DE3818854A1 - Vorrichtung zum kapsellosen brennen von geschirr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kapsellosen Brennen von Geschirr, insbesondere Porzellan und Keramiktellern im Tunnelofen, Herdwagen­ und Kammeröfen sowie in Schnellbrennöfen mit einer und mehreren Brennebenen.

Das Brennen von Flachgeschirr im Tunnelofen erfolgt heute in sogenannten Sparkapseln, in denen die Teller bei Temperaturen von ca. 1400°C gebrannt werden. Das Gewicht der Kapseln beträgt in der Regel das 5- bis 8fache des Gewichtes des zu brennenden Geschirrs. Dieses Gewicht ist eine wesentliche Ursache dafür, daß zum Brennen von Porzellantellern über 7000 kcal/kg benötigt werden, während der theoretische Wärmebedarf nur bei 10% dieses Wertes liegt. Hinzu kommt, daß das Be- und Entladen der Kapseln sehr arbeitsintensiv ist, da die Kapseln jeweils auseinandergestapelt und wieder aufgestapelt werden müssen.

Aus der DE-OS 28 17 887 sind Brennhilfsmittel bekannt, die aus Platten bestehen, die sich über Füße auf einer Auflage bzw. jeweils darunter befindlichen Platte abstützen und im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind. Aus diesen Brennhilfsmitteln hat man bisher nur relativ niedrige Stapel hergestellt, da sie in sogenannten Schnellbrennöfen zur Anwendung kommen, also nicht in Tunnelöfen, in denen viele Tellerkapseln zu erheblichen Stapeln aufgetürmt und auf den Tunnelofenwagen gesetzt werden.

Aus den DE-OS 30 06 375 und 30 06 376 sind Brennhilfsmittel bekannt, in denen das Brenngut bis zur Höhe des Tunnelofenquerschnitts aufgestapelt werden kann. Hierbei werden Setzplatten verwendet, die aus paarweise nebeneinander angeordneten, im wesentlichen kreisförmigen Platten bestehen. Diese sind am Umfang zur Aufnahme von den Plattenabstand herstellenden Füßen mit Ansätzen versehen, die die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks besitzen, dessen Scheitelwinkel größer als 60° ist. Jeweils zwei Platten sind an dem am Dreiecksscheitel sitzenden Ansatz und je einem weiteren Ansatz miteinander verriegelt. Dieses System weist gegenüber den herkömmlichen Systemen einige Vorteile auf, jedoch ist die Raumausnutzung im Tunnelofen noch nicht optimal. Außerdem ist die Konstruktion noch relativ kompliziert und nicht ausreichend vereinfacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum kapsellosen Brennen von Geschirr zur Verfügung zu stellen, die eine weiter optimierte Raumausnutzung im Ofen erlaubt. Gleichzeitig soll das Gewicht der Vorrichtung minimiert werden. Schließlich soll durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht werden, daß das Be­ und Entladen des Brennwagens beschleunigt und nach Möglichkeit sogar automatisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus mehreren abnehmbaren, das Geschirr aufnehmenden Setzplatten besteht, welche jeweils durch zwei Einzelstützen getragen werden. Die Einzelstützen sind vorzugsweise an ihrer Ober- und Unterseite so ausgeformt, daß sie als Verbindungsfläche wirken, wenn mehrere Stützen übereinander gestapelt werden. Darüber hinaus können die Einzelstützen mit Aussparungen für die Setzplatten, Aretierungsnocken und Vertiefungen versehen sein. Die Aussparungen sind so ausgestaltet, daß die Setzplatten in ihrem thermischen Ausdehnungsverhalten nicht behindert werden. In ihrem Querschnitt können die Einzelstützen verschiedene geometrische Formen aufweisen. Bevorzugt sind dreiecksförmige, kreisförmige, winkelförmige, quadratische oder rechtecksförmige Ausgestaltungen. Hierbei können die Seitenflächen auch gebogen sein.

