DE544786C - Mantel fuer Hochfrequenzoefen grosser Dimensionen - Google Patents

Description

• Mantel für Hochfrequenzöfen großer Dimensionen @'on allen bisher bekannt gewordenen Verfahren zur Erzeugung flüssiger Metalle und 'Metallegierungen kommt zweifellos das Schmelzen mit hochfrequentem Wechselstrom dein Ideal eines Schmelzprozesses am nächsten. Da es sich erst im Anfang seiner Entwicklung befindet, ist zu hoffen, daß die technischen Mittel zur Erzeugung von Hochfrequenzenergie noch so weit vervollkommnet werden .können, daß das Schmelzen mit Hochfrequenz auch wirtschaftlich zur Anwendung in großtechnischem Maßstab befähigt «-erden wird.
• '\ron allen äußeren Bedingungen, unter denen flüssige Metalle erzeugt und in Formen gegossen «-erden, ist zweifellos das Schmelzen und Gießen unter Vakuum diejenige, die dem Ideal am nächsten kommt. Infolgedessen würde es nach dein heutigen Stand der wissenschaftlichen und technischen Erkenntnis das wünschenswerteste Verfahren sein, diese beiden miteinander kombinieren zu können.
• Im Laboratoriumsmaßstab, d, 11. für Schmelzmengen von vielleicht o,1 bis 5 1c", hat man dies schon getan, indem man beispielsweise in das Innere einer finit Hochfrequenz gespeisten Spule ein luftdichtes Quarzrohr 'ocler Porzellanrohr gesetzt und den Schmelzprozeß in dieseln vorgenommen hat. Allerdings ist ein Gießen unter diesen Arbeitsbedingungen bisher nicht möglich gewesen. Auch eine Anwendung der Arbeitsweise auf große Scliilielzilieiigcn ist nicht möglich, da sowohl Quarz- als Porzellanrohre nicht in beliebig großen Dirnensiönen hergestellt werden können und außerdem für technische Verwendung zii zerbrechlich sind. Im Laboratoriumsmaßstab hat man ferner die Hochfrequenzspule finit dem in ihr befindlichen Schmelztiegel unter eine Glasglocke gesetzt, die luftleer Beinacht wurde: auch diese Arbeitsweise ist aus begreiflichen Gründen für große Schmelzmengen nicht anwendbar.
• Es sind ferner Hochfrequenzöfen bekannt, die .unter Vakuum betrieben «-erden sollen, bei denen der Außenmantel aus einem Zylinder gebildet ist, der aus Glimmer finit Kunstharz besteht. Auf diese Zylinder sind die Boden- und Deckenplatten mit Wachs aufgesiegelt. Glimmer «eist aber den Nachteil auf, daß er Spaltflächen besitzt. an denen er zum Aufreißen neigt. - @.#"ird daher der Ofen finit Unterdruck betrieben, dann wird ein solcher Mantel schon nach wenigen Benutzungen nildicht. Diese Spaltflächen lassen sich auch dadurch nicht vakuunldlcht machen, daß inan den Glimmer 1111t Kunstharz überzieht. Insbesondere durch den wechselnden Druck, deinein Vakuumofen hantig ausgesetzt ist, werden die. Spaltflächen innlier mehr vergrößert.
• Die Erfinder haben bereits eine lletliode vorgesclilagcn, nach der auch große Hochfrequcnzschmclzunl;en unter Vakuum vorgenommen werden können, indem nämlich clie Hochfrequenzspule in ein Gefäß aus Steinzeug eingebaut wird. Steinzeuggefäße .können in fast beliebigen Abmessungen erzeugt werden; sie sind wesentlich weniger zerbrechlich als Glas, Quarz oder Porzellan; außerdem -kann Steinzeug immerhin recht erheblichen_mechanischen Beanspruchungen standhalten. Für die Anwendung in wirklich -großem Umfang sind jedoch drei Eigenschaften des Steinzeuges hinderlich: Steinzeug neigt bereits bei Temperaturänderungen uni ioo bis 15o0 zum Springen, es zerbricht bei stärkeren Stößen und Schlägen; die unter den muhen Bedingungen 'des technischen Großbetriebes nicht immer vermieden werden können, und es ist- schwierig, größere Steinzeuggefäße derart kippbar zu machen, daß - beispielsweise eine in einem Teil eines Steinzeuggefäßes gesehmolzene Metallmasse in eine in einem anderen Teil des Steinzeuggefäßes befindliche Gießform abgegossen werden kann.
