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Einrichtung zur mechanischen Entlastung der Wände von Glüh- oder Schmelzgefäßen
Die Erfindung bezieht sich auf .eine Einrichtung zur mechanischen Entlastung der
Wände von Glüh- oder Schmelzgefäßen, vorzugsweise solchen von zylindrischer Form.
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Bei bekannten Ausführungen steht der Glühbehälter oder Glühtopf mit
seinem unteren Teil bzw. Boden auf einem Sockel im unteren Teil des Ofens. Bei dieser
Art der Abstützung müssenTopfwände das Gewicht des Deckels tragen, welches unter
Umständen sehr erheblich sein kann, wenn es sich um einen stark wärmeisolierten
und/oder um einen mit einer Einrichtung zur Umwälzung der Topfatmosphäre ausgerüsteten
Deckel handelt. Insbesondere bei höheren Temperaturen führt diese Art der Belastung
der hochbeanspruchten Topfwände zu Schwierigkeiten, da die Gefahr besteht, daß die
Wände bei Hitzeeinwirkung unter der Last einknicken bzw. sich ausbeulen. Bei anderen
Ausführungen von Glühbehältern bekannter Art erfolgt die Abstützung am oberen Teil
des Behälters, indem man. diesen beispielsweise an seinem umgebördelten, oberen
Rand aufhängt. In diesem Fall werden die Wände des Glühtopfes durch das Gewicht
des eingebrachten Gutes-vermehrt um das Eigengewicht
des Topfes
- auf Zug beansprucht. Bei hohen Temperaturen und dem dabei nicht zu vermeidenden
Absinken der Festigkeit des Topfmaterials sind derartige Zugbeanspruchungen sehr
unerwünscht.
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Es sind bereits Vorkehrungen bekannt, durch die erreicht wird, daß
die Wände und der Boden eines solchen Behälters von dem Gewicht des eingebrachten
Gutes entlastet werden. Es gibt bereits Glühgefäße mit einer Vorrichtung aus Tragstangen,
die an der Innenseite des Deckels befestigt sind und die bis in die Nähe des Topfbodens
reichen und dort einen Tragboden besitzen, der in irgendeiner geeigneten Weise an
dem unteren Ende der Tragstangen befestigt ist.
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Das Gut wird auf diesem Tragboden gestapelt und überträgt sein Gewicht
auf den Deckel des Topfes, wodurch die Topfwandungen sowie der Topfboden entlastet
sind und der Topf nur noch sein Eigengewicht zu tragen hat. Diese Methode der Topfentlastung
ist aber recht kostspielig, da die Tragstangen undUntersätze aus sehr>chwertigem
Material hergestellt werden müssen und eine derartige Einrichtung in jedem einzelnen
Topf vorhanden sein muß.
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In anderen Fällen kann es -aus konstruktiven Gründen schwierig sein,
ein Traggestell am Deckel des Topfes zu befestigen, und zwar beispielsweise dann,
wenn oberhalb des Traggestelles eine Einrichtung zur Umwälzung der Topftatmosphäre
vorgesehen wird, so daß sich für die Aufhängung bzw. Befestigung der Tragvorrichtung
am Deckel räumlich ungünstige Verhältnisse ergeben.
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Es sind Ausführungen gewöhnlicher Gefäße bekannt, die sowohl an ihrem
oberen Teil wie auch an ihrem Boden fest abgestützt sind. Eine solche Abstützung
kann jedoch bei Glühgefäßen niemals eine wirkungsvolle Entlastung der Topfwände
bz-,v. des Topfbodens bringen, da es wegen der auftretenden Wärmedehnungen nicht
zu erreichen ist, daß Glühgefäße an beiden Unterstützungsstellen auch nur angenähert
gleichmäßig aufliegen.
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Schließlich ist es auch bekannt, bei Glühgefäßen der fraglichen Art,
die am oberen Rand auf einer festen Unterlage aufgehängt sind, am Boden eine weitere
in senkrechter Richtung bewegliche Abstützung vorzusehen, die mittels geeigneter
Vorrichtungen eine nach oben gerichtete Kraft auf den Gefäßboden ausübt und damit
das Gewicht des Gefäßes sowie einen Teil des Gewichtes der Charge ausgleicht.
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Da derartige Gefäße während des Behandlungsprozesses gewöhnlich in
passenden Gruben untergebracht werden, macht bei einer solchen Anordnung die Unterbringung
der Kraftübertragungseinrichtung unter den Gefäßen, also unten in den Gruben, gewisse
Schwierigkeiten. Einmal ist der Platz für eine solche z. B. aus Hebeln mit Gegengewichten
bestehende Einrichtung sehr beengt. Außerdem ist die Kraftübertragungseinrichtung
schlecht zugänglich, so daß z. B. eine Einstellung der auf den Gefäßboden auszuübenden
Kraft unter Umständen sehr unbequem ist. Außerdem sind derartige Einrichtungen an
dieser Stelle einer erhebliche Wärmeeinwirkung ausgesetzt, was für ihr einwandfreies
Arbeiten nachträglich sein kann.
