DE1913414A1 - Vorrichtung zum Schmelzen von Metallen,insbesondere Edelmetallen - Google Patents

Description

• Kennwort: Schmelzen von Gold mit Nicor Vorrichtung zum Schmelzen von Metallen, insbesondere Edelmetallen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen von Metallen, insbesondere Edelmetallen, wobei eine in einem Reflektor angeordnete Strahlungsquelle in einem Arbeitsbrennpunkt abbildet wird.
• Es ist bekannt, Materalien, insbesondere thermoplastische Kunststoffe mit Wärmequellen vorstehend genannter Art zu bearbeiten(DBP 845 564). Als Strahlungsquelle dient dabei üblicherweise eine Quarzhalogenlampe und der Reflektor ist mit einem dünnen Gold im beschichtet. Gold ist als Reflelçtorbesehichtung besonders vorteilhaft, da es einen vergleichsweise hohen Reflexionsgrad auSweist. Dieser hohe Reflexionsgrad des Goldes sowie auch anderer Edelmetalle wirkt sich Jedoch in dem Moment ungünstig aus, wenn das betreffende Metall selbst mittels Strahlungsenergie bearbeitet, beispielsweise geschmolzen, werden-soll. Man hat daher bislang - abgesehen von Versuchen mit Laserstrahlen, was aber wegen der hohen Kosten indiskutabel erscheint - derartige Edelmetalle durch Wärmeübergang geschmolzen, beispielsweise in Öfen mittels Brenngas-Sauerstoff-Flammen (direkt und indirekt) sowie ferner induktiv;durch hochRrequente Wechselströme.
• Im allgemeinen werden solche Edelmetalle in relativ kleinen Mengen geschmolzen, wobei hier in erster Linie an die Bedürfnisse von Juwelieren, Goldschmieden und Zahnärzten gedacht sein soll.
• Naturgemäß bedeutet ein Schmelzofen für kleine Mengen (etwa bis zu 50 g) einen großen Aufwand, insbesondere hinsichtlich det Anschaffungskosten für einen solchen &chmelzofen, aber auch hinsichtlich der Schmelzdauer. Bei dem letztgenannten Faktor ist zu berUcksichtigen, daß es vergleichsweise lange dauert, bis der Schmelzofen seine volle Leistung erreicht hat.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, obige Nachteile bekannter Schmelzeinrichtungen zu vermeiden, d. h. das Schmelzen von insbesondere kleinen Mengen an Edelmetallen schnell und ohne großen Kostenaufwand zu bewerkstelligen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle und ein Reflektormaterial, deren Maxima hinsichtlich Strahlungsintensität bzw.
• Reflex.'ionskoeffizient bei einer WellenlSnge erreicht werden, bei der der Reflexionskoeffizient des zu schmelzenden Materials einen vergleichsweise niedrigen Wert, vorzugsweise ein Minimum, aufweist.
• Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß die Reflexionskoeffizienten verschiedener Materialien differieren und außerdem noch in starkem MaBe von der Wellenlänge der auf sie treffenden Strahlung abhängen. Auch hinsichtlich Art und Intensität der Strahlungsquelle besteht eine extreme Abhängigkeit von der Wellenlange der Jeweils ausgesandten Strahlung. Kombiniert man nun eine bestimmte Art der Strahlungsquelle mit einem bestimmten Reflektormaterial sowie einem bestimmten zu schmelzenden Material, so lassen sich ohne groBen Aufwand verblüffende Schmelzergebnisse erzielen. Eine Vorrichtung zum Schmelzen von Gold und Silber ist erfindungsgeszß beispielsweise gekennzeichnet durch eine uecksilber-Höchstdruck-Lampe als Strahlungsquelle sowie eine - vorzugsweise aufgedampfte - Aluminiumschicht als Reflektor. Zur Erhöhung der lebensdauer der Aluminiumschicht empfiehlt es sich, diese mit einer dünnen Quarzschicht zu bedecken, die beispielsweise aufgedampft werden kann.
• Im Einzelnen ist eine Ausführungsform einer erfindur.gsgemRQen Vorrichtung zum Schmelzen und Vergießen geringer Mengen Goldes oder Silbers, vornehmlich für zahnärztliche Zwecke, gekennzeich net durch einen an sich bekannten schwenkbaren Tiegel und mindestens eine jeweils in einem elliptischen oder parabelförmigen i, Reflektor angeordnete Strahlungsquelle sowie ferner dadurch, daß der Arbeitsbrennpunkt der Strahlungsquelle etwa mit der Oberfläche des zu schmelzenden Materials zusammenfällt.
• Zur Erleichterung der Tiegelfüllung bzw. Entleerung ist es vorteilhaft, werm die Wärmequelle (n) um den Arbeitsbrennpunkt als Drehpunkt schwenkbar ist. Eine besonders intensive ErwSrmung des zu schmelzenden Materials wird dadurch erreicht, daß oberhalb und unterhalb des Tiegels Je eine Wärmequelle angeordnet ist.
• Eine weitere Konzentrierung der vom Reflektor bereits gebündelten Strahlung wird dadurch ermöglicht, daß zwischen der oberen Wärmequelle und dem Tiegel ein optisches System angeordnet ist und daß das optische System zusammen mit der Wärmequelle schwenkbar ist.
• Hinsichtlich der Wärmeabssrptions fYhigke it des zu schmelzenden Materials ist es ferner zweckmäßig, wenn dieses pulverförmig oder zumindest plättchenfrmig ausgebildet ist. Es ist Jedoch auch eine Granulatform oder eine sonstige Körnung möglich.
• Die Erfindung ist nun anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Vorrlchtung zum Schmelzen von Gold für zahnärztliche Zwecke (schematisch) Fig. 2 ein Diagramm, darstellend eine Abhängigkeit des Reflexionskoeffizienten von der Strahlungswellen länge für verschiedene zu bearbeitende Materialien, Fig.> ein Diagramm gem. Fig. 2 für verschiedene Reflektormaterialien und Fig.4 ein Diagramm, darstellend die relative strahlung intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge fUr verschiedene Strahlungsquellen.
• Nach Fig. 1 ist ein Tiegel zum Schmelzen und Vergießen von beispielsweise Gold mit lo und das in einer Vertiefung 11 angeordnete Schmelzgut mit 12 bezeichnet. Der Tiegel lo ist um einen Punkt 13 in Richtung eines Pfeiles 14 schwenkbar angeordnet.
• Das flüssige Schmelzgut yerläßt dabei durch einen Abfluß 15 den Tiegel.
• Oberhalb und unterhalb des Tiegels lo sind Wärmequellen 16, 17 angeordnet und - wie durch eine Linie 18 angedeutet - mit dem selben verbunden. Die Wärmequellen 16, 17 bestehen Jeweils aus einer Strahlungsquelle 19, z. B. einer Quecksilber-Höchstdruck-Lampe, die in einem ellipsenfö.rmigen Reflektor 20 in einem Brennpunkt desselben angeordnet ist. An selner Innenseite 21 ist der Reflektor mit einer Aluminium-Schicht versehen, wenn a) Gold geschmolzen werden soll, b) eine Hg-HD-Lampe verwendet wird@, die ihrerseits wieder mit einer dünnen Schutzschicht aus quarz bedampft ist. Der zweite Brennpunkt des ellipsenförmigen Reflektors, der sogenannte Arbeitsbrennpunkt, ißt mit 22 bezeichnet und liegt etwa auf der Oberfläche des pulverförmigen Schmelzgutes 12. Dadurch ist ein gutes Aufschmelzen desselben von der Oberfläche her gewShrletstet.
• Die obere Wärmequelle 16 ist um den Arbeitsbrennpunkt 22 als Drehpunkt schwenkbar angeordnet (vgl. gestrichelte Position), Dadurch kann das Nachfüllen bzw. Vergießen des Schmelzgutes erleichtert werden. Durch ein optisches System (z. B. Umlenkspiegel, Blende, Sammellinse), von dem der Einfachheit halber nur eine mit 23 bezifferte Sammellinse eingezeichnet ist, kann die bereits durch den elliptischen Reflektor 20 ge,Undelte Strahlung noch starker konzentriert werden. Es ist auch m8gllch, einen parabelförmigen Reflektor zu verwenden, dessen parallele Ausgangsstrahlune dann ausschließlich durch ein entsprechend ausgebildetes optisches System gebUndelt werden muß.
• In Fig. 2 und 3 ist die Abhängigkeit des Reflexionskoeffizienten (in %) von der Wellenlänge der Strahlung (in + ) aufgetragen. Die ausgezogene, mit 24 bezeichnete Kurve gilt für Gold, die gepunktete Linie 25 für Silber, die strichpunktierte 26 für Platin, die ausgezogene mit Querstrichen versehene 27 für Nickel und die dreieckig gepunktete 28 für Aluminium. Aus einem Vergleich von Fig. 2 und 3 ist deutlich zu erkennen, daß sich zum Schmelzen von Gold besonders gut Aluminium als Reflektormaterial eignet, weil Aluminium bei 1 @ 0,4 µ ein Reflexionsmaximum erreicht, während Gold bei dieser Wellenlänge ein Reflexionsminiinum, d.h. ein Absorptionsmaximum aufweist.
• Um ein optimales Schmelzergebnis bei Gold zu erzielen, muß Jetzt lediglich noch eine Strahlungsquelle ausgewdhlt werden, die bei einer Wellenlange von ca. 0,4 µ ein Intensitätsmaximum aufweist.
• Wie aus Fig. 4 ersichtlich, bietet sich dafür eine Quecksilber-Höchstdruck-Lampe an (ausgezogene Linie 29). Die mit 30 bzw. 31 bezeichneten Linien stellen die Charakteristik einer Xenon-bzw. Jod-Qunrz-Lampe dar.

Claims (8)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Schmelzen von Metallen, insbesondere Edelmetallen, wobei eine in einem-Reflektor angeordnete Strahlungsquelle in einem Arbeitsbrennpunkt abgebildet wird, gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle und ein Reflektormaterial, deren Maxima hinsichtlich Strahlungsintensität bzw. Reflexionskoeffizient bei einer Wellenlänge erreicht werden, bei der der Reflexionskoeffizient des zu schmelzenden Materials einen vergleichsweise niedrigen Wert, vorzugsw weise ein Minimum, aufweist.

2. Yorrichtung nach Anspruch 1 zum Schmelzen vorzugsweise von Gold und Silber, gekennzeichnet durch eine Quecksilber-Höchstdruck-Lampe (19) als Strahlungsquelle sowie eine -vorzugsweise aufgedampfte - Aluminiumschicht als Reflektor (20, 21).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht (21) von einer dünnen Quarzschicht bedeckt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 zum Schmelzen-und Vergießen geringer Mengen Goldes oder Silbers, vornehmlich für zahnärztliche Zwecke, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten schwenkbaren Tiegel (lo) und mindestens eine, Jeweils in einem elliptischen oder parabelförmigen Reflektor (20) angeordnete Strahlungsquelle (19) sowie ferner dadurch, daß der Arbeitsbrennpunkt (22) der Strahlungsquelle etwa mit der Oberfläche des zu schmelzenden Materials (12) zusammenfällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle(n) (16, 17) um den Arbeitsbrennpunkt (22) als Drehpunkt schwenkbar ist (sind).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb des Tiegels (lo) Je eine Wärmequelle (16, 17) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Wärmequelle (16) und dem Tiegel (10) ein optisches System (23) angeordnet ist und daß das optische System zusammen mit der VErmequelle 3 schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schmelzende Material (12) pulverförmig ausgebildet ist.

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