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Elektrisch heizbarer Vakuum-Brennofen für keramische, insbesondere
zahnkeramische Massen Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch heizbaren
Vakuum-Brennofen für keramische, insbesondere zahnkeramische Massen, der im wesentlichen
aus einem elektrisch beheizbaren Brennraum besteht, der von einem luftdicht abschließbaren,
mit keramischem Filter ausgekleideten Gehäuse umgeben ist.
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Die besonderen Vorteile des Vakuumbrandes von keramischen Erzeugnissen,
vor allem für zahnkeramische Arbeiten, sind bekannt, und es sind auch bereits Öfen
für Mengen- wie Einzelherstellung bekannt, deren Muffelraum mit einer Vakuumpumpe
in Verbindung steht, um Lufteinschlüsse in der keramischen Masse aus dem Brenngut
zu entfernen, wie es auf dem Gebiete der Herstellung von Quarzschmelzen bereits
bekannt und geübt wurde.
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So ist ein Muffelofen bekannt, der von einem luftdicht verschließbaren
Ofenmantelgehäuse umgeben ist, in welchem ein Ofenfutter aus lose geschichteten
Steinen aus gegen die Brenntemperatur beständigen keramischen Stoffen eingesetzt
ist und in dem die Heizelemente in einem von dem Ofenfutter umschlossenen Brennraum
angeordnet sind, wobei die aus temperaturbeständigen isolierenden Stoffen bestehenden
Träger der Heizelemente den Brennraum unterteilen. Der Muffelofen ist hierbei an
der einen Stirnseite mit einer luftdicht abschließbaren Tür versehen. Bei dieser
bekannten Ausführung des Muffelofens besteht jedoch der Nachteil, daß sowohl bei
Einführung als auch bei Entnahme des Gutes die stirnseitig angebrachte Tür geöffnet
werden muß. Dies hat jedoch zur Folge, daß der Arbeiter in die glühende Muffel schauen
muß, wodurch Belästigungen durch unliebsame Blend- und Hitzewirkung eintreten, was
mitunter die einwandfreie Einsetzung des Gutes, insbesondere bei kleinsten Teilchen
beeinflußt.
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Diesen Nachteil besitzt der Brennofen gemäß der Erfindung nicht,
da sein Brennraum die Form eines Hohlzylinders hat, an den innerhalb des luftdicht
abschließbaren Gehäuses. ein ebenfalls hohlzylinderförmig ausgebildeter Vorraum
achsgleich angeschlossen ist, in dem ein den Brenntisch tragender, mittels einer
luftdicht durch die Gehäusestirnwand geführten-Betätigungsstange axial verschiebbarer
Kolben angeordnet ist, ferner, daß für, die Gutzuführung ein in den Vorraum mündender
luftdicht abschließbarer, radial zur Vorraumachse gerichteter Kanal durch das Gehäuse
hindurchgeführt ist.
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Zweckmäßig ist die Kolbenstange durch eine lösbare Sperrvorrichtung
festgehalten, z. B. durch eine Rastenverklinkung, die außen am Ofen, etwa in die
Buchse für die Kolbenstangendurchführung, eingreift, um die Einführung des auf dem
Brenntisch des abgesetzten Brenngut in die beheizte Muffel erst bei Erreichung eines
vorbestimmten Unterdruckes im Inneren
des zylindrischen Ofenraumes vor sich gehen
zu lassen. Die zur Luftentleerung und Flutung dienenden Leitungen sind vorteilhaft
in die das Ofengehäuse tragenden Säulen und in der keramischen, vorzugsweise gegossenen
Auskleidung innerhalb dieser Verkleidung verlegt.
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Zur näheren Erläuterung des Brennofens nach der Erfindung wird auf
die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform bzw. deren Einzelteile verwiesen.
