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DE1565575A1 - Elektrischer Ofen - Google Patents

Elektrischer Ofen

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Publication number
DE1565575A1
DE1565575A1 DE19661565575 DE1565575A DE1565575A1 DE 1565575 A1 DE1565575 A1 DE 1565575A1 DE 19661565575 DE19661565575 DE 19661565575 DE 1565575 A DE1565575 A DE 1565575A DE 1565575 A1 DE1565575 A1 DE 1565575A1
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DE
Germany
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segment
elements
heating
power supply
furnace according
Prior art date
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Application number
DE19661565575
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English (en)
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DE1565575B2 (de
DE1565575C3 (de
Inventor
Westeren Herbert W
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hayes Inc C I
C I HAYES Inc
Original Assignee
Hayes Inc C I
C I HAYES Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hayes Inc C I, C I HAYES Inc filed Critical Hayes Inc C I
Publication of DE1565575A1 publication Critical patent/DE1565575A1/de
Publication of DE1565575B2 publication Critical patent/DE1565575B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1565575C3 publication Critical patent/DE1565575C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Description

Dr. müller-bore dipl.-ing. gralfs dr. manitz
PATENTANWÄLTE
22. April 1966 V/Gl - H 615
C.I. Hayes, Inc.
800, Wellington Avenue
Cranston, Rhode Island, U.S.A.
Elektrischer Ofen
Die Erfindung betrifft eine elektrische Ofenkonstruktion. Insbesondere betrifft sie eine Ofenkonstruktion, in der · Widerstandsheizelemente in Form eines flexiblen Graphitmaterials verwendet werden, uin verhältnismässig-hohe Temperaturen zu erhalten, die während des ganzen Heizvorganges im Ofen aufrecht erhalten werden.
' Die Erfindung findet besonders Anwendung bei den sogenannten Kaltwand-Vakuumöfen, bei denen das Heizelement in der Hochvakuumkammer angeordnet· ist. Bisher wurden für elektrische Vakuumöfen Widerstandsheizelemente verwendet, die aus metallischen Werkstoffen hergestellt und so angeordnet waren, dass zwischen ihnen eine aufgeheizte Zone entstand. Ein Typ solcher Widerstandsheizelemente für Vakuumöfen ist in der USA-Reissue- Patentschrift 25 261 beschrieben.
OG9S26/028 8 bad ÖPjQinal
BRAUNSCHWEia. am euROlRPARK · 'S* losan ι ·4·7 8 MÜNCHEN ££, ROBERT-KOCH-STii. ι Φ ιοβιΐ) as Bi to
Obwohl sich die bisher bekannten Vakuumöfen mit metallischen Widerstandsheizelementen für viele Zwecke als zufriedenstellend erwiesen haben, wurde festgestellt, dass diese metallischen Elemente eine Tendenz zur ungleichmassigen Ausdehnung haben und nach eine? gewissen Benutzungsdauer etwas spröde werden sowie verhältnismässig hohe Betriebskosten verursachen. Die Erfindung verwirklicht eine neuartige Heizelementkonstruktion, bei der die eigentlichen Heizelemente aus einem flexiblen Graphitmaterial gebüäet werden. Im wesentlichen ist das Graphitmaterial in einer Tuchbindung gewebt und in der erforderlichen Länge in Übereinstimmung mit den Ofenerfordernissen geschnitten. Dieses bei der erfindungsgemässen Ofenkonstruktion verwendete Graphittuch ermöglicht nicht nur ein Anfahren des Ofens mit voller Kraft, sondern zeichnet sich auch dadurch aus, dass während des Heizvorganges im Ofen hohe Temperaturen aufrechterhalten werden können. Die Graphitheizelemente sind ausserdem nicht spröde, haben eine lange Lebensdauer und kosten weniger als die bisher bekannten Heizelementtypen.
