DE8711205U1 - Forge - Google Patents

Description

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SchmiedeofenForge

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schmiedeofen, der mit §The invention relates to a forging furnace which is provided with §

Heizgasen befeuert wird, wie er fur Handschmieden, Hartloten, pHeating gases, such as those used for hand forging, brazing, p

Schweißen oder andere wärmebehandlung von Werkstücken verwendet |Used for welding or other heat treatment of workpieces |

wird. Iwill. I

j Die britische Patentanmeldung Nr. 5860/:822l (Verb'ffentlichungs- j British Patent Application No. 5860/:822l (Publication

nummer 2174631} beschreibt einen Schmiedeofen, der eine |number 2174631} describes a forge that has a |

Ofensockeleinheit aufweist, die einen hohlen zylindrischen S Furnace base unit comprising a hollow cylindrical S

Quarlblock oder -ring einschließt, der in einem zentral in der i Sockeleinheit angeordneten Schacht steht und eine kreisförmigeQuarl block or ring, which is located in a shaft centrally located in the i base unit and has a circular

mittlere öffnung definiert, dessen unterer Teil eine fmiddle opening defined, the lower part of which is a f

Luftverteilungskammer definiert. Ein Hei2gaseinlaßrohr ist so I Air distribution chamber is defined. A hot gas inlet pipe is so I

angeordnet, daß es sich nach oben durch die Luftkammer ' erstreckt und auf seinem oberen Ende einen Gasverteiler trägt,arranged so that it extends upwards through the air chamber ' and carries on its upper end a gas distributor,

der ein Paar mit vertikalem Abstand angeordnete kreisförmige \ which is a pair of vertically spaced circular \

obere und untere Flachplatten umfaßt. Der Durchmesser der 'upper and lower flat plates. The diameter of the '

Platte ist so gewählt, daß ein radialer Abstand zwischen ihren fPlate is chosen so that a radial distance between its f

ausgerichten äußeren Kanten lind der Viand des Ringes besteht, 'aligned outer edges and the viand of the ring, '

wobei sie zusammen eine ringförmige Öffnung oberhalb der Kammes i definieren. Ein kreisförmiger Block aus feuerfestem Material
ruht auf dem oberen Ende des Gasvertei-lers, wobei eine
ringförmige Öffnung definiert wird, die sich nach oben aus der
Kammer öffnet. Durch diese Konstruktionsform können sich
Heizgas undtogether defining an annular opening above the comb i . A circular block of refractory material
rests on the upper end of the gas distributor, whereby a
annular opening that extends upwards from the
chamber opens. This design allows
Heating gas and

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- 4- 4

Luft erst in der ringförmigen Öffnung mischen, bevor die Zündung auf oder oberhalb der Ofenoberfläche erfolgt* Diese Konfiguration verhindert daher eine vorzeitige Vermischung des Heizstoffes und der Luft, was zu einer Vorverbfennung und nachfolgenden überhitzung der Trägerkonstruktion führen könnte.Mix the air in the ring-shaped opening before ignition occurs on or above the furnace surface* This configuration therefore prevents premature mixing of the fuel and the air, which could lead to pre-combustion and subsequent overheating of the supporting structure.

Ein besonderes Problem bei diesem Schmieoeofentyp wird durch die ringförmige öffnung verursacht, deren Durchmesser von den Gesamtabmessungen des Ofensockels abhängt. Es ist ersichtlich/ daß bei einem großen Durchmesser der ringförmigen öffnung sichA particular problem with this type of forging furnace is caused by the annular opening, the diameter of which depends on the overall dimensions of the furnace base. It is clear that with a large diameter of the annular opening

eine "kalte" oder unbeheizte Stelle in der Mitte des runden |a "cold" or unheated spot in the middle of the round |

feuerfesten Blocks ergibt, der oben auf dem Gasverteiler ruhtj Wenn der Durchmesser der ringförmigen Öffnung erhöht wird, wird diese "kalte" Stelle größer und im Vergleich zum Rest des Ofensockeis verhältnismäßig kalter.refractory block resting on top of the gas distributor. As the diameter of the annular opening is increased, this "cold" spot becomes larger and relatively colder compared to the rest of the furnace base.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schmiedeofen zu schaffen, bei dem die Wahrscheinlichkeit der vorzeitigen Vermischung von Heizgas und Luft wesentlich reduziert und für eine im wesentlichen gleichmäßige verteilung der Hitze gesorgt ist.It is therefore an object of the present invention to provide a forging furnace in which the probability of premature mixing of heating gas and air is substantially reduced and a substantially uniform distribution of the heat is ensured.