Es stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Brennofen (schematisch) in Achsrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt nach II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen horizontalen Längsschnitt
nach III-III der Fig. 1, Fig. 4 in Einzeldarstellung und im Längsschnitt einen Verschlußdeckel
für den Einführungskanal.
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Das Gehäuse 4 wird von hohlen Säulen 2 und 3 getragen, die auf einem
die Meßgeräte, Anschlüsse u. dgl. tragenden Gestell 1 ruhen.- Das Gehäuse 4 besteht
aus einem topfartigen Gußkörper mit Deckel 5, welcher einen Isolierbelag 6 aus keramischem
Material besitzt und sich unter der Wirkung von Unterdruck fest gegen seine zweckmäßig
geschliffene Paßfläche anlegen kann.
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Mit 7 ist ein an diesem Deckel angebrachter Griffknopf bezeichnet.
Die Isolierauskleidung 8 umschließt die Muffel 10, die in achsparallelen Nuten die
Heizwendel und die Flutungsleitung trägt.
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Von hinten wird die Muffel abgeschlossen durch einen Schlußstein
9, der in die Isolierauskleidung paßt und in den ein Pyrometersehutzrohr 11 eingebunden
ist, durch das ein Pyrometer, dessen Lotstelle in den Brennraum hineinragt, eingeführt
werden kann. Entlang einer Führungsstange 12 läßt sich der aus Isoliermaterial bestehende
Kolben 13 mittels der Kolbenstange
14, die durch eine Stopfbuchse
15 -nach außen führt und am Ende einen Griffknopf 16 aufweist, verschieben. An der
vorderen Stirnfläche dieses Kolbens 13 ist die abgewinkelte Tragwand 17 des Brenntisches
18 befestigt.
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Rechtwinklig zur Achse des Brenn- und Vorraums ist der Einführungskanal
19 (Fig. 3) angeordnet. Mit 20 ist eine Deckelkappe bezeichnet, die sich über den
Ringstutzen 21 am Einführungskanal 19. befindet. In dieser Ringkappe 20 ist eine
Beilegscheibe 22, z. B. aus Kupfer, über einer Dichtungsunterlage 23 durch eine
Schraube 24 gehalten., die einen Ringspalt mit dem inneren Kappenrand einschließt,
in den sich der erwähnte Stutzen 21 einschiebt. Mit 25 ist ein etwa V-förmiges Griffstück
aus Winkelprofil, das aufgeschraubt oder mit dem Deckel 20 aus dem vollen gearbeitet
sein kann, bezeichnet.
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Nicht besonders dargestellt ist eine Verrasterungsvorrichtung für
die Kolbenstange 14, die beispielsweise aus einer Kerbe in dieser Kolbenstange besteht,
in welcher unter Federwirkung sich ein Schnepper od. dgl. einsetzt, sobald sich
der Kolben 31 in seiner Endstellung, d. h. in Anlage gegen die innere Bodenfläche
des Kessels und somit in der Stellung, wie etwa Fig. 3 zeigt, befindet.
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Der Einführungskanal 19 hat einen sehr einfachen Verschluß durch
den aufgesetzten Kappendeckel 2qO, der sich vermöge einer Dichtungsscheibe23 fest
an den Stutzen 21 andrückt und andererseits bei Wiederherstellung des Atmosphärendruckes
nicht abfällt, sondern nur so weit lockert, daß er leicht abgehoben werden kann.
Der Ofen selbst ist im Bedarfsfall leicht zusammenzusetzen und auseinanderzunehmen
und aus wenig empfindlichen Teilen zusammengesetzt. Im nicht evakuierten Zustand
kann die Stirnplatte 5 von dem Kessel 4 abgenommen werden, so daß nach Herausnahme
des Verschlußsteines 9 die Muffel 10 und die Pyrometerleitung 11 zugänglich wird.
Die Pyrometerleitung ist zweckmäßig in einer der hohlen Standsäulen 2 weitergeführt.