Unter der Verwendung der neuartigen erfindungsgemässen Graphit-Widerstandsheizelemente können nicht nur hohe Ofentemperaturen erzeugt werden, sondern die Ofenkon-
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struktion selbst wird wirtschaftlicher und die Wartung leichter. Die Einsparungen bei den Betriebskosten entstehen infolge der verringerten Kosten sättigungsfähiger Drosselkerne, die dazu verwendet werden, die Energie im Ofen zu steuern und auf der gewünschten Höhe zu halten. Ausserdem wird durch die Verwendung der Graphittuch-Heizelemente die erforderliche Temperatur im Ofen innerhalb weniger Sekunden erreicht und damit die zum Aufheizen auf das gewünschte Temperaturniveau erforderliche Zeit verringert. Da auch das Anfahren des Ofens mit Vollkraft erfolgt, treten noch weitere Einsparungen auf. Das Material, aus dem die flexiblen Heizelemente bestehen, ist auch verhältnismäsßig billig, wodurch bei der erfindungsgemässen Ofenkonstruktion weitere Einsparungen erzielt werden.
Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Widerstandsheizelementes, das aus einem flexiblen Sraphitmaterial gebildet wird und besonders für die Anwendung und den Betrieb in einem Vakuumofen konstruiert ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Widerstandsheizelementes mit einer maximalen Wärmeüber-
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gangsflache, das für eine schnelle und gleichmässige Aufheizung konstruiert ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vielzahl von Graphitheizelementen, die aus einem gewebten Tuchmaterial bestehen und zur Erzeugung einer verhältnismässig hohen Temperatur in einem Vakuumofen verwendet werden.
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung von flexiblen Graphitheizelementen in einem Vakuumofen, die durch Segmentstücke an einem Ende und durch Ringleiter am anderen Ende im geeigneten Abstand gehalten werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Vakuumofens, bei dem ein gewebtes Graphittuch -die Widerstandsheizelemente bildet, wobei das Graphittuch von Stromzuführungsstäben, die in das Innere des Ofens ragen, frei herabhängt und am unteren Ende mit ineinandergepassten Hingleitern elektrisch verbunden ist.
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung einer Vielsahl von Segmentstücken und Hingleitern zum Aufhängen mehrerer flexibler Widerstandsheizelemente im geeigneten Abstand
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in einer elektrischen Ofenkonstruktion. -
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
Fig.1 eine teilweise senkrecht geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemässen Ausführungsform der Ofenkonstruktion, die den Zusammenhang zwischen den in der Ofenheizkammer angeordneten Widerstandsheizelementen zeigt,
Fig.2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Hg.1, Fig.3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig.1, Fig.4 einen Schnitt nach Linie -4-4 der Fig.1, Fig.5 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines,
der in der Fig.4 gezeigten ßegmentelemente , Fig.6 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines weiteren der in der Fig.4 gezeigten Segmentelementes, welches so ausgeführt ist, dass es mit dem in der Fig.5 gezeigten Segmentelement zusammenpasst,
Fig.7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der Fig.3, Fig.8 eine perspektivische Ansicht des in der Fig.7
gezeigten grösseren Ringleiters, Fig.9 eine perspektivische Ansicht des in der Fig.7
BAD OFUGfNA'
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gezeigten kleineren Hingleiters, der so ausgeführt ist, dass er in den in der Fig.8 gezeigten Ring passt, und
Fig.10 eine vergrösserte Teilschnittansicht des Ofenbodens, die die verwendeten Abdichtmittel zeigt.
