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Drehstrom-Hochvakuumofen Die Erfindung bezieht sich auf Hochvakuuinöfen,
wie sie z. B. dazu benutzt werden, Stoffe oder Werkstücke im Hochvakuum bei hohen
Temperaturen zu sintern oder zu entgasen. Hierfür kommen hohe Temperaturen, z. B.
von zooo° C, in Betracht. Wird ein solcher Ofen mit Widerstandsheizung betrieben,
wofür vorzugsweise Wolfram-Stäbe als Heizelemente benutzt werden, und ist hierbei
der Ofen für große Leistungen bestimmt, so ist. ein einphasiger Wechselstrombetrieb
nicht mehr gut durchführbar. Bei größeren Leistungen ist vielmehr zur Erzielung
einer gleichmäßigen Belastung des Stromversorgungsnetzes Drehstrombetrieb notwendig
oder doch erwünscht. Es hat sich gezeigt, daß die Stromzuleitung zu den Heizelementen
bei Drehstrombetrieb erhebliche konstruktive Schwierigkeiten bereitet.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Ausführung, durch die die Schwierigkeiten
beseitigt sind. Die Lösung besteht darin, daß auf der einen Seite des Hochvakuumofens
für die Halterung und den elektrischen Anschluß der Heizelemente drei übereinanderliegende,
den Ofenmantel fortsetzende elektrisch isolierte Außenringe und ferner- ein in
drei
Segmente unterteilter Innenring vorgesehen sind, dessen Segmente mechanisch und
elektrisch je mit einem der Außenringe verbunden sind.
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Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen; es
zeigt Fig. i in mehr oder weniger schematischer Darstellung einen Schnitt durch
ein Ausführungsbeispiel des Ofens, Fig. 2 eine Draufsicht auf die neuartige Stromzuleitungsarmatur
bzw. einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 eine Vorderansicht der
Stromzuleitungs= armatur, bei der die drei Teile zeichnerisch - der Übersicht halber
- auseinandergezogen sind, Fig.4 ebenfalls eine Seitenansicht der Stromzuleitungsarmatur,
jedoch in zusammengesetztem Zustand.
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Fig.5 in einem Schnitt und in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit
der Stromzuleitungsarmatur.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die meisten. Ofenteile
so ausgebildet, daß sie mit durchlaufendem Wasser gekühlt werden können. Demgemäß
besteht der Ofenmantel im wesentlichen aus zwei konzentrischen Rohrstücken i und
2, die durch Flanschringe 3 und 4 miteinander verbunden sind. Auf den Flanschring
3 ist die neuartige Stromzuleitungsarmatur aufgesetzt. Sie besteht in der Hauptsache
aus den drei Außenringen 5, 6 und 7 und dem, in die drei Segmente; 5a,
6. und 7.
unterteilten Innenring. Diese drei Segmente sind je mit.einem
der Außenringes bis 7 verbunden; die Zugehörigkeit-ist durch die gewählten Bezugszeichen
deutlich gemacht. So ist z. B. das Segment 5" mit dem Außenring 5 verbunden. Die
Verbindung des- einzelnen. Segmentes- mit dem zugehörigen Außenring wird z. B. durch
Sehweißem. hergestellt. So können aber auch die einzelnen Segmente 5, bis
7a je mit dem zugehörigen Außenring in einem Stück gegossen oder sanstwie
hergestellt w erden. Um den Aufbau der Stromzuleitungsarmatur_besser deutlich zu
machen, sind ihre drei Teile in Fig. 3 untereinander dargestellt. Durch die in Fig.3
und 4 eingezeichneten Linien. Eßund E" werden die obere und untere Ebene angedeutet,
zwischen denen die betreffenden Teile im zusammengesetzten Zustand der Armatur liegen,
was auch bei einer. vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 und 4 deutlich wird. Im
zusammengesetzten Zustand der Stromzuleitungsarmatur (s. Fig. 4 und 2) bilden. die
Segmente 5a, 6" und 7a einen Ring, so da,ß also die oberen und unteren Stirnflächen
der Segmente in je einer Ebene liegen. Dies, bedeutet, daß - in Richtung der Ofenachse
- jedes Segment zu seinem Außenring eine andere Lage hat als die beiden anderen,
Segmente. Zwischen den. einzelnen Segmenten sind Spalte vorgesehen, wie,deu.tlich
aus Fig. 2 hervorgeht. Der Außendurchmesser der Segmente bzw. des von diesen gebildeten
Innenringes ist - abgesehen von der Stelle,. an der das einzelne Segment mit seinem
Außenring verbunden. ist -kleiner gewählt als der Innendurchmesser der Außenringe
5 bis 7, so daß hierdurch und durch die vorerwähnten Spalte zwischen den einzelnen
Segmenten jedes Segment von den beiden anderen Segmenten und den beiden anderen
Außenringen elektrisch isoliert ist. Durch die Dichtungsringe, z. B. Gummiringe
8, 9, 1o und i i, wird der Ofen abgedichtet, und es werden zugleich die Teile zwischen
denen sich diese Dichtungsringe befinden, insbesondere also die Außenringe 5, 6
und 7, gegeneinander elektrisch isoliert. Mit dem einzelnen Außenring ist eine Ansehlußfahne
6b bzw. 7b verbunden, über die der einzelne Außenring mit der Phase R bzw. T des
Drehstromnetzes verbunden wird. An die Außenringe 5, 6 und. 7, die den. Ofenmantel
1, 2 auf der einen Seite fortsetzen, schließt sich die Abschlußkappe 12 an; zwischen
ihr und dem Außenring 7 befindet sich der schon erwähnte Dichtungsring i i. Die
Abschlußkappe 12 ist als Doppelblechboden ausgebildet, so daß durch die Kappe 12
ebenfalls ein Kühlwasserstrom hindurchgeleitet werden. kann.. Auch. die Segmnente
5" bis 7a sind, wie hier noch nachzuholen ist und wie auch aus Fig. i ersichtlich
ist, hohl ausgebildet, damit auch durch sie Kühlwasser hindurchgeleitet werden kann.
Auf die Darstellung der Kühlwasseranschlösse ist verzichtet, weil diese Einzelheiten
an sich bekannt oder naheliegend sind oder weil es auf diese Einzelheiten. hier
nicht ankommt und weil sie zudem an sich bekannt oder in bekannter Weise ausgeführt
werden. können:.
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An die andere Seite des Ofenmantels 1, 2 ist unter Einfügung eines
Dichtungsringes 13 ein Zwischenboden 14 und an diesen wieder unter Einfügung eines
Dichtungsringes 15 eine Abschlußkappe 16@ angeschlossen. Der Zwischenboden 14 ist
hohl ausgebildet, und für die Kappe 16 ist wieder ein Doppelblechboden verwendet,
um durch beide Teile 14 Und, 16 Kühlwasser hindu.rchleiten zu können. Die
untere Abschlußkappe 16 trägt ein Stützgestell 17 mit einem Teller 18, auf den das
Glühgut aufgelegt wird. Rings um dieses Stützgestell 17 befinden, sich die Heizelemente,
vorzugsweise in Gestalt von Wolframstäben. Diese Woframgitter bilden ein zylindrisches
Stabgitter. Sie sind oben an einem, Klemmring angeklemmt, der an den Segmenten 5"
bis 7" bei 5"', 6", 7ä gebildet ist. Der Klemmring 5ä bis 7ä besitzt eine Anzahl,
vorzugsweise gleichmäßig verteilte Bohrungen., in die die Wolframstäbe eingesteckt
werden. Jeder Stab wird durch eine Klemmschraube gehalten.. Es wird dies deutlich
aus Fig. 5 ; in ihr ist der Wolframstab mit i9 und die zugehörige Klemmschraube
mit 2o bezeichnet. In Fig. i und 2 sind die einzelnen. Wolframstäbe und die zugehörigen
Klemmschrauben der Übersicht halber nur schematisch angedeutet und sämtlich mit
i9 bzw. 2o bezeichnet. Am anderen Ende sind die Wolframstäbe i9 in einen zweiten
Klemmring 2i mit Hilfe von Klemmschrauben 22 eingespannt. Dieser zweite Klemmring
2i ist frei beweglich, d. h., er wird auf den. Wolframstäben i9 getragen. Diese
frei bewegliche Anordnung des Klemmringes 21 ist vorgesehen, um die beim Einschalten
des Ofens auftretende Wärmeausdehnung der Wolframstähe ohne Herbeiführung von Schäden.
zu
ermöglichen,. Der Klemmring 2i ist -über bewegliche Kupferlitzen 23 mit dem Zwischenboden
14 elektrisch verbunden. Es ist schon erwähnt, daß dieser Zwischenboden, 14 durch
die Dichtungsringe 13 und 15 gegen den Ofenmantel i, 2 und dien untere Abschlußkappe
16 elektrisch, isoliert ist. Zur Speisung der Wolframstäbe i9 werden die Anschlußfahnen
5b bis 7b an .die zugehörigen Phasen RS bzw.T des in. Sternschaltung geschalteten
Drehstromneues angeschlossen, während der Zwischenboden 14. mit dein Sternpunkt
des Drehstromnetzes verbunden wird. Öfen der vorliegenden Art können z. B. mit einer
Spannung von. 15 V und ehern Strom von 3ooo Ampere in der einzelnen, Phase RS bzw.
T betrieben werden.
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Es st schon erwähnt, daß der Ofen: in der Regel als Ho-.ohvak-utumofen
ausgebildet wird. Bei einem solchen Ofen bietet es große Schwierigkeiten, Stromzuführungen
vakuumdicht auszuführen. Bei der neuen Anordnung hingegen bilden die einzelnen Stromzuführungen
Teile des Ofenmantels bzw. Fortsetzungen des Ofeniman:tels; :die Anschlüsse sinid'
also von außen, zugänglich, wie das aus der obigen Beschreibung und Zeichnung hervorgeht.
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Es ist schon oben ausgeführt, daß die wiesentlichen Teile des Ofens
hohl awsgebildlet bzw. mit Durchflußkanälen versehen sind; so daß eine Kühlflüssigkeit,
z. B. Kühlwasser, hindurchgeführt werden kann. Die Pumpenanlage zur Erzeugung des
Hochvakuums wird! an den Stutzen2q. des Ofen--mantels. i, 2 angeschlossen. Um den
OfenTnantel gegen die hohe Hitze zu schützen, wenden vorzugpweise um das Gitter,
das durch »die Wolframstäbe 'i9 gebildet ist, eine Reihe konzentrischer Strählungsschutzschirme
aus Molybdän od:. dgl. angeordnet. Ebenso können innerhalb des Käfigs, der durch
die Wolframstäbe i9 gebildet ist, Schutzscheiben vorgesehen, werden, um die Abschlußkappen
12 und 16 zu schützen.