DE2133299B2 - Vertikaler Ofen zum isostatischen Warmpressen - Google Patents

Description

3 Γ 4

dem Οίαιΐ ami /u verhindern. Hin solches Problem diiktionsausrüsiuniicn mil Voru äi mn'ie^'fcn usw.

hcsicht hei 1 !ochdrucköfen. .;iif die sich die I riindun·.· gehören bei dcn.cn Bcricbsuntci bi cchimgen -c!.:

hc/ichl. mehl. Dcrt bclmdcl -ich L'cwis.ci ni.il>cn d^ r Ko-!-.puiiLi --in·.!.

gesamte Ofen in einer 1 lochdruckkainmer. die mit Hin Au-liihr.üV-^be-i-pici der 1 ::mdung ist im

einem η ich! rea^ci enden Gas gelullt Ki. Maßnahmen. 5 !uzenden .in H.üid iLi Zeichnung naher beschriebe. ■

um den /.LHritt von Saiier-Inii oder Wp.micinijuniien Ir. J:e-er /cicil

. , d.in Ofenraum zu \erhinde:n. --ind bei Hoch- H ι μ. ! eine An -.-'nt einer Ofciieinhe it. teilweise ::n

iirucköie-π nicht erforderlich. Schnitt, .nd

Der Frnndung liegt die \ulgahe /..gründe, einen Π ι g. i und " \ct;;ka!c Vhn-iie durch den oberen

Hochdrucköle!! de" eirc.aivo erw ahnten .\ri derart io bzw. unie:.n 1 ei! eine! D Ak.immer nni Isolierung.

ν euer /Li entwickeln, daß die he: Jen bekannten die einen in der Drue-.r.ammci· eingeschlossenen

H-. ".hdruckofen oben beschriebenen W 'ärmev erbaute Oienraimi umgib¹

vermieden werden. In der Zeichnung bc.'Lich:ien 2 ._:nc Hochdruck -

/ur !..--UH" diener Xul'gabe ν. J ein Ölen der k::m:v.er und 1 ein PrcssengcMcU. d^- /wischen der eiimaniis Lienamüen \^r! vorgeschlagen, der er!:n- 15 in Γ i u. 1 ue/eiüien l.aiie und einei 1 .;ee. in der e< ei:, dime -.-mal.') daduiJi gekenn/eichnet 1-!. da!.¹· der 1 loch druckkammer 2 um-ehiiel-!. ver-cliiebbai i>'.. Wärmcisolicrteii aus zwei Hlecliiohren. die oben Das l'rcT.eiiü.c-.ieH ^e^Vehi aus .lohnen 3 und 4. dadurch Decke! huiförmi« pasdicht 'jeschhissen sind. /wischenhegenden Di-tan/ieilen 5 und einem das mit dazwischenliegender Isolierung besteht. Dieser Gc-reli zusammenhaltenden Baii«jmaniel 6. Das Gehutformige Isolierteil kann an dem oberen Stirnver- 20 >te!l wird von Radern 7 getragen, die auf Schienen S schliiT. aufgehängt oder von dem unteren Stirnver- laufen. Die Hochdruckkammer 1 wird \on einem schlul.'i getragen werden. Im letzteren Hall muß der Stander¹) getragen und besteht aus einem inneren untere Stinnerschluß einen rinelormiuen "Feil ent- Rohr ¹A). einem die-e- Rohr umgebenden Bandmantel halten, der in dem Hochdruck/N linder permanent 11 u\\,\ aus Hndringen 12. die den Bandmantel 11 anueoidnet ist. Der hutformiuc lsoüerteil wird von 25 axial zusammenhalten und gleichzeitig Befestigungsd-e-em ringförmigen Teil getragen, wobei dessen punkte für Konsolen 13 bilden, durch die die Iioch-1 Minium die ChargieruncsöfTnuim bildet. Der zvlin- druckkair;:r.er am Ständer 9 betes'ig! is[. H)ie K;n:v tlrische Teil der hutförmigcn !solierunu kann mit mer 2 hai einen oheicn Stinncrsdiluß 14. der in da- \'orteil auf a:i und für sich bekannte Weise aus drei Rohr K) der 1 lochdruckkaniir.er hineinragt. Zwischen ineinander angeordneten Biechrohren mil dazwi- 30 dem Rohr und dem Slirnverschlul.i befindet sich ein schenhegeiider Isolierung bestehen, wobei das in- Dichtungsring 15. der von einem dreikantigem Stüizner-ie Rohr aus einem Material mit niedrigerem ring 16 abgestützt und von einem Haltering 17 fesi-YVärmeausdehnuiiiiskoeffizier,·. he-teht als das Mate- gehalten wird. Dieser Ring 1 1 am Deekel 14 mit rial der umgebenden Rohre. In der !unförmigen Bolzen IS befestigt (Fig. 2).