Die Fig.1 zeigt einen allgemein mit der Ziffer 10 bezeichneten Kaltwand-Hochvakuum-Wärmebehandlungsofen. Der Wärmebehandlungsofen 10 wird beschreibungsgemäss elektrisch beheizt und kann auf 100 al oder darunter evakuiert werden und *ird im Normalbetrieb bei 10 mm Hg betrieben. Wie in den Fig. 1-3 gezeigt ist, weist die Ofenkonstruktion 10 ein allgemein mit 12 bezeichnetes Gehäuse auf, das durch ein zylindrisches Mittelteil 14, einen oberen Deckel 16 und eine» Bodenteil 18 begrenzt 4©% wird. Das Gehäuse 12 ist in einer im wesentlichen senkrechten Lage auf Stützen 20 befestigt, deren untere Enden jeweils auf einer Auflage 22 ruhen. Die oberen Enden der Stützen stecken jeweils in einer Hülse 24, die ihrerseits an dem Mittelteil 14 des Gehäuses 12 in geeigneter Weise befestigt sind. Ein Wassermantel 26 umgibt das zylindrische Mittelteil 14 und ist zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit geeignet, die die Aussenwände des Mittelteils 14 auf einer Temperatur hält, bei der die Bedienung des Gerätes gefahrlos
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erfolgen kann. Der Wassermantel 26 sorgt ausserdem erforderlichenfalls für die schnelle Abkühlung der Heizkammer im zylindrischen Mittelteil 14.
Der Deckel 16 ist auf dem zylindrischen Mittelteil 14· des Gehäuses 12 abnehmbar befestigt} er ist durch eine Platte 28 mit daran befestigter Kuppel 30 gebildet, Der Deckel ist so eingereichtet, dass er auf dem zylindrischen Mittelteil 14- abdichtend aufgesetzt werden kann, zu diesem Zweck ist ein ringförmiger Flansch 32 am oberen Rand des Mittelteiles 14 angebracht und enthält eine ringförmige Aussparung, in der eine ringförmige Dichtung 34 angebracht ist· Die Platte 28 des Deckels 16 liegt übergreifend auf dem Flansch 32 und steht im Eingriff mit der ringförmigen Dichtung 34, um mit ihr einen abgedichteten Verschluss zu bilden. Geeignete Haltemittel dienen zum Befestigen des Deckels 16 in seiner Lage auf dem Ringflansch 32. Der Deckel 16 ist im Innern ebenfalls wassergekühlt und zu diesem Zweck ist ein Wassereinlass 36 angeordnet, durch den das Wasser in das Innere des Deckels eingeführt wird. Ein Wasserablaufrohr 38 ragt aus der Mitte der Kuppel 30 hervor und verursacht einen ständigen Umlauf des Kühlwassers im Deckel 16.
Das Bodenteil 18 ist ähnlich ausgebildet wie der Deckel
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BAD
und umfasst eine Bodenplatte 40, an der eine Kuppel 42 angebracht und "befestigt ist. Wie aus der Fig. 10 deutlich ersichtlich ist, ist ein Boden-Ringflansch 44 an der Aussenwand des unteren Randes des zylindrischen Mittelteils 14 angebracht und enthält eine ringförmige Aussparung 46, die eine ringförmige Dichtung 48 aufnimmt. An der Kuppel sind in Abständen mehrere Klammern 50 befestigt, die mit geeigneten öffnungen zur Aufnahme von Ankerbolzen 52 ausgebildet sind. Die unteren Enden der Ankerbolzen 52 sind mit Gewinde versehen und werden durch Muttern 5^ in den Klammern 50 festgehalten. Die oberen Enden der Ankerbolzen 52 verlaufen in einen Haken aus, wobei das Ende des Hakens in ein geeignetes Loch oder eine Nut im oberen Teil des Ringflansches 44 eingreift. Man sieht, dass die Ankerbolzen 52 das Bodenstück 18 sicher an dem zylindrischen Mittelteil 14 verankern und zwar so, dass die Platte 20 an der ringförmigen Dichtung 48 so aufliegt, dass ein dichter Verschluss gewährleistet ist.
Das Bodenteil 18 wird ebenfalls durch äussere Mittel gekühlt und enthält zu diesem Zweck eine Einlassöffnung 56, durch welche eir Kühlmittel, beispielsweise Wasser, in das Innere des Bodenteiles eingeführt wird. Ein Auslassrohr 58 ist in der Mitte der Kuppel 42 befestigt und
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enthält nahe dem inneren Ende eine Öffnung, durch welche das Kühlmittel beim Umlauf durch das Bodenteil 18 fliesst,
Wie bereits erwähnt, kann das Innere der Ofenkonstruktion 10 während des Ablaufs der Wärmebehandlung evakuiert werden und zu diesem Zweck ist das zylindrische Mitteilteil 14 mit einer erweiterten Absaugöffnung 60 VEmehen, an die ein Rohr 62 angeschlossen ist. Das Bohr 62 ist direkt am zylindrischen Mittelteil 14 befestigt und weist einen äusseren Flansch 64 auf zur Befestigung an einem entsprechenden Flansch, der seinerseits mit der Evakuierungsvorrichtung verbunden ist.
Die Heizvorrichtung ist das Hauptstück der dargestellten Erfindung und ist, wie in der Fig.1 gezeigt ist, allgemein mit der Ziffer 70 bezeichnet und liegt im Inneren des zylindrischen Mittelteiles 14. Nach der folgenden Beschreibung umfasst die Heizvorrichtung 70 mehrere gewebte flexible Graphitheizelemente, die vertikal aufgehängt angeordnet sind und eine Heizzone abgrenzen. TJm den zur geforderten Wärmeerzeugung benötigten Strom in diesen Heizelementen zu liefern sind sättigungsfähige Drosselkerne verwendet (nicht dargestellt), mit denen unter 72 bezeichnete Stromzuführungsstäbe elektrisch
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BAD ORSGiWAL
verbunden sind. Da eine hohe Leistung in einem Dreiphasensystem wirtschaftlicher genutzt wird, sind im gleichen Abstand drei Stromzuführungsstäbe 72 angeordnet und ragen in das zylindrische Mittelteil 14-, wobei Befestigungsstutzen 74 am zylindrischen Mittelteil 14 befestigt sind, die die Stromzuführungsstäbe 72 aufnehmen. Geeignete Flansche 76 und 78 sind zur Befestigung der Stutzen 7^ an eine Stromschienenanordnung vorgesehen. Eine derartige Stromschienenanordnung wird in der vorerwähnten Patentschrift Nr. Re. 25 261 beschrieben.
Wie oben beschrieben, enthält -die Heizvorrichtung mehrere Heizelemente, die aus gewebtem Graphitmaterial bestehen. In den Fig. 1 und 2 sind die Heizelemente unter 80 dargestellt und werden an den inneren Enden der Stromzuführungsstäbe 72 aufgehängt gezeigt. Da die gewebten Graphitheizelemente 80 flexibd sind, werden sie in aufgehängter Lage bo an den Stromzuführungsstäben 72 festgehalten, dass sie eine Heizzone abgrenzen.
Zur Aufhängung der Graphitheizelemente an den Stromzuführungsstäben 72 sind die äusseren Enden dieser Stromzuführungsstäbe 72 verkleinert und mit Gewinde versehen, wie in der Fig.4 unter 82 gezeigt ist. Auf jedem der Gewindeenden 82 der Stromzuführungsstäbe 72 ist ein
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Segmentelement 84 befestigt, das gekrümmt ausgebildet ist und an der Innenseite eine Aussparung 86 aufweist. Im Segmentelement 84 ist eine öffnung 88 angebracht, durch die das verkleinerte Ende 82 des Stromzuführungsstabes 72 ragt« Wie die Pig.6 zeigt, ist ein entsprechendes Segmentelement 90 so ausgebildet, dass es mit dem Segmentelement 84 zusammenwirkt und einen Segmentstab bildet, welcher das Graphitheizelement 80 festhält. Zu diesem Zweck ist das Segmentelement 90, welches ebenfalls gekrümmt ausgebildet ist, mit einem Vorsprung 92 ausgeführt, welcher in die Aussparung 86 des Segmentelementes 84 passt. Im Segmentelement 90 ist eine öffnung 94 mit Innengewinde angeordnet, um den Gewindeteil des verkleinerten Endes 82 des Stromzuführungsstabes 72 aufzunehmen. Beim Zusammensetzen der Segmentelemente 84 und 90 erstreckt sich der Vorsprung 92 in die Aussparung 86, jedoch wird die Eindringtiefe durch die Berührung der Flächen 91 und 93 begrenzt, die der Aussparung 86 bzw. dem Vorsprung 92 benachbart sind. Diese Flächen sind so ausgebildet, dass sie die Heizelemente 80 einklemmen und Einheits-Kontaktdruckpunkte bilden, die eine geeignete elektrische Verbindung zwischen den Stromzuführungsstäben 72 und den Heizelementen sichern. So berührt der Vorsprung 92 die die Aussparung 86 begrenzende Wand nicht, und da die angrenzenden Flächen
