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Title:
INDUSTRIAL FURNACE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/060294
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an industrial furnace system (1), in particular for producing ceramic materials and/or carbides, comprising at least one furnace (2) having a chamber (3) with a loading opening (4) for loading the chamber (3), having a heating device (9) and a closure device (6) for the loading opening (4); a control device (10) and a transfer device (11) for transferring a crucible (5) that can be introduced into the chamber (3) to and/or from the furnace (2), wherein the control device (10) is designed to move the closure device (6) into the release position, by actuating the transfer device (11) and/or according to the position of the transfer device (11) and/or an end effector (14) of the transfer device (11), in order to remove a crucible (5) from the chamber, and/or, when the closure device (6) is in the release position, to allow the removal of a crucible (5) from the chamber (3) through the loading opening (4), by actuating the transfer device (11) and/or preferably according to the position of the transfer device (11) and/or an end effector (14) of the transfer device (11) by actuating a removal device that is separate from the transfer device (11).

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Inventors:
EBNER ROBERT (AT)
LI TONG (AT)
HAMMER RENE (AT)
DEFREGGER STEFAN (AT)
Application Number:
PCT/AT2022/060357
Publication Date:
April 20, 2023
Filing Date:
October 13, 2022
Export Citation:
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Assignee:
EBNER IND OFENBAU (AT)
International Classes:
F27B5/12; F27B5/13; F27B11/00; F27B17/00; F27D3/00
Domestic Patent References:
WO2004113813A12004-12-29
Foreign References:
DE102012019653A12014-04-10
US20170025291A12017-01-26
EP2442057A12012-04-18
JP2000018829A2000-01-18
EP0000661A11979-02-07
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Industrieofenanlage (1), insbesondere zur Herstellung von keramischen Werk- stoffen und/oder Karbiden, insbesondere Siliziumkarbid, und/oder zum Sintern von Werkstof- fen, umfassend - zumindest einen Ofen (2), insbesondere Reaktionsofen, mit einer - vorzugsweise eva- kuierbaren und/oder mit inerter Atmosphäre beaufschlagbaren - Kammer (3), insbe- sondere Reaktionskammer, die eine, vorzugsweise an ihrer Unterseite angeordnete, Beschickungsöffnung (4) zum Beschicken der Kammer (3) mit einem mit - vorzugs- weise pulverförmigem - Ausgangsmaterial befüllten Tiegel (5) aufweist, einer Heiz- einrichtung (9), vorzugsweise in Form einer Induktionsspule und/oder Induktionshei- zung, zum Erwärmen eines in die Kammer (3) eingebrachten Ausgangsmaterials und einer Verschlusseinrichtung (6) für die Beschickungsöffnung (4), welche Verschluss- einrichtung (6) zwischen einer geschlossenen Stellung und einer freigebenden Stellung betätigbar ist, und - eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des zumindest einen Ofens (2) dadurch gekennzeichnet, dass die Industrieofenanlage (1) eine Transfereinrichtung (11), vor- zugsweise in Form eines Roboters, zum Transferieren eines durch die Beschickungsöffnung (4) in die Kammer (3) einbringbaren Tiegels (5) zu dem und/oder von dem Ofen (2), vorzugs- weise zwischen dem Ofen (2) und einer Belade- und/oder Entladestation (12) zum Be- und/o- der Entladen eines Tiegels (5) oder einer Übergabestation (13), aufweist, wobei die Steuereinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, zur Entnahme eines Tiegels (5) aus der Kammer (3) die Verschlusseinrichtung (6) - durch Betätigung der Transfereinrichtung ( 11 ) und/o- der in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung (11) und/oder der Posi- tion eines Endeffektors (14) der Transfereinrichtung (11 ) - in die freigebende Stellung zu bringen und/oder bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung (6) einen Tiegel (5) - durch Betä- tigung der Transfereinrichtung (11) und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung (11) und/oder der Position eines Endeffektors (14) der Transfereinrichtung (11) durch Betätigung einer von der Transfereinrichtung (11) gesonderten Entnahmeeinrichtung (26), insbesondere Absenkeinrichtung - durch die Beschickungsöffnung (4) aus der Kammer (3) entnehmen, insbesondere absenken, zu lassen.

2. Industrieofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- schlusseinrichtung (6) zumindest einen - vorzugsweise pneumatischen oder hydraulischen - Aktuator (15), der durch die Steuereinrichtung (10) betätigbar ist, aufweist.

3. Industrieofenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- einrichtung (10) dazu eingerichtet ist, zur Entnahme eines Tiegels (5) aus der Kammer (3) die Verschlusseinrichtung (6) durch Betätigung des zumindest einen Aktuators (15) in die freige- bende Stellung zu bringen, wenn ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11) vor und/o- der unterhalb der Beschickungsöffnung (4) angeordnet ist und/oder wenn ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11) den Ofen (2) im Bereich der Beschickungsöffnung (4) kontak- tiert und/oder wenn ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11) einen - sich in der Kammer (3) befindlichen Tiegel (5) tragenden - Träger (7) von außen kontaktiert. 4. Industrieofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Ofen (2) zumindest einen Sensor (8), vorzugsweise einen Berührungssensor und/oder Annäherungssensor, zur Detektion der Position der Transfereinrichtung (11) und/o- der der Position eines Endeffektors (14) der Transfereinrichtung (11) aufweist, wobei vor- zugsweise der Sensor (8) im Bereich der Beschickungsöffnung (4) angeordnet ist.

5. Industrieofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, Daten über die Position der Transfereinrichtung (11) und/oder die Position eines Endeffektors (14) der Transfereinrich- tung (11) von einem Sensor (8) und/oder von der Transfereinrichtung (11) selbst zu empfan- gen, und/oder dass die Steuereinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, Daten von einem Tempe- ratursensor (16) des Ofens (2) zu empfangen und in Abhängigkeit der Daten des Temperatur- sensors (16) die Transfereinrichtung (11) und/oder die Verschlusseinrichtung (6) anzusteuem.

6. Industrieofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Ofen (2) einen - vorzugsweise sockelartigen - Träger (7) zum Tragen eines in der Kammer (3) befindlichen Tiegels (5) aufweist, wobei der Träger (7) in seiner Betriebs- position die Beschickungsöffnung (4) verschließt und durch die Verschlusseinrichtung (6) fi- xiert ist und wobei der Träger (7) bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung (6) aus seiner Betriebsposition von der Kammer (3) - vorzugsweise durch die Transfereinrichtung (11) - entnehmbar, insbesondere absenkbar, ist, wobei vorzugsweise ein Endeffektor (14) der

Transfereinrichtung (11) ausgebildet ist, den Träger (7) im Bereich seiner Unterseite aufzu- nehmen und/oder einen auf dem Träger (7) befindlichen Tiegel (5) aufzunehmen, vorzugs- weise mittels eines Greifers.

7. Industrieofenanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) in seiner Betriebsposition in das Innere der Kammer (3) ragt und/oder dass der Träger (7) an seiner Unterseite durch eine Bodenplatte (17) abgeschlossen ist und/oder dass der Träger (7) an seiner Unterseite nach unten ragende Füße (24) aufweist und/oder dass in oder an dem Träger (7) zumindest ein Temperatursensor (16), vorzugsweise in Form eines Thermoele- ments, zur Messung einer Temperatur in der Kammer (3) angeordnet ist und/oder dass der Träger (7) zumindest ein Wärmeschild, welches in einem Hohlraum des Trägers (7) angeord- net ist, aufweist und/oder dass in dem Träger (7) zumindest ein Hohlraum (18), vorzugsweise in Form eines Kanals oder einer Wassertasche, zum Aufnehmen und/oder zur Durchführung eines Kühlmittels ausgebildet ist und/oder dass in dem Träger (7) eine Durchführung für eine Gasleitung und/oder Vakuumleitung und/oder elektrische Leitung und/oder ein Thermoele- ment ausgebildet ist.

8. Industrieofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Industrieofenanlage (1) zumindest zwei, zu einer Einheit (20) zusam- mengefasste und durch die Steuereinrichtung (10) steuerbare Öfen (2) aufweist, und dass die Steuereinrichtung (10) eingerichtet ist, einen Ofen (2) der Einheit (20) durch Ansteuerung der Transfereinrichtung (11) und/oder Ansteuerung der Verschlusseinrichtung (6) zu entladen und/oder zu reinigen und/oder neu zu beschicken, während sich ein anderer Ofen (2) der Ein- heit (20) im Produktionsmodus befindet.

9. Industrieofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Industrieofenanlage (1) zumindest zwei, zu einer Einheit (20) zusam- mengefasste und durch die Steuereinrichtung (10) steuerbare Öfen (2) aufweist, wobei die Einheit (20) eine gemeinsame - vorzugsweise elektrische - Versorgungseinrichtung (21), vor- zugsweise in Form eines Induktionsgenerators, für die - vorzugsweise in Form von Indukti- onsspulen ausgebildeten - Heizeinrichtungen (9) aufweist, welche Versorgungseinrichtung zwischen den Heizeinrichtungen (9) der Öfen (2) umschaltbar ist, und/oder die Einheit (20) eine gemeinsame, zwischen den Kammern (3) umschaltbare Pumpen- und/oder Gasbeschi- ckungseinrichtung (22, 23) aufweist. 10. Industrieofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Transfereinrichtung (11) auf einer Führungsbahn (25) geführt ist und/oder dass die Transfereinrichtung (11) zumindest einen Roboterarm umfasst und/oder dass ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11 ) einen Greifer, vorzugsweise einen Pa- rallelgreifer, umfasst und/oder dass ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11) eine Reinigungseinrichtung (19) umfasst und/oder trägt, wobei vorzugsweise die Reinigungsein- richtung (19) eine - vorzugsweise durch einen Antrieb in Rotation versetzbare - Bürste und/o- der eine Absaugeinrichtung (19b) und/oder eine Druckluftzufuhr und/oder eine Abdeckung (19a), durch welche die Beschickungsöffnung (4) verschließbar ist, umfasst.

11. Verfahren zum Betreiben einer Industrieofenanlage (1), insbesondere zur Her- Stellung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere Siliziumkarbid, wo- bei die Industrieofenanlage (1) - zumindest einen Ofen (2), insbesondere Reaktionsofen, mit einer - vorzugsweise eva- kuierbaren und/oder mit inerter Atmosphäre beaufschlagbaren - Kammer (3), insbe- sondere Reaktionskammer, die eine, vorzugsweise an ihrer Unterseite angeordnete, Beschickungsöffnung (4) zum Beschicken der Kammer (3) mit einem mit - vorzugs- weise pulverförmigem - Ausgangsmaterial befüllten Tiegel (5) aufweist, einer Heiz- einrichtung (9), vorzugsweise in Form einer Induktionsspule und/oder Induktionshei- zung, zum Erwärmen eines in die Kammer (3) eingebrachten Ausgangsmaterials und einer Verschlusseinrichtung (6) für die Beschickungsöffnung (4), welche Verschluss- einrichtung (6) zwischen einer geschlossenen Stellung und einer freigebenden Stellung betätigbar ist, - eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des zumindest einen Ofens (2) und - eine Transfereinrichtung (11), vorzugsweise in Form eines Roboters, zum Transferie- ren eines durch die Beschickungsöffnung (4) in die Kammer (3) einbringbaren Tiegels (5) zu dem und/oder von dem Ofen (2), vorzugsweise zwischen dem Ofen (2) und ei- ner Belade- und/oder Entladestation (12) zum Be- und/oder Entladen eines Tiegels o- der einer Übergabestation (13), wobei zur Entnahme eines Tiegels (5) aus der Kammer (3) die Verschlusseinrichtung (6) - durch Betätigung der Transfereinrichtung (11) und/oder in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung (11) und/oder der Position eines End- effektors (14) der Transfereinrichtung (11) - in die freigebende Stellung gebracht wird und/oder bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung (6) ein Tiegel (5) - durch Betätigung der Transfereinrichtung (11 ) und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Trans- fereinrichtung (11) und/oder der Position eines Endeffektors (14) der Transfereinrichtung (11) durch Betätigung einer von der Transfereinrichtung (11) gesonderten Entnahmeeinrichtung (26), insbesondere Absenkeinrichtung - durch die Beschickungsöffnung (4) aus der Kammer (3) entnommen, insbesondere abgesenkt, wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Industrieofenan- lage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem

Verbringen des Tiegels (5) aus der Kammer (3) die Kammer (3) mittels der Transfereinrich- tung (11) gereinigt wird, wobei vorzugs weise ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11) eine Reinigungseinrichtung (19) umfasst und/oder während der Reinigung eine Reini- gungseinrichtung (19) trägt, wobei vorzugs weise die Reinigungseinrichtung (19) eine - vor- zugsweise durch einen Antrieb in Rotation versetzbare - Bürste und/oder eine Absaugeinrich tung (19b) und/oder eine Druckluftzufuhr und/oder eine Abdeckung (19a), durch welche die Beschickungsöffnung (4) verschließbar ist, umfasst.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Industrieofenanlage (1) zumindest zwei, zu einer Einheit (20) zusammengefasste und durch die Steuereinrichtung (10) steuerbare Öfen (2) auf weist und dass ein Ofen (2) der Ein- heit (20) durch Ansteuerung der Transfereinrichtung (11) und/oder Ansteuerung der Ver- schlusseinrichtung (6) entladen und/oder gereinigt und/oder neu beschickt wird, während sich ein anderer Ofen (2) der Einheit (20) im Produktionsmodus befindet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Industrieofenanlage (1 ) eine Vielzahl von Öfen (2) aufweist, wobei vorzugsweise jeweils zwei Öfen (2) zu einer Einheit (20) zusammengefasst sind, und dass die Öfen (2) durch die- selbe Transfereinrichtung (11 ) entladen und/oder gereinigt und/oder beschickt werden, wobei die Öfen (2) jeweils zeitversetzt zueinander, vorzugsweise durch Evakuierung der Kammer (3) und/oder durch Einbringen einer inerten Atmosphäre in die Kammer (3) und/oder durch Aktivierung der Heizeinrichtung (9), in den Produktionsmodus gebracht werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entnahme eines Tiegels (5) aus der Kammer (3) die Transfereinrichtung (11) mit einem Endeffektor (14) an die Beschickungsöffnung (4) heranfährt und die Verschlusseinrichtung (6) - durch die Transfereinrichtung (11 ) und/oder zumindest einen Aktuator (15) der Ver- schlusseinrichtung (6) - in eine freigebende Stellung gebracht wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinrichtung (11) den Tiegel (5) aus der Kammer (3) entnimmt, insbesondere ab- senkt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (2) einen - vorzugsweise sockelartigen - Träger (7) zum Tragen eines in der Kammer (3) befindlichen Tiegels (5) aufweist, wobei der Träger (7) in seiner Betriebsposition die Be- schickung söffnung (4) verschließt und durch die Verschlusseinrichtung (6) fixiert ist und wo- bei die Transfereinrichtung (11 ) den Tiegel (5) aus der Kammer (3) entnimmt, indem die Transfereinrichtung (11) den Träger (7) zusammen mit dem Tiegel (5) aus seiner Betriebspo- sition von der Kammer (3) entnimmt, insbesondere absenkt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endeffektor (14) der Transfereinrichtung (11) den Tiegel (5) von dem entnommenen, insbesondere abgesenk- ten, Träger (7) entnimmt, wobei vorzugsweise die Transfereinrichtung (11) den entnommenen Träger (7) zu einer Belade- und/oder Entladestation (12) zum Be- und/oder Entladen des Tie- gels (5) oder einer Übergabestation (13) transferiert.

20. Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere zur Herstellung von Siliziumkarbid aus Siliziumoxid und Kohlenstoff, durch exotherme Reaktion und/oder zum Sintern von Werkstoffen, wobei vorzugsweise pulverför- mige Ausgangsmaterialien, insbesondere ein Oxid und Kohlenstoff, in einen Tiegel (5) gefüllt werden, wobei der befüllte Tiegel (5) in einen Ofen (2) einer Industrieofenanlage (1) ver- bracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Industrieofenanlage (1) nach einem der An- sprüche 1 bis 10 ausgebildet ist und/oder dass die Industrieofenanlage (1) gemäß einem Ver- fahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19 betrieben wird.

Description:
INDUSTRIEOFENANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Industrieofenanlage, insbesondere zur Herstellung von kerami- sehen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere Siliziumkarbid, umfassend zumindest einen Ofen, insbesondere Reaktionsofen, mit einer - vorzugsweise evakuierbaren und/oder mit inerter Atmosphäre beaufschlagbaren - Kammer, insbesondere Reaktionskam- mer, die eine, vorzugsweise an ihrer Unterseite angeordnete, Beschickungsöffnung zum Be- schicken der Kammer mit einem mit - vorzugsweise pulverförmigem - Ausgangsmaterial be- füllten Tiegel aufweist, einer Heizeinrichtung, vorzugsweise in Form einer Induktionsspule und/oder Induktionsheizung, zum Erwärmen eines in die Kammer eingebrachten Ausgangs- materials und einer Verschlusseinrichtung für die Beschickungsöffnung, welche Verschluss- einrichtung zwischen einer geschlossenen Stellung und einer freigebenden Stellung betätigbar ist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des zumindest einen Ofens.

Die Erfindung bezieht auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer Industrieofenanlage und ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden.

Die Herstellung von Materialen und Hochleistungs-Werkstoffen, wie z.B. Keramiken, erfor- dern Industrieofenanlagen. Unter den Begriff Herstellung fällt auch die (Nach-)Behandlung von (Zwischen-)Produkten, wie z.B. das Sintern. In Industrieanwendungen stellt insbesondere das Beschicken solcher Öfen eine große Herausforderung dar. Einerseits muss beim Entladen der Öfen auf die hohen Temperaturen Rücksicht genommen werden, andererseits sollte die Zeitspanne des Entladens und Wieder-Beladens des Ofens möglichst kurz sein. Es besteht da- her der Bedarf einer schnellen, zuverlässigen und temperaturresistenten Ent-/Beladen. Dabei wird ein außerhalb des Ofens vorbereiteter Tiegel mit Ausgangsmaterial in eine Kammer des Ofens eingebracht und dort aufgeheizt. Nach dem Erwärmen bzw. Erhitzen des Ausgangsma- terials, wodurch z.B. eine (exotherme) Reaktion oder ein (Reaktions-)Sintervorgang ausgelöst wird, muss der Tiegel mit dem (Reaktions-)Produkt wieder aus der Kammer entfernt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über- winden und eine Industrieofenanlage und ein Verfahren zu deren Betrieb zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein schnelles und zuverlässiges Entleden des Tiegels aus der Kammer des Ofens bewerkstelligt werden kann. Dabei soll auch die Möglichkeit geschaffen werden, die Entladung möglichst bald nach der Behandlung des Materials, d.h. bei noch erhöhten Temperaturen, vornehmen zu können. Der erforderliche Eingriff einer Bedienperson soll da- bei auf ein Minimum beschränkt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Industrieofenanlage und Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst. Die Industrieofenanlage umfasst eine Transfereinrichtung, vorzugsweise in Form eines Roboters, zum Transferieren eines durch die Beschickungsöffnung in die Kammer einbring- baren Tiegels zu dem und/oder von dem Ofen, vorzugsweise zwischen dem Ofen und einer Belade- und/oder Entladestation zum Be- und/oder Entladen eines Tiegels oder einer Überga- bestation, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zur Entnahme eines Tiegels aus der Kam- mer die Verschlusseinrichtung - durch Betätigung der Transfereinrichtung und/oder in Abhängig- keit von der Position der Transfereinrichtung und/oder der Position eines Endeffektors der Transfereinrichtung - (aus der geschlossenen Stellung) in die freigebende Stellung zu bringen und/oder bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung einen Tiegel - durch Betätigung der Transfereinrichtung und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Transferein- richtung und/oder der Position eines Endeffektors der Transfereinrichtung durch Betätigung einer von der Transfereinrichtung gesonderten Entnahmeeinrichtung, insbesondere Absenk- einrichtung - durch die Beschickungsöffnung aus der Kammer entnehmen, insbesondere ab- senken, zu lassen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Entnahmevorgang automatisiert, wobei besonders die Schnelligkeit und Zuverlässigkeit des Entladens der Kammer (Reaktionskam- mer und/oder Sinterkammer) erhöht wird.