Isolierung können zwei zylindrische Rohre mi. da- 35 Die Druckkammer hat einen unteren geteilter:

zwischenliegender Isolierung und ein Deckel zusam- Stirm.erschluß. tier aus einem in das Rohr 10 hin-

iiii'ii einen hutiörmiiien Teil bilden, der einen inneren emrauenden. lösbaren, aber permanent befestigten

!unförmigen Teil und die dazwischenliegende !so- äußeren ringförmigen Teil 19 und einem in diesen

Helling umgibt. Die Räume zwischen den Blech- hineinragenden Boden 20 besteht. Auf dem ring-

roliren der Kotierung stehen durch Druckausgleichs- 40 form igen Teil 19 des Stirnverschlusses ruht ein Ring

önnuniien am unteren "Teil der Isolierung mit anderen 21. Dieser ist am Ί ei! 19 mit nicht gezeigten Bolzen

Räumen iirierhaih der Druckkammer in Verbindung betVstigt und trägt den H.iuplteil der isolierenden

Heizelemente zum Hrwärmen des Ofenraums -iηc^! Hülse, die den Oiennuim 22 umgibt, in dem Formin vier hutförmigen Isolierung angeordnet und werden körper 23 behandelt werden. Die isolierende IHiKe von demselben ringförmi»en Stirnverschlußteil sie- 45 enthält eii.cn zusammengesetzten hutförmigen Isoliertragen wie die Isoüerui,.:. Sämtliche Diirchfiihrunsien teil 24. Dieser wiederum enthält einen inneren luitfiir elektrische Leitungen für die Heizelemente und förmigen Teil, τ besteht aus einem Blcchrohi 25. die Zufuhileiiuimen für das Druckmittel werden in das an seinem unteren H.nde einen Flansch 26 hat und dem ringförmigen Teil des Stirnverschlusses an- an seinem oberen F.nde mit einem Decke! 27 mit !zeordnet. 50 einem nach, oben gerichteten Flansch 28 verschlossen

Durch die Ausbildung der K.oüerhülle mit zwei ist. Das Rohr 25 und der Deckel 27 sind mit einer

oben dichten Hüten aus Blech und dazwischenliegen- Schweißnaht 29 miteinander gasdicht verbunden. Der

der Isolierung verhindert man erstens, daß Gas zwi- Isolierleil 24 enthält außerdem einen äußeren hut-

schen dem Ofenraum und dem Raum zwischen den förmigen Teil, der aus zwei Rohren 30 und 31. Ko-

beiden Blechhütcn zirkuliert, zweitens, daß Gas 55 liermaterial 32 /wischen den Rohren. Ringen 33 und

zwischen dem Raum /wischen den Blediruilen und 34 an den linden der RoIn e sowie einem Deckel 35

dem Raum außerhalb der Isolierkörper zirkuliert und besteht. Die Rohre 30 und 31 und der Deckel 35 sind

drittens, daß das Gas sich im Raum zwischen den durch Schweißnähte 36 gasdicht mit dem Ring 34

Blechhüten von einer Wand zur anderen bewegt. verbunden. Das Rohr 30 ist an seinem unteren Teil

Außer der Verbesserung der Wärmeisolierung 60 durch die Schweißnaht 37 mit dem Ring 33 verbunbringt die Erfindung den Vorteil, daß Isolierung. den. während das Rohr 31 an seinem unteren Teil Heizelemente und de" tragende ringförmige Stirn- im Verhältnis zu dem Ring 33 axial frei beweglich ist. verschlußteil eine austauschbare I'inheit bilden, die Der Raum zwischen den beiden !unförmigen Teilen bei Beschädigung leicht aus dem Druckzylinder ist mit einem Isoliermaterial 38 gefüllt. Die isolierentfernt und durch eine feserveeinheii ersetzt werden 65 matcrialgelülltcn Räume sind durch Druckausgleichskan:¹. Dies bedeutet einen wesentlichen Vorteil hei ölTnungcn 39 und 40 mit ilen umgebenden Räumen industriellem Betrieb, da Drucköien m^:t Hilfsaus- an deren unterem Tel verbunden. 10er ganze huinKHin.-en teuer sind und meistens zu nan/en Pro- förmiee Isolienricstei! und ein Flalterm» 41 für eine

dichtung 42 sind an dem Ring 21 mit mehreren BoI-'cn 43 befestigt. Die Dichtung 42. die /.wischen dem Rohr IO und dem ringförmigen Teil 19 des Slirnverichlusses abdichtet, wird von einem dreikantigen Stützring 44 abgestützt.