• Unter allen bekannten Baustoffen gelang es zunächst nicht, einen aufzufinden, der für vakuumdichte Außenmäntel -für Hochfrequenzöfen großer Dimensionen, die bis herab zu o,oz mm Hg-Säule betrieben werden, wirklich geeignet wäre-. Erst nach langen Versuchen gelang es den Erfindern, einen hierfür wirklich geeigneten Baustoff in den Werkstoffen zu finden, die als einen wesentlichen Bestandteil Kunstharz in Verbindung mit Asbest, Papier oder Geweben enthalten. Solche Baustoffe sind an sich.für Zwecke der chemischen Industrie und' als elektrische Hochspannungsisolatoren bekannt und vielfach verwendet, ohne daß jedoch bisher erkannt worden wäre, daß sie gerade für den hier vorliegenden Zweck besonders geeignet sind.
• Als Mäntel für Vakuumöfen lassen sich die drei genannten Baustoffe mit Vorteil ver--senden. Mischungen von Asbest mit Kunstharz lassen sich ähnlich wie keramische Substanzen- formen und durch nachträgliches Backen fixieren. Für Hochfrequenzofenmäntel kann dieser Werkstoff sonach in den gleichen Formen, verwandt werden, die man bei der Herstellung in Steinzeug wählen würde (Fig. i). Ebenso lassen sich Werkstoffe, die aus Geweben mit Kunstharz ' bestehen, infolge der Schmiegsamkeit der Gewebe noch ziemlich weitgehend in Formen bringen, die den vorn Steinzeug und anderen keramischen Werkstoffen her gebräuchlichen weitgehend ähneln. Diese Möglichkeit besteht nicht mehr bei Werkstoffen, die aus Papier und Kunstharz aufgebaut sind, da aus solchen im wesentlichen nur Platten oder zvlin= drische Rohre hergestellt werden können. Alle drei vorstehend erwähnten Werkstoffe lassen sich für den gedachten Zweck mit Vorteil verwenden; wie dies auch mit der zuletzt genannten möglich ist, mag beispielsweise noch an der Fig.2 erläutert trirerden.
• Wie bereits erwähnt, kann ein Werkstoff aus Papier und Kunstharz vorwiegend nur in Form 'von Platten und zylindrischen Röhren hergestellt werden; als Konstruktionselemente sind infolgedessen ausschließlich. solche zugründe zu legen, ähnlich wie es von der-Verwendung von Konstruktionselementen aus Glimmer mit Kunstharz bekannt ist. Die Teile a, b und c bestehen aus zylindrischen Rohren von beispielsweise gleichem Durchmesser und verhältnismäßig geringer Wandstärke. Die Teile d, e und f sind aus Abschnitten eines dickwandigen zylindrischen Rohres durch Drehen hergestellt und mit der! anderen Teilen an den- Stellen v, zu; x beispielsweise mit Kunstharz zusammengesetzt: Deckel g und Boden lt werden durch so starke ebene Platten- aus dem gleichen Werkstoff gebildet, daß sie der erheblichen Belastung durch den äußeren Luftdruck bei innerem Vakuum standzuhalten vermögen. Der luftdichte Zusammenbau der einzelnen Teile des Gehäuses kann entweder in bekannter Weise durch Flanschverbindungen mit geeigneten Dichtungsmitteln oder durch Dichtungsrinnen erfolgen, wie solche bei p, q, r beispielsweise gezeichnet sind; die Abdichtung 'selbst kann in diesen Dichtungsrinnen in bekannter Weise durch Siegellack, Picein oder wachsartige Substanzen erfolgen. Um ein bequemes Zusammensetzen und Auseinandernehmen zu ermöglichen und namentlich den Deckel bequem öffnen und schließen zu können, können in diese Rinnen nach der Erfindung elektrische Heizkörper oder auch Metallröhren eingebaut werden, die je nach Bedarf von Heiz- oder Kühlmitteln durchflossen werden können (Abb. q. und 5). Bei der Anwendung von Röhren ist lediglich darauf zu achten; daß diese an einer Stelle (beispielsweise zwischen Eingang und Ausgang) auf eine kurze Strecke unterbrochen sind, damit in ihnen keine einerwünschten Ströme induziert «-erden können.