Abgestellt auf dieses Ziel, sieht die vorliegende Erfindung |With this aim in mind, the present invention |

einen mit Heizgasen zu befeuernden Schmiedeofen vor, der eine Ofensockeleinheit aus feuerfestem oder anderem hitzebeständigen Material, die eine Heizgasöffnung definiert, die zu einem heizbaren Bereich eines Bettes führt, das wirksam auf der Sockeleinheit angeordnet ist, Luftverteilungsmittel ina forging furnace to be fired with heating gases, comprising a furnace base unit made of refractory or other heat-resistant material defining a heating gas opening leading to a heatable region of a bed operatively disposed on the base unit, air distribution means in

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Verbindung mit der Heizgasöffnung und HeizgasVerteilungsmittel einschließt/ die mit der Heizgasöffnung in einer Zone unterhalb der LUftverüeilungsmittel in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet/ daß die Gasverteilungsmittel aus einem Hohlkörper bestehen/ der zumindest zwei Teile aufweist, die eich horizontal von einer Mittelzohe des beheizbaren Bereiches zu radial außenliegenden Zonen des beheizbaren Bereiches erstrecken, wobei der Körper innerhalb der Heizgasöffnung in der Sockeleinheit angeordnet ist, die eine dem Körper entsprechende Form aufweist, um eine Umfangsöffnung um den Körper zu definieren, der eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch die das Heizgas in die Ümfangsöffnung eingelassen wird.Connection to the heating gas opening and heating gas distribution means which are connected to the heating gas opening in a zone below the air distribution means, characterized in that the gas distribution means consist of a hollow body which has at least two parts which extend horizontally from a central zone of the heatable area to radially outer zones of the heatable area, the body being arranged within the heating gas opening in the base unit which has a shape corresponding to the body to define a peripheral opening around the body which has a plurality of openings through which the heating gas is admitted into the peripheral opening.

Durch diese Anordnung sind Teile der Öffnung verhältnismäßig näher zur Mittelzone als andere Teile der Öffnung, und daher ist die Brennmischung aus Heizgas und Luft gleichmäßig verteilt. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Luftstrom über die Oberflächen der Gasverteilungsmittel alle Metallteile kühl hält,This arrangement means that parts of the opening are relatively closer to the central zone than other parts of the opening, and therefore the combustion mixture of fuel gas and air is evenly distributed. Another advantage is that the air flow over the surfaces of the gas distribution means keeps all metal parts cool,

Vorteilhafterweise weisen die aus der Mittelzone vorstehenden Teile die Form von Schenkelgliedern auf, und vorzugsweise sind vier solcher Glieder in kreuzförmiger Konfiguration angeordnet*Advantageously, the parts protruding from the central zone are in the form of leg members, and preferably four such members are arranged in a cross-shaped configuration*

Vorzugsweise ist ein feuerfester Brennereinsatz vorgesehen, der auf dem Hohlkörper gelagert ist und eine dementsprechende Konfiguration aufweist. Vorteilhafterweise umfaßt der Brennereinsatz eine Vielzahl von Teilen oder Blöcken, die jeweils in Form und Größe einem Teil des Hohlkörpers entsprechen. Das erlaubt einen leichten Austausch im Falle einer Beschädigung eines oder mehrerer der Teile.Preferably, a refractory burner insert is provided which is mounted on the hollow body and has a corresponding configuration. Advantageously, the burner insert comprises a plurality of parts or blocks, each of which corresponds in shape and size to a part of the hollow body. This allows easy replacement in the event of damage to one or more of the parts.

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Ein AUsführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend Unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben₄ Bs zeigen:An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in _which :

Fig. 1 einen Grundriß eines erfindungsgemäßen Schmiedeofens undFig. 1 is a plan view of a forging furnace according to the invention and

Pig. 2 eiren Schnitt durch den Schmiedeofen nach Fig. 1 entlang der Linie &Idigr; - I.Fig. 2 is a section through the forge furnace according to Fig. 1 along the line &Idigr; - I.

