DE3818854C2 - - Google Patents
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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, bestehend aus mehreren, in einer Ebene angeordneten und abnehmbaren
Setzplatten, die von Einzelstützen getragen werden, wie
sie z. B. aus der DE 28 17 887 A1 bekannt ist.
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. Nachteilig ist ferner das verhältnismäßig
hohe Gewicht neben der erwähnten schlechten Raumausnutzung.
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 durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet. 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.
Hierbei können die Seitenflächen auch gebogen sein.
Der Vorteil gegenüber den 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 den 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 übereinander gefügt werden
können, lassen sich meherere 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 Brennhilfsmittelgewichten 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 dargestellte 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 1
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 (8)
1. Vorrichtung zum kapsellosen Brennen von Geschirr bestehend
aus mehreren, in einer Ebene angeordneten und abnehmbaren Setzplatten
(2), die von Einzelstützen (1) getragen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Setzplatte (2) von zwei Einzelstützen (1) getragen wird,
das Verhältnis der Setzplatten zur Anzahl der Einzelstützen pro
Lage 1 : 1 beträgt und die einzelnen Setzplatten einer Lage über
die Einzelstützen in Verbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstützen (1)
mit Aussparungen (7) für die Setzplatten (2) versehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstützen (1)
in ihrem Querschnitt dreickförmig (1a), kreisförmig (1b), winkelförmig,
quadratisch oder rechteckförmig (1c) ausgestaltet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei Setzplatten
(2) mit drei Stützen bis sechs Setzplatten (2) mit sechs Stützen
in einer Ebene besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus vier Einzelstützen
(1) und vier Setzplatten (2) in einer Ebene besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei Einzelstützen
(1) und drei Setzplatten (2) in einer Ebene besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß Einzelstützen und Setzplatten
in mehreren Setzetagen (11) übereinander angeordnet sind,
wobei die Einzelstützen (1) an den Verbindungsflächen (6a, 6b) zu
sammengefügt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflächen
auf der Ober- (6b) und Unterseite (6a) der Einzelstützen (1) mit
Arretierungsnocken (6) und Vertiefungen (6c, 5a) versehen sind, die
als verschiebungsfeste Verbindungsfläche der aufeinandergesetzten
Einzelstücke (1) wirken.
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