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zusammenwirken, um die Heizelemente 80 einzuklemmen, können sich die Heizelemente aus ihrer gesicherten Lage nicht losreissen. Ausserdem gewährleistet der Raum zwischen dem Vorsprung 92 und der Aussparung 86, dass sich das Heizelement in diesem Zwischenraum erforderlichenfalls ausdehnen kann. Wie aus der Fig.4 deutlich ersichtlich ist, passen die Segmentelemente 84 und 90 so zusammen, dass sie ein Heizelement 80 fest einklemmen, wobei die Heizelemente 80 von dem aus den Segmentelementen 84 und 90 gebildeten Segmentstab im Innern des zylindrischen Mittelteiles 14 herabhängen. Jeder der Stromzuführungsstäbe 72 ist ähnlich ausgebildet und, wie in der Fig.2 gezeigt wird,-die Heizelemente 80 sind in gleichmässigen Abständen angeordnet» um dne Heizzone abzugrenzen.
Die Heizelemente 80, die die Gitterteile der Heizeinheit oder .-vorrichtung 70 darstellen, sind an ihrem unteren Ende durch eine Leiteranordnung verbunden, die aus konzentrisch ineinanderpassenden Ringen 96 und 98 gebildet wird. Der Ring 96, der grössere der Ringleiter der Leiteranordnung, ist mit einer inneren Aussparung 100 versehen, die gegenüberliegende Flächen 102 und 104 abgrenzt. Die gegenüberliegenden Flächen 102 und 104 sind leicht abgeschrägt oder verjüngt und bilden Kontaktflächen, die mit einer verjüngten Fläche 106 an der Aussenfläche des
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Hinges 98 zusammenwirken und die -unteren Enden der Heizelemente 80 eingekeilt aufnehmen. Da die Fläche 106 des Innenringes 98 sich verjüngt, kommen die gegenüberliegenden Flächen 102 und 104 des Aussenringes 96 damit in Eingriff und bestimmen eine einheitliche Druckzone, um die Heizelemente 80 festzuhalten. Beim Zusammensetzen der Hinge 96 und 98 werden die unteren Enden des Heizelementes 80 dazwischen angeordnet und die Enge werden dann in der Paßstellung verkeilt, wobei die Kontaktzonen durch die aufeinandertreffenden Flächen 102 bzw. 104 mit der verjüngten Fläche 106 bestimmt werden. Weil die Heizelemente 80 aus Graphitmaterial bestehen, entsteht eine gute elektrische Verbindung zwischen ihnen und den Ringen 96 und 98, die den Stromleiter dafür bilden. Wie oben im Zusammenhang mit den Segmentelementen beschrieben, bildet die Aussparung 100 zwischen den Kontaktpunkten gegebenenfalls einen Raum für die Ausdehnung der Heizelemente.
Wie ersichtlich, hängen die gewebten Graphitheizelemente 80, die flexibel konstruiert sind, von den Stromzuführungsstäben 72 herunter, wobei der aus den konzentrischen Hingen 96 und 98 bestehende Hingleiter die unteren Enden der flexiblen Heizelemente 80 aufnimmt, die infolge des Gewichtes des Ringleiters im wesentlichen gespannt sind.
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Der Ringleiter hängt über die Heizelemente 80 an den Stromzuführungsstäben 72 und ist mit Abstand vom Boden des zylindrischen Teiles 14 angeordnet.
