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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von magnetisierbaren metallen
und anderen Werkstücken in einem Ofen Es sind bereits verschiedene Arten von kontinuierlichen
Öfen zur Behandlung von Metallen und anderen Werkstoffen bekannt, bei welchen das
zu behandelnde Gut aus ferromagnetischem Werkstoff oder mit ferromagnetischer Umkleidung
so lange in einem elektromagnetischen Feld festgehalten werden, bis sie die Temperatur
erreichen, bei welcher ihr Magnetismus verschwindet.
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Man hat andererseits derartige Öfen so eingerichtet, daß das behandelte
Gut noch eine bestimmte Zeit nach der Entmagnetisierung im Ofen verbleibt, um eine
höhere Temperatur zu erreichen als die zum Verschwinden des Magnetismus notwendige,
um sie z. B. bei richtiger Temperatur zu härten. Man läßt bei diesen Öfen das Gut
durch eine geneigte, röhrenförmige Heizmuffel hindurchgleiten, wobei die Schwere
die Gleitbewegung veranlaßt, und man hat diese Bewegung dadurch unterstützt, daß
man dem Muffelrohr Erschütterungen erteilte.
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Vorliegende Erfindung betrifft einen Ofen zum kontinuierlichen Betrieb,
welcher eine möglichst genaue Regelung der Zeitdauer gestattet, während welcher
das Gut nach Verlassen der Entmagnetisierungsstelle noch in den Ofen verbleibt.
Zu diesem Zwecke wird das Vorrücken des Gutes in dem Ofen nicht mehr durch die Schwere
veranlaßt, sondern durch magnetische Anziehung, welche ununterbrochen auf das noch
magnetische Gut einwirkt. Hierzu werden Elektromagnete benutzt, die an geeigneter
Stelle im Ofen angebracht sind.
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Die noch magnetischen Werkstücke, die in den Ofen aufgegeben werden,
bilden in ihrer Hintereinanderreihung eine bewegliche, magnetische Kette, welche
kontinuierlich und regelmäßig durch die Anziehung des oder der Elektromagneten vorrückt
und die Werkstücke, welche die Entmagnetisierungsstelle bereits verlassen haben,
kontinuierlich bis zur Austrittsstelle des Ofens weiterdrückt.
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Das Gut erhält auf diese Weise die zum Härten erforderliche Temperatur.
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Zur ständigen Anziehung. der aufgegebenen Stücke mittels eines oder
mehrerer Elektromagneten werden diese in an sich bekannter Weise so angeordnet,
daß ihre Polschuhe in unmittelbarer Nähe der feuerfesten Muffel, welche den Heizraum
bildet, sich befinden. Die Erregerwicklung des oder der Elektromagneten kann innerhalb
oder außerhalb der feuerfesten Wände des Ofens liegen.
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Entsprechend vorliegender Erfindung sind noch weitere Verbesserungen
angebracht, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen auseinandergesetzt werden.
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Es sind zwei Ausführungsformen der Erfindung im Längsschnitt zur Darstellung
gebracht.
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Entsprechend Abb. i besteht der Ofen aus einer feuerfesten waagerechten
Muffel i aus Werkstoff, welcher bei der Betriebstemperatur nicht magnetisch ist,
und welche in eine
passende feuerfeste Masse z eingebettet liegt,
die in dem Ofenmantel 3 eingeschlossen ist.
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Die Muffel i wird in passender Weise beheizt, beispielsweise mittels
der Widerstände 4. Das zu behandelnde Gut A wird hintereinander in die Muffel aufgegeben
und der Einwirkung eines Elektromagneten 5 unterworfen, dessen Polschuhe aus einem
magnetischen feuerfesten Metall oder einer Legierung sehr hohen Entmagnetisierungsgrades
(Kobalt, Eisenkobalt usw.) bestehen und in das Innere der feuerfesten Umhüllung
2 in unmittelbarer Nähe der Muffel eingesetzt sind.
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Die Erregerwicklung des Elektromagneten 5 kann innerhalb oder außerhalb
der feuerfesten Wände des Ofens angebracht werden.
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Selbst mit einem Elektromagneten 5 verhältnismäßig geringer Stärke
wird infolgedessen jedes der einzelnen StückeA vom Augenblicke der Aufgabe an von
dem Elektromagneten angezogen, und die Anziehung hört erst auf, wenn der Magnetismus
des Stückes vollkommen verschwunden ist.
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Die ferromagnetischen Stücke in der Muffel, die ihre magnetische Umwandlungstemperatur
noch nicht erreicht haben, bilden eine ununterbrochene magnetische Kette, welche
ständig durch den Elektromagneten 5 angezogen wird und vorrückt, einen ständigen
Druck auf die Stücke ausübt, deren Magnetismus bereits verschwunden ist, und diese
ununterbrochen aus dem Ofen austreten läßt.
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Infolgedessen drückt diese Kette ununterbrochen die Stücke, welche
bereits entmagnetisiert sind, in den Abschnitt a-b der Muffelsohle, und zwar bis
zum Punkte b, wo sie entweder selbsttätig durch einen geneigten Abschnitt 6 der
Muffel den Ofen verlassen oder mit Hilfe eines beliebigen mechanischen Mittels oder
von Hand aus dem Ofen entfernt werden.
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Jedesmal, wenn ein heißes Stück A am Ende der Muffel austritt, führt
man ein neues Stück bei c ein, so daß von c bis d eine regelmäßig steigende Erhitzungszone
sich bildet und die Stücke bei d ihre magnetische Umwandlungstemperatur erreichen.
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Das Vorrücken der Stücke nach ihrem Durchtritt durch den Entmagnetisierungspunkt
d gestattet durch die genaue Regelung der Dauer des Aufenthaltes der Stücke in dem
Ofen eine vollkommene und regelmäßige Erwärmung.
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Wenn nötig, kann man die Bewegung der magnetischen Kette noch dadurch
unterstützen, daß man zu der magnetischen Anziehung des Elektromagneten 5 eine passende
zusätzliche Kraft gesellt, welche mit bekannten Mitteln auf die waagerechte Kette
einwirkt, wie z. B. Federdruck, Druck eines komprimierten Gases o. dgl. Keinesfalls
darf aber die Größe dieser zusätzlichen Kraft an und für sich genügen, um die Kette
vorzurücken.
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Der Ofen kann mit einem Differentialpyrometer ausgestattet werden,
dessen eine heiße Schweißstelle 7 bei d, .die andere, 7', bei b
liegt,
um die Temperatur bei b auf die Höhe zu bringen, bei der die Härtung des Materials
stattfindet.
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Entsprechend der Ausführungsform der Abb. z sind dieselben Teile wie
in der Abb. i beibehalten; außerdem aber ist außerhalb der Muffel i ein an sich
bekanntes Solenoid 8 vorgesehen, durch welchen ein Gleich- oder Wechselstrom hindurchgeht,
und welches so angeordnet ist, daß der Elektromagnet 5 in einer gleichförmigen Feldzone
desselben liegt. Hierdurch hat die aus den aneinandergereihten Stücken A bestehende
Kette das Bestreben, in das Innere des Solenoids einzudringen; diese an sich bekannte
Wirkung addiert sich zur Anziehung des Elektromagneten 5 und trägt so zur Fortbewegung
der Kette bei.
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Bei elektrisch beheizten Ofen kann die Heizwicklung 4 selbst dazu
benutzt werden, um die Aufgabe des Solenoids 8 zu erfüllen.
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In beiden Abb. i und a ist außerdem ein Zusatz-Elektromagnet y vorgesehen,
dessen Polschuhe ebenfalls im Innern des Ofens in unmittelbarer Nähe der Muffel
liegen. Unter der Wirkung des magnetischen Feldes dieses Elektromagneten (mit Wechselstrom
oder rhythmischem Gleichstrom) unterliegen die zu behandelnden Stücke A ständigen
Vibrationen, welche ihr Festhaften verhindern und ihr Vorrücken gleichmäßiger machen.
Die Anwendung dieses Hilfselektromagneten ist nicht unbedingt erforderlich; er kann
in an sich bekannter Weise durch beliebige andere Mittel ersetzt werden.
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Der Ofen der vorliegenden Erfindung gestattet nicht nur ferromagnetische
ZVerkstoffe zu behandeln, sondern auch Stücke aus nicht ferromagnetischem Werkstoff,
indem man diese in an sich bekannter Weise mit einem ferromagnetischen Werkstoff
umgibt. Die Elemente, welche die magnetische Hilfskette bilden, müssen selbstverständlich
eine magnetische Umwandlungstemperatur besitzen, die niedriger ist als die Temperatur,
die man zu erhalten bezweckt.
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In dem besonderen Falle, wo es sich darum handelt, ferromagnetische
Stoffe in Gestalt von Bändern, Stangen oder Drähten zu behandeln, bleibt das Grundprinzip
des Ofens dasselbe, nur ist die magnetische Kette an und für sich bereits vorhanden.
Beim Eintritt und Austritt in und aus der Muffel kann der Draht von bzw. auf Haspeln
o. dgl. ab- bzw. aufgewickelt werden. Diese Haspeln können durch einen oder mehrere
Hilfsmotoren
getrieben werden, welche den Wickelvorrichtungen ein
mechanisches Kraftmoment erteilen, wobei ausdrücklich hervorzuheben ist, daß das
Ofensystem, welches beschrieben wurde, auch auf diesen besonderen Fall anwendbar
ist, daß es hierbei jedoch unbedingt notwendig ist, daß das mechanische Hilfskraftmoment
stets schwächer ist als das zum Bewegen der magnetischen Kette dienende magnetische.
Kraftmoment des Elektromagneten oder des Solenoids.