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Erfindungsgemäß werden bei einer Einrichtung für Glüh- und Schmelzgefäße
zur mechanischen Entlastung der Gefäßwände während der Wärmeeinwirkung mittels einer
neben einer festen Abstützung vorgesehenen elastischen Abstützung die erwähnten
Nachteile dadurch vermieden, daß der Boden des Gefäßes fest abgestützt wird, während
eine elastisch nachgiebige, in ihrer Kraftwirkung verstellbare Abstützung am oberen
Ende des Gefäßes vorzugsweise am oberen Rand angreift.
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Zur Erzielung einer möglichst günstigen Beanspruchung der Gefäßwände
ist es erfahrungsgemäß zweckmäßig, das Gesamtgewicht des Crefäßes so auf die untere
feste und die obere bewegliche Abstützung zu verteilen, daß die Wände von Druckspannungen
entlastet sind oder unter einer geringen Zugbeanspruchung stehen. Praktisch kommt
dies etwa darauf hinaus, daß beispielsweise etwa drei Viertel des Gesamtgewichtes
auf der festen Abstützung am Boden ruhen, während die obere elastische Abstützung
ein Viertel des Gewichtes aufnimmt.
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Hieraus ergibt sich ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen
Anordnung gegenüber der bekannten, nämlich der, daß die elastisch nachgiebige Abstützung
nur für eine wesentlich geringere Kraftwirkung zu bemessen ist als bei der bekannten
Anordnung.
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Die erfindungsgemäße zusätzliche Abstützung am oberen Gefäßende kann
durch Federn, Hebel mit Gegengewichten, pneumatische oder hydraulische Hebevorrichtungen
oder ähnliche Mittel verwirklicht werden.
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Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen Abb. i und 2 näher beschrieben.
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Abb. i zeigt einen Glühtopf i, dessen Boden auf dem Sockel 2 eines
Schachtofens 3 aufliegt. Im Ofeninnenraum q. ist ein Heizkörper 5 angeordnet, der
unter Umständen auch eine Induktionsspule sein kann. Ein wärmeisolierter Deckel
6 schließt den Glühtopf ab. Zur Abdichtung des Ofeninnern ist bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel eine an sich bekannte Sand- oder Flüssigkeitstasse 7 vorgesehen.
Gemäß der Erfindung sind - wie in der Abb. i dargestellt - zwischen der Oberkante
des Ofens und der Unterseite des Glühtopfflansches 8 Druckfedern 9 angeordnet.
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Es ist ersichtlich, daß diese Federn in der Lage sind, gemäß ihrer
Spannung einen vorausbestimmbaren Teil des Topf- und Deckelgewichtes zu tragen und
damit die Topfwand zu entlasten. Je nach Wahl der Vorspannung dieser Federn wird
also die Topfwand zur Aufnahme der Last des Topfoberteiles und des Deckels überhaupt
nicht oder nur teilweise herangezogen. Die Federn können selbstverständlich auch
andere Gestalt als dergestellt besitzen. Zweckmäßig kann eine Einrichtung vorgesehen
werden, um die Federkraft durch Vorspannen mittels einer Schraube od. dgl. zu
verändern.
An Stelle der Federn können auch Gegenstände verwandt werden, wie die Abb.2 schematisch
zeigt. In dieser Abbildung ist io ein Hebel, der an der Unterseite des Glühtopfflansches
8 angreift. Der Drehpunkt des Hebels ist in an sich bekannter Weise mittels eines
Zapfenlagers oder auch mittels einer Schneide am oberen Teil des Ofens gelagert.
Der Hebel trägt an seinem nach außen verlängerten Ende ein verstellbares Gegengewicht
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Statt der in den dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehenen
Federn bzw. Hebel mit Gegengewichten können z. B. auch hydraulische oder pneumatische
Druckzylinder Verwendung finden. Solche Einrichtungen gestatten durch Regelung des
Druckes in besonders vorteilhafter Weise, die Kraftwirkung der oberen Abstützung
des Gefäßes dem jeweiligen Gewicht der Charge anzupassen.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist auch anwendbar, wenn
die das Glühgefäß beanspruchenden Kräfte nicht senkrecht, sondern z. B..schräg gerichtet
sind.
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Unter Umständen, besonders bei sehr langen Gefäßen, kann erfindungsgemäß
die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Kraftwirkung der elastisch nachgiebigen
Abstützung auf zwei oder mehr in verschiedener Höhenlage angeordnete Abstützpunkte
verteilt wird, z. B. in der Weise, daß an dem Gefäß Tragwinkel oder -flansche in
verschiedener Höhe angebracht werden, an denen Federn, Hebel oder sonstige Kraftübertragungsvorrichtungen
angreifen. Auf diese Weise kann eine noch bessere Entlastung der Gefäßwände erzielt
werden. Ferner kann eine Entlastung der Gefäßwände nach der erfindungsgemäßen Lehre
auch bei einer anderen als der durch die Schwerkraft verursachten Beanspruchung
erreicht werden.
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Die Erfindung ist auch bei Gefäßen und Tiegeln anwendbar, deren Gebrauchstemperatur
den Zustand des Glühens nicht erreicht, wie z. B. Salzbadtiegel, Öl-, Blei- oder
Zinnbadtiegel u. dgl.
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Die konstruktive Ausbildung des Erfindungsgegenstandes kann in mancherlei
Weise abgeändert und den Erfordernissen des Einzelfalles angepaßt werden.