-Wie bereits erwähnt, müssen die aus ebenen Platten bestehenden Deckel und Boden stark genug gemacht werden,- um dem äußeren-Luftdruck widerstehen zu können. Infolgedessen erübrigt es sich, auf Deckel Und Boden besondere Stutzen, wie z. B.- in Fig. i, aufzusetzen; durch die Stromzuführungen,. Kühlwasserleitungen u: dgl. luftdicht einzuführen sind; es ist vielmehr möglich, in diesen dicken Platten die entsprechenden konischen Löcher unmittelbar anzubringen. Wie durch solche konischen Üffnungen die Stromzuführungen usw. luftdicht durchgeführt werden können, ist beispielsweise in rig.3 --ezelchnet. Auf die betreffenden durchzuführenden Röhren wird ein metallener Konus H luftdicht aufgelötet, der bei I_ ein Schraubengewinde trägt. Die luftdichte Verbindung mit dem Mantel erfolgt durch einen durch Erwärmung verflüssigbaren litt, indem man einfach das Rohr- oder den Konus genügend erwärmt und dann die Schraubenmuttern JI anzieht, die zugleich zur Befestigung der Stromzuführung dienen können. Da die kunstharzhaltigen Werkstoffe entsprechend der Erfindung weder bei Stoß und Schlag noch bei unregelmäßiger Erwärmung springen und zugleich erhebliche mechanische Beanspruchungen ertragen können, ist es ohne weiteres möglich, an diesen Mänteln große Seitenöffnungen anzubringen, an denen wiederum eine Kokille luftdicht angebracht werden kann. Ist der ganze Ofen kippbar aufgestellt, so kann durch Neigen des ganzen Ofens das flüssige Metall in die Kokille befördert werden. Ebenso ist es aber auch möglich, die Kokille beispielsweise unter dem Schinelzrauin anzubringen und den Guß durch eine Art von Abstich vorzunehmen. Bei seitlicher Anbringung der Kokille kann diese sogar aus Metall bestehen, da- sie keinen geschlossenen Kreis um die Spulenachse bildet und somit keine schädliche Induktion erfahren kann. Im Gegensatz zu Werkstoffen aus Kunstharz und Glimmer besitzen solche aus Kunstharz mit Papier, Gewebe oder Asbest keine Spaltflächen und bleiben auch bei häufig

  wechselndem Druck ini Inneren des Ofens

  vakuumdicht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mantel für Hochfrequenzöfen großer Dimensionen, die unter hohem Vakuum (bis zu o,oi inm I-Ig-Säule) betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Kunstharz mit Asbest, Papier oder Geweben besteht.
2. 2. Mantel nach Anspruch i, dessen einzehie Bauteile aus ebenen Plätten und zylindrischen Rohren bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß für diese Teile Papier mit Kunstharz verwendet wird.
3. 3. Mantel nach Anspruch i und z, bei dem die Vereinigung der einzelnen Bauteile durch Dichtungsrinnen erfolgt, die mit durch Hitze verflüssigbarem Kitt gefüllt sind, dadurch. gekennzeichnet, daß die Verflüssigung des Kittes in den Rinnen durch. elektrische Heizung oder durch metallene Rohre erfolgt, die in den einzelnen Betriebsphasen wahlweise von einem Heizmittel oder einem Kühlmittel durchströmt -werden. . Mantel nach Anspruch i bis 3 mit Stromdurchführung. dadurch gekennzeichnet, daß als Durchführung ein von innen nach außen konisch verjüngter Metallteil dient, der mit einem durch Hitze verflüssigbaren Kitt in den Mantel eingesetzt und durch eine Mutter in seiner Lage gehalten ist.