Der Boden 20. der in den Rinu 19 hineinragt, ist mit einer Dichtung 45 versehen, die von einem dreikantigen Stützring 46 abgestützt und von einem Haltering 47 festgehalten wird, der mit Innengewinden verschen ist, die auf das Gewinde auf dem innc- to ren Teil des Bodens passen. Hin Formkörper 23, der im Ofen behandelt werden soll, wird von einem mit dem Boden 20 fest vereinigten isolierenden Bodenteil getragen, der aus einem Rohr 48 mit einem Flansch 49 besteht. Das Rohr 48 ist mit einem Isoliermatcrial 50 gefüllt und mit dem Boden 20 durch Flansche 49 und den Ring 47 verbunden.

In der isolierten Hülse 24. die den Ofenraum 22 umgibt, befinden sich Heizelemente 51. die über Zuleitungen 52 gespeist werden, die an Durchführungen

53 in dem ringförmigen Teil 19 des Stirnverschlusscs angeschlossen sind. Zwischen der Durchführung 53 und dem Ring 19 befinden sich eine isolierende Hülse

54 und eine isolierende Scheibe 55. Die Durchführung wird in dem Ring 19 mit einer Mutter 56 fixiert. Die Durchführung 53 mündet in einen radialen Schlitz. 57 und ist mit einer Mutter 59 an einer Zuleitung 58 angeschlossen.

In dem Raum zwischen dem Rohr 25 und dem Ri)IiI 48 ist ein isolierender P.ing angeordnet, der die ringförmigen Teile 19 und 21 des Stirnverschlusses von dem Ofenraum 22 isoliert. Dieser isolierende Ring besteht aus zwei kurzen Blechrohren 60 und 61 und dazwischenliegendem Isoliermaterial 62. Die Rohre sind mit Flanschen 63 und 64 versehen und mittels Halteringen 41 bzw. Bolzen 65 an dem Ring 21 befestigt. Der Ofenraum 22 steht durch den Kanal 67 im Ring 20 mit dem Spalt 66 zwischen dem Rohr 10 und der isolierenden Hülse um den Ofenraum in Verbindung.

Der ringförmige Teil des unteren Stirnverschlusscs. der den hutförmieen Isolierteil und die Heizelemente trägt, die ilen Ofenraum 22 umgeben, ist permanent aber lösbai in der Druckkammer angeordnet. Die Bel'estigungsanordnungen sind nicht gezeigt. Der Boden 20 des Stirnverschlusscs mit seinem isolierenden Teil ist dagegen an einer Hebevorrichtung aufgehängt, mit der der Ofen chargiert wird. Der Boden 20 ist durch eine Konsole 70 mit einer Fiihrungshülse 71 verbunden, die an einer Führung 72 entlanglauft. Der Boden 20 des Stirnverschlusses kann mit einem Z.ylinder 73, dessen Kolbenstange 74 bei einer Konsole 75 auf der Hülse 71 befestigt ist, gehoben und gesenkt werden. Die Zuleitungen für das Druckmittel sind nicht gezeigt. Zweckmäßigerweise wird auch die Durchführung für das Druckmittel in dem Ring 19 angeordnet.

Indem man die isolierende Hülse mit zwei oben geschlossenen hutförmigen Teilen aus Blech ausführt, eliminiert man jede Gefahr von Konvcktionsströmcn zwischen dem eigentlichen Ofenraum und dem Raum zwischen der isolierenden Hülse und ^cn kalten Wänden und dem oberen Stirnverschluß der Druckkammer. Indem die isolierende Hülse, die Heizelemente und der ringförmige Teil des Stirnverschlusscs als eine einzige austauschbare Einheit ausgeführt werden, können diese bei Betriebsstörungen am meister betroffenen Ofenteile schnell crsei/t werden, und eine beschädigte Einheit kann unter günstigen Voraussetzungen in der Reparaturwerkstatt von ausgebildetem Personal repariert werden. Ein anderer Vorteil der Ausführung gemäß der Erfindung ist. daß die aus isolierung in kl iieizclciTic-iitcn bestehende Einheit entfernt und mit Hilfe derselben Hebevorrichtung in die Druckkammer eingesetzt werden kann, mit der der Ofen chargiert wird. Der Ring 19 des Stirnverschlusses wird von dem rohrförmigen Teil mit eingeschobenem Boden 20 der Druckkammer gelöst, wonach der Boden 20 mit der aus dem Ring 19 sowie der Isolierung und Heizelementen bestehenden Einheit mit Hilfe des Zylinders 73 herabgesenkt und eine neue Einheit eingesetzt werden kann. Eine besondere Hebevorrichtung ist somit nicht erforderlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 -chc;den von Feüicrunii-bc-iandtulcn während de- Patentan-prüchc: Giei ens und Fr-tarrcn- können .".idem vers. uedene "I die de- GuL'ikörpcr- cmc verschiedene /u-ammcn-