Die Verschlusseinrichtung kann in einer Variante direkt durch die Transfereinrichtung, insbe- sondere durch einen Endeffektor der Transfereinrichtung, betätigt werden (in diesem Fall könnte die Verschlusseinrichtung als solche passiv ausgebildet sein).

In einer anderen Variante ist die Verschlusseinrichtung selbst ist aktiv, d.h. umfasst zumindest einen eigenen (von der Transfereinrichtung gesonderten bzw. ofenseitigen) Aktuator, der die Betätigung bewirkt. Jedoch erfolgt auch in dieser Variante die Betätigung der Verschlussein- richtung in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung und/oder der Position eines Endeffektors der Transfereinrichtung. Die Steuereinrichtung, die in dieser Variante mit dem Aktuator steuerungstechnisch verbunden ist, kennt die Position der Transfereinrichtung bzw. ihres Endeffektors (z.B. aus Sensordaten und/oder weil die Steuereinrichtung auch die Trans- fereinrichtung ansteuert) und steuert den zumindest einen Aktuator der Verschlusseinrichtung in Abhängigkeit dieser Position. Die Verschlusseinrichtung wird durch die Steuereinrichtung insbesondere dann in eine freigebende Stellung gebracht, wenn sich die Transfereinrichtung und/oder deren Endeffektor in einer Position befindet, in der sie für eine Aufnahme des Tie- gels bzw. einen den Tiegel tragenden Träger bereit ist. Dies ist z.B. der Fall, wenn die Trans- fereinrichtung im Bereich der Beschickungsöffnung angekommen ist und/oder an die Kam- mer oder den Träger angedockt hat.

Ähnliches kann für die Entnahme des Tiegels durch die Beschickungsöffnung aus der Kam- mer gelten. Befindet sich die Verschlusseinrichtung in freigebender Stellung kann in einer Variante der Tiegel durch Betätigung der Transfereinrichtung aus der Kammer entnommen werden. In einer anderen Variante geschieht dies durch Betätigung einer von der Transferein- richtung gesonderten Entnahmeeinrichtung, insbesondere Absenkeinrichtung, vorzugsweise ebenfalls in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung und/oder der Position ei- nes Endeffektors der Transfereinrichtung. Z.B. könnte bei Annäherung der Transfereinrich- tung in Richtung Ofen bzw. Kammer (z.B. ab einer bestimmten Position), die Entnahmeein- richtung aktiviert werden, um den Tiegel aus der Kammer zu entnehmen. Alternativ könnte die Entnahmeeinrichtung auch unabhängig von der Transfereinrichtung zur Entnahme des Tiegels aktiviert werden.

Das Öffnen der Verschlusseinrichtung und/oder das Entnehmen des Tiegels aus der Kammer kann entweder durch die Transfereinrichtung selbst (hier ist die Transfereinrichtung der Betä- tiger) oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung und/oder ihres Endeffektors (hier wirkt die Transfereinrichtung als Trigger für den Betätigungs- und/o- der Entnahme vorgang) erfolgen.

Die Verschlusseinrichtung kann einen mechanischen Verrieglungsmechanismus und/oder Fi- xiermechanisnius aufweisen und z.B. aus einem oder mehreren Hebeln, insbesondere einem Kniehebel, aufgebaut sein. Selbstverständlich können auch andere mechanische Verriege- lungselemente (z.B. Schieber, Zapfen, od. dgl.) zur Anwendung kommen.

Das Auslösen der oben genannten Vorgänge (Verschlusseinrichtung, Entnahmeeinrichtung) kