PT94730B

PT94730B - Tabuleiro para cozedura de pecas ceramicas

Info

Publication number: PT94730B
Application number: PT94730A
Authority: PT
Original assignee: Riedhammer Gmbh Co Kg
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1990-07-17
Publication date: 1997-08-29
Also published as: GB9015590D0; IT9020952A1; ES2023073A6; IT9020952A0; FR2649785B1; IT1243346B; GB2236583B; DE3923564C1; FR2649785A1; PT94730A; GB2236583A

Description

As peças cerâmicas para cozedura, em especial os produtos de cerâmica fina, como a porcelana são dispostas sobre tabuleiros adequados ou sobre os designados meios auxiliares de cozedura e, em seguida cozidas num forno continuo como,por exemplo,um forno de túnel ou num forno descontínuo como, por exemplo, um forno de vagonetas.

A fim de dispor as peças para cozedura umas sobre as outras, em andares sucessivos, empregam-se meios auxiliares de cozedjj ra constituídos por placas e barras que em conjunto formam uma es pécie de estrutura,para receber as peças para cozedura. Independentemente do facto de este tipo de construções não ser muito estável e se desmoronar frequentemente, durante o transporte, sobre um carro do forno não é de todo possível, nestes casos, fazer uma colocação e remoção mecanizada dos produtos cerâmicos.

mesmo se pode dizer quanto ao emprego das designadas cj5 psulas de cozedura de dimensões adaptadas às peças específicas a cozer.

Com o desenvolvimento dos fornos de cozedura rápida passou-se a efectuar a cozedura numa única camada ou andar ou seja, os artigos são dispostos yns ao lado dos outros e não uns sobre os outros. Assim só se tornam necessários os tabuleiros adequados.

As dimensões típicas do canal de um forno de cozedura rápida são 3 a 5 m de largura, 10 a 50 cm de altura. Nessas condições verifi. ca-se o problema de não haver tabuleiros com essa largura feitos de uma única peça ou seja o tabuleiro para as peças para cozedura tem que ser compostos por vários tabuleiros. Por este motivo,nas zonas de contacto entre os vários tabuleiros encontram-se arestas e depressões que não proporcionam uma superfície de assentamento perfeitamente plana,para assentamento da peça a cozer. Além disso, existe o perigo de se gerarem grandes tensões térmicas em tabuleiros de grande superfície, quando estes atravessam o forno.

Pela patente DE-OS 28 44 281 ficou a conhecer-se um tabuleiro para peças cerâmicas para cozedura construído como um pen71 307

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-3te em que as costas do pente são encaixadas em rasgos existentes em barras que assentam sobre o fundo da vagoneta do forno. Neste caso a disposição dos dentes do pente deve ser tal que os seus extremos livres fiquem num plano horizontal. Esta solução é desvantajosa pela complicação da sua construção e pela sua reduzida estabilidade mecânica. Além disso, a configuração de cada fila das colunas de su porte tem que ser ajustada individualmente, em conformidade com o produto para cozedura.

Na patente DE-OS 35 16 490 propõe-se dividir os meios auxiliares de cozedura feitos apenas em cerâmica, num componente cerâmi. co e outro à base de fibras. Nesse caso os corpos de base de cerâmi, ca cozida, em forma de segmentos devem ser colocados de forma estável em ranhuras, rasgos ou outras cavidadas da manta de fibras. Sobre a superfície superior dos corpos de base colocam-se então as peças para cozedura. Se bem que estes meios auxiliares de cozedura se possam utilizar em fornos de cozedura rápida, do tipo atrás ref£ rido, verifica-se uma desvantagem não desprezável deste arranjo que consiste no facto de os meios auxiliares de cozedura e em especial a disposição dos corpos de base se ter que fazer um por um isto é, quando se colocam artigos diferentes para cozer os corpos de base têm que ser redispostos de forma adequada a recebê-los.

Se bemque-como se argumenta na patente DE-OS 35 16 490 esta redisposição dos corpos de base possa ser automatizada por meio de um autómato, encontra-se neste sistema uma desvantagem importar^ te da proposta referida, visto que a redisposição custa tempo e d_i nheiro e há sempre o perigo de se verificarem destruições mecânicas .

Neste contexto,o objectivo do presente invento consiste em proporcionar um meio auxiliar de cozedura ou um tabuleiro para colocação de artigos cerâmicos, para cozer em que se obviem as desvari tagens atrás referidas. Em particular, o tabuleiro deve ser concebi, do de modo que, qualquer que seja o artigo para cozedura que sobre ele se vá colocar, se possa utilizar de forma universal e portanto permita uma colocação e remoção das peças automatizada.

invento baseia-se na constatação de que as desvantagens

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anteriormente referidas podem ser obviadas compondo os tabuleiros de grande superfície conhecidos das actuais técnicas com vários _e lementos tipo mosáico que, embora colocados uns junto aos outros, mantenham uma certa mobilidade relativa.

Deste modo as variações de comprimento que se verificam p.e lo efeito térmico são transmitidas a troços pequenos semelhantes a mosaicos, sendo assim facilmente controladas.

Além disso, verificou-se através da concretização do presente invento que a composição do tabuleiro tipo mosaico em que a parte superior dos elementos em forma de barras constituem um conjunto semelhante a uma cama de faquir tem a vantagem de os gases do forno poderem passar através das barras verticais. Deste modo o material a cozer,disposto numa única camada,é banhado por todos os lados uniformemente pelos gases do forno,aquecendo-o,não só mais rapidamente como também de forma mais regular. Os pés frios que se observam vulgarmente nas peças quando se utilizam meios auxiliares de cozedura correntes nas técnicas convencionais de cozedura ficam assim eliminados. Por pés frios designam os ceramistas as regiões inferiores das peças que não recebem sufici ente calor, por exemplo a parte inferior de uma peça que foi col£ cada no centro de um carro do forno,directamente sobre a placa do forno e, por esse motivo, não foi atingida suficientemente pelos ga. ses do forno.

invento descreve, na sua forma de concretização mais genérica um tabuleiro para cozimento de peças cerâmicas constituído por múltiplos elementos indeformáveis a temperaturas superiores às temperaturas máximas de funcionamento do forno que apresentam uma parte inferior ou pé, e uma parte superior que se prolonga p_a ra cima, em forma de vareta, cujas superfícies frontais servem de apoio para os artigos para cozedura e se encontram sobre um mesmo plano,ficando os elementos posicionados por encosto uns aos outros, pelo menos, pelos pés e deixando espaços livres entre as partes superiores.

Uma característica importante do presente invento reside no facto de se constituir o tabuleiro por meio de elementos indi71 307

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viduais que formam um mosáico. E também importante o facto de estes elementos serem compostos por duas partes, uma inferior que forma um pé que serve essencíalmente, para posicionar o elemento e uma parte superior que,por um lado,serve para assentamento da peça para cozedura e,por outro lado,serve simultaneamente, em resultado da sua forma, para criar espaços livres que facilitam a passagem dos gases do forno.

A formação dos pés e o arranjo dos elementos individuais, uns em relação aos outros,pode fazer-se de várias maneiras. Os pés e portanto os elementos podem estar em contacto directo uns com os outros. Neste caso recomenda-se uma secção transversal do pé de forma poligonal, por exemplo,em forma de favo. Assim a cada uma das seis superfícies do pé encostam-se as superfícies correspondentes de seis pés de outros tantos elementos vizinhos. Deste modo obtem-se um posicionamento quase in situ dos elementos uns em relação aos outros. Obviamente que se consegue também um arrari jo semelhante,por exemplo,com secções transversais do pé de forma quadrada ou circular sendo no entanto preferível uma secção trans versai que permita obter-se uma superfície mais ou menos fechada.

E também possivel colocar os pés em cavidades correspondejn tes de um dispositivo de suporte feito de material resistente a altas temperaturas. Este dispositivo de suporte pode ser uma placa ou manta cerâmica, em particular,uma manta de fibras cerâmicas. Contrariamente à forma de construção descrita na patente DE-0S 35 16 490, neste caso os elementos individuais devem ser dispostos uns ao lado dos outros de uma forma estatisticamente regu_ lar conforme adiante se descreverá em pormenor.

As partes superiores podem ter uma secção transversal com a forma que se quiser. E, no entanto, importante que a secção tran_s versai seja escolhida de modo que, entre as partes superiores vizi_ nhas,se deixe um espaço livre de forma que depois de colocadas as peças a cozer se mantenha,por baixo destas,uma espécie de sistema de canais que deixe passar os gases do forno livremente e sem estrangulamentos. Deste modo,fica assegurado que se pode trabalhar no forno exclusivamente com queimadores colocados da parte de ci71 307

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-6Como não é de excluir que durante a travessia do forno, exporadicamente, algumas peças estalem ou dos queimadores saiam impurezas, por exemplo, que sejam projectadas sobre as peças para c£ zedura,é recomendável que o espaço livre entre as partes superiores do elementos, imediatamente acima dos pés, seja cheio com um material resistente a altas temperaturas, por exemplo,uma manta de fibras cerâmicas, de modo a que estas partículas estranhas caiam sobre a manta e não se possam introduzir entre as superfícies de pés vizinhos .

As partículas estranhas que ficam em cima da manta de fibras podem ser facilamente aspiradas já fora do forno.

Durante a travessia do forno os elementos ficam expostos a temperaturas diferentes. A fim de evitar o aparecimento de tensões entre os pés dos elementos individuais,propõe-se fazer os el£ mentos, ou, pelo menos,os pés dos mesmos, num material com um coeficiente de dilatação térmica reduzido. Como,no entanto,não existe nenhum material que, na prática, não se dilate com o calor o presente invento propõe, numa forma de construção vantajosa, prever entre os elementos individuais ou entre grupos de elementos folgas de dilatação, enchendo-as com um material resistente a altas temp_e raturas, compressivel mas que recupere da compressão, como por exemplo,uma manta de fibras cerâmicas. Neste caso as folgas de dila tação devem ser tão pequenas quanto possível para não se pôr em pe. rigo a estabilidade dos elementos uns em relação aos outros.

A escolha do material dos elementos é também determinada p_e las aplicações a que cada parte se destina. Assim propõe-se no pr_e sente invento fazer os pés dos elementos em material isolante e as partes superiores, em forma de vareta, num material condutor de ca lor. Deste modo, para baixo, em direcção ao conjunto de movimentação, por exemplo, o carro do forno, consegue-se um isolamento térmi. co aceitável ao mesmo tempo que as partes superiores dos elementos em forma de vareta absorvem com relativa facilidade o calor dos gja ses que os banham e o transferem para a peça para cozedura. Por e_s te motivo propõe-se também que as partes em forma de vareta sejam ocas .

Como materiais encontram-se indicados, entre outros, o éxi71 307

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do de alumínio, o carboneto de silício, o carboneto de silício recristalizado, SiSiC , o dióxido de zircónio, ou o dióxido de titânio. Os elementos individuais podem ser feitos por vazamento ou por prensagem. As peças prensadas têm a vantagem de possuir uma densidade superior e,consequentemente,um alongamento térmico menor .

Os elementos individuais são então colocados um a um sobre um carro do forno num receptáculo correspondente do lado do rebordo, e apenas numa fiada. Neste caso a altura dos elementos e a áre a das secções transversais das partes superiores, em especial, é determinada pelo material para cozedura. No caso da porcelana encontra-se recomendada uma altura total do elemento de 5 a 15 cm, em que o pé ocupe sensivelmente metade da altura total do elemento. No caso de secções transversais circulares o diâmetro da parte superior dos elementos deverá ser de 0,5 a 1,5 mm, sendo a distância livre entre as partes superiores, de preferência, 0,3 a 1,0 cm de modo que qualquer peça para cozedura possa ser assente sem dificul^ dade sobre o tabuleiro concebido de acordo com o presente invento.

A fim de evitar uma colagem ou ligação por sinterização, e_n tre as peças a cozer e as superfícies de assentamento, pode ser vani tajoso prover as superfícies de topo dos elementos com um desmoldante que, por exemplo, antes de cada ciclo do forno se espalha, ou aplica por pulverização ou colagem.

Outras caracteristicas poderão ser inferidas da parte carac terizante das reivindicações secundárias,assim como,dos outros documentos de suporte do pedido de patente.

Em seguida, o invento será explicado com o auxilio dos vários desenhos representativos de exemplos, de concretização sendo no entanto os desenhos apresentados sob a forma de esquemas a fim de facilitar a visualização das peças, nos quais:

a Fig. la: é uma vista lateral de um elemento individual, a Fig. lb: é uma vista por cima do elemento da Fig. la, a Fig. 2 : é uma perspectiva de um tabuleiro composto por múltiplos elementos, a Fig. 3 : é um corte longitudinal de uma outra forma de

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-8construção de um tabuleiro com peças a cozer assentes sobre ele, a Fig. 4 : é um corte vertical num forno de cozedura rápida onde se vê um tabuleiro assente, a Fig. 5 : é uma forma de construção alternativa de um tabu leiro.

Nas Figuras, peças de construção equivalentes na sua função são assinaladas pela mesma referência.

elemento 10 de acordo com as figuras la, b é constituído por um pé 12 com uma secção transversal hexagonal e uma parte supje rior com a forma de uma barra com secção transversal circular. Da Fig lb depreende-se que a área da secção transversal do pé 12 é maior que a área da secção transversal da parte superior 14. A pa_r te superior 14 está configurada como um cilindro oco enquanto o pé é maciço.

Como se vê na Fig. 2 juntam-se vários elementos para formar um tabuleiro, encostando-se a cada uma das seis faces do pé 12 uma superfície de um elemento vizinho 10, obtendo-se uma construção em forma de favo dos pés 12 dentro de um quadro 18 com um fundo 20. 0 quadro 18,em forma de caixa com o fundo 20,é feito de um material resistente a altas temperaturas, por exemplo SiC, Al^O^. As peças podem,no entanto,ser também feitas de material à base de fibras cerâmicas.

Dado que os elementos 10 são iguais na sua construção, os pés 12,quando postos em conjunto,formam um fundo mais ou menos fachado 22,do qual sobressaem para cima as partes 14 em forma de bar. ra. As superfícies de topo 24 dos elementos 10 encontram-se num mesmo plano e servem de superfície de assentamento para os artigos de cerâmica 26 a cozer (Fig 3). Mesmo quando os artigos para cozedura 26 estão assentes, entre as partes 14, em forma de barras fica permanentemente um espaço livre 28. E importante que este espaço livre 28 fique aberto na horizontal, da frente para trás e da di_ reita para a esquerda,a fim de que os gases do forno possam passar livremente pelos espaços livres 28, quando o tabuleiro colocado, por exemplo, sobre um carro de forno,é deslocado ao longo de um

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-9forno de cozedura rápida. Deste modo o artigo para cozedura 26 é aquecido não só pelo lado de cima como também pelo lado de baixo de uma maneira uniforme,fazendo-se o tratamento térmico uniforme do artigo a cozer 26. 0 artigo é banhado por todos os lados de forma uniforme pelos gases de combustão.