Ein durchgehend mit der Bezugssahl 10 bezeichneter Schmiedeofen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Ofensockel 12, der aus einem öder mehreren auf einem Metalltrog oder einer Metallwanne 11 gelagerten Block oder einer Vielzahl von Blöcken aus feuerfestem Material gebildet ist. Der Ofensockel ist so geformt, daß er eine Heizgasöffnung in Form eines mittig angeordneten Schachtes 14 mit kreuzförmiger Konfiguration definiert. Der untere Teil des Schachtes 14 bildet eine Luftverteilungskammer 16. LUftverteilungsmittel, die einen Lufteinlaßkanal 18 und ein Knierohrverbindungsstück 20 umfassen, sind mit einem vertikalen Einlaßrohr 22 verbunden, das sich nach oben über den Schachtboden erstreckt. Heizgasverteilungsmittel sind vorgesehen, die ein vertikales Heizgas inlaßrohr 24 umfassen, das koaxial zum vertikalen Lufteinlaßrohr 22 angeordnet ist und sich nach oben durch die Kammer 16 erstreckt. Das obere Ende des Rohrs 24 steht in Verbindung mit einem Hohlkörper 26, der vier Schenkelglieder 28, 30, 32, 34 aufweist, die sich horizontal in kreuzförmiger Konfiguration von einer Mi; ^e"* ;< 5ne 36 zu radial außenliegenden Zonen erstrecken. Eine Vielzahl von öffnungen oder Löchern 38 sind in der vertikalen Oberfläche des Hohlkörpers vorgesehen.A forging furnace, designated throughout by the reference number 10, according to a preferred embodiment of the invention comprises a furnace base 12 formed from one or more blocks or a plurality of blocks of refractory material supported on a metal trough or pan 11. The furnace base is shaped to define a heating gas opening in the form of a centrally located shaft 14 of cruciform configuration. The lower part of the shaft 14 forms an air distribution chamber 16. Air distribution means comprising an air inlet duct 18 and an elbow pipe connector 20 are connected to a vertical inlet pipe 22 extending upwardly above the shaft bottom. Heating gas distribution means are provided comprising a vertical heating gas inlet pipe 24 arranged coaxially with the vertical air inlet pipe 22 and extending upwardly through the chamber 16. The upper end of the tube 24 is connected to a hollow body 26 which has four leg members 28, 30, 32, 34 extending horizontally in a cruciform configuration from a center 36 to radially outward zones. A plurality of openings or holes 38 are provided in the vertical surface of the hollow body.

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Die Abmessungen des Hohlkörpers 26 sind derartig, daß sie eine Umfangsöffnung 40 definieren, die den Hohlkörper 26 unmittelbar oberhalb der Luftverteilungskammer 16 umgibt. Der Hohlkörper ist von quadratischem Querschnitt und besteht aus irgendeinem geeigneten Material, wie z.B. einen Metall. Andere Querschnittsformen können '-erwendet werden, z.B. dreieckige oder runde Querschnitte. Ein aus vier Blöcken 44, 46, 48, 50 aus einem feuerfesten Material gebildeter Brennereinsatz 42 ruht oben auf dem Hohlkörper 26 in der Mündung des Schachtes 14. Die Abmessungen der feuerfesten Blöcke 44, 46, 48, 50 sind iir wesentlichen "ähnlich denen des Hohlkörpers 26, so daß sich die Umfangsöffnung 40 von der Karatner 16 nach oben zur Ofensockeloberflache erstreckt. Die feuerfesten Blöcke 44, 46, 48, 50 würden anders als der Hohlkörper 26 normalerweise gerundete Kanten aufweisen, da gerundete Kanten aus dem feuerfesten Material leichter formbar sind.The dimensions of the hollow body 26 are such that they define a perimeter opening 40 surrounding the hollow body 26 immediately above the air distribution chamber 16. The hollow body is of square cross-section and is made of any suitable material, such as a metal. Other cross-sectional shapes may be used, e.g. triangular or round cross-sections. A burner insert 42 formed from four blocks 44, 46, 48, 50 of a refractory material rests on top of the hollow body 26 in the mouth of the shaft 14. The dimensions of the refractory blocks 44, 46, 48, 50 are substantially similar to those of the hollow body 26 so that the peripheral opening 40 extends from the carcass 16 upward to the furnace base surface. The refractory blocks 44, 46, 48, 50, unlike the hollow body 26, would normally have rounded edges since rounded edges of the refractory material are easier to form.