1. Vertikaler Ofen /um hiw a'i-chen \\:ιγτ,- -ei/iing haben. Dte-c Schw iengkeiten begehen mein prc- cn. in-bc--, nderc sun Puh crkorpcrn. [Viii 5 bei einer Drucksintcrung. da das Sintern bei n\dr; einer ;in cinciii Cioicll angehängten Druckkam- gcrer Temp ratiir durchgcüihrt werden k.inn al- bei mer. die aus einem Hochdnickzv linder, in d:c-.-n Aimo-pha'cndrik k >>iLr imlcr Vakuum. Has We-cnihmemraecndcn Siirn\er-cniu--e:). mn Miileln /ur heii-ie beim Druck-rücrn aber i-t. daß dc I cgic-Aufnahme der von einem Druckmittel auf die rim^-hestatidteile ihre \ .rie-iliiny. in dem W crk-Uk -. Stirnv cr-c'ilü--c au-ucübien axialen Kräi'te und :o behalten und die Pul\ citcilchen unte, Finwirkung einer im I IiiclidrLick/\ linder angeordneten War- de- Piwek- -o /u-amiiKngeprcLU w erden, dal.', ein -ehr mei-oiicriiiin /wi-chen einem Ofenraum in -j er dichte- und porcnlrcie- Produkt entsteht. Hierdurch Druckkammer und den Wänden die-cr Druek- bekommi das Material eine hohe /ähigkc¹! und -ehr kammer be-teht. dadurch g c k e η :i / c : e τ- I 'lie \ er-ehleil:.fc-tii:kci;. ΛΙ- Bc;-piel kar.:i tlenannt riet. ΔλΙ^!> der VVarnici-oherleil 124) au- /v. .·; :;. v,erden, daß Si lineil-tahlb,ihrer au- dl iicküe-iiiicneni lüechiohrcn I 25. 31). die eben durch Deckel (27. Au-uan^-matcrial eine !üniiache 1 cbeu-dauer haben 35l l',utti'rmiL; ca-dicli; ee-ehio--en -nui. mit Ja- ;·.Κ Ιί-.ilircr au- au! iiWiche Weise hci'iZes'.elKcni M.iicüwischonlicsicnjer Isolierung besteht. rial mit im übrigen gleiclier Zusammenset/ung.

2. Ölen ii-^pi;h Anspruch I. dadurch tiekenn- Drucköfen enthalten einen in einer Druckkammer zeichnet, daß den hutformiiien Isolierteil (24) ein 20 eingeschlossenen Ofenraum. Die Druckkammer muß in die Druckkammer hineinraiienden ringförmigen so kühl gehalten werden, daß ihre Festiekeit nicht Teil (10) eines geteilten unteren Stirnversehkisses beeinträchtigt wird. [Aentuell müssen die Wände ge-(I¹J. 20) trägt, dessen ÖlTnung die ChargiemlTnung kühlt werden. Der Ofenraum muß daher wirksam von bildet. der Druckkammer isoliert werden. Das Druckmittel

3. Oft i nach Anspruch 1. dadurch gekenn- 25 selbst hat durch den hohen Druck eine hohe Dichte zeichnet, daß der !unförmige Isolierteil (24) am und sehr große Wärmekapazität. Argon ist ein »eoberen Stirn\er-chluß (14) aufgehängt ist. eignete-, leicht erhältliches und relativ billiiics Druck-

4. ofen nach Anspruch 1. dadurch gekenn- mittel und hat außerdem bei det aktuellen Dichte und zcichiu;. daß iVr zylindrische Teil des Isolierteils Temperatur eine liiedrine Viskosität, nämlich nur das

(24) in bekannter We'-e drei ineinander angeonl- 3>-> vier- Ins fünffache der Luft bei Atmo-phärendruck. nete Rohre (25. 30. 311 mit ua/wischenhegender e- ist somit sehr leicht beweglich.. Mit Rücksicht auf Isolierung (32. 38) enthält. das sehr hohe Würmeübertragungsvermögen des

5. Ofen nach Anspruch 4. uadurch gekenn- Druckmittels ist es für die Funktion des Ofens wcsentzeichnet. daß das Material des inneren Rohrs lieh, daß die Isolierung um den Ofen raum auf solche

(25) einen niedrigeren Wärrneausdehnungs- 35 Art ausgeführt ist. daß die kleinstmögliche konvckkoelti/icnten hat als das .\latcnal der umgebenden tion zwischen dem Ofenraum und dem Raum Rohre (30. 31). zwischen seiner Isolierung und Jen Druckkammer-

(1. Ofen nach Anspruch 4. dadurch gekenn- wänden entsteht.

zeichnet, daß die Räume /wischen den Rohren In einem bekannten Druckoien ist der Ofenraum

durch Druckausgleichsölfnungen (39. 40) im im- 40 von einem zylindrischen Isoliermantel umgeben, der

teren Rereich des Isolierteil-mi! anderen Räumen an dem oberen Stirnv er-chluß der Druckkammer

der Druckkammer (10) in Verbindung stehen. aufgehängt ist und gasdicht mit diesem verbunden ist.

In diesem Ofen ist an dem oberen Stirnver-chluß

auch ein in den Isoliermantel hineinragender Deckel

45 aufgehängt. Zum Druckausgleich muß hei dieser

Die F.rlindung betrifft einen vertikalen Ofen zum Konstruktion eine Verbindung zv.i-chen dem warmen

isostatii-chen Warmpressen, insbesondere von PuKα- Ofenraurn und dem Raum in und über dem isolicren-

köipern. mit einer an einem Gestell aufgehängten den Deckel vorhanden sein. F.s gibt somit eine Ver-

Druckkam;- . r. die aus einem Hochdruck/v linder, in bindung zwischen dem Oienraum und einer k.¹ ten

diesen hineinragenden Stirnverschlüssen, mit Mitteln : Fläche an der Unterseite des oberen Slirnversei.lus-

zur Aufnahme der von einem Druckmittel auf die se- und somit einen kalten Raum über dem wannen

Stirnverschlüsse ausgeübten axialen Kräfte und einer Ofenraum und eine Verbindung, durch die warmes,

im Hochdruekzylinder angeordneten Wärmeisolie- leichtes Druckmittel strömen will. Diese Verbmd'mü

rung zwischen einem Ofenraum in der Druckkammer kann Wärmeverluste verursachen und zu einer Fr-

und den Wänden dieser Druckkammer. Die Behänd- 55 wärmung des oberen Stirnversclilusses und ansiren-

lung des Materials in solchen Öfen erfolgt bei hohen /ender Teile des Druckzylinders führen.

Temperaturen bis zu 1500 C und bei hohem Druck Aus der USA.-Patentschrift I 694 %4 und der

bis zu 500 Bar und'l.'irübrr. deutschen Patentschrift 658 099 sind Niederdruck-

F.in wichtiges Anwendungsgebiet für Öfen dieser öfen bekannt, bei denen der Ofenraum nach oben

Art ist die Herstellung von Schnel'stahlguß durch 60 geschlossen ist und die Chargierung von unten er-

isostatisches Warmpressen oder Drucksintern eines folgt. Der Ofenraum besteht dabei aus einer hut-

Formkörpers aus Pulver mit gewünschter Zusammen- oder glockenförmigen Anordnung aus vvärmeisolie-

setzimg, der in einer Blechhülse eingeschlossen ist. rendeni Material, das auf der Innenseite mit einer

Bekanntlich sind gewisse Schuellstahllegierungen nur Auskleidung aus hitzebesiändigcm Material verschen

sehr schwer oder kaum durch übliche schmelznictall- 65 ist. Die Außenseite ist in einer olfenen oiler »eschlos-

urgische Methoden herzustellen, da der durch Gießen senen Stahlkonstruktion verankert. Der Zweck dieses

hergestellte Körper ein ungünstiges grobkörnige- Ge- Aufbaus bei den bekannten Niedcuiiucköfen bestellt

lime mit kräftigen Seiüerun^en erhalt. Durch Aus- darin, den Zutritt von ox\ dierender Atmosphäre /u