DE202010005560U1

DE202010005560U1 - Feuerfestes keramisches Brenngestell

Info

Publication number: DE202010005560U1
Application number: DE201020005560
Authority: DE
Original assignee: Imerys Magyarszag Tuzalloanyaggyarto Kft
Current assignee: Imertech SAS
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: PT10706T; PT10706U

Abstract

Aus Einzelteilen zusammengesetztes Brenngestell (1) aus feuerfestem keramischem Werkstoff zum Abstützen von Gegenständen in einem mit Abständen gestapelten Verhältnis während des Brennens, umfassend
einen Stapel Setterplatten (2), wobei jede Setterplatte einen Ring (3), welcher durch einen inneren Umkreis (4) und einen äußeren Umkreis (5) definiert wird, und eine Mehrzahl von Armen (6), die sich nach außen vom äußeren Umkreis des Ringes ausstrecken,, enthält und
eine Mehrzahl von Distanzhaltern (7), die eine Oberseite und eine Unterseite haben und mechanisch die Setterplatten über die Arme der Setterplatten abstützen und auseinander halten,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des inneren Umkreises jedes Ringes mindestens 20% des Durchmessers des äußeren Umkreises des Ringes darstellt, und
dass jeweils eine der Oberseiten und der Unterseiten jedes Distanzhalters einen hervorstehenden Zapfen (8), und die jeweils andere Oberfläche ein Zapfenloch (9) aufweisen, wobei Zapfen und Zapfenloch der Distanzhalter beim Aufeinanderstapeln lösbar verbunden werden.

Description

GEBIET DER NEUERUNG
Die Erfindung betrifft ein aus Einzelteilen zusammengesetztes Brenngestell aus feuerfestem keramischem Werkstoff zum Abstützen von in einem Ofen zu brennenden oder thermisch zu behandelnden Gegenständen, insbesondere Geschirrartikeln.
STAND DER TECHNIK
Bei der Herstellung von vielen keramischen Produkten werden üblicherweise Ofenwagen mit Ofenausstattungselementen, wie zum Beispiel Brenngestellen, verwendet zur Stapelung der Produkte, um einen besseren Füllungsgrad der Brennöfen zu erreichen. Dabei müssen beim Brennen insbesondere keramischer Rohlinge mit komplexen Formen, wie z. B. Geschirrartikeln, sorgfältig abgestützt werden durch Setterplatten, um eine Verformung und Aneinandersintern während des Brennprozesses einzuschränken.
Ein Brenngestell zum Brennen von keramischen Gegenständen ist in der Internationalen Patentanmeldung WO 2007/132276 beschrieben. Bei diesem Ofenausstattungselement werden für Geschirrartikel sogenannte „fischförmige” Setterplatten verwendet, welche durch Füße mittels einer Schraubverbindung fest verbunden werden. Ein Nachteil dieser fischförmigen Setterplatten besteht darin, dass aus diesen Setterplatten aufgebaute Gestelle ein hohes Gewicht aufweisen. Außerdem ist das Befestigen der Setterplatten an den Füße laut WO 2007/132276 relativ aufwändig.
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Ofenausstattungselement zu schaffen, welches eine formgerechte Rohlingunterstützung ermöglicht, jedoch die Nachteile von bisher verwendeten Setterplatten und Traggestellen zumindest teilweise vermeidet.
KURZBESCHREIBUNG DER NEUERUNG
Die Neuerung betrifft ein aus Einzelteilen zusammengesetztes Brenngestell 1 aus feuerfestem keramischem Werkstoff zum Abstützen von Gegenständen, insbesondere Geschirrartikeln, in einem mit Abständen gestapelten Verhältnis während des Brennens, umfassend
einen Stapel Setterplatten 2, wobei jede Setterplatte einen Ring 3, welcher durch einen inneren Umkreis 4 und einen äußeren Umkreis 5 definiert wird, und eine Mehrzahl von Armen 6, die sich nach außen vom äußeren Umkreis des Ringes ausstrecken, enthält, und
eine Mehrzahl von Distanzhaltern 7, die eine Oberseite und eine Unterseite haben und mechanisch die Setterplatten über die Arme der Setterplatten abstützen und auseinander halten,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des inneren Umkreises jedes Ringes mindestens 20% des Durchmessers des äußeren Umkreises des Ringes darstellt, und
dass jeweils eine der Oberseiten und der Unterseiten jedes Distanzhalters einen hervorstehenden Zapfen 8, und die jeweils andere Oberfläche ein Zapfenloch 9 aufweisen, wobei Zapfen und Zapfenloch der Distanzhalter beim Aufeinanderstapeln lösbar verbunden werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird weiter erläutert an Hand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Brenngestells aus keramischem Werkstoff zum Abstützen von Gegenständen beim Brennen in einem Ofen gemäß einer ersten Ausführungsform der Neuerung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Brenngestells gemäß einer zweiten Ausführungsform der Neuerung;
3 eine perspektivische Ansicht eines Brenngestells gemäß einer dritten Ausführungsform Neuerung;
4 eine perspektivische Ansicht eines Brenngestells gemäß einer vierten Ausführungsform der Neuerung;
5 eine perspektivische Ansicht eines Brenngestells gemäß einer fünften Ausführungsform der Neuerung;
6 eine perspektivische Ansicht eines Brenngestells gemäß einer sechsten Ausführungsform der Neuerung;
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER NEUERUNG
Gemäß der vorliegenden Neuerung, beträgt der Durchmesser des inneren Umkreises jedes Ringes mindestens 20% des Durchmessers des äußeren Umkreises des Ringes. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Neuerung, beträgt der Durchmesser des inneren Umkreises mindestens 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% oder 90% des Durchmessers des äußeren Umkreises.
1 zeigt ein Brenngestell 1 gemäß der vorliegenden Neuerung, welches aus zwei Setterplatten 2) mit jeweils drei Armen 6, und sechs Distanzhaltern 7 zusammengestellt ist. Jede Setterplatte enthält einen Ring 3, welcher durch einen inneren Umkreis 4 und einen äußeren Umkreis 5 definiert wird, und durch die Mehrzahl von Armen 6, die sich nach außen vom äußeren Umkreis des Ringes ausstrecken. In der bevorzugten Ausführungsform der Neuerung gemäß 1 haben die Arme 6 der Setterplatten jeweils eine Öffnung 11, welche sich von einer oberen zu einer unteren Oberfläche durch die Setterplatte erstreckt. Diese Öffnungen 11 erlauben es vorzugsweise, einen Zapfen 8 eines jeweiligen Distanzhalters 7 zu umschließen. Vorzugsweise enthalten ein oder mehrere Arme 6 jeder Setterplatte 2 eine Öffnung 11, um eine Befestigung mittels der Distanzhalter 7 zu ermöglichen. Dabei ist diese Öffnung vorzugsweise so geformt, dass sie den vorstehenden Zapfen 8 des Distanzhalters umschließt. Vorzugsweise bilden Ring 3 und die Arme 6 jeder Setterplatte 2 eine Einheit. Dabei wird die Setterplatte 3 integral geformt durch Ring 3 und Arme 6.
Die Distanzhalter 7 sind vorzugsweise weitgehend als zylindrische Körper geformt; die Distanzhalter 7 können auch jede andere nutzbare Körperform aufweisen, u. a. würfelförmige, prismatische, pyramidale, konische oder kegelstumpfförmige Form. Die Distanzhalter 7 haben vorzugsweise eine Öffnung oder Zapfenloch 9 in der unteren Seite und einen Zapfen oder Stift 8 in der oberen Seite. Der Zapfen 8 und das Zapfenloch 9 eines oder mehrerer Distanzhalters sind vorzugsweise so entworfen, dass der Zapfen 8 oder das Zapfenloch 9 eines Distanzhalters mit dem Zapfenloch 9', beziehungsweise mit dem Zapfen 8' eines anderen gleichartigen Distanzhalters 7' beim Aufeinanderstapeln lösbar verbunden werden können. Der Zapfen 8 eines oder mehrerer Distanzhalter ist vorzugsweise so dimensioniert, dass er durch eine Öffnung 11 einer Setterplatte 7 hindurch noch ausreichend lang ist, um eine Steckverbindung mit einem Zapfenloch 9 zu ermöglichen.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ofenausstattungselements gemäß der vorliegenden Neuerung, wobei ein oder mehrere Distanzhalter 7 einen seitli chen Einschnitt 10 zwischen der unteren und der oberen Oberfläche an der Seite des zylindrischen Körpers haben, welche auf die Ringe 3 der Setterplatten 2 gerichtet sind. Dies hat den Vorteil, dass weniger Material benötigt wird, und damit das Gesamtgewicht des Ofenausstattungselements verringert wird. Außerdem erlaubt diese Ausführungsform das Unterstützen von Rohlingen mit einem größeren Durchmesser, zum Beispiel von Tellern, und damit eine bessere Nutzung des zum Brennen nutzbaren Ofenvolumens. Der Einschnitt 10 kann vorzugsweise gemäß dem erforderlichen Nutzungsvolumen zwischen zwei Setterplatten 7 geformt werden.
In 1 und 2 sind die Setterplatten 7 vorzugsweise so geformt, dass der Ring 3 und die Arme 6 jeder Setterplatte 2 in der gleichen Ebene liegen.
3 und 4 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen des Ofenausstattungselements gemäß der vorliegenden Neuerung, wobei die Arme 6 jeder Setterplatte 2 in einem Winkel zur Ebene des Rings 3 angeordnet sind. Dies erlaubt vorzugsweise eine dichtere Stapelung von passenden Rohlingen, zum Beispiel Tellern, und damit eine bessere Raumausnutzung. 3 zeigt dabei Distanzhalter 7 mit integral weitgehend zylindrischem Körper, und 4 Distanzhalter 7, welche vorzugsweise einen seitlichen Einschnitt 10 zwischen der unteren und der oberen Oberfläche an der Seite des zylindrischen Körpers haben, welche auf die Ringe 3 der Setterplatten 2 gerichtet sind.
5 und 6 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen des Ofenausstattungselements gemäß der vorliegenden Neuerung, wobei ein oder mehrere Arme 6 jeder Setterplatte 2 mit den Distanzhaltern 7 durch positive und/oder nicht-positive Verbindungen 8, 9 verbunden sind. Vorzugsweise enthalten ein oder mehrere Arme 6 jeder Setterplatte 2 eine Öffnung 11, um eine Befestigung der Distanzhalter 7 mittels eines Stifts 12 zu ermöglichen. Der Stift 12 hat vorzugsweise kein Gewinde. Vorzugsweise umfasst, oder besteht der Stift 12 aus Mullit.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere Arme 6 der Setterplatten 2 eine Nase oder ein Zentrierdorn 13 auf, welche in eine entsprechende Öffnung 14 im Distanzhalter 7 passen. Die Verbindung mit Stift 12 und die Steckverbindung zwischen Zentrierdorn 13 und Öffnung 14 kann vorzugsweise eine seitliche Verschiebung einschränken, wodurch das Brenngestell stabiler wird. 6 zeigt außerdem eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Brenngestells gemäß der vorliegenden Neuerung, wobei die jeweils unteren Distanzhalter auf Untersetzern 15 ruhen. Diese sind vorzugsweise so geformt, dass sie mit einem Zapfen, oder Zapfenloch versehen sind, sodass der jeweilige Distanzhalter stabil auf dem Untersetzter verankert wird.
Die Ofenausstattungselemente gemäß der Neuerung können zum Auflegen von Gegenständen zum Brennen oder zur thermischen Behandlung in einem Ofen genutzt werden, vorzugsweise von Geschirrartikeln wie Tellern, Schüsseln und Tassen, Sanitärkeramiken, keramischen Isolatoren, keramischen Elektronikkomponenten, technischer Keramik und/oder Metallteilen. Das Brennen kann in Brennöfen bei Temperaturen erfolgen, die in der Regel zwischen 950°C und 1400°C liegen; bei technischer Keramik kann die Temperatur bis zu 1750°C betragen.
Der Entwurf der Setterplatten und Distanzhalter kann variieren gemäß dem Material, dem Typ und der Größe der Geschirrartikel, und gemäß den Maßgaben für benötigte mechanische Stärke.
Die Setterplatten 2 und die Distanzhalter 7 können aus einer, oder einer Kombination aus mehreren verschiedenen Werkstoffarten hergestellt werden, je nach Betriebstemperatur, Brennbedingungen und den zu brennenden Gegenständen; geeignete Werkstoffe können ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus:

– Cordierit-haltige Werkstoffe, vorzugsweise Werkstoffe, die vorwiegend Cordierit enthalten und Cordierit-Mullit-Verbundstoffe;
– Siliciumcarbid (SiC)-basierende Werkstoffe, vorzugsweise
– siliciertes SiC (SiSiC), Siliciumnitrid-gebundenes SiC (NSiC), rekristallisiertes SiC (RSiC), gesintertes SiC (SSiC) und flüssigphasengesintertes SiC (LPSiC);
– Mullit/Korund-gebundenes SiC, Oxid-bindendes SiC (OSiC),
– Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Mullit-basierende Werkstoffe, so wie Aluminiumoxide mit hohem Aluminaanteil, Mullit, Alluminiumoxid-Mullit und Aluminiumoxidsilicate;
– Zirconiumdioxid-basierende Werkstoffe, vorzugsweise ZrO₂, ZrO₂-Mullit und Aluminiumoxid-ZrO₂;
– Si₃N₄-basierende Werkstoffe, und vorzugsweise gesintertes Si₃N₄ (SSN), reaktionsgebundenes Si₃N₄ (RBSN) und postgesintertes reaktionsgebundenes Si₃N₄ (SRBSN); sowie deren Mischungen.

Diese Werkstoffe können als poröse und/oder dichte Keramiken eingesetzt werden.
Die Setterplatten, Distanzhalter und – soweit erforderlich – Befestigungsstift umfassen vorzugsweise einen Cordierit-basierenden Werkstoff, und weiter bevorzugt ein Cordierit-Mullit, welches hervorragende Beständigkeit gegen thermische Schocke und hohe thermische Beständigkeit aufweisen, wie sie üblicherweise bei zyklischen Hochtemperaturanwendungen erforderlich sind.
Die obige Beschreibung betrifft bestimmte Ausbildungsformen der vorliegenden Neuerung für illustrative Zwecke.
Für den Fachmann ist ohne weiteres erkennbar, dass viele Änderungen und Abwandlungen der hier beschriebenen Ausbildungsformen möglich sind. Alle solche Änderungen und Abwandlungen sollen in den Schutzbereich der Neuerung fallen, so wie in den Schutzansprüchen definiert.

1: Brenngestell
2: Setterplatte
3: Ring
4: Innerer Ringumkreis
5: Äußerer Ringumkreis
6: Arm
7: Distanzhalter
8, 8': Zapfen
9, 9': Zapfenlöcher
10: Lateraler Einschnitt am Distanzhalter
11: Öffnungen
12: Befestigungsstift
13: Zentrierdorn
14: Öffnungen
15: Untersetzer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/132276 [0003, 0003]

Claims

Aus Einzelteilen zusammengesetztes Brenngestell (1) aus feuerfestem keramischem Werkstoff zum Abstützen von Gegenständen in einem mit Abständen gestapelten Verhältnis während des Brennens, umfassend einen Stapel Setterplatten (2), wobei jede Setterplatte einen Ring (3), welcher durch einen inneren Umkreis (4) und einen äußeren Umkreis (5) definiert wird, und eine Mehrzahl von Armen (6), die sich nach außen vom äußeren Umkreis des Ringes ausstrecken,, enthält und eine Mehrzahl von Distanzhaltern (7), die eine Oberseite und eine Unterseite haben und mechanisch die Setterplatten über die Arme der Setterplatten abstützen und auseinander halten, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des inneren Umkreises jedes Ringes mindestens 20% des Durchmessers des äußeren Umkreises des Ringes darstellt, und dass jeweils eine der Oberseiten und der Unterseiten jedes Distanzhalters einen hervorstehenden Zapfen (8), und die jeweils andere Oberfläche ein Zapfenloch (9) aufweisen, wobei Zapfen und Zapfenloch der Distanzhalter beim Aufeinanderstapeln lösbar verbunden werden.
Brenngestell gemäß Anspruch 1, wobei der Durchmesser des inneren Umkreises jedes Ringes mindestens 25% des Durchmessers des äußeren Umkreises des Ringes beträgt.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Durchmesser des inneren Ringumkreises mindestens 50% des Durchmessers des äußeren Ringumkreises beträgt.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Ring (3) und die Arme (6) jeder Setterplatte (2) in der gleichen Ebene liegen.
Brenngestell gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Arme (6) jeder Setterplatte (2) in einem Winkel zur Ebene des Rings (3) angeordnet sind.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei Ring (3) und Arme (6) jeder Setterplatte (2) eine Einheit bilden.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Distanzhalter (7) weitgehend als zylindrische, würfelförmige, prismatische, pyramidale, konische oder kegelstumpfförmige Körper geformt sind.
Brenngestell gemäß Anspruch 7, wobei ein oder mehrere Distanzhalter (7) einen seitlichen Einschnitt (10) zwischen der unteren und der oberen Oberfläche an der Seite des zylindrischen Körpers haben, welche auf die Ringe (3) der Setterplatten (2) gerichtet sind.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein oder mehrere Arme (6) jeder Setterplatte (2) mit den Distanzhaltern (7) durch positive oder nicht-positive Verbindungen verbunden werden können.
Brenngestell gemäß Anspruch 9, wobei ein oder mehrere Arme (6) jeder Setterplatte (2) eine Öffnung (11) enthalten, um eine Befestigung der Distanzhalter (7) zu ermöglichen, wobei diese Öffnung so geformt ist, dass sie den vorstehenden Zapfen (8) des Distanzhalters umschließen kann.
Brenngestell gemäß Anspruch 9, wobei ein oder mehrere Arme (6) jeder Setterplatte (2) eine Öffnung (11) enthalten, um eine Befestigung der Distanzhalter (7) mittels eines Stifts (12) zu ermöglichen.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Setterplatten (2) und Distanzhalter (7) einen Werkstoff umfassen, ausgewählt aus der Gruppe Cordierit-basierende Werkstoffe, Siliciumcarbid-basierende Werkstoffe, Aluminiumoxid-basierende Werkstoffe, Zirconiumdioxid-basierende Werkstoffe, Si₃N₄-basierende Werkstoffe, und deren Mischungen.
Brenngestell gemäß Anspruch 12, wobei die Setterplatten (2) Mullit enthalten.
Brenngestell gemäß Anspruch 12, wobei die Distanzhalter (7) Mullit enthalten.
Brenngestell gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Brenngestell genutzt wird zur Unterstützung von Geschirrartikeln, insbesondere von Tellern, Schüsseln und Tassen.