DE19857069A1 - Burning rack structure - Google Patents
Burning rack structureInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
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- F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
- F27D5/0006—Composite supporting structures
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Brenngestellaufbau aus SiC-Säulen und Tragelemente zur Aufnahme von ab nehmbaren Setzrahmen bzw. Setzgestell geeignet ist. Hochtemperaturbehandlungen zum Sintern, Tempern, Wär mebehandeln von Bauteilen, folgend Brennen genannt, fordert für schnelle Brennzyklen in sogenannten Schnellbrandöfen hochtemperaturbeständige und form stabile Aufbausysteme, in denen das Brenngut durch die Hochtemperaturanlage in möglichst kurzer Zeit transportiert wird. Die dazu erforderlichen Materia lien für den Aufbau dieser Gestelle müssen daher auch eine sehr hohe Temperaturwechselbeständigkeit und Festigkeit aufweisen, damit relativ leichte Brennge stellkonstruktionen mit geringem Eigengewicht eine möglichst hohe Brennlast durch den Ofen transportie ren können. Typische Brenntemperaturen liegen hier zwischen 900-1400°C, im Bereich der Oxidkeramiken werden auch Temperaturen bis 1800°C gefordert. Die Ofenatmosphären müssen dem Brenngut entsprechend an gepaßt werden, d. h. oxidierende Atmosphären für z. B. Geschirr- und Baukeramiken, sauerstofffreie Atmosphä ren für z. B. zum Sintern oder Wärmebehandeln von me tallischen Brenngütern.The invention relates to a frame structure SiC pillars and support elements for holding ab acceptable frame or frame is suitable. High temperature treatments for sintering, tempering, heat treatment of components, hereinafter called firing, calls for fast firing cycles in so-called Rapid firing stoves, high temperature resistant and form stable construction systems, in which the fired goods pass through the high temperature system in the shortest possible time is transported. The materia required for this Lines for the construction of these frames must therefore also a very high resistance to temperature changes and Have strength, so relatively light Brennge positioning structures with a low dead weight transport the highest possible combustion load through the furnace can. Typical firing temperatures are here between 900-1400 ° C, in the area of oxide ceramics temperatures up to 1800 ° C are also required. The Furnace atmospheres must match the kiln be fitted, d. H. oxidizing atmospheres for e.g. B. Tableware and building ceramics, oxygen-free atmosphere ren for z. B. for sintering or heat treating me tallish fuels.
Für diese Anforderungen haben sich Werkstoffe auf der
Basis von Siliciumcarbid (SiC) bewährt. Es handelt
sich hier um das
(1) siliciuminfiltrierte, reaktionsgebundene SiC,
(2) rekristallisierte SiC, folgend RSiC genannt,
(3) das nitridgebundene SiC, folgend NSiC genannt,
(4) das gesinterte SiC, folgend SSiC genannt,
als ideale Hochtemperaturkeramiken zum Aufbau o. g.
Brenngestellkonstruktionen. Die Schnellbrandtechnik
erfordert bevorzugt flexible Brenngestellaufbauten,
die eine vollautomatische, d. h. mittels Robotern
durchführbare leichte Be- und Entladung mit dem
Brenngut erlaubt. Entscheidend für eine erfolgreiche
Brenngestellkonstruktion sind dabei die Übergangsele
mente, an denen die einzelnen Bauteile des Brennge
stells miteinander verbunden werden. Hier werden ne
ben den thermozyklischen Beanspruchungen die Kraft
übertragungen realisiert, darüber hinaus müssen an
diesen Stellen die dilatometrischen Veränderungen der
Bauteile während der Brennzyklen aufgefangen und aus
geglichen werden. Ein gelungenes Beispiel für eine
derartige Brenngestellkonstruktion wird in DE 196 53
483 A1 als Hängevorrichtung für den Einsatz zum Bren
nen von keramischen Bauteilen oder in DE 34 34 181 C2
als Hohlstütze mit Querdurchbrüchen demonstriert.
