DD247503A5

DD247503A5 - Einrichtung zum brennen von keramischen formteilen, insbesondere porzellangeschirrteilen

Info

Publication number: DD247503A5
Application number: DD86290672A
Authority: DD
Inventors: Klaus Strobel; Hans-Juergen Pohlmann
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1987-07-08
Also published as: FR2582793B1; DE3519612C2; FR2582793A1; IT1189679B; GB2175984B; IT8653476V0; GB2175984A; JPS61280385A; GB8602926D0; US4778383A; IT8667448A0; DE3519612A1

Abstract

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 waehrend des Durchlaufs durch den Durchlaufkanal. Zufuehrmittel zur Zufuehrung der ungebrannten Formteile auf die Paletten sowie Abfuehrmittel zum Abfuehren der gebrannten Formteile von den Paletten. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, die Gebrauchswerteigenschaften von Einrichtungen der gattungsgemaessen Art auf kostenguenstige Weise zu erhoehen, besteht die Aufgabe darin, eine Einrichtung zum Brennen von keramischen Formteilen, insbesondere Porzellangeschirrteilen anzugeben, bei der im Hinblick auf einen Schnellbrand in beispielsweise acht Stunden eine verstaerkte Beaufschlagung der Formteile mit Brennatmosphaere moeglich ist und gleichwohl eine dichte Packung im Sinne bestmoeglicher Ausnutzung der Ofenleistung gegeben ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass die Paletten mit annaehernd auf das Format der jeweiligen Formteile abgestimmten, vorzugsweise planparallelen Formteilaufnahmeplatten belegbar sind. Fig. 1

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung ,

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.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine solche Einrichtung ist Gegenstand einer nicht vorveröffentlichten älteren DE-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 Plattenbeiag gestapelt sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Einrichtungen der gattungsgemäßen Art auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Brennen von keramischen Formteilen, insbesondere Porzellangeschirrteilen anzugehen, 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 erfindungsgemäße vorgeschlagen, daß die Paletten mit annähernd au das Format der jeweiligen Formteile abgestimmten, vorzugsweise planparalleien 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 Brennatmosphäre auch von unten her verstärkt 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.

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 Formteilaufnahmeplatte würde dazuführen, daß die allseitige Beaufschlagung mit Brennatmosphäre nicht mehr voll gewährleistet 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.

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, ζ. 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.

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 Formteilaufnahmeplatten mit voller Fläche.

Auch den Innenumriß ringförmiger Formteilaufnahmeplatten wird man jeweils möglichst den Umriß des Formteilfußes anpassen, um das Lumen des Ringsaus dem oben angegebenen Gründen möglichst groß halten zu können. Wenn hiervon 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 Hotelporzellangeschirrwesen vorkommende Tellerformate versuchen, mit insgesamt drei Formteilaufnahmeplatten auszukommen.

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 möglichst weitgehende und gleichmäßige Beaufschlagung der Formteile sicherzustellen.

Mit einem Sortiment von kreisförmigen und kreisringförmigen Formteilaufnahmeplatten wird man kompromißweise die meisten vorkommenden Formteile brennen können.

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. 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 Maximalbewegung einer Palette unter Umständen durch gemische 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. 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 ist. 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. Dabei kann der mittlere Feuerfestaufbau als Teil einer Vielzahl von Kanalbodenträgerwagen mit jeweils einem Kanalbodenträgerfahrwerk 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 Defektsteile ausräumt. ^

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. 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 Seliciumkarbid 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.

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

Auch die Formteilaufnahmeplatten bestehen bevorzugt aus Siliciumkarbid, das zur Herstellung von Brennhilfsmittel an sich bekannt ist.

Im Hinblick auf die hohe Temperaturbelastung und Temperaturwechselbelastung beim Schnellbrand empfiehlt es sich die Formteilaufnahmeplatten aus Siliciumkarbid herzustellen, welches bei mindestens 2000⁰C drucklos gesintert worden ist und vorher vorzugsweise unter mindestens 1 500 bar isostatisch oder quasiisostatisch gepreßt worden ist. 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 1500 Schnellbrandzyklen überdauern können im Gegensatz zu den herkömmlichen Kapseln aus keramisch gebundenem Siliciumkarbid, die bei'einerTemperatur von ca. 1450⁰C gebrannt würden 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 werdensoll: 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 Beispielsbeschreibung 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" bezeichneten 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 2000 mm, vorzugsweise 2400 mm, betragen. Die obere Grenze für die Breite ist dabei durch die Biegebeständigkeit der die Plattform bildenden Brückenbalken vorgegeben, die nach dem heutigen Stand derTechnologie aus rekristallisiertem Siliciumkarbid hergestellt werden.

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 Brennatmosphärenverteilung 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 hiervon 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 vornimmt. 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 Fe₂O₃ zu einer gelblichen Färbung führen.

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

Auch der Austausch der Formteilaufnahmeplatten läßt sich automatisieren. Vorteilhaft ist es, wenn Austauschmittel zum Austauschen und/oder Umsetzen der Formteilaufnahmeplatten vorgesehen sind. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Austauschmittel mindestens einen an den Ringweg heranführenden Austauschförderer und mindestens einen programmgesteuerten Manipulator zum Umsetzen der Formteilaufnahmeplatten zwischen den Paletten einerseits und dem dem Ringweg zugekehrten Ende des Austauschförderers andererseits umfassen.

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.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine Endansicht des Ofens einer erfindungsgemäßen Einrichtung;

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;

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 derTechnik — eine Endansicht auf einen bekannten Rollendurchlaufofen.

In Fig. 1 erkennt man einen Ofen 10, welcher einen Durch lauf kanal 12 aufweist. Der Durch lauf kanal 12 ist von Begrenzungswänden 14 und einer Decke 16 begrenzt. Durch die linke Begrenzungswand 14 erstreckt sich eine untere horizontal gerichtete Befeuerung 18, während sich durch die rechte Begrenzungswand 14 eine obere horizontale und quer zur Kanallängsrichtung gerichtete Befeuerung 20 hindurch erstreckt. Nahe den Begrenzungswänden 14 ist auf jeweils einem Doppelgeleise, dem Ringweg 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 Kanalbodenträgerfahrwerk 26a und einem mittleren Feuerfestaufbau 26 besteht und auf einem weiteren Doppelgeleise, dem Ringweg 28, fahrbar ist. In Längsrichtung des Durchlaufkanals sind jeweils eine Vielzahl von Palettenträgerwagen 24 und Kanalbodenträgerwagen 26 hintereinander angeordnet. Die Kanalbodenträgerwagen 26 bleiben im Normalbetrieb ständig in dem Durchlaufkanal 12 während die Palettenträgerwagen 24 mit der jeweils von ihnen getragenen Paletten 30 jeweils am einen Ende in den Durchlaufkanal 12 einfahren und am anderen Ende aus dem Durchlaufkanal 12 ausfahren. Zwischen den Feuerfestaufbauten 24b der Palettenträgerwagen einerseits und den Begrenzungswänden 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 Palettenträgerwagen erstrecken und aus Verbindungsbalken 38, die sich zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Brückenbaiken 34 erstrecken. Die Brückenbalken 34 sind Hohlprofiie aus rekristallisiertem Siliciumkarbid während die Verbindungsbalken Hohlprofile aus gesintertem Siliciumkarbid sind und zwar aus drucklos gesintertem dichtem Siliciumkarbid. Der für den Brennvorgang zur Verfügung stehende Raum 40 ist in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie angedeutet.

Auf die Palette 30 sind ringförmige runde Formteilaufnahmeplatten 42 a; 42 b 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 42 a bis 42csind planparallel; sie sind aus Siliciumkarbid bei ca. 1 500 bar isostatisch gepreßt und danach drucklos bei einer Temperatur oberhalb 2000⁰C 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; 44 b; 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 42 a bis 42 c 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, den Ringweg 46, mit deren Hilfe sie auf ein Rücklaufgeleis, den Ringweg 48 umgesetzt werden. An Ende des Rücklaufgeleises befindet sich erneut eine Querverschiebeplattform, der Ringweg 50, die den Übergang der Paletten mit dem Palettenträgerwagen vom Ringweg 48 auf den Ringweg 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 hingewiesen, daß die Länge des Ofens beispielsweise 100m beträgt, und daß die Palette in Längsrichtung des Ofens eine Länge von ca. 2,0m und in Breitenrichtung des Ofens eine Breite von ca. 2,4m besitzt. Die Formteilaufnahmeplatten haben Durchmesser von zwischen 0,3 m (Formteilaufnahmeplatten 42 a) und 0,1 m (Formteilaufnahmeplatte 42c).

Längs des Ringweges 48 sind Abführmittel 52 für das Abführen von gebrannten Formteilen, Austauschmittel 54für das Austauschen von Formteilaufnahmeplatten und Zuführmittel 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 52 aa und einen Manipulatorkopf 52 ab, die jeweils in Richtung des ihnen zugeordneten Doppelpfeils verfahrbar sind. Die Manipulatorbrücke 52 aa kann einerseits über die ganze Breite einer Palette 30 in der Station, dem Abführm ittel 52, und andererseits über das Ende von Abführförderer 52 ba bis 52 bc hinwegfahren, während der Manipulatorkopf 52 ab über alle drei Abführförderer 52 ba bis 52 bc und über die ganze Länge einer Palette 30 in der Station, dem Abführmittel 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 Abhängigkeitvon einem die Gesamtanlage steuernden Hauptprogramm odervon einem Unterprogramm wobei die Programmierung auf einfache Weiseso vorgenommen wird, daß nach Belegung einer Palette mit einem Geschirrprogramm in gewünschter Verteilung der Manipulatorkopf 52 ab nacheinander von Hand in die einzelnen Positionen eingestellt wird, diese Positionen durch entsprechende Meßwerte koordinatenmäßig erfaßt und die ermittelten Koordinatenwerte durch Knopfdruck in den jeweiligen Speicher eingespeichert werden. In entsprechenderweise arbeiten die Manipulatoren 54a; 56 a; 58 a; 60 a. 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 einem 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 Temperaturen gemäß Fig. 6 gelangen. In dem Bereich A der Fig. 6 wird eine reduzierende Atmosphäre mit einem Gehaltvon4bis 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 Eisenoxidbestandteile eingefroren; besser ausgedrückt: Es wird ein Gleichgewicht zwischen den niedriger oxidierten und den höher oxidierten Eisenoxidbestandteilen eingefroren, das in Richtung auf die niedrig oxidierten Bestandteile verlagert ist. Die Formteilaufnahmeplatten 42 a bis 42 c können bis zu 1 500 Schnellbrandzyklen gemäß Fig. 6 überdauern.

Neben der eingangs erwähnten älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten DE-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 Weilen durchsetzt ist, die den Antrieb von das Geschirr auf Gestellen tragenden Paletten bewirken.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. 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, gekennzeichnet dadurch, 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 Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42 a bis 42 c) jeweils zur Aufnahme eines einzigen Formteils (44a bis 44c) bestimmt sind.
3. Einrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) mit ihrem äußeren Umriß jeweils auf den Fußumriß des Formteils (44a bis 44c)*annähemd abgestimmt sind.
4. Einrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) ringförmig ausgebildet sind.
5. Einrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Innenumriß der ringförmigen Formteilaufnahmeplatten (42 a bis 42c) jeweils annähernd dem Umriß des Formteilfußes angepaßt ist.
6. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Umrißform der Formteilaufnahmeplatten 42 a bis 42c) der Umrißform des jeweiligen Formteils (44a bis 44c) annähernd angepaßt ist.
7. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42 a bis 42c) kreisrund bzw. kreisringförmig sind.
8. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) im Hinblick auf die Unterbringung einer maximalen Anzahl von Formteilen (44a bis 44c) auf der jeweiligen Palettenoberfläche auf leg bar sind.
9. Einrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) unterschiedlichen Formats gemischt auf der Palette (30) auflegbar sind.
10. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, 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 Palettenträgerwagen (24) und an Feuerfestaufbauten der Ofenseitwände hitzeabschirmend angrenzt.
11. Einrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß der mittlere Feuerfestaufbau (26 b) als Teil einer Vielzahl von Kanalbodenträgerwagen (26) mit jeweils einem Kanalbodenträgerfahrwerk (26a) ausgeführt ist.
12. Einrichtung nach einem der Punkte 9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Palette (30) einerseits von Brückenbalken (34) gebildet ist, die sich von Palettenträgerwagen (24) zu Palettenträgerwagen (24) erstrecken und andererseits von Verbindungsbalken (38), die sich in Durchlaufkanallängsrichtuncfjeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Brückenbalken (34) erstrecken, wobei die Formteilaufnahmeplatten (42a bis42c) auf die Verbindungsbalken (38) auflegbar sind.
13. Einrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Palette (30) unter Einsatz von gesintertem und/oder rekristallisiertem Siliciumkarbid hergestellt ist.
14. Einrichtung nach einem der Punkte 12 und 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Brückenbalken (34) aus rekristallisiertem Siliciumkarbid bestehen, während die Verbindungsbalken (38) aus drucklos gesintertem, dichtem Siliciumkarbid bestehen.
15. Einrichtung nach einem der Punkte 12 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Brückenbalken (34) und/oder die Verbindungsbalken (38) von Hohlprofilen gebildet sind.
16. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42 a bis 42 c) aus Siliciumkarbid bestehen.
17. Einrichtung nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) bestehend aus Siliciumkarbid, welches bei mindestens 2000⁰C drucklos gesintert worden ist.
18. Einrichtung nach Punkt 16 oder 17, gekennzeichnet dadurch, daß die Formteiiaufnahmeplatten (42 a bis 42 c) unter mindestens 1 500 bar isostatisch oderquasiisostatisch gepreßt worden sind.
19. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Breite des Durchlaufkanals (12) mindestens 2000mm, vorzugsweise mindestens ca. 2400mm beträgt.
20. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 19, gekennzeichnet dadurch, 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 des Ofens (10) eine annähernd gleichmäßige Brennatmosphärenverteilung im gesamten Durchlaufkanalquerschnitt erreichbar ist.
21. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Paletten (30) längs einen Ringwegs (22; 46; 48; 50) bewegbar sind, welcher sich durch den Durchlaufkanal (12) erstreckt.
22. Einrichtung nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführmittel (56 bis 60) und Abführmittel (52) an eine Strecke des Ringwegs (48) außerhalb des Durchlaufkanals (12) heranführen.
23. Einrichtung nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführ- und/oder Abführmittel (56 bzw. 52) an den Ringweg (22; 46; 48; 50) heranführende Zuführ-bzw. Abführförderer (52 a bis52bc) 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 Punkte 1 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß Austauschmittel (54) zum Austauschen und/oder Umsetzen der Formteilaufnahmeplatten (42a bis 42c) vorgesehen sind.
25. Einrichtung nach Punkt 24, gekennzeichnet dadurch, 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 Punkte 1 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß die Beheizungseinrichtung horizontal und quer zur Durchlaufkanallängsrichtung eingestellte Brenner sowohl oberhalb als auch unterhalb der Paletten (30) umfaßt.