Wie schon erwähnt, grenzen die gewebten Graphitheizelemente 80 eine Heizzone ab. Um diese Heizzone zu isolieren und somit die stärkste Heizwirkung für das im Inneren der Ofenkonstruktion wärmebehandelte Werkstück zu erhalten, ist ein Isoliermaterial, das mit 108 gekennzeichnet ist, vorgesehen und um die Heizelemente herum angeordnet. Das Isoliermaterial besteht aus mehreren Lagen Graphitfilzmaterial, die nach der Fig.1 ringförmig angeordnet sind, damit sie Wände bilden, und ausserdem Decke- und Bodenschichten einschliessen, die in geschichteter Form angeordnet sind. Mehrere in den Fig. 1,2 und 3 gezeigte Graphitstäbe 110 erstrecken sich von einer unteren Platte 112 am unteren Ende des zylindrischen Mittelteils nach, oben und halten die ringförmig angeordneten Schichten des Graphitisoliermaterials 108 in der richtigen Lage. EineWerkstückplatte 114 kann innerhalb der durch die Heizelemente 80 abgegrenzten Heizzone angebracht sein und steht von der Bodenplatte 112 nach oben vor.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Ausführungsform der
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Ofenkonstruktion wird das zur Wärmebehandlung vorgesehene Werkstück auf die Arbeitsplatte 114- gelegt und die Einheit wird durch Auflegen des Deckelteiles 16 und Befestigen desselben geschlossen. Die Stromauführungsstäbe 72 werden unter Strom gesetzt und die gewebten Graphittuch-Heizelemente werden schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht, um die für die Wärmebehandlung des Werkstücks nötige Wärme zu erzeugen. Da die Heizelemente 80 aus Graphitmaterial bestehen, können hohe Spannungen und niedrige Ströme erzielt werden ohne die Notwendigkeit, schwere Transformatoren, Kabel und andere Bestandteile verwenden zu müssen, die bei den bisher bekannten, mit metallischen Heizelementen arbeitenden öfen erforderlich waren. Infolge der innewohnenden Eigenschaft der Heizelemente 80 können diese innerhalb weniger Sekunden auf die erforderliche Temperatur gebracht werden. Diese erforderliche Temperatur kann während des ganzen Erhitzungsvorganges aufrechterhalten werden. Ausserdem wird der gesamte, für den Betrieb des Ofens erforderliche Strom beim Anfahren des Ofens ausgenutzt, wodurch die Betriebskosten verringert werden. In diesem Zusammenhang werden sättigungsfähige Drosselkerne verwendet, um den Strom zu steuern und auf der gewünschten Höhe zu halten, jedoch sind die Betriebskosten für solche sättigungsfähige Drosselkerne beträchtlich verringert. Durch die Verwen-
009826/Q2 88 BAO original
dung der flexiblen gewebten Graphit-Heizelemente bleiben die Betriebstemperaturen gleichm&ssig und werden sear hohe Temperaturen ersielt. Aufgrund der Tatsach·| das· solche hohen Temperaturen erzielt und über hinrelohtnd lange Zeiträume aufrechterhalten werden können, ist es möglich, in der erfindungegemässen Ofenkonstruktion verschiedene neuartige Metalle für neue Verwendungszweck« zu behandeln.
Die Graphitelemente, die den Hauptteil der !Erfindung darstellen, können nötigenfalls rasch und bequem ausgewechselt werden und werden in der erforderlichen Vorm aus einem grösseren Stück Stoff geschnitten. Sa die Ofeakenstruktion aus nur Terhältnisaässig wenig Teilen bestellt, sind die Wartungskosten minimal.
