglühen unter dem Einfluß der bei der Probennahme statt­ findenden Erhitzung. Die Stärke der Feder beträgt vorzugsweise etwa 0,5 mm.

Die Breite des betreffenden Federstahlstreifens wird einerseits aus wirt­ schaftlichen Gründen möglichst klein gehalten, muß andererseits aber groß genug sein zwecks Sicherung eines genügenden Kontaktes zwischen der Feder und der Probenkammer 1 im Hinblick auf die für das Ausglühen erforderliche Er­ hitzung. Überdies ist die Breite des Federstahlstreifens auch von der Form der Probenkammer 1 abhängig. Bei einer Probenkammer der durch die Abbildungen wiedergegebenen Form beträgt die Breite des Federstahlstreifens vorzugsweise etwa 8 mm.

Wie vor allem aus den Abb. 4 und 5 ersichtlich ist, hat die Feder 10 die Form eines aus einem Körper 11 und zwei identischen Schenkeln 12 be­ stehenden Bügels, wobei die beiden Schenkel kreisbogenförmig um einen Winkel (Abb. 4) zwischen 180 und 270°, z. B. zwischen 210 und 270° und vorzugsweise von 237 bis 243°, ab dem Körper 11 nacheinander umgebogen sind.

In der Ruhelage, d. h. bevor die Feder 10 auf der Probenkammer 1 angeordnet ist, liegt der Federkörper 11 in einer Ebene. In den Abb. 4 und 5 ist die Feder 10 in dieser Ruhelage dargestellt. Die Länge A des Körpers (Abb. 4) ist etwas größer als die Dicke der Probenkammer 1, sie ist zusammen mit dem Durchmesser der kreisbogenförmigen Rundung der beiden Schenkel 12 derart gewählt, daß der Abstand B (Abb. 4 und 5) zwischen den freien Enden dieser Schenkel 12 in der Ruhelage der Feder etwas kleiner als die Dicke der Proben­ kammer 1 ist.

Der Krümmungshalbmesser der Schenkel 12 beträgt vorzugsweise ungefähr 3 mm. Bei einer 13,5 mm breiten Probenkammer hat der Federkörper 11 beispielsweise eine Länge A von 15 mm.

Dies hat zur Folge, daß beim Andrücken der Feder 10 auf der Probenkammer 1 die beiden Schenkel 12 sich federnd spreizen, wie es vor allem aus der Abb. 4 ersichtlich ist, in der das betreffende Ende der Probenkammer 1 gestrichelt gezeichnet ist.

In dieser Abbildung zeigt sich ebenfalls, daß bei Anordnung der Feder 10 auf der Probenkammer 1 ein schräg dem Federkörper 11 zugekehrter Teil der Schenkel 12 derart in Berührung mit der Probenkammer 1 kommt, daß sich beim Andrücken des Federkörpers 11 zu der Probenkammer 1 hin die zwei Schenkel 12 automatisch federnd spreizen, demzufolge das Aufschieben der Feder 10 auf der Probenkammer 1 keine Schwierigkeiten bereitet.

Die endgültig auf der Probenkammer angeordnete Feder 10 hat die in der Abb. 6 gezeigte Form. Wegen der elastischen Spreizung der beiden Schenkel 12 ist der Federkörper 11 mit schwacher Wölbung der Probenkammer 1 derart zugekehrt, daß er mit seinem Mittelbereich in Berührung mit ihr steht. Beiderseits der Probenkammer 1 befindet sich ein mit seinem freien Ende kräftig gegen die entsprechende Außenseite derselben angedrückter Schenkel 12, wobei dieses freie Ende überdies nach der vorgenannten schwachen elastischen Verformung schräg dem Körper 11 zugekehrt ist und dadurch als Widerhaken das Abgleiten der Feder 10 von der Probenkammer 1 mit großer Zweckmäßigkeit verhindert.

Auch mit einer verhältnismäßig leichten Feder ist ein tadelloses Zusammen­ klemmen der beiden Schalen 3 gegen Abgleiten der Feder vor und während der Probennahme gesichert, wobei sich außerdem die leichte, d. h. verhältnismäßig dünne Feder 10 nach der Probennahme ohne nennenswerte Schwierigkeiten von der Probenkammer entfernen läßt. Wie bereits oben gesagt, findet ein Ausglühen einer derartigen dünnen Feder durch Erhitzung während der Probennahme statt, wobei die Temperatur der Feder kurz nach der Probennahme mehr als 800°C betragen kann und die Feder dadurch ihre Elastizität verliert. Sie hält nicht länger die beiden Schalen 3 kräftig zusammen. Eine große Elastizität der Feder ist aber auch nicht länger erforderlich, da die Probe in der Probenkammer 1 inzwischen genügend erstarrt ist.

Claims (5)

1. Probenheber für flüssiges Metall, der mit einer eine Einlaßöffnung (4) für das flüssige Metall aufweisenden und aus wenigstens zwei voneinander lösbaren Probenkammerteilen (3) bestehenden Probenkammer (1) und mit wenigstens einer die Probenkammerteile (3) während der Probennahme zusammenhaltenden Klemme (10) als bügelförmige, über einen Rand der Probenkammer (1) geschobene und sich während der Probennahme mit ihren beiden Schenkeln (12) federnd auf zwei entgegengesetzten Seiten der Probenkammer (1) abstützende Feder (10) ausgebildet ist, wobei die Schenkel (12) der als Klemme wirkenden Feder (10) von den Enden des mittleren Federteils (11) ausgehend jeweils um einen Winkel (α) größer 90° nach den gegenüberliegenden Schenkeln (12) umgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die umgebogenen Schenkel (12) über ihre Gesamtlänge rundgebogen sind, daß der Winkel (α) größer oder gleich 180° und kleiner oder gleich 270° ist und daß die Schenkel (12) mit ihren freien Enden gegen die Probenkammerteile (3) drücken.

2. Probenheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) aus einem eine Stärke von 0,3-0,8 mm aufweisenden Federstahlstreifen gefertigt ist.

3. Probenheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) aus einem eine Stärke von ungefähr 0,5 mm aufweisenden Federstahlstreifen gefertigt ist.

4. Probenheber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen 210 und 270° liegt.

5. Probenheber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen 237 und 243° liegt.