Hier werden gezielt sämtliche Punktbelastungen, die
zu lokalen Spannungsüberhöhungen und somit Bruch im
sprödbruchempfindlichen Brenngestellbauteil führen
könnten, vermieden.Materials based on silicon carbide (SiC) have proven themselves for these requirements. This is the one
(1) silicon infiltrated, reaction bonded SiC,
(2) recrystallized SiC, hereinafter referred to as RSiC,
(3) the nitride-bonded SiC, hereinafter referred to as NSiC,
(4) the sintered SiC, hereinafter referred to as SSiC,
as ideal high-temperature ceramics for the construction of the above-mentioned frame construction. The rapid firing technology preferably requires flexible firing rack assemblies, which allow fully automatic, ie easy loading and unloading of the firing material by means of robots. The transition elements, at which the individual components of the Brennge are connected to each other, are decisive for a successful burning frame construction. In addition to the thermocyclic stresses, the power transmissions are realized here, and the dilatometric changes in the components during the firing cycles must be absorbed and compensated for at these points. A successful example of such a frame structure is demonstrated in DE 196 53 483 A1 as a hanging device for use in burning ceramic components or in DE 34 34 181 C2 as a hollow support with transverse openings. Here, all point loads that could lead to local stress increases and thus breakage in the brittle fracture-sensitive combustion frame component are specifically avoided.
Ziel der Erfindung ist es, eine Brenngestellkonstruk tion zu erhalten, die eine komplette vollautomati sierte Entnahme der sogenannten Setzrahmen bzw. Tra grahmen mitsamt Brenngut zum Be- und Entladen zwi schen den Brennzyklen ermöglicht. Derartige flexible Brenngestellaufbauten können den Arbeitsablauf in sämtlichen vollautomatisierten Materialflüssen in deren Brennprozeßtechnik maßgeblich rationeller und flexibler gestalten lassen, da die kompletten Tra grahmen in Puffern zwischengelagert werden können und bei entsprechendem Fertigungsbedarf aktiviert, d. h. in die Brenngestellsäulen eingesetzt werden. The aim of the invention is to provide a frame structure tion to obtain a fully automatic removal of the so-called frame or tra grahmen together with firing goods for loading and unloading between firing cycles. Such flexible Burning frame assemblies can change the workflow in all fully automated material flows in their firing process technology significantly more rational and allow more flexibility because the complete tra can be temporarily stored in buffers and activated when there is a corresponding need for production, d. H. be inserted into the firing frame columns.
In der hier dargestellten Erfindung wird einerseits eine hochstabile Aufnahmevorrichtung zwischen Brenn gestellsäule und Tragelementen wie z. B. Querbalken, Traversen etc. realisiert. Zusätzlich ist es gelun gen, die dilatometrischen Längenänderungen der Brenn gestellbauteile durch entsprechende Rollbewegungen auszugleichen.In the invention shown here, on the one hand a highly stable cradle between focal frame column and supporting elements such. B. crossbars, Trusses etc. realized. In addition, it is fun gene, the dilatometric changes in length of the focal frame components by appropriate rolling movements balance.
Die Erfindung gewährleistet weiter einen Ausgleich der Verdrillbewegungen und/oder Dilatationen durch Rollbewegungen der tragenden Bauteilen, indem die Quer- und Längselemente oder besser Tragelemente über sogenannte Nasenprofile mit Aussparungen und/oder Positionierstegen ineinander positioniert werden, und die Rollbewegung zwischen den Tragelementen (Quer- und Längstraversen) derart realisiert wird, daß zwi schen den Tragelementen ein Rundstab eingelegt wird. Dieser wird auf dem unteren Tragelement in einer ent sprechenden Ausformung eingelegt und positioniert und kann sich innerhalb dieser Ausformung rollend bewe gen.The invention further ensures compensation of twisting movements and / or dilations Rolling movements of the load-bearing components by the Cross and longitudinal elements or better support elements over so-called nose profiles with recesses and / or Positioning bars are positioned one inside the other, and the rolling movement between the support elements (cross and longitudinal beams) is realized such that between a round rod is inserted between the support elements. This is ent on the lower support element speaking form and inserted and positioned can move around within this shape gene.
Die Erfindung stellt weiter einen Ausgleich der Ver drillbewegungen und/oder Dilatationen durch Rollbewe gungen der tragenden Bauteilen sicher, indem die Quer- und Längselemente bzw. Tragelemente über soge nannte Nasenprofile mit Aussparungen und/oder Posi tionierstegen ineinander positioniert werden, und die Rollbewegung zwischen den Tragelementen (Quer- und Längstraversen) derart realisiert wird, indem die unten liegende Traverse als Rolle ausgebildet wird und die obenliegende Traverse sich auf dieser Rolle innerhalb der Positionierungen bewegen kann. Diese Rollen können dann z. B. in einer entsprechenden Auf nahmevorrichtung gelagert sein und sich in dieser in nerhalb entsprechend der übertragenden Rollbewegungen bewegen.The invention further provides a compensation of the Ver Drill movements and / or dilatations due to rolling motion of the load-bearing components safely by the Cross and longitudinal elements or support elements via so-called called nose profiles with recesses and / or posi tioning bars are positioned one inside the other, and the Rolling movement between the support elements (cross and Longitudinal beams) is realized in such a way that the traverse located below is formed as a role and the overhead traverse is on this roll can move within the positioning. This Roles can then z. B. in a corresponding up be stored and in this within according to the transferring rolling movements move.
Die Auflagerkonstruktion zur Aufnahme der Tragelemen
te (Traversen etc.), wird dahingehend realisiert, daß
durch die Tragsäule über Bohrungen Auflagerelemente
gesteckt werden, welche anschließend stoffschlüssig
miteinander verbunden werden. Die stoffschlüssige
Verbindung kann durch verschiedene Fügetechniken er
reicht werden:
The support structure for receiving the Tragelemen te (trusses, etc.) is realized in that support elements are inserted through the support column through holes, which are then cohesively connected. The integral connection can be achieved using various joining techniques:
- a) Verbinden der Bauteilen im ungebrannten, soge nannten grünen Zustand (Garnieren) und anschlie ßend Sintern, Reaktionsbinden, Silicierung, Re kristallisieren. Die stoffschlüssige Verbindung wird also in einem anschließenden gemeinsamen Brand realisiert, bei dem der Verbund zu den Bauteilen arteigen ist.a) connecting the components in the unfired, so-called called green state (garnish) and then eats sintering, reaction bonding, siliconization, Re crystallize. The integral connection so in a subsequent joint Brand realized, in which the association to the Components.
- b) Verbinden der Bauteile mit hochtemperaturbestän digen Klebern oder Loten, die den SiC-Basiswerk stoffen angepaßte physikalische Eckdaten aufwei sen, i.e.L. angepaßte Wärmeausdehnungskoeffi zienten.b) connecting the components with high temperature resistance the glue or solders that make up the SiC base work basic physical data adapted to the fabrics sen, i.e.L. adapted coefficient of thermal expansion targeted.
Entscheidender Vorteil der stoffschlüssigen Verbin
dungen ist, daß
The decisive advantage of the integral connections is that
-
a) in dem Verbund der Aufnahmeelemente und Tragsäu
len durch beide Säulenwandungen die mechanischen
Belastungen ausschließlich über eine Flächenbe
lastung übertragen werden, nämlich entlang des
gesamten Feststoffverbundes zwischen Tragsäulen
wandung und Tragelement, und somit schädliche
Punktbelastungen ausgeschlossen werden.
Letzteres wäre der Fall, wenn die bereits ge brannten Aufnahmeelemente durch die gebohrten Säulen formschlüssig gesteckt werden. Hier könn ten sich sehr leicht durch dilatometrische Form änderungen oder auch durch technisch bedingte Mindesttoleranzen für die formschlüssigen Steck verbindungen Verkantungen im Bauteilverbund ein stellen, die unmittelbar in gefährlichen punktu ellen Überbelastungen resultieren und leicht zum Sprödbruch des Bauteils führena) in the composite of the receiving elements and Tragsäu len through both pillar walls, the mechanical loads are transmitted exclusively over a surface load, namely along the entire solid composite between the supporting pillar wall and support element, and thus harmful point loads can be excluded.
The latter would be the case if the already burned receiving elements are inserted through the drilled columns in a form-fitting manner. This could easily result in tilting in the component assembly due to dilatometric changes in shape or due to technically related minimum tolerances for the form-fitting plug connections, which directly result in dangerous punctual overloads and easily lead to brittle fracture of the component - b) die Kraftübertragung über die stoffschlüssige Durchsteckverbindung auf beide Säulenwände über tragen wird, und somit im Vergleich zu sogenann ten angegossenen Aufnahmelager, d. h. Herstellen der gesamten Säule mitsamt Aufnahmelager als ein Bauteil über die Schlickergießtechnik, eine hö here Bauteilstabilität erbringt.b) the power transmission via the integral Push-through connection to both pillar walls will wear, and thus compared to so-called cast-on reception center, d. H. Produce the entire column including the reception center as one Component on slip casting technology, a high here provides component stability.
Das in der Zeichnung exemplarisch aufgeführte Brenn
gestell verfügt über eine Tragrahmenkonstruktion, die
als Ganzes von den Tragsäulen abgenommen werden kön
nen. Die Tragrahmenkonstruktion verfügt dabei über
bewegliche Tragtraversen, die die bei den Brennzyklen
auftretenden Dilatationen sowie leichte Verdrillungen
des Gestells ausgleichen können. Somit können auch
sehr große, d. h. Tragbalken mit einer Länge von z. B.
4000 mm spannungsfrei gelagert werden. Der Bewegungs
ausgleich wird durch
The firing frame shown as an example in the drawing has a support frame construction that can be removed as a whole from the support columns. The support frame construction has movable support beams that can compensate for the dilatations that occur during the firing cycles as well as slight twisting of the frame. Thus, very large, ie support beams with a length of z. B. 4000 mm stored tension-free. The movement compensation is through
- a) eine Lagerung der oberen Tragbalken mit Nasen profil auf eine Tragrolle realisiert, die wie derum innerhalb einer Aufnahmevorrichtung der Tragsäule gelegt wird, welche eine ausreichende Beweglichkeit der Rolle gewährleistet. Die Posi tionierung der Tragbalken auf der Tragrolle er folgt über ein sogenanntes Nasenprofil mit Aus sparungen des oben liegenden Tragbalkens und Positionierstegen and der Tragrollea) a storage of the upper support beams with lugs profile realized on a support roller that like inside a cradle Support column is placed, which is sufficient Guaranteed mobility of the role. The posi tioning of the support beams on the support roller follows via a so-called nose profile with off savings of the overhead beam and Positioning bars on the support roller
- b) eine Lagerung der oberen Tragbalken mit Nasen profil auf untere Tragbalken mit Nasenprofil, wobei die Querschnittsprofile der Tragbalken derart ausgebildet sind, daß ein Stabrollelement auf die Oberseite der unteren Tragbalken einge legt werden kann, und sich dort innerhalb der Profilnasenstege rollend bewegen kann, so daß Ausgleichsbewegungen zwischen oberen und unteren Tragbalken erfolgen können. Die Positionierung der Nasenbalken erfolgt über entsprechende Aus sparungen der Nasenprofilstege untereinander.b) a storage of the upper support beams with lugs profile on lower support beam with nose profile, where the cross-sectional profiles of the support beams are designed such that a rod rolling element on the top of the lower support beams can be placed, and there within the Profiles can move rolling, so that Compensatory movements between upper and lower Support beams can be made. The positioning the nasal beam takes place via appropriate off savings of the nose profile bridges with each other.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Fig. 1 bis 4 näher erläutert.The invention is explained in more detail by the following FIGS. 1 to 4.
Claims (4)
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
DE1998157069 DE19857069A1 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Burning rack structure |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998157069 DE19857069A1 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Burning rack structure |
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ID=7890658
Family Applications (1)
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DE102014008767A1 (en) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Audi Ag | Process system for processing a component |
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1998
- 1998-12-10 DE DE1998157069 patent/DE19857069A1/en not_active Withdrawn
-
1999
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- 1999-12-08 EP EP99959391A patent/EP1055091A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2000034727A1 (en) | 2000-06-15 |
EP1055091A1 (en) | 2000-11-29 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |