DE3519612A1

DE3519612A1 - Einrichtung zum brennen von keramischen formteilen, insbesondere porzellangeschirrteilen

Info

Publication number: DE3519612A1
Application number: DE19853519612
Authority: DE
Inventors: Klaus-Jürgen Dr. 8672 Selb Pohlmann; Klaus Strobel
Original assignee: Hutschenreuther AG
Current assignee: Hutschenreuther AG
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-04
Also published as: GB2175984B; IT8653476V0; IT8667448A0; GB8602926D0; FR2582793B1; IT1189679B; DE3519612C2; GB2175984A; US4778383A; FR2582793A1; DD247503A5; JPS61280385A

Description

-α-

Patentanwälte Dipl.-1wg.JK. ^Lic'sKANNi'l^-iPL.-pHYS. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing'IF. A'-WeYckmann,' Pipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, DipL.*PiiYS. Dr. J. Prechtel

— " 3b 19612

8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 160120

MÖHLSTRASSE 22 TELEFON(OJ?) «03 52 CW/A TELEX 522*21

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

Hutschenreuther AG
8672 Selb

Einrichtung zum Brennen von keramischen Formteilen, insbesondere Porzellangeschirrteilen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Brennen von keramischen Formteilen, insbesondere Porzellangeschirrteilen, umfassend einen Ofen mit einem Durchlaufkanal und einer Beheizungseinrichtung, rostartige Paletten zur Aufnahme der Formteile während des Durchlaufs durch den Durchlaufkanal und Zuführmittel zur Zuführung der ungebrannten Formteile auf die Paletten sowie Abführmittel zum Abführen der gebrannten Formteile von den Paletten.

Eine solche Einrichtung ist Gegenstand einer nicht vorveröffentlichten älteren deutschen Patentanmeldung. Bei dieser Einrichtung ist die rostförmige Palette mit einem geschlossenen feuerfesten Plattenbelag

belegt, wobei die Geschirrteile, soweit es sich um Flachgeschirrteile handelt, in Brennhilfsmittelkapseln auf dem Plattenbelag gestapelt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, bei der im Hinblick auf einen Schnellbrand in beispielsweise acht Stunden eine verstärkte Beaufschlagung der Formteile mit Brennatmosphäre möglich ist und gleichwohl eine dichte Packung im Sinne bestmöglicher Ausnutzung der Ofenleistung gegeben ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Paletten mit annähernd auf das Format der jeweiligen Formteile abgestimmten, vorzugsweise planparallelen Formteilaufnahmeplatten belegbar sind.

Wenn die Formteile auf ihrem Format angepaßten Formteilaufnahmeplatten stehen, so bedeutet dies, daß kein geschlossener Belag auf der Palette mehr vorhanden ist und die Brenni
atmosphäre auch von. unten her vestärkt an die Formteile

herankommt.

Wenn die Formteilaufnahmeplatten vorzugsweise planparallel sein sollen, so ist dieser Wunsch insbesondere durch die Art der Herstellung der Formteilaufnahmeplatten begründet auf die noch einzugehen sein wird (Anspruch 1).

Die Formteilaufnahmeplatten sind bevorzugt so bemessen, daß sie jeweils zur Aufnahme eines einzigen Formteils bestimmt sind. Dies soll besagen, daß auf einer Formteilaufnahmeplatte in der Regel nicht mehrere Formteile nebeneinander stehen sollen und insbesondere nicht mehrere Teile übereinander gestapelt sein sollen. Die Anordnung mehrerer Formteile nebeneinander auf einer einzigen Formteil-

'35 aufnahmeplatte würde dazu führen, daß die allseitige Beaufschlagung mit Brennatmosphäre nicht mehr voll gewährlei-

stet ist. Die Anordnung mehrerer Formteile übereinander auf einer Formteilaufnahmeplatte würde dazu führen, daß kompliziertere Brennhilfsmittel insbesondere Kapseln oder Gestelle eingesetzt werden müßten, die sich nicht so einfach herstellen lassen wie Platten, insbesondere planparallele Platten (Anspruch 2).

Die Formteilaufnahmeplatten können mit ihrem äußeren Umriß jeweils an den Fußumriß des Formteils annähernd angebracht werden. Da der Fußumriß häufig kleiner ist als der Außenumriß, z.B. bei Tellern oder Platten, bedeutet dies, daß die Formteilaufnahmeplatten kleiner gehalten werden können als die von ihnen getragenen Formteile. Dies fördert zusätzlich die Beaufschlagung der Formteile mit Brennatmosphäre (Anspruch 3).

Die Formteilaufnahmeplatten können ringförmig ausgebildet sein, wodurch die Beaufschlagung der Formteile auch in ihrem zentralen Bereich , d.h. innerhalb des Fußes ermöglicht wird. Überdies haben ringförmige Formteilaufnahmeplatten den Vorteil, daß sie bei gleicher Flächenpressung pro Oberflächeneinheit mit geringerer Formschließkraft gepreßt werden können als entsprechende Formteilaufnahme platten mit voller Fläche (Anspruch 4).

Auch den Innenumriß ringförmiger Formteilaufnahmeplatten wird man jeweils möglichst den Umriß des Formteilfußes anpassen, um das Lumen des Rings aus dem oben angegebenen Gründen möglichst groß halten zu können. Wenn hier von Anpassung des Außenumrisses und ggf. des Innenumrisses von Formteilaufnahmeplatten an die jeweiligen Formteile die Rede ist, so ist dies immer mit der Einschränkung zu verstehen, daß man - um nicht zu viele Formate von Formteilaufnahmeplatten auf Lager halten zu müssen--Kompromisse eingehen muß. Beispielsweise wird man bestrebt sein, für die verschiedenen im Haushalts- und Hotel-

porzellangeschirrwesen vorkommenden Tellerformate versuchen, mit insgesamt drei Formteilaufnahmeplatten auszukommen (Anspruch 5).

Für runde Formteile wird man nach Möglichkeit runde Formteilaufnahmeplatten zum Einsatz bringen, für ovale Formteile ovale Formteilaufnahmeplatten usw.: Man wird also die Umrißform der Formteilaufnahmeplatten der Umrißform des jeweiligen Formteils annähernd anpassen um eine mögliehst weitgehende und gleichmäßige Beaufschlagung der Formteile sicherzustellen (Anspruch 6).

Mit einem Sortiment von kreisförmigen und kreisringfömigen Formteilaufnahmeplatten wird man kompromißweise die meisten vorkommenden Formteile brennen können (Anspruch 7).

Im Hinblick auf die optimale Ausnutzung eines Ofens, die sowohl wegen dessen Herstellungs- als auch wegen dessen Betriebskosten notwendig ist, wird man bestrebt sein, die Formteilaufnahmeplatten so auf die Palette aufzulegen, daß in einer Ebene eine möglichst große Anzahl von Formteilen unterzubringen ist (Anspruch 8). Sind auf ein- und derselben Palette lauter Formteile gleichen Formats, d.h. gleicher Form und gleicher Abmessungen zu brennen, so ist die Anordnung, die eine maximale Anzahl von Formteilen unterzubringen gestattet, durch einfache geometrische Überlegungen zu ermitteln. Wenn dagegen verschiedene Formteile auf ein- und derselben Palette zu brennen sind, so läßt sich eine optimale Maximalbelegung einer Palette unter Umständen durch gemischte Verteilung der verschiedenen Formate über die Palettenoberfläche erreichen. Es kann deshalb sogar vorteilhaft sein, im Hinblick auf maximale Belegung der Palettenoberfläche verschiedene Formate auf ein- und derselben Palette zu brennen, beispielsweise kann man daran denken, im Zentrum von jeweils vier Tellern eine Tasse zu plazieren (Anspruch 9).

Bevorzugt wird bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung die Palette brückenförmig auf zwei jeweils nahe den seitlichen Begrenzungswänden des Durchlaufkanals laufenden Palettenträgerwagen aufgelagert, die jeweils aus einem Fahrwerk und einem Feuerfestaufbau bestehen, wobei der Feuerfestaufbau der Palettenträgerwagen zum Wärmeschutz der Fahrwerke an einen mittleren Feuerfestaufbau zwischen den Palettenträgerwagen und an Feuerfestaufbauten der Ofenseitenwände hitzeabschirmend angrenzt. Eine solche brückenförmige Anordnung der Palette ist auch in der eingangs angesprochenen älteren deutschen Patentanmeldung vorgesehen. Diese Anordnung eignet sich im vorliegenden Fall deshalb ganz besonders, weil eine große Palettenbreite erzielbar ist, ohne daß die aus dem Durchlaufkanal jeweils nach Beendigung eines Brennvorgangs auszufahrende heiße Feuerfestmasse allzu groß wird. Es muß nämlich mit jeder Palette jeweils nur die Feuerfestmasse der Palettenträgerwagen ausgefahren werden, die verhältnismäßig gering sein kann, während der. mittlere Feuerfestaufbau betriebsmäßig in dem Durchgangskanal des Ofens verbleiben kann. Dies ist im Hinblick auf den Energiehaushalt von großem Vorteil. Die erfindungsgemäße Einrichtung erfordert im Hinblick auf die nicht gestapelte Aufnahme der Formteile auf der Plattform eine große Breite des Durchlaufkanals, um auf hohe Ofenleistung zu kommen. Diese große Ofenbreite wird dank der Anordnung eines stationären mittleren Feuerfestaufbaus ohne den Nachteil verschlechterten Energiehaushalts ermöglicht (Anspruch 10).

Dabei kann der mittlere Feuerfestaufbau als Teil einer Vielzahl von Kanalbodenträgerwagen mit jeweils einem Kanalbodentragerfahrwerk ausgeführt sein. Dies erweist sich deshalb als vorteilhaft, weil im Falle eines Defekts an einem der Palettenträgerwagen oder an der Palette selbst die Defektstelle leichter zugänglich gemacht werden

kann, indem man die Kanalbodenträgerwagen bis zur Defektstelle ausräumt (Anspruch 11).

Die Palette kann einerseits von Brückenbalken gebildet sein, die sich von Palettenträgerwagen zu Palettenträgerwagen erstrecken und andererseits von Verbindungsbalken, die sich in Durchlaufkanallängsrichtung jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Brückenbalken erstrecken, wobei die Formteilaufnahmeplatten auf die Verbindungsbalken auflegbar sind (Anspruch 12). Im Hinblick auf die hohe Temperaturbelastung und insbesondere im Hinblick auf die durch den Schnellbrand bedingte hohe Temperaturwechselbelastung empfiehlt es sich die Palette unter Einsatz von gesintertem und/oder rekristallisiertem Siliciumkarbid herzustellen. Dabei ist zu beachten, daß Teile aus rekristallisiertem Siliciumkarbid in ihrer Standfestigkeit gegenüber hohen Temperaturbelastungen insbesondere hohen Temperaturwechselbelastungen an sich nicht so gut sind, als gesinterte Siliciumkarbidteile, insbesondere drucklos gesinterte Siliciumkarbidteile, die eine Raumdichte von annähernd dem spezifischen Gewicht des Siliciumkarbid haben. Andererseits lassen sich aber große Teile, z.B. Balken, leichter aus rekristallisiertem Siliciumkarbid herstellen als aus drucklos gesintertem Siliciumkarbid (Ansprüche 13 und 14).

Die Brückenbalken und/oder die Verbindungsbalken können von Hohlprofilen gebildet sein, was herstellungstechnisch vorteilhaft ist (Anspruch 15).

Auch die Formteilaufnahmeplatten bestehen bevorzugt aus Silieiumkarbid, das zur Herstellung von Brennhilfsmitteln an sich bekannt ist (Anspruch 16).

Im Hinblick auf die hohe Temperaturbelastung und Temperaturwechselbelastung beim Schnellbrand empfiehlt es sich die Formteilaufnahmeplatten aus Siliciumkarbid herzustellen,

welches bei mindestens 2.000°C drucklos gesintert worden ist und vorher vorzugsweise unter mindestens 1.500 bar isostatisch oder quasiisostatisch gepreßt worden ist (Ansprüche 17 und 1.8). Auch dieses Material hat eine Raumwichte, die annähernd dem spezifischen Gewicht des Siliciumkarbids entspricht und erweist sich als äußerst beständig gegenüber Temperaturwechselbeanspruchungen, wie sie bei Schnellbrandverfahren zu erwarten sind. Ein Pressen bei 1.500 bar ist ein erhebliches technisches Problem.

Die Lösung dieses Problems wird erleichtert, wenn die Platten wie eingangs erwähnt, annähernd planparallele Platten sind und ist jedenfalls wesentlich einfacher als das Pressen von Kapseln. Die so hergestellten Formteilaufnahmeplatten haben eine hohe Oxidationsbeständigkeit aufgrund der hohen Dichte und dies ist der Grund für ihre Standfestigkeit beim Brennen. Es wurde festgestellt, daß die so hergestellten Formteilaufnahmeplatten bis zu 1.500 Schnellbrandzyklen überdauern können im Gegensatz zu den herkömmlichen Kapseln aus keramisch gebundenem Siliciumkarbid, die bei einer Temperatur von ca. 1.450⁰C gebrannt wurden und bei Einsatz in herkömmlichen Tunnelofen ca. 200 Zyklen von je 40 Stunden überdauert haben.

An dieser Stelle muß nachgeholt werden zu sagen, was unter einem Schnellbrandzyklus im Sinne der erfindung insbesondere verstanden werden soll: Es ist dies ein EIN-Brand-Schnellbrand, welcher ca. 8 Stunden in Anspruch nimmt. Auf das Temperaturprofil eines solchen EIN-Brand-Schnellbrand wird im Zuge einer anschließenden Beispielsbe-Schreibung noch eingegangen werden. Bei einem solchen EIN-Brand-Schnellbrand, werden die aus pulverförmiger Masse gepreßten, ggf. dekorierten und in rohem Zustand glasiertem, insbesondere elektrostatisch glasierten Geschirrteile in einem einzigen Brand von ca. 8 Stunden Dauer fertig gebrannt. Dieses Verfahren ist zu unterscheiden von einem ebenfalls als "Schnellbrand-Verfahren" be-

* ft *

-JX-

zeichneten Brennverfahren, bei dem zunächst verglühte und anschließend glasierte Teller in einem weiteren Glasurbrand fertig gebrannt werden. Bei diesem bekannten "Schnellbrand-Verfahren" können die beiden Brände, der Glühbrand und der Fertigbrand ggf. noch kürzer sein als 8 Stunden.

Die Breite des Durchlaufkanals, deren Bedeutung oben bereits angedeutet worden ist, kann mindestens 2.000 mm, vorzugsweise 2.400 mm,betragen, Die obere Grenze für die Breite ist dabei durch die Biegebeständigkeit der die Plattform bildenden Brückenbalken vorgegeben, die nach dem heutigen Stand der Technologie aus rekristallisiertem Siliciumkarbid hergestellt werden (Anspruch 19).

Die lichte Höhe des Durchlaufkanals über der Palette wird man derart bemessen, daß bei einlagiger Belegung der palette mit Formteilen und seitlicher Befeuerung durch die Seitenwände.des Ofens eine annähernd gleichmäßige Brennatmospharenverteilung im gesamten Durchlaufkanal quer steht, erreichbar ist. Für die Erreichung einer solchen homogenen Brennatmosphärenverteilung im gesamten Durchlaufquerschnitt ist es vorteilhaft, daß die Geschirrteile nur mehr einlagig auf der Palette angeordnet sind. Wenn hier von einer homogenen Brennatmosphäre über dem Querschnitt verteilt gesprochen wird, so ist dabei insbesondere an eine homogene Temperaturverteilung aber auch an eine homogene chemische Zusammensetzung der Brennatmosphäre gedacht. Beispielsweise läßt sich in der erfindungsgemäßen Einrichtung eine reduzierende Atmosphäre mit einem Kohlenmonoxidgehalt von 4 bis 6 % Co über den ganzen Querschnitt aufrechterhalten. Eine solche reduzierende Atmosphäre wünscht man im Hinblick auf die Erzielung von besonders weißem Geschirr. Dieses weiße Geschirr erhält man dadurch, daß man nach dem Durchgang durch eine reduzierende Atmosphäre mit einem Gehalt von 4 bis 6 % Co eine Sturzkühlung vor-

* nimmt. Dabei ergibt es sich, daß die niedriger oxidierten Eisenoxidbestandteile, die in der reduzierenden Atmosphäre entstanden sind, eingefroren werden; anders ausgedrückt, das Gleichgewicht zwischen den niedriger oxidierten und den höher oxidierten Eisenoxidbestandteilen, das durch die reduzierende Atmosphäre in Richtung auf die niedrig oxidierten Bestandteile verlagert worden ist, wird eingefroren. Die niedriger oxidierten Eisenoxidbestandteile insbesondere das FeO sind aber für die weiße Färbung verantwortlich, im Gegensatz zu den höher oxidierten Eisenoxidbestandteilen, die wie insbesondere das Fe-O., zu einer gelblichen Färbund führen (Anspruch 20).

Die Paletten können längs eines Ringweges bewegbar sein, !5 welcher sich durch den Durchlaufkanal erstreckt. Dabei können die Zuführmittel und Abführmittel an eine Strecke des Ringwegs außerhalb des Durchlaufkanals heranführen (Ansprüche 21 und 22).

Die erfindungsgemäß vorgesehene einlagige Anordnung der Formteile auf der Palette schafft eine günstige Voraussetzung für eine mechanisierte Be- und Entladung. Aus diesem Grund kann man die Zuführ- und Abführmittel mit an den Ringweg heranführenden Zuführ- bzw. Abführförderern ausführen und an den dem Ringweg zugekehrten Enden dieser Zuführ- bzw. Abführförderer jeweils mindestens einen programmgesteuerten Manipulator zum Umsetzen zwischen den Förderern und der Palette vorsehen. Die Aufstellung eines solchen Programms ist insbesondere dann lohnend, wenn mehrfach gleiche Chargen von Brenngut gebrannt werden. Die Formteilaufnahmeplatten können auf der Palette für einen mehrfachen Umlauf verbleiben, wenn auf ein- und derselben Palette nacheinander gleiche Chargen gebrannt werden (Anspruch 23).

-Mr-

*· Auch der Austausch der Formteilaufnahmeplatten läßt sich automatisieren (Ansprüche 24 und 25).

Für eine gleichmäßige Beaufschlagung der Formteile mit ° Brennatmosphäre wird empfohlen, daß die Beheizungseinrichtung horizontal und quer zur Durchlaufkanallängsrichtung eingestellte Brenner sowohl oberhalb als auch unterhalb der Paletten umfaßt (Anspruch 26).

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Endansicht des Ofens einer erfindungsgemäßen

Einrichtung;
15

Fig. 2 einen schematischen Grundriß der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine mit Formteilaufnahmeplatten belegte Palette;

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3; 25

Fig. 6 das Temperaturprofil längs des Ofens gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 7 - zum Stand der Technik - eine Endansicht auf einen herkömmlichen Tunnelofen; und

Fig. 8 - zum Stand der Technik - eine Endansicht auf einen bekannten Rollendurchlaufofen.

In Fig. 1 erkennt man einen ganz allgemein mit 10 bezeichneten Ofen, welcher einen Durchlaufkanal 12 aufweist. Der Durch-

-/ΚΙ laufkanal 12 ist von Seitenwänden 14 und einer Decke 16 begrenzt. Durch die linke Seitenwand 14 erstreckt sich ein unterer horizontal gerichteter Brenner 18, während sich durch die rechte Seitenwand 14 ein oberer horizontal und quer zur Kanallängsrichtung gerichteter Brenner 20

hindurch erstreckt. Nahe den Seitenwänden 14 ist auf jeweils einem Doppelgeleise 22 ein Palettenträgerwagen 24 fahrbar, der aus einem Fahrwerk 24a und einem Feuerfestaufbau 24b besteht. Zwischen den Palettenträgerwagen 24 ist ein Kanalbodenträgerwagen 26 angeordnet, der aus einem Fahrwerk 26a und einem mittleren Feuerfestaufbau 26b besteht und auf einem weiteren Doppelgeleise 28 fahrbar ist. In Längsrichtung des Durchlaufkanals sind jeweils eine Vielzahl von Brückenträgerwagen 24 und Kanalbodenträgerwagen 26 hintereinander angeordnet. Die Kanalbodenträgerwagen 26 bleiben im Normalbetrieb ständig in dem · Durchlaufkanal 12 während die Brückenträgerwagen 24 mit der jeweils von ihnen getragenen Palette 30 jeweils am einen Ende in den Durchlaufkanal 12 einfahren und am anderen Ende aus dem Durchlaufkanal 12 ausfahren. Zwischen den Feuerfestaufbauten 24b der Brückenträgerwagen einerseits und den Seitenwänden 14 sowie dem mittleren Feuerfestaufbau 26b andererseits sind Labyrinthspalten gebildet, die nach unten jeweils durch eine herkömmliche Sanddichtung 32 abgedeckt sind.

Die Paletten 30 sind in Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Sie bestehen aus Brückenbalken 34, die sich zwischen den Auflagern 36 gegenüberliegender Brückenträgerwagen erstrecken und aus Verbindungsbalken 38, die sich zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Brückenbalken 34 erstrecken. Die Brückenbalken 34 sind Hohlprofile aus rekristallisiertem Siliciumkarbid während die Verbindungsbalken Hohlprofile aus gesintertem Siliciumkarbid sind und zwar aus drucklos gesintertem dichtem Siliciumkarbid. Der für den Brennvorgang zur Verfugung stehende Raum ist

in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie 40 angedeutet.

Auf die Palette 30 sind ringförmige runde Formteilaufnahmeplatten 42a, 42b und 42c unterschiedlicher Größe frei aufgelegt, wobei die Abstände der Verbindungsbalken 38 so bemessen sind, daß die Formteilaufnahmeplatten und zwar auch die kleinen jeweils eine stabile Auflage finden. Die Formteilaufnahmeplatten 42a bis 42c sind planparallel; sie sind aus Siliciumkarbid bei ca. 1.500 bar isostatisch gepreßt und danach drucklos bei einer Temperatur oberhalb 2.000⁰C gesintert worden; ihre Raumwichte entspricht der theoretischen Dichte des Siliciumkarbids annähernd. Sie weisen eine hohe Oxidationsbeständigkeit auf. Die Formteilaufnahmeplatten sind auf der Oberfläche der Palette 30 derart verteilt, daß eine maximale Anzahl von Formteilen in einer Lage auf der Palette untergebracht ist. Die Anordnung der Formteile 44a, 44b, 44c auf den Formteilaufnahmeplatten ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Man erkennt, daß die Außenumrisse der Formteile 44a bis 44c ungefähr den Außenumrissen der Formteilaufnahmeplatten 42a bis 42c entsprechen, während der Fußdurchmesser der Formteile 44a bis 44c wenig größer ist als der Innendurchmesser der Formteilaufnahmeplatten 42a bis 42c.

Gemäß Fig. 2 durchlaufen die Paletten 30 den Ofen 10 in Längsrichtung. Am Ende des Ofens 10 treten die Paletten mit ihren Palettenträgerwagen 24 auf eine Querverschiebeplattform 46 mit deren Hilfe sie auf ein Rücklaufgeleis 48 umgesetzt werden. Am Ende des Rücklaufgeleises 48 befindet sich erneut eine Querverschiebeplattform 50, die den Übergang der Paletten mit dem Brückenträgerwagen von dem Geleise 48 auf das Geleise 22 übernimmt. Auf diese Weise ist ein geschlossener Ringweg 22, 46, 48, 50 für die Paletten 30 gebildet.

Um eine Größenvorstellung zu vermitteln sei darauf hinge-

wiesen, daß die Länge des Ofens beispielsweise 100 m beträgt, und daß die Palette in Längsrichtung des Ofens eine Länge von ca. 2,0 m und in Breitenrichtung des Ofens eine Breite von ca. 2,4 m besitzt. Die Formteilaufnahmeplatten haben Durchmesser von zwischen 0,3 m (Formteilaufnahmeplatten 42a) und 0,1 m (Formteilaufnahmeplatte 42c).

Längs des Geleises 48 sind eine Abführstation 52 für das Abführen von gebrannten Formteilen, eine Austauschstation 54 für das Austauschen von Formteilaufnahmeplatten und Zuführungsstationen 56, 58, 60 für das Zuführen von Formteilen vorgesehen. Jeder dieser Stationen ist ein Manipulator 52a, 54a, 56a, 58a bzw. 60a zugeordnet. Der Manipulator 52a umfaßt eine Manipulatorbrücke 52aa und einen Manipulatorkopf 52ab, die jeweils in Richtung des ihnen zugeordneten Doppelpfeils verfahrbar sind. Die Manipulatorbrücke 52aa kann einerseits über die ganze Breite einer Palette 30 in der Station 52 und andererseits über das Ende von Abführförderer 52ba bis 52bc hinwegfahren, während der Manipulatorkopf 52ab über alle drei Abführförderer 52ba bis 52bc und über die ganze Länge einer Palette 30 in der Station 52 hinwegfahren kann. Die Antriebe des Manipulatorkopfes 52ab und der Manipulatorbrücke 52aa sind dabei so ausgebildet, daß jede Position auf der Palette 30 erreichbar ist, so daß die Palette 30 mit maximaler Dichte unabhängig von dem jeweiligen Formteilprogramm belegt werden kann. Die Belegung und Entnahme durch den Manipulatorkopf erfolgt in Abhängigkeit von einem die Gesamtanlage steuernden Hauptprogramm oder von einem Unterprogramm wobei die Programmierung auf einfache Weise so vorgenommen wird, daß nach Belegung einer Palette mit einem Geschirrprogramm in gewünschter Verteilung der Manipulatorkopf 52ab nacheinander von Hand in die einzelnen Positionen eingestellt wird, diese Positionen durch entsprechende Meßwerte koordinatenmäßig erfaßt und die ermittelten Koordinatenwerte durch Knopfdruck

m · -. Λ t

in den jeweiligen Speicher eingespeichert werden. In entsprechender Weise arbeiten die Manipulatoren 54a, 56a, 58a, 60a. Es versteht sich, daß der Manipulator 54a überhaupt nicht in Funktion tritt, wenn längere Zeit alle umlaufenden Paletten 30 mit unverändertem Belegungsprogramm gefahren werden.

Die Paletten 30 werden bei dem Durchlauf durch den Durchlaufkanal 12 einem Temperaturprogramm unterworfen, welches in Fig. 6 dargestellt ist. Dieses Temperaturprogramm gemäß Fig. 6 bleibt über die Zeit konstant, wobei die Paletten bei ihrem kontinuierlichen oder schrittweisen Durchlauf durch den Durchlaufkanal 12 nacheinander in die Bereiche verschiedener Temepratur gemäß Fig. 6 gelangen. In dem Bereich A der Fig. 6 wird eine reduzierende Atmosphäre mit einem Gehalt von 4 bis 6 % Co (Gew.-%) aufrechterhalten. Diese Atmosphäre ist einigermaßen homogen über den ganzen Querschnitt des Durchlaufkanals 12 gemäß Fig. 1 verteilt, was infolge der einlagigen Anordnung der Formteile in diesem Querschnitt unschwer möglich ist. Im Anschluß an den Durchlauf durch diesen Bereich A gelangt das Brenngut in einen Temperatursturzbereich wie in Fig. 6 dargestellt. Die in der reduzierten Atmosphäre entstandenen, niedrig oxidierten Eisenoxidbestandteile der Glasur (FeO) ergeben eine weiße Färbung. Durch die Sturzkühlung werden die niedrig oxidierten Eisen oxidbestandteile eingefroren; besser ausgedrückt: Es wird ein Gleichgewicht zwischen den niedriger oxidierten und den höher oxidierten Eisenoxidbestandteil· eingefroren, das in Richtung auf die niedrig oxidierten Bestandteile veriagert ist. Die Formteilaufnahmeplatten 42a bis 42c können bis zu 1.500 Schnellbrandzyklen gemäß Fig. 6 überdauern.

Neben der eingangs erwähnten, älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung ist der

* Stand der Technik nach den Fig. 7 und 8 zu erwähnen. In Fig. 7 erkennt man eine Endansicht eines herkömmlichen Tunnelofens, indem das Flachgeschirr in Kapseln untergebracht ist und andere Geschirrteile auf Gestellen.

In Fig. 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der der Durchlaufkanal von rotierenden Wellen durchsetzt ist, die den Antrieb von das Geschirr auf Gestellen tragenden

Paletten bewirken. 10

Claims

Patentanwälte Dipl;-Ing;H. WSi^kmann^Dipl^Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-1ng.**F. A'/WeickmÄnn," Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LisKA, D1PL.-PHYS. Dr. J. Prechtel 8000 MÜNCHEN 86 31, M B ? 1985 POSTFACH 860 820 MDHLSTRASSE 22 TELEFON(O 89) S8 03 52 QYJ Ij^ TELEX 5 22621 TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN Hutschenreuther AG Selb Einrichtung zum Brennen von keramischen Formteilen, insbesondere Porzellangeschirrteilen Patentansprüche

1. Einrichtung zum Brennen von keramischen Formteilen

(44a bis 44c), insbesondere Porzellangeschirrteilen, umfassend einen Ofen (10) mit einem Durchlaufkanal (12) und einer Beheizungseinrichtung (18, 20), rostartige Paletten (30) zur Aufnahme der Formteile (44a bis 44c) während des Durchlaufs durch den Durchlaufkanal (12) und Zuführmittel (56 bis 60) zur Zuführung der ungebrannten Formteile auf die Paletten (30) sowie Abführmittel (52) zum Abführen der gebrannten Formteile von den Paletten (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Paletten (30) mit annähernd auf das Format der jeweiligen Formteile (44a bis 44c) abgestimmten, vorzugsweise planparallelen Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) belegbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) jeweils

zur Aufnahme eines einzigen Formteils (44a bis 44c)
bestimmt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) mit ihrem äußeren Umriß jeweils auf den Fußumriß des
Formteils (44a bis 44c) annähernd abgestimmt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c)ringförmig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenumriß der ringförmigen Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) jeweils annähernd dem Umriß des Formteilfußes angepaßt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrißform der Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) der Umrißform des jeweiligen
Formteils (44a bis 44c) annähernd angepaßt ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) kreisrund bzw.kreisringförmig sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a

bis 42c)im Hinblick auf die Unterbringung einer maximalen Anzahl von Formteilen (44a bis 44c) auf der jeweiligen Palettenoberfläche auflegbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) unterschiedlichen Formats gemischt auf der Palette (30) auflegbar sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (30) brückenförmig auf zwei jeweils nahe den seitlichen Begrenzungswänden (14) des Durchlaufkanals (12) laufenden Palettenträgerwagen (24) aufgelagert ist, die jeweils aus einem Fahrwerk (24a) und einem Feuerfestaufbau (24b) bestehen, wobei der Feuerfestaufbau (24b) der Palettenträgerwagen (24) zum Schütze der Fahrwerke (24a) an einem mittleren Feuerfestaufbau (26b) zwischen den IQ Palettenträgerwagen (24) und an.Feuerfestaufbauten der Ofenseitenwände (14) hitzeabschirmend angrenzt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Feuerfestaufbau (26b) als Teil einer Vielzahl von Kanalbodenträgerwagen (26) mit jeweils einem Kanalbodenträgerfahrwerk (26a)ausgeführt ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (30) einerseits von Bröckenbalken (34) gebildet ist, die sich von Palettenträgerwagen (24) zu Palettenträgerwagen (24) erstrecken und andererseits von Verbindungsbalken (38), die sich in Durchlaufkanallängsrichtung jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Brückenbalken (34) erstrecken, wobei die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) auf die Verbindungsbalken (38) auflegbar sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (30) unter Einsatz von gesintertem

QQ und/oder rekristallisiertem Siliciumkarbid hergestellt ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenbalken (34) aus

g5 rekristallisiertem Siliciumkarbid bestehen, während die Verbindungsbalken (38) aus drucklos gesintertem, dichtem Siliciumkarbid bestehen.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenbalken (34) und/oder die Verbindungsbalken (38) von Hohlprofilen gebildet sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) aus Siliciumkarbid bestehen.

-^q 17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilaufnahmeplatten aus Siliciumkarbid (42a bis 42c) bestehen, welches bei mindestens 2000⁰C drucklos gesintert worden ist.

,r 18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) unter mindestens 1500 bar isostatisch oder quasiisostatisch gepreßt worden sind.

^_n 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Durchlaufkanals (12) mindestens 2000 mm, vorzugsweise mindestens ca. 2400 mm beträgt.

ο,-20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Höhe des Durchlaufkanals (12) über der Palette (30) derart bemessen ist, daß bei einlagiger Belegung der Palette (30) mit Formteilen (44a bis 44c) und seitlicher Befeuerung (18, 20) durch _ die Seitenwände (14) des Ofens (10) eine annähernd gleichmäßige Brennatmosphärenverteilung im gesamten Durchlaufkanalquerschnitt erreichbar ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch g gekennzeichnet, daß die Paletten (30) längs eines Ringwegs (22, 46, 48, 50) bewegbar sind, welcher sich

durch den Durchlaufkanal (12) erstreckt.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel (56 bis 60) und Abführmittel

(52) an eine Strecke (48) des Ringwegs außerhalb des Durchlaufkanals (12) heranführen.

23. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr- und/oder Abführmittel (56 bis 60 bzw.

52) an den Ringweg (22, 46, 48, 50) heranführende Zuführ- bzw. Abführförderer (52babis 52 bc) und an den dem Ringweg zugekehrten Enden dieser Zuführ- bzw. Abführförderer jeweils mindestens einen programmgesteuerten Manipulator (56a bis 60a bzw. 52a) zum Umsetzen zwischen den Förderern und der Palette umfassen.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Austauschmittel (54) zum Austauschen und/oder Umsetzen der Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) vorgesehen sind.

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeicnet, daß die Austauschmittel (54) mindestens einen an den Ringweg (22, 46, 48, 50) heranführenden Austauschförderer und mindestens einen programmgesteuerten Manipulator (54a) zum Umsetzen der Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) zwischen den Paletten (30) einerseits und dem dem Ringweg (22, 46, 48, 50) zugekehrten Ende des Austauschförderers andererseits umfassen.

26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungseinrichtung horizontal und quer zur Durchlaufkanallängsrichtung eingestellte Brenner (18, 20) sowohl oberhalb als auch unterhalb der Paletten (30) umfaßt.