- Patentansprüche -
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Claims (6)

  1. Patentansprüche
    1i Elektrischer Ofen, der ein Gehäuse und mehrere in Abständen in das Gehäuse ragende Stromzuführungsklemmen aufweist, dadurch gekennze ich η et, dass an jeder Stromzuführungsklemme ein Segmentteil angebracht ist, dasa ein Paar ineinander-passende Segmentelemente aufweist, dass flexible nichtmetallische Widerstandsheizelemente jeweils zwischen den ineinanderpassenden Segmentelementpaaren jedes Segmentteiles befestigt sind und fai herunterhängen, dass die Heizelemente eine Heizzone bilden, wobei eine Leiteranordnung an den unteren Enden dieser flexiblen Heizelemente angebracht ist und damit an den Segmentelementen hängt, und dass innerhalb des Gehäuses Mittel zur Halterung eines Werkstückes in der Heizzone zwecks Wärmebehandlung vorgesehen sind»
  2. 2. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ·* ζ ei c h η et, dass die ineinanderpassenden Segmentelemente jedes Stromzuführungsstabes gekrümmt ausgebildet sind und zusammen mit der. Leiteranordnung und den Heizelementen eine zylindrische Heizzone abgrenzen.
  3. 3. Elektrischer Heizofen nach Anspruch 2, dadurch ge -
    009β2β/028β
    kennzeichnet , dass jeweils eines der Segmentelemente der Segmentteile eine Öffnung enthält, durch welches das mit einem Gewinde versehene Ende eines Stromzuführungsstabes ragt, dass das andere Segmentelement eine mit einem Gewinde versehene Öffnung hat, in die das mit Gewinde versehene Ende des betreffenden Stromzuführungsstabes eingeschraubt ist, und dass das obere Ende jedes flexiblen Heizelements, das sich jeweils zwischen einem Paar Segaentelemente erstreckt, dort mit Hilfe des Stromzuführungsstabes eingeklemmt wird, der das Segmentelementpaar verbindet·
  4. 4-, Elektrischer Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Leiteranordnung kreisförmig ausgebildet ist und ein Paar konzentrisch ineinanderpassender Hinge aufweist, zwischen denen die flexiblen Heizelemente befestigt sind.
  5. 5. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass jeweils ein Segmentelement eines Segmentteiles benachbarte flächen aufweist, und dass die benachbarten Flächen den flächen des jeweils anderen Segaentelementes gegenüberstehen und mit diesen zur Befestigung eines Heizelementes zusammenwirken, wobei die gegen-
    009026/0218
    überliegenden Flächen eines jeden Paares zusammenwirkender ßegmentelemente Einheits-I£ontaktdruckpunkte auf dem dazwischen "befestigten Heiaelement bestimmen, in.denen eine geeignete elektrische Verbindung zwischen jedem Stromzuführungsstab und dem zugeordneten. Heizelement erzielt'wird, so dass in jedem Heizelement ein gleichmassiger Widerstand erzeugt wird*
  6. 6. Elektrischer Ofen nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet i dass jeweils eines der Segmentelemente jedes Segmentteiles eine längsweise angeordnete Äusspartang aufweist» die die benachbarten Flächen abgrenzt, und dass das jeweils andere Segmentelement einen längsweise angeordneten ¥orsprujag aufwsist9 der die benachbarten Flächen abgrenzt und in die Aussparung passt, um ein Heizelement dazwischen einzuklemmeno
    ?. Elektrischer Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die aussere periphere Fläche des kleineren der konzentrisch ineinanderpassenden Hinge konisch ausgebildet ist und die innere periphere Fläche des grosseren Binges in der Hitte eine Aussparung aufweist, die gegenüberliegende, konisch ausgebildete, vorstehende Flächen abgrenzt, wobei die konischer* vor-
    009826/0288 eAD
    stehenden !Teile und die konische fläche «ueammenwirken, uii die unteren Enden der flexiblen Heizelement« zwischen sich einzuklemmen.
    6. Elektrischer Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet t 4Mi Isoliermaterial und Sinschlieaamittel zur Begre&Üftf der durch die Heiselemente erseugten Wärme auf die' Heizzone ringförmig um die Heiselemente hemm angeordnet sind«
    009S26/0288
    I *W · L
    Leerseite
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2477266A (en) * 1946-08-02 1949-07-26 Sr William C Phillips Cement block machine
US2585379A (en) * 1947-12-31 1952-02-12 Mae M Fulmer Doughnut cutting machine
US3304408A (en) * 1964-07-16 1967-02-14 Gen Electric Electric heating devices
US3413441A (en) * 1964-12-14 1968-11-26 Kokusai Electric Co Ltd Long wavelength (far infrared) radiation heating device
AT262467B (de) * 1965-12-21 1968-06-10 Plansee Metallwerk Heizkörper
US3627988A (en) * 1969-04-01 1971-12-14 Electrotex Dev Ltd Electrical heating elements
US3654374A (en) * 1969-07-25 1972-04-04 Adamas Carbide Corp Apparatus for and method of de-waxing, presintering and sintering powdered metal compacts
US3571478A (en) * 1969-07-25 1971-03-16 Thermo Electron Corp Vacuum furnace
US3560627A (en) * 1969-08-07 1971-02-02 Dow Chemical Co Furnace assembly for thermal analysis use
FR2087202A5 (en) * 1970-05-11 1971-12-31 Commissariat Energie Atomique Carbon sleeves - for nuclear reactor fuel elements
US3619466A (en) * 1970-09-21 1971-11-09 Astreon Corp Radiation furnace
US3947244A (en) * 1971-10-05 1976-03-30 Thermo Electron Corporation Heap pipe vacuum furnace
DE2222050B2 (de) * 1972-05-05 1975-08-21 Leybold-Heraeus Gmbh & Co Kg, 5000 Koeln Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumsintern von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Preßkorpern aus pulverformigen Ausgangsstoffen
US3940245A (en) * 1974-12-18 1976-02-24 Autoclave Engineers, Inc. Convection shield for isostatic bonding apparatus
US4199545A (en) * 1975-08-20 1980-04-22 Thagard Technology Company Fluid-wall reactor for high temperature chemical reaction processes
US3987237A (en) * 1975-10-29 1976-10-19 General Electric Company Electric furnace wall construction
DE2646890C2 (de) * 1976-10-16 1979-09-06 Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt Vakuumofen mit Graphitheizung
US4606037A (en) * 1983-01-18 1986-08-12 Agency Of Industrial Science & Technology Apparatus for manufacturing semiconductor single crystal
DE3506754A1 (de) * 1985-02-26 1986-08-28 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Klemmverbindung in elektrisch beheizten vakuumanlagen
FR2619742B1 (fr) * 1987-09-01 1991-06-28 Alain Cittadini Machine pour la fabrication en continu d'elements plats pour le batiment et la maison
US4907245A (en) * 1989-04-10 1990-03-06 Vacuum Industries, Inc. Furnace with convection-free hot zone
FR2677840B1 (fr) * 1991-06-11 1993-10-15 Propulsion Ste Europeenne Resistance electrique chauffante utilisant des elements resistifs en materiau composite carbone/carbone.
US6349108B1 (en) 2001-03-08 2002-02-19 Pv/T, Inc. High temperature vacuum furnace
RU2646516C1 (ru) * 2017-05-15 2018-03-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Устройство для управления высокотемпературной печью сопротивления

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2476916A (en) * 1945-09-08 1949-07-19 Westinghouse Electric Corp Electric resistance vacuum furnace
US2870420A (en) * 1955-04-05 1959-01-20 American Phenolic Corp Electrical connector for coaxial cable
US2989182A (en) * 1956-07-21 1961-06-20 Longwy Acieries Method for differentially heating a screening surface
US2966537A (en) * 1958-07-17 1960-12-27 Curtiss Wright Corp High temperature furnace
US2964389A (en) * 1958-08-15 1960-12-13 Titanium Metals Corp Apparatus for determination of oxygen in metals
US2945756A (en) * 1959-04-20 1960-07-19 James S Ballantine Electric arc resistance furnace and method of melting refractory materials
US3057936A (en) * 1959-05-13 1962-10-09 Richard D Brew And Company Inc Electrical heating device
US2985860A (en) * 1959-12-07 1961-05-23 Templeton Coal Company Inc Electric heating tape and method of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
US3257492A (en) 1966-06-21
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DE1565575B2 (de) 1973-06-14
GB1124151A (en) 1968-08-21
DE1565575C3 (de) 1974-01-03

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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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