DE2718596C2

DE2718596C2 - Ofen-Muffel zum Brennen von keramischen Werkstücken

Info

Publication number: DE2718596C2
Application number: DE19772718596
Authority: DE
Inventors: Albert George Altrincham Cheshire Docx
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-01
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1987-03-26
Also published as: DE2718596A1; GB1585458A; JPS52138736A; FR2361615A1; FR2361615B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ofen-Muffel zum Brennen von keramischen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der US-PS 15 34 592 ist eine zylindrische Muffel bekannt, bei der ein spiralförmiges Heizelement in einem Kanal angeordnet ist. Das spiralförmige Heizelement ist mit seinem hälftigen äußeren Umfang in einem entsprechenden, nach außen divergierenden Kanal durch Einkleben befestigt. Bei dieser Anordnung ist die Erhitzung ungleichmäßig, da an den Befestigungsstellen die Wärme schnell abgegeben wird.
Hier greift die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Ofen-Muffel zum Brennen von keramischen Werkstücken zu schaffen, bei der eine absolut gleichmäßige Erwärmung und eine ebenso gleichmäßige Abkühlung der Heizspirale gewährleistet wird, so daß sich keine zeitliche Verzögerungen bedingenden heißen Zonen in der Muffel ergeben, durch die Lebensdauer beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Erfindungsgemäß ist die Heizspirale in einen einseitig offenen Kanal rechteckigen Querschnitts ohne besondere Befestigung eingelegt und die Fixierung der Heizspirale erfolgt durch den Kanal übergreifende Streifen, die trotz ihrer optimal geringen Breite eine sichere Halterung der Heizspirale gewährleisten. Durch diese den offenen Kanal diagonal übergreifende Streifen fällt die bisher erforderliche feste Aufnahme der Heizspirale in den Kanal fort und es erfolgt lediglich eine punktförmige Fixierung der Heizspirale in den Windungen des Kanals durch die diesen übergreifenden Streifen. Die Heizspirale selbst kann lose in dem Kanal liegen, d. h. ohne gezielte Berührung mit den Wandungen des Kanals, wodurch eine gleichmäßige Erhitzung und eine gleichmäßige Abkühlung der Heizspirale erreicht wird. Somit ist das Heizelement mit seinem gesamten Umfang stets den gleichen Wärmebedingungen unterworfen, wodurch eine lange Lebensdauer des Heizelementes auf einfache und kostengünstige Weise gewährleistet wird.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Ofens in teilweisem Schnitt, und
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung in teilweisem Schnitt der erfindungsgemäßen Muffel.
Gemäß Fig. 1 besteht der Ofen aus einem Gehäuse 1 aus Stahlblech, mit einer kreisförmigen Öffnung, in der ein Aluminiumbehälter 2 eingesetzt ist. Der Behälter 2 weist einen Ringflansch 3 auf, der den Rand der Öffnung des Gehäuses 1 übergreift, und es ist ein elastischer Ring 4 auf dem Gehäuse 1 angeordnet. Der Flansch 3 wird gegen den Ring 4 mittels einer Schrauben-Mutter-Anordnung 5 gepreßt, die an der Unterseite des Behälters 2 und am Boden des Gehäuses 1 angreift. Eine Reihe von Öffnungen 6 sind in dem Gehäuse um den Behälter 2 herum und in dem Boden des Gehäuses um die Schrauben-Mutter- Anordnung 5 herum angeordnet. Ein Anschluß 7 gestattet die Anordnung einer nicht dargestellten Vakuumpumpe zur Evakuierung des Behälters 2. Das Gehäuse 1 besitzt Füße 8, um eine Luftzirkulation unter dem Gehäuse 1 zu den unteren Öffnungen 6 zu ermöglichen.
Eine Konsole 9 aus keramischem Fasermaterial ist in dem Behälter 2 auf Stützfüßen 10 aufgenommen, um einen Luftzwischenraum 11 zu schaffen. Ein Zylinderring 12 aus keramischem Fasermaterial ruht auf der Konsole 9. In dem zylindrischen Ring 12 ist eine ebenfalls auf der Konsole 9 ruhende Muffel 13 angeordnet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Muffel 13 aus einem rohrförmigen Körper 14 aus keramischem Fasermaterial, in dem eine Spirale 15 rechteckigen Querschnitts gewunden ist. Ein Kanal 16 wird zwischen den benachbarten Windungen der Spirale 15 gebildet, und eine Heizspirale 17 ist in diesem Kanal 16 angeordnet. Streifen 18 aus keramischem Fasermaterial sind mittels eines Bindemittels quer zum Kanal befestigt und halten die Heizspirale 17 in ihrer Lage. Die Streifen 18 sind quer zum Kanal 16 in einem solchen Winkel angeordnet, daß benachbarte Windungen der Heizspirale geneigt zu den Streifen 18 gerichtet sind. Hierdurch wird ein Gleiten der Streifen zwischen benachbarten Windungen der Heizspirale verhindert. Die Streifen 18 werden in ihrer Stellung gehalten durch ein Bindemittel, das aus zerkleinerten Fasern und einem flüssigen Härtemittel besteht.
In abgewandelter Ausführungsform kann der Kanal 16 auch in einem ringförmigen Körper eingeschnitten sein, dessen Dicke gleich ist der Summe der Dicke des Körpers 14 und der der Spirale 15 gemäß Fig. 1.
Ein Deckel 19 ist mittels eines Gelenkes 20 an dem Gehäuse 1 befestigt. Der Deckel 19 besteht aus einer Kappe 21 aus rostfreiem Stahl, die einen isolierenden Körper 22 aus keramischem Fasermaterial trägt. Um den Rand des Deckels 19 ist ein O-Ring 23 angeordnet, so daß bei geschlossenem Deckel ein luftdichter Abschluß gebildet wird, zwischen dem O-Ring und einerseits dem Deckel 19 und andererseits dem Flansch 3 des Behälters 2. Der Deckel steht unter der Wirkung einer Zugfeder und wird in der Schließstellung gegen die Wirkung der Feder durch eine Klinke gehalten, die schwenkbar an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Die Klinke kann von Hand oder durch einen Elektromagneten betätigt werden. Wenn die Klinke den Deckel 19 entweder durch manuelle Betätigung oder durch Erregung des Elektromagneten freigibt, hebt die Feder den Deckel 19 in eine Stellung, in der die Feder relativ zum Schwenkpunkt des Gelenkes 20 gesperrt ist.
Beim Betrieb werden die zu brennenden Werkstücke auf einen nicht dargestellten Träger gegeben, und der Träger wird mit dem Werkstück in die Muffel eingesetzt. Dia am Boden der Muffel befindliche Konsole 9 gemäß Fig. 1 trägt einen Stift 27, der mit dem Träger des Werkstückes in Eingriff tritt. Nachdem der Träger in die Muffel eingesetzt ist, wird der Deckel 19 geschlossen, und eine Heizfolge wird eingeleitet. Der Körper 22 des Deckels 19 trägt eine konvexe Kappe 28, und die Konsole 9 trägt eine konvexe Kappe 29. Die Kappen 28 und 29 stellen sicher, daß der Träger des Werkstückes zentrisch in der Muffel angeordnet ist und gleichmäßige reflektierte Energie von dem Heizelement erhält. Wenn die Heizfolge beendet ist, wird der Deckel 19 geöffnet.
Da die Muffel voll zur Atmosphäre geöffnet ist, kühlt sie schnell ab, wobei die Kühlung unterstützt wird durch einen in Fig. 1 mit Pfeilen eingezeichneten Luftstrom von den unteren zu den oberen Öffnungen 6 des Gehäuses 1. Obwohl das Heizelement 16 lediglich in der Muffelwandung ruht, ist es gegen Verlagerung gehalten durch einen minimalen Kontakt mit den Streifen aus keramischem Fasermaterial. Hierdurch ergibt sich eine freie Hitzestrahlung, ohne daß sich heiße Punkte entwickeln können, so daß die schnelle Abkühlung begünstigt wird. Die Konstruktion der Muffel und der sie umgebenden Isolierung ist derart, daß die Hitzekapazität des Ofens relativ niedrig ist und damit auch die zum Zwecke der Abkühlung der Muffel abzuleitende Energie ebenfalls relativ niedrig ist.

Claims

1. Ofen-Muffel zum Brennen von keramischen Werkstücken, insbesondere für den Dentalbereich, bestehend aus einem hohlen, zylindrischen, aus keramischem Fasermaterial gebildeten Tragkörper, der auf seiner Innenfläche einen offenen Kanal aufweist, in dem ein spiralförmig gewundenes Heizelement aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) in dem Kanal (16) freiliegend angeordnet ist, und durch eine Mehrzahl von zueinander parallelen Streifen (18) aus keramischem Fasermaterial gehalten wird, wobei die Streifen (18) die Öffnungen des Kanales (16) diagonal überdecken und mit einem Bindemittel befestigt sind.

2. Ofen-Muffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Heizelement (17) aufnehmende, offene Kanal gebildet ist aus den Windungen einer aus keramischem Fasermaterial bestehenden streifenförmigen Spirale (15), die auf der Innenseite eines rohrförmigen Körpers (14) aus keramischem Fasermaterial befestigt ist.

3. Ofen-Muffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Heizelement ( 17) aufnehmende offene Kanal (16) in die Innenfläche eines rohrförmigen Körpers (14) aus keramischem Fasermaterial eingeschnitten ist.

4. Ofen-Muffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus zerkleinerten Fasern und einem flüssigen Härtemittel besteht.