Die Flächen der Setzplatten sind an die Größe des jeweiligen Brenngutes angepaßt. Vorzugsweise geschieht diese Anpassung nur im Mittelteil der Setzfläche, während an den Enden die Setzflächen schmal ausgestaltet sind und so ausgeformt sind, daß sie in die Aussparungen der Einzelstützen eingesetzt werden können. Durch diese Bauweise wird eine optimale Gewichtsersparnis erreicht. Die Stützenzahl der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. Bei Vorrichtungen mit einer Setzplatte in einer Ebene beträgt das Verhältnis der Stützenzahl zur Setzplattenzahl 2:1, d.h., eine Setzplatte wird von zwei Stützen getragen. Bei mehr Setzplatten in einer Ebene ist das Verhältnis immer 1:1. Vorzugsweise bestehen die erfindungsgemäßen Vorrichtungen aus einer bis sechs Setzplatten in einer Ebene.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung besonders bevorzugt, bei der auf drei oder vier Einzelstützen drei oder vier Setzplatten gesetzt werden. Der Vorteil gegenüber den aus den DE-OS 30 06 375 und 30 06 376 bekannten Vorrichtungen ist, daß statt drei Stützen nur noch zwei Stützen je Setzfläche erforderlich sind. Demzufolge sind für vier Setzflächen nur noch vier Stützen bzw. für drei Setzflächen nur noch drei Stützen erforderlich, während im angegebenen Stand der Technik zwölf bzw. neun Stützen vorhanden sind. Die Folge hiervon ist eine erhebliche Gewichtsersparnis gegenüber dem bisher bekannten Vorrichtungen. Die Gewichtsersparnis nimmt mit der Zahl der in den Ofen eingesetzten Setzplatten zu. Dadurch, daß die Einzelstützen so ausgeformt sind, daß sie übereinandergefügt werden können, lassen sich mehrere Setzetagen übereinander anordnen. Für den Aufbau von zwei Setzetagen für je vier Teller werden acht Stützen gebraucht. Bei dem in den DE-OS 30 06 375 und 30 06 376 angegebenen Stand der Technik werden hier jedoch bereits vierundzwanzig Stützen benötigt. So daß auch beim Aufbau mehrerer Setzetagen es zu erheblichen Gewichtseinsparungen bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt.

Die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im wesentlichen aus rekristallisierten SiC, nitridgebundenem SiC sowie mullitgebundenem SiC und Al₂O₃ hergestellt. Diese Produkte sind im Handel unter den Namen Crystar®, Cryston® und Mulnorite® erhältlich. Zu den für die vorliegende Erfindung geeigneten technischen Keramikgüten mit besonderen Eigenschaften zählen noch herkömmliches gebundenes Siliziumkarbid und siliziuminfiltrierte Siliziumkarbid-Güten.

Die geometrische Ausformung der Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die Wahl der geeigneten technischen Keramikgüte ermöglichen eine optimierte Brennraumausnützung und eine variable Setzraumgestaltung. Von besonderem Vorteil ist erfindungsgemäß die Möglichkeit, mit minimal möglichen Brennhifsmittelgewichten zu arbeiten. Daher ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Schnellbrandbedingungen geeignet. Die Setzplattendicken entsprechen annähernd den Dicken des Brenngutes. Hierdurch wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung über dem Brenngutquerschnitt und eine Erhöhung der Oberflächengüte des Brenngutes gewährleistet. Durch eine entsprechende Anordnung des Brenngutes im System kann die Brennraumkapazität optimal genutzt werden. Die einzelnen Elemente des Systems sind variabel und können stets den Erfordernissen des Brenngutes angepaßt werden. Insbesondere können ohne großen Aufwand die Setzflächen ausgetauscht werden, so daß nur solche zum Einsatz kommen, die der jeweiligen Größe des Brenngutes angepaßt sind. Das System kann darüber hinaus über Stellgerüste und diverse Stellflächen auf verschiedene Brennwagen aufgebaut werden. Der vorhandene Brennraum kann so in der Höhe mehrfach genutzt werden. Das Brenngut ist von verschiedenen Seiten einsetzbar und entleerbar. Die geometrische Ausgestaltung der Setzplatten hat schließlich den Vorteil, daß die Plattendurchbiegung auf der Setzfläche auch bei minimalen Plattendicken weitgehend vermieden wird. Sie verhindert zugleich eine Veränderung der Planimetrie im Stellbereich des Brenngutes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in den verschiedensten Ofensystemen eingesetzt werden. Je nach Verwendung und Auswahl der Keramikmaterialien für die Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese bei Temperaturen bis zu 1700°C einsetzbar. Da das Brenngut leicht einsetzbar und entleerbar ist, erfüllt die erfindungsgemäße Vorrichtung auch die Voraussetzungen für ein automatisiertes Einsetzen und Entleeren.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Abbildungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine aus vier Einzelstützen und vier Setzplatten bestehende Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine aus drei Stützen und drei Setzplatten bestehende Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine dreiecksförmige Stütze im Querschnitt.

Fig. 3a zeigt Ausgestaltungsformen der Oberflächen der Ober- und Unterseite der Stütze.

Fig. 3b zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Ober- und Unterseitenfläche der Stütze.

Fig. 4 zeigt verschiedene geometrische Formen von Stützen.

Fig. 6 und 7 zeigen geometrische Formen von Setzflächen.

Fig. 8 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Ofen mit mehreren Setzflächen übereinander.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der auf vier Einzelstützen 1 vier Setzplatten 2 ruhen. Auf den Setzplatten 2 befinden sich die zu brennenden Teller 3. Der Mittelteil 9 entspricht in seiner Breite dem Durchmesser der Auflagefläche der Teller 3. Zu den beiden Enden hin verjüngt sich die Breite der Setzplatten 2. Die Entnahme der Teller 3 ist an den Seiten 4 möglich.

Fig. 2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der auf drei Einzelstützen 1 drei Setzplatten 2 ruhen. Die Form der Setzplatten 2 und der Teller 3 entspricht der in Fig. 1 dargelegten Ausgestaltung.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäß bevorzugte Ausgestaltung einer Stütze im Querschnitt dargestellt. Diese Stütze hat die Form eines Dreiecks. Die Arretierungen 5 und die Einlassungen 6 dienen dem formschlüssigen, verschiebungsfesten Übereinandersetzen der Stützen beim Aufbau mehrerer Setzplatten. So ist die Arretierungsnocke 6 genau der Aussparung 6 c angepaßt. Gleiches gilt für die Arretierungsnocke 5 und die Aussparung 5 a. Durch diese Form der Ausgestaltung können die Ober- (6 b) und Unterfläche (6 a) so aufeinander gesetzt werden, daß sie als verschiebungsfeste Verbindungsfläche wirken. Hierdurch können mehrere Stützen übereinander gesetzt werden, ohne daß die Gefahr des Verrutschens oder sonstiger Instabilitäten besteht. Mit den in die Aussparungen 7 eingesetzten Setzplatten 2 lassen sich viele Setzetagen übereinander anordnen, ohne daß die Gefahr von Instabilitäten besteht. Grundsätzlich können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung die heute üblichen Brennöfen in ihrem gesamten Querschnitt gefüllt werden.

In Fig. 4 sind unterschiedliche geometrische Formen der Stützen 1 im Querschnitt gezeichnet. Besonders bevorzugt werden die dreieckigen, kreisförmigen, quadratischen und rechteckigen Formen 1 a, 1 b, 1 c. Auch die an den Seitenflächen abgerundeten Formen 1 d und 1 f können eingesetzt werden.

In den Fig. 6 und 7 sind die geometrischen Formen der erfindungsgemäßen Setzplatten 2 dargestellt. Besonders bevorzugt wird die in Fig. 6 dargestellt Form, da hier einerseits Setzplatte 2 und Größe des Brenngutes optimal aufeinander abgestimmt sind und andererseits das Setzplattendurchbiegen verhindert wird. Eine optimale Gewichtsersparnis wird bei der in Fig. 7 dargestellten Form erreicht. Bei beiden Formen sind die Enden 8, die in die Aussparungen 7 der Stützen 1 eingesetzt werden, erheblich schmaler als die an das Brenngut angepaßte Setzfläche 9.

In Fig. 8 wird schließlich der Querschnitt eines Ofens gezeigt, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung untergebracht ist. Die Anzahl der Setzplatten 2 wird lediglich durch die Setzhöhe 11 bestimmt. Die Setzhöhe 11 hängt wiederum von der Höhe des Brenngutes ab. Die Stützen lassen sich je nach Brennguthöhe ggf. variieren. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich der Ofen in seiner vollen Breite und Höhe mit Brenngut füllen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum kapsellosen Brennen von Geschirr, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren abnehmbaren, das Geschirr aufnehmenden Setzplatten (2) besteht, welche jeweils durch zwei Einzelstützen (1) getragen werden.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen auf Ober- (6 b) und Unterseite (6 a) der Einzelstützen (1) so ausgeformt sind, daß sie als Verbindungsfläche von übereinander gesetzten Stützen wirken.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstützen (1) mit Aussparungen (7) für die Setzplatten (2), Arretierungsnocken (6) und Vertiefungen (6 c, 5 a) versehen sind.

4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstützen (1) in ihrem Querschnitt dreiecksförmig (1 a), kreisförmig (1 b), winkelförmig, quadratisch oder rechtecksförmig (1 c) ausgestaltet sind.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (9) der Setzplatten (2) eine an das jeweilige Brenngut angepaßte Größe haben.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzplatten in ihrem als Setzfläche dienenden Mittelteil (9) der Auflagefläche des jeweiligen Brenngutes angepaßt sind und an zwei Enden (8) so ausgeformt sind, daß sie in die Aussparungen (7) der Einzelstützen (1) eingesetzt werden können.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzplatten (2) in ihrem thermischen Ausdehnungsverhalten durch die Gestaltung der Einzelstützen (1) mit den Plattenauflageaussparungen (7) nicht behindert werden.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form der Setzplatten (2) eine Veränderung der Planimetrie im Stellbereich des Brenngutes verhindert.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Stützenzahl zur Setzplattenzahl bei einer Setzplatte (2) in einer Ebene 2:1 und bei mehr als einer Setzplatte (2) in einer Ebene 1:1 beträgt.

10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Setzplatte (2) in einer Ebene mit zwei Stützen bis sechs Setzplatten (2) in einer Ebene mit sechs Stützen besteht.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus vier Einzelstützen (1) und vier Setzplatten (2) in einer Ebene besteht.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei Einzelstützen (1) und drei Setzplatten (2) in einer Ebene besteht.

13. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelstützen und Setzplatten in mehreren Setzetagen (11) übereinander angeordnet sind, wobei die Einzelstützen (1) an den Verbindungsflächen (6 a, 6 b) zusammengefügt sind.