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Die Wirkungsweise der vorliegenden Vorrichtung ist folgende: Das
Brenngut wird auf den Brenntisch 18 durch den Einführungskanal 19 hindurch aufgelegt.
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Hierauf wird die Deckelkappe 20 auf den Ringstutzen 21 aufgeschoben.
Die Muffel 10 ist inzwischen in an sich bekannter Weise durch Widerstandserhitzung
beheizt. Dann wird eine Vakuumpumpe eingeschaltet, um den Brenn- und Vorraum unter
einen entsprechenden Unterdruck zu setzen.
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Nunmehr wird durch Lösung einer der erwähnten (nicht dargestellten)
Arretiervorrichtungen für die Kolbenstange 14 die Verschiebung des Verschlußsteinkolbens
13 mit dem Brenntisch 18 ermöglicht, so daß das Gut auf dem Brenntisch 18 mit vorbestimmbarer
Verschiebegeschwindigkeit in den eigentlichen Brennraum eingeschoben werden kann.
Nach dem Brand wird das Gut durch Flutung aus dem Brennraum zurückgedrückt und auf
gleichem Wege, d. h. durch den Einführungkanal, entnommen.
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Das Brenngut kann dank der oben beschriebenen Ausbildung des Ofens
mit Sicherheit davor geschützt
werden, daß es vor Erreichung des gewünschten Luftentleerungszustandes
zu sintern beginnt. Dadurch wird vermieden, daß vor allem niedrigschmelzende Massen
eine Oberflächensinterung erfahren, solange das Brenngut etwa nock~Lufteinschlüsse
aufweisen könnte, die dann nicht mehr aus dem Brenngut heraus könnten.
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Weiterhin verhindert die durch die Ausbildung des Ofens mögliche
Arbeitsweise, daß der Arbeiter sowohl bei Einführung wie Entnahme des Gutes geblendet
wird, wodurch auch Belästigungen durch strahlende Hitze ausgeschaltet werden. Die
Sicherheit des Einsetzens der meist kleinen Teile und auch deren Entnahme wird dadurch
erhöht.
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Bei bekannten Öfen mußte vielfach der Ofen nach Abschluß mit dem
üblichen Verschluß stein möglichst schnell evakuiert werden, damit das Brenngut
nicht vor Erreichen des Endvakuums bereits sintert, und es waren dazu vielfach unwirtschaftlich
große Pumpen erforderlich. Häufig war es erforderlich, bei Sinterungstemperatur
einzusetzen, um nicht unwirtschaftliche Wärmegefälle in Kauf zu nehmen.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung dagegen ist es möglich, die Muffel
ständig auf Sinterungstemperatur zu haIten, da die Wärmeabstrahlung, bei Öffnung
des radial auftreffenden Einführungskanals praktisch vernachlässigt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, daß das Brenngut
nach Lösung der Arretierung selbsttätig mit dem Brenntisch und Kolben in den Muffelraum
eingesogen wird.
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FATENTANSPRÜCRE: 1. Elektrisch heizbarer Vakuum Brennofen für keramische,
insbesondere zahnkeramische Massen im wesentlichen bestehend aus einem elektrisch
beheizbaren Brennraum, der von einem luftdicht abschließbaren, mit keramischem Filter
ausgekleideten Gehäuse umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum die
Form eines Hohlzylinders hat und daß von diesen innerhalb des luftdicht abschließbaren
Gehäuses ein ebenfalls hohlzylinderförmig ausgebildeter Vorraum achsgleich angeschlossen
ist, in dem ein den Brenntisch tragender, mittels einer luftdicht die Gehäusestirnwand
geführten Betätigungsstange axial verschiebbarer Kolben angeordnet ist, außerdem
daß für die Gut zufuhrung ein in den Vorraum mündender luftdicht abschließbarer,
radial zur Vorraumachse gerichteter Kanal durch das Gehäuse hindurchgeführt ist.