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Dokumentenidentifikation DE19713302C1 30.04.1998
Titel Zentrierbare Schablone für Induktionsöfen
Anmelder VS Guss AG, 42719 Solingen, DE
Erfinder Karpen, Alfred, 42853 Remscheid, DE
Vertreter Patentanwälte Lippert, Stachow, Schmidt & Partner, 42651 Solingen
DE-Anmeldedatum 29.03.1997
DE-Aktenzeichen 19713302
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse F27B 14/10
IPC-Nebenklasse F27B 14/06   
Zusammenfassung Zum Zentrieren einer Gießschablone für die Feuerfestzustellung von induktiv beheizten Tiegelöfen werden in Längsrichtung der Schablone befestigbare Führungsschienen (1) vorgeschlagen, die am oberen Rand des Schablonenzylinders mit Hilfe eines Klemmwinkels (13) befestigt werden können.
Auf den Außenseiten der Führungsschienen sind beabstandete, radial bewegbare Führungsrollen (4) vorgesehen, die durch Federkraft gegen einen Anschlag (9) gedrückt werden.
Zur Zentrierung der Schablone werden mindestens drei über den Umfang gleichmäßig angeordnete Führungsschienen (1) verwendet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schablone für die Feuerfestzustellung eines induktiv beheizbaren Tiegelofens, bestehend aus einem in den Ofen einsetzbaren, als Schalung für das angemachte Feuerfestmaterial wirkenden Hohlzylinder.

Derartige Tiegelöfen werden zum Einschmelzen oder Warmhalten von Metallschmelzen in Gießereien verwendet.

Die Tiegelöfen weisen einen im wesentlichen zylindrischen Ofenraum auf, der mittels eines sogenannten Verschleißfutters feuerfest ausgekleidet ist. Die Energiezufuhr zum Erhitzen der Metallschmelze erfolgt mit Hilfe einer um den Ofenraum gelegten Induktionsspule, wobei sich üblicherweise zwischen der Spule und dem Verschleißfutter ein Dauerfutter befindet, das z. B. aus mineralischen Isoliermatten bestehen kann.

Durch die Badbewegung und den chemisch thermischen Angriff der Schmelze auf das Verschleißfutter wird dessen Dicke nach und nach reduziert, so daß der Ofen nach einiger Zeit neu zugestellt werden muß.

Dazu wird zunächst das restliche Verschleißfutter mechanisch entfernt und anschließend eine neue Feuerfestschicht hergestellt, wobei üblicherweise eine zylindrische Schablone verwendet wird, die in das Innere des Ofens eingesetzt wird und als Schalung für die in angemachtem Zustand pastöse Feuerfestmasse dient. Nach dem Eingießen oder Einbringen der Feuerfestmasse in den Zwischenraum zwischen Schablone und Dauerfutter wird das noch nicht abgebundene Material mit Hilfe von Vibratoren, durch Rüttler oder dergleichen verdichtet. Die Schablone kann ggf. aus dem Ofenraum herausgezogen werden, wenn die Feuerfestmasse abbindet und eine genügend feste Konsistenz aufweist, sie kann jedoch auch als verlorene Schalung im Ofenraum verbleiben.

Bei der Neuzustellung des Tiegelofens muß sehr genau auf einen gleichmäßigen Abstand der Schablone zum Dauerfutter bzw. zur Induktionsspule geachtet werden, da bei ungleichmäßig dickem Dauerfutter an den dünneren Wandungsbereichen ein sogenannter vorauseilender Verschleiß stattfindet, der zu einem frühzeitigen Ausfall des Schmelzaggregates führt. Dieser erhöhte Verschleiß an den dünneren Bereichen des Dauerfutters ergibt sich im wesentlichen durch eine erhöhte Badbewegung und Temperatur aufgrund der induktiven Wirkung der Induktionsspule.

Das Zentrieren der zylindrischen Schablone erfolgt nach dem Stand der Technik üblicherweise durch einfaches Ausmessen mit Hilfe eines Zollstockes oder Maßbandes oder durch das Einlegen von Keilen, Maßklötzen usw. Hierbei ist aber der zentrische Sitz der Schablone nicht gewährleistet, insbesondere kann es beim Einfüllen des angemachten Feuerfestmaterials oder beim Verdichten zu einer Verschiebung der Schablone im Ofeninneren kommen, so daß ein gleichmäßig dickes Verschleißfutter nur schwer erzeugt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schablone für die Feuerfestzustellung eines induktiv beheizbaren Tiegelofens zu schaffen, die auf einfache Art und Weise im Ofenraum zentriert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum zentrischen Einsetzen der Schablone in den Ofenraum mindestens drei über den Zylinderumfang gleichmäßig beabstandete, lösbar am Zylindermantel befestigte, sich in Längsrichtung des Zylindermantels erstreckende Führungsschienen vorgesehen sind, daß die Führungsschienen auf ihrer der Induktionswicklung und dem Dauerfutter zugewandten Seite jeweils mindestens zwei zueinander beabstandete Führungskörper tragen und daß die Führungskörper in radialer Richtung der Schablone bewegbar und/oder einstellbar sind.

Als Führungskörper werden vorzugsweise Führungsrollen verwendet, deren Drehachse quer zur Längsrichtung des Zylinders liegt. Dadurch können beim zentrischen Einsetzen der Schablone Beschädigungen des Dauerfutters weitgehend vermieden werden, da die Rollkörper beim Absenken des Zylinders in den Ofenraum am Dauerfutter abrollen können.

Je nach Art des verwendeten Dauerfutters sind jedoch auch andere Führungskörper verwendbar, die z. B. abgeschrägte oder abgerundete Gleit- bzw. Berührungsflächen aufweisen.

Wesentlich zum genau zentrischen Einsetzen des Schablonenzylinders ist die radiale Beweglichkeit bzw. Einstellbarkeit der Führungskörper. Dadurch können diese bei bekanntem Innendurchmesser des Ofenraumes gleichmäßig über den Umfang des Schablonenzylinders so festgelegt und eingestellt werden, daß dieser beim Einsetzen zwangsläufig genau zentrisch geführt wird.

Zum radialen Verstellen bzw. Einstellen der Führungsrollen dienen vorzugsweise Traglaschen, die sich in Längsrichtung der Führungsschienen erstrecken und verschwenkbar an diesen befestigt sind. Durch Veränderung der Winkellage der Traglaschen zur Schablone bzw. zur Führungsschiene ist die radiale Position der Führungsrollen vorgegeben.

Dabei ist es zweckmäßig, die Bewegung der Traglaschen durch Anschlagmittel zu begrenzen, wobei vorzugsweise eine Einstellschraube verwendet wird, die die Traglasche durchgreift und deren freies Ende gegen die Führungsschiene anliegt oder mittels eines Gewindes in einer Bohrung der Führungsschiene gehalten wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schablone wird die verschwenkbare Traglasche mit Hilfe von Federelementen, die zwischen der Führungsschiene und der Traglasche angeordnet sind, radial nach außen gegen den Kopf der Einstellschraube gedrückt, so daß die Führungsrollen beim Einsetzen der Schablone radial nach innen zurückweichen können. Durch die Federkraft wird hierbei eine Selbstzentrierung erreicht, wenn für die drei umfänglich angeordneten Führungsschienen jeweils Federn mit gleicher Federkonstante verwendet werden.

Die Führungsrollen sitzen im übrigen vorzugsweise im oberen und unteren Bereich der Führungsschienen, so daß ein Verkanten des zylindrischen Schablonenkörpers praktisch nicht möglich ist.

Neben der bereits erwähnten Einstellschraube zur Festlegung des maximalen Verschwenkwinkels der Traglasche kann es vorteilhaft sein, zwischen der Führungsschiene und der Traglasche einen Abstandsstift vorzusehen, durch den der minimale Verschwenkwinkel festgelegt wird. Dadurch wird eine grobe Vorzentrierung ermöglicht, so daß auch bei unsachgemäßen Arbeiten mit der Schablone zu große Dickenabweichungen des Verschleißfutters verhindert werden.

Die vorzugsweise verwendeten Führungsrollen sind in zwei seitlichen, sich rechtwinklig zu den Traglaschen erstreckenden Lagerlaschen gelagert, wobei es zur Anpassung an unterschiedliche Tiegelöfendurchmesser zweckmäßig ist, mehrere versetzt zueinander angeordnete Bohrungen in den Lagerlaschen vorzusehen, so daß die Führungsrollen auf diese Art und Weise zusätzlich radial verstellt werden können.

Die jeweilige Winkelstellung der Traglaschen und damit die radiale Position der Führungsrollen ist vorzugsweise mit Hilfe einer Meßleiste zu ermitteln, die sich z. B. im oberen Bereich der Führungsschiene in radialer Richtung erstreckt und eine Längenskala trägt. Diese Meßleiste ist vorzugsweise im Bereich der oberen und unteren Führungsrolle einer Führungsschiene angeordnet.

Nach dem wie beschrieben zentrischen Ausrichten und Einführen des Zylinderkörpers in den Ofenraum wird die Schablone z. B. mit Hilfe von Keilen oder anderen geeigneten Abstandshaltern fixiert, die Führungsschienen werden vom Zylinder gelöst und nach oben herausgezogen. Anschließend kann der Zwischenraum zwischen Schablone und Dauerfutter nunmehr mit dem vorbereiteten, angemachten Feuerfestbeton oder anderen geeigneten feuerfesten Substanzen befüllt werden.

Beim oder nach dem Befüllen des Spaltes kann die noch pastöse Feuerfestmasse mit Hilfe der bekannten Vibrationsverdichter entlüftet bzw. verdichtet werden, ohne daß sich die Schablone im Ofeninneren verschiebt, da sie sich mit Hilfe der Keile bzw. Abstandshalter gegen das Dauerfutter gleichmäßig abstützt.

Auf ein Verdichten der Feuerfestmasse kann im übrigen bei den neuerdings verwendeten, im angemachten Zustand hochthixotropen Feuerfestmassen verzichtet werden.

Zum Herausziehen der Führungsschienen dienen vorzugsweise obere Klemmwinkel mit Halteösen für die Lastaufnahme einer entsprechenden Hebevorrichtung.

Mit Hilfe dieser Klemmwinkel erfolgt gleichzeitig auch die lösbare Befestigung der gesamten Führungsschiene am Zylindermantel. Die Klemmwinkel sind dazu beispielsweise als U-förmige Winkel ausgebildet, die über den oberen Rand der Zylinderschablone derart aufgesetzt werden, daß einer ihrer Längsschenkel die Außenseite der Führungsschiene übergreift.

Der andere Längsschenkel ist auf der Innenseite des Zylindermantels angeordnet und wird von einer Klemmschraube durchgriffen, mit deren Hilfe die entsprechenden Haltekräfte aufgebracht werden können.

Die zylindrische Schablone kann im übrigen als verlorene Schalung im Ofeninneren zurückbleiben, wobei es selbstverständlich auch möglich ist, sie aus dem Ofenraum herauszuziehen, wenn das eingefüllte Feuerfestmaterial eine entsprechende Konsistenz erreicht hat.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Führungsschiene mit Führungsrollen und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Führungsschiene gem. Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Führungsschiene 1 besteht im wesentlichen aus einem länglichen Stahlstreifen 2, an dem im oberen und unteren Bereich jeweils Traglaschen 3 für Führungsrollen 4 mittels eines Gelenkes 5 verschwenkbar angeordnet sind. Die Führungsrollen 4 sind dabei in seitlichen Lagerlaschen 6 drehbar gelagert, wobei zum Verstellen der Führungsrollen 4 mehrere versetzt angeordnete Lagerbohrungen 7 in den Lagerlaschen 6 vorgesehen sind. Zum radialen Verstellen der Führungsrollen 4 ist jeweils eine Einstellschraube 8 vorgesehen, die die Traglasche 3 durchgreift und gegen deren Kopf 9 die Traglasche 3 durch die Federwirkung von zwei Druckfedern 10 selbsttätig gedrückt wird.

Durch Verdrehen der Einstellschraube 8 kann der maximale Winkel zwischen der Traglasche 3 und dem Stahlstreifen 2 eingestellt werden.

Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß u. U. auf das Gelenk 5 und die Federn 10 verzichtet werden kann, wenn die Traglasche 3 eine entsprechende Eigenelastizität aufweist und sich auf diese Weise selbsttätig gegen den Kopf 9 der Einstellschraube 8 anlegt.

Ein Abstandsstift 11, der gegen die Innenseite der Traglasche 3 anliegt, gibt den minimalen Verschwenkwinkel der Traglaschen 3 vor.

Oberhalb der Führungsrollen 4 sind jeweils Meßleisten 12 mit einer Skaleneinteilung vorgesehen.

Die Befestigung der Führungsschienen 1 an einem nicht dargestellten Zylindermantel der Schablone erfolgt mit Hilfe eines U-förmigen Klemmwinkels 13, der über die obere Kante der Führungsschiene 1 bzw. des Zylindermantels aufgesetzt wird. Dabei liebt der Längsschenkel 14 gegen die Außenseite des Stahlstreifens 2 an, während der andere Längsschenkel 15 der Innenseite des Schablonenzylinders gegenüberliegt.

Die Befestigung des Klemmwinkels 13 am Zylindermantel erfolgt mit Hilfe einer Flügelschraube 16, während die Befestigung des Klemmwinkels 13 am Stahlstreifen 2 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 17 möglich ist. Am Querschenkel 18 des U-förmigen Klemmwinkels 13 ist eine Anhängeöse 19 vorgesehen, mit deren Hilfe die Führungsschienen 1 bzw. die daran befestigten Schablonen angehoben und abgesenkt werden können.

Bezugszeichenliste

1 Führungsschiene

2 Stahlstreifen

3 Traglasche

4 Führungsrolle

5 Gelenk

6 Lagerlasche

7 Lagerbohrung

8 Einstellschraube

9 Kopf

10 Feder

11 Abstandsstift

12 Meßleiste

13 Klemmwinkel

14 Längsschenkel

15 Längsschenkel

16 Flügelschraube

17 Befestigungsschraube

18 Querschenkel

19 Anhängeöse


Anspruch[de]
  1. 1. Schablone für die Feuerfesteinstellung eines induktiv beheizbaren Tiegelofens, bestehend aus einem in den Ofen einsetzbaren, als Schalung für das angemachte Feuerfestmaterial wirkenden Hohlzylinder, dadurch gekennzeichnet, daß zum zentrischen Einsetzen der Schablone in den Ofenraum mindestens drei über den Zylinderumfang gleichmäßig beabstandete, lösbar am Zylindermantel befestigte, sich in Längsrichtung des Zylindermantels erstreckende Führungsschienen (1) vorgesehen sind, daß die Führungsschienen (1) auf ihrer der Induktionswicklung und dem Dauerfutter zugewandten Seite jeweils mindestens zwei zueinander beabstandete Führungskörper (4) tragen und daß die Führungskörper (4) radialer Richtung der Schablone bewegbar und/oder einstellbar sind.
  2. 2. Schablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskörper (4) auf verschwenkbar an den Führungsschienen (1) angeordneten Traglaschen (3) befestigt sind.
  3. 3. Schablone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der verschwenkbaren Traglaschen (3) durch mindestens ein Anschlagmittel (8, 9) begrenzbar ist.
  4. 4. Schablone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlagmittel zur Festlegung des maximalen Verschwenkwinkels der Traglasche (3) eine die Lasche (3) durchgreifende Einstellschraube (8) mit einem Kopf (9) vorgesehen ist.
  5. 5. Schablone nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Traglasche (3) selbsttätig durch Federkraft gegen das Anschlagmittel (8, 9) in ihre maximale Verschwenkstellung gedrückt wird.
  6. 6. Schablone nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des minimalen Verschwenkwinkels der Traglasche (3) ein von der Führungsschiene (1) gehaltener Abstandsstift (11) vorgesehen ist.
  7. 7. Schablone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskörper (4) als Führungsrollen ausgebildet sind, die auf Achsstiften laufen, die in zwei seitlichen, sich rechtwinklig zu den Traglaschen (3) erstreckenden, an ihnen befestigten Lagerlaschen (6) gelagert sind.
  8. 8. Schablone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerlaschen (6) mehrere versetzt zueinander angeordnete Bohrungen (7) zum Halten der Achsstifte aufweisen.
  9. 9. Schablone nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ablesen der Winkelstellung der Traglaschen (3) Meßleisten (12) vorgesehen sind.
  10. 10. Schablone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Befestigung der Führungsschienen (1) am Zylindermantel der Schablone obere U-förmige Klemmwinkel (13) vorgesehen sind, deren einer Längsschenkel (14) gegen die Außenseite der Führungsschiene (1) anlegbar und deren anderer Längsschenkel (15) von einer Klemmschraube (16) durchgriffen wird, deren freies Ende gegen die Innenseite des Schablonenzylinders anlegbar ist, wobei am Querschenkel (18) des Klemmwinkels (13) Anhängeösen (19) für die Lastaufnahme einer Hebevorrichtung vorgesehen sind.






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