Beim Einsatz wird Luft von mehr als atmosphärischem Druck durch das Rohr 22 eingelassen, um die Kammer 16 zu füllen und nach oben durch die Umfangsöffnung 40 zu strömen. Eine um das Rohr 24 angeordnete Verteilerplatte 23 unterstützt die gleichmaßige Verteilung der Luft über die Länge der Öffnung 40. Gleichzeitig wird Heizgas durch das Rohr 24 eingelassen, um in den Hohlkörper 26 einzutreten und ihn zu füllen. Das Heizgas wird dazu aus dem Körper 26 durch die öffnungen 38 austreten, um £ ich mit der Luft in der Umfangsöffnung 40 zu mischen, und von dort zur Ofensockeloberflache zur Zündung und Verbrennung zu gelangen. Ein (nicht dargestelltes) Bett aus Keramikstücken istIn use, air at greater than atmospheric pressure is admitted through tube 22 to fill chamber 16 and flow upward through peripheral opening 40. A distributor plate 23 disposed around tube 24 assists in evenly distributing the air along the length of opening 40. At the same time, heating gas is admitted through tube 24 to enter and fill hollow body 26. The heating gas will exit body 26 through openings 38 to mix with the air in peripheral opening 40 and from there to the furnace base surface for ignition and combustion. A bed of ceramic pieces (not shown) is

gewöhnlich auf dem Ofensockel 12 vorgesehen, das zumindest den Brennereinsatz 42 und die ümfangsb'ffnung bedeckt, wobei die brennende Gas-Luft-Mischung die Temperatur der Stücke in einem heizbaren Bereich des Bettes oberhalb der Umfangsöffnung erhöht, um ein Warmbett zu schaffen, auf dem ein (nicht dargestelltes) zu erhitzendes Werkstück positioniert werden kann.usually provided on the furnace base 12 covering at least the burner insert 42 and the peripheral opening, the burning gas-air mixture raising the temperature of the pieces in a heatable region of the bed above the peripheral opening to provide a hot bed on which a workpiece (not shown) to be heated can be positioned.

Aus dem Vorhergesagten ist ersichtlich, daß diese besondere Konfiguration es bewirkt, daß eine Vorvermischung und folglich eine Vorverbrennung der Gas-Luft-Mischung verhindert werden, da sie die Vermischung des Heizgases und der Luft erst innerhalb der ümfangsöffnung 40 erlaubt. Das volumen des Luftstromes durch die Kammer 16 stellt sicher, daß kein Heizgas nach unten f in ihn eintreten kann, und das Gas innerhalb des Hohlkörpers 26 verhindert ein ähnliches Ereignis entlang des Heizgasverteilers. Weiterhin ergibt die kreuzförmige Konfiguration des Hohlkörpers 26 eine Flamme mit ähnlicher Konfiguration, und das stellt eine gleichmäßige Erwärmung des KeramikstUckbetts auf dem Ofen sicher, ohne daß eine kalte oder Ungeheizte Mittelzone geschaffen wird.From the foregoing, it can be seen that this particular configuration has the effect of preventing premixing and hence precombustion of the gas-air mixture, since it only allows the heating gas and air to mix within the peripheral opening 40. The volume of air flow through the chamber 16 ensures that no heating gas can enter downwards into it, and the gas within the hollow body 26 prevents a similar occurrence along the heating gas manifold. Furthermore, the cruciform configuration of the hollow body 26 results in a flame of similar configuration, and this ensures uniform heating of the ceramic piece bed on the furnace without creating a cold or unheated central zone.

Die vorhergehenden Einzelheiten sind nur ein Beispiel und engen den Umfang der Erfindung nicht ein, und Änderungen können dabei angebracht werden. Der Hohlkörper braucht z.B. keine kreuzförmige Konfiguration oder vier Schenkelglieder zu haben; ein Körper mit drei, fünf, sechs, sieben oder mehr Schenkeln ist genauso annehmbar wie ein Korper mit einer sternförmigen oder fünfeckigen Konfiguration. Es ist ebenso möglich/ einenThe foregoing details are only an example and do not limit the scope of the invention, and changes may be made thereto. For example, the hollow body need not have a cruciform configuration or four leg members; a body with three, five, six, seven or more legs is just as acceptable as a body with a star-shaped or pentagonal configuration. It is also possible to have a

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Körper mit zwei aus einer Mittelzone vorstehenden Schenkeln vorzusehen, wobei die Schenkel in eine unregelmäßige Form, z.B. eine S-Form., gebogen sind Es ist bei der sich um den Körper erstreckenden ümfangsöffnung wesentlich, daß sie Teile aufweist, die verhältnismäßig näher zur Mittelzone liegen als andere Teile der Öffnung. Der Hohlkörper an sich kann aus jedem geeigneten Material bestehen und braucht keinen quadratischen Querschnitt aufzuweisen. Der Brennereinsatz kann fortgelassen werden und könnte aus einem einzelnen Block aas feuerfestem Material oder aus so vielen Blöcken gebildet werden, wie es notwendig oder wünschenswert erscheint. Die Lufteinlaß- und Verteilungsmittel können ebenfalls von der besonderen vorgehend beschriebenen Konfiguration abweichen. Andere Abweichungen sind ebenfalls möglich.Body having two legs projecting from a central zone, the legs being bent into an irregular shape, e.g. an S-shape. It is essential that the peripheral opening extending around the body has parts that are relatively closer to the central zone than other parts of the opening. The hollow body itself may be made of any suitable material and need not be square in cross-section. The burner insert may be omitted and could be formed from a single block of refractory material or from as many blocks as are deemed necessary or desirable. The air inlet and distribution means may also vary from the particular configuration described above. Other variations are also possible.