As dimensões dos elementos 10 e,em especial,a distância livre entre as peças superiores é escolhida de acordo com a aplicação específica em causa,e efectivamente de modo que peças pequenas e grandes possam ser assentes com segurança sobre as superfícies de topo 24 de elementos 10 vizinhos. Assim,a distância entre os elementos é escolhida tão pequena que permita que,mesmo nos casos de colocação automatizada das peças,se verifique permanentemente o assentamento destas,pelo menos,em três pontos (superfícies de topo 24). Por exemplo,para fornos para cozedura de porcelana a forma e tamanho dos elementos é determinada pelas peças mais pequenas a c£ zer como, por exemplo, copos para ovos cozidos, verificando-se portari to que as peças maiores como pratos, chávenas ou cafeteiras de café podem ser assentes sem qualquer dificuldade sobre os elementos 10, visto que ficam assentes sobre um número de elementos 10 correspondentemente maior.

Conforme o material de que são feitos os pés 12, em especial na zona de cozedura do forno, podem verificar-se dilatações téj? micas do material da matriz. Em virtude do encosto das superfícies dos elementos uns contra os outros podem aparecer - dependendo da temperatura local - tensões mecânicas entre elementos vizinhos 10. Por este motivo propõe-se prever entre cada 6 ou cada 10 filas de elementos 10 uma folga de dilatação na qual se introduz, por exemplo, uma manta flexível de fibras cerâmicas que compense,sem dificuldades, a dilatação verificada. Do mesmo modo pode prever-se a t£ da a volta do quadro 18 uma folga de dilatação que tenha o mesmo efeito.

A Fig. 3 mostra uma forma de construção de um tabuleiro 16 em que, sobre as superfícies frontais 30 dos pés 12, se encontra colocada uma manta de fibras cerâmicas 32 que fica entre as peças superiores 14 e cuja altura é inferior à da parte 14, em forma de barra, sobressaindo a manta de fibras 32, 1ivremente nara cima. A

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manta de fibras 32 tem por missão impedir que partículas estranhas, por exemplo, resultado de quebras do material a cozer 26 caj^ am directamente sobre os pés 12,ou na zona de contacto entre elementos 10 vizinhos,e possam provocar aí tensões mecânicas entre os elementos 10.

Estas partículas estranhas caem então sobre a superfície de manta de fibras 32 e podem, depois de o tabuleiro ter saído do forno, ser facilmente recolhidas ou aspiradas. Simultaneamente,a t

manta de fibras serve de isolamento térmico em relação ao fundo 20.

A Fig. 4 mostra a forma como um tabuleiro 16 fica colocado sobre um carro de forno 32,que nos bordos fica vedado em relação ãs paredes 34,36 do forno 38,por meio de um sistema de saliência e reentrância existentes,respectivamente,no carro e na parede.

Da Fig. pode também inferir-se que nas paredes larerais 34,38 se encontram dispostos queimadores 40, os quais se situam sensivelmente à altura do material para cozedura, isto é, o forno funciona exclusivamente com queimadores superiores. Com a configuração do tabuleiro 16 executado de acordo com o presente invento,pode portanto prescindir-se dos queimadores inferiores, ou seja de queimadores colocados por baixo do material a cozer, visto que, através dos espaços livres 28 se consegue também uma transmissão de calor na região situada por baixo do material para cozedura 26. Deste modo,a construção do forno torna-se na generalidade mais simples e diminui-se o consumo de energia.

tabuleiro 16 representado na Fig. 5 difere do da Fig. 2 por os pés 12 dos elementos 10 não estarem encostados uns aos ou tros e portanto o seu posicionamento não ser determinado por esse processo, sendo neste caso os elementos enfiados em reentrâncias 42 existentes numa manta da fibras cerâmicas 44. Para o efe_i to deve, de preferência, escolher-se uma manta com uma densidade relativamente grande a fim de garantir uma colocação segura dos elementos 10. Nesta forma de construção pode prescindir-se da manta de fibras 32, separada, representada na Fig. 3. De resto, as vantagens anteriormente referidas conseguem-se igualmente, pa_r ticularmente no que se refere aos espaços livres entre as partes superiores 14, disposta horizontalmente, que podem ser atravessa71 307

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-11dos pelos gases do forno, para aquecer o material a cozer pelo lado de baixo.

Se se desejar, sobre um carro de forno pode-se colocar um único tabuleiro 16. Do mesmo modo .é possível executar vários tabuleiros quase como módulos e colocá-los encostados uns aos outros.

Claims

reivindicaçSes

1 - Tabuleiro para a cozedura de peças cerâmicas (26) constituído por múltiplos elementos (10) de forma estável a temperaturas superiores às temperaturas máximas da cozedura, formados por um pé (12) que assenta sobre um fundo (20) e uma parte com forma de vareta (14) que se prolonga para cima, cuja face de topo serve de superfície de assentamento para as peças a cozer (26), podendo os elementos (10) serem posicionados encostados uns aos outros, p£ lo menos, pelos seus pés (12) enquanto entre as partes superiores (14) ficam espaços abertos (28).
2 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por dos pés (12) os elementos (10) terem uma secção transversal com uma área superior à da secção transversal da respectiva parte superior (14).
3 - Tabuleiro de acordo com as reivindicações 1 ou 2, carac terizado por os pés (12) e/ou as partes superiores (14) terem uma secção transversal de forma poligonal.
4 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os pés (12) e/ou as partes superiores (14) terem uma secção transversal com a forma de favo de abelhas.
5 - Tabuleiro de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado por as partes superiores (14) terem uma secção transversal com a forma circular.
6 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicaçSes 1 a 5, caracterizado por os pés (12) dos elementos (10) estarem encostados uns aos outros.
7 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por entre os pés (12) dos elementos individuais (10) ou grupos de elementos (10) se encontrarem previstas folgas de di.

1atação.
8 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as folgas de dilatação serem preenchidas por um material compressível, reversível, resistente a altas temperaturas.

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9 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as folgas de dilatação serem preenchidas com um material à base de fibras cerâmicas.
10 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, . caracterizado por os pés (12) estarem alojados em cavidades (42) previstas num dispositivo de suporte (44) feito de material resistente a altas temperaturas.
11 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o dispositivo de suporte (44) ser constituído por uma pl.a ca cerâmica ou uma manta cerâmica.
12 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o dispositivo de suporte ser constituído por uma manta de fibras cerâmicas.
13 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por os espaços livres (28), entre as partes superiores (14) com a forma de varetas, na zona adjacente aos pés (12), serem preenchidos com um material resistente a altas temperaturas (32), do qual sobressai, para cima, o elemento (10) (em direcção à peça que ficará assente sobre ele).
14 - Tabuleiro de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o espaço livre (28) estar parcialmente preenchido por material â base de fibras cerâmicas.
15 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por os pés (12) dos elementos (10) serem feitos de um material isolante do calor e as partes superiores (14) em forma de vareta serem feitas de um material condutor de calor.
16 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por o elemento (10) ser feito em duas partes, ficando a parte superior (14) com a forma de vareta encaixada no respe£ tivo pé (12 ).
17 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por,pelo menos, a parte superior (14) com a forma de vareta ser oca .
18 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 17,

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-14caracterizado por o elemento (10) ser feito, total ou parcialmente de um material cerâmico resistente a altas temperaturas.
19 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado por o elemento (10) ser uma peça vazada ou prensada.
20 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado por as faces de topo (24) dos elementos (10) estarem revestidas com um material, que constitui uma camada de separação resistente a altas temperaturas, entre os elementos ε o material cerâmico a cozer (26) neles assente.
21 - Tabuleiro de acordo com uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado por as faces de topo (24) dos vários elementos (10) (grupos de elementos) definirem superfícies com níveis diferentes.