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Claims (5)

1. Schmiedeofen zur Befeuerung mit Heizgasen, umfassend eine Ofensockeleinheit (12) aus feuerfestem oder ariderem hitzebesta'ndigen Material, die eine Heizgasöffnung definiert, die zu einem beheizbaren Bereich eines Bettes führt, das wirksam auf der Sockeleinheit angeordnet ist, Luftverteilungsmittel (18, 20, 22) in Verbindung mit der Heizgasöffnung und Heizgasverteilungsmittel, die mit der Heizgasöffnung in einer zone unterhalb der Luftverteilungsmittel in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteilungsmittel aus einem Hohlkörper (26) bestehen, der zumindest zwei Teile (28, 32) aufweist, die sich horizontal von einer Mittelzone (36) des heizbaren Bereiches zu radial außenliegenden Zonen des heizbaren Dereiches erstrecken, wobei der Körper (26) innerhalb der Heizgasöffnung in der Sockeleinheit (12) angeordnet ist, die eine dem Körper (26) entsprechende Form aufweist, um eine Umfangsöffnung (40) um den Körper (26) zu definieren/ dec eine Vielzahl Von öffnungen (38) aufweist, durch die daß Heizgas in die Umf angs'df £ nung (40) eingelassen wird»1. A forging furnace for firing with heating gases, comprising a furnace base unit (12) made of refractory or other heat-resistant material defining a heating gas opening leading to a heatable region of a bed operatively arranged on the base unit, air distribution means (18, 20, 22) in communication with the heating gas opening and heating gas distribution means communicating with the heating gas opening in a zone below the air distribution means, characterized in that the gas distribution means consist of a hollow body (26) having at least two parts (28, 32) extending horizontally from a central zone (36) of the heatable region to radially outer zones of the heatable region, the body (26) being arranged within the heating gas opening in the base unit (12) which has a shape corresponding to the body (26) to define a peripheral opening (40) around the body (26). to define/dec has a plurality of openings (38) through which the heating gas is admitted into the peripheral opening (40) DKt)TOCHB ÖANK AO, AACHJSN..?£308jB3i , ,, ,, ,,POStOiRÖKÖNTO KÖLN S3i333'B0Ö (BLZ 3&Bgr;&Ogr;&Udigr;002&Oacgr;) )··* ,·* '; *j ' /· \ J &iacgr;·(&bgr;&iacgr;>2 37OiOOBO)DKt)TOCHB ÖANK AO, AACHJSN..?£308jB3i , ,, ,, ,,POStOiRÖKÖNTO KÖLN S3i333'B0Ö (BLZ 3&Bgr;&Ogr;&Udigr;002&Oacgr;) )··* ,·* '; *j ' /· \ J &iacgr;·(&bgr;&iacgr;>2 37OiOOBO) 2. Schmiedeofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Mittelzone (36) vorstehenden Teile die Form von Schenkelgliedern (28, 32) aufweisen.2. Forging furnace according to claim 1, characterized in that the parts protruding from the central zone (36) have the shape of leg members (28, 32). 3. Schmiedeofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es vier solcher Glieder (28, 30, 32, 34) gibt, die in kreuzförmiger Konfiguration angeordnet sind.3. Forging furnace according to claim 2, characterized in that there are four such members (28, 30, 32, 34) arranged in a cross-shaped configuration. 4. Schmiedeofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein feuerfester Brennereinsatz (42) vorgesehen ist, der auf dem Hohlkörper (26) gelagert ist und eine diesem entsprechende Konfiguration aufweist.4. Forging furnace according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a refractory burner insert (42) is provided, which is mounted on the hollow body (26) and has a configuration corresponding thereto. 5. Schmiedeofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, caß der Brennereinsatz (42) eine Vielzahl von Teilen oder Blöcken (44, 46, 48, 50) umfaßt, die jeweils in Forrr. und Größe einem Teil des Hohlkörpers (26) entsprechen.5. Forging furnace according to claim 4, characterized in that the burner insert (42) comprises a plurality of parts or blocks (44, 46, 48, 50), each of which corresponds in shape and size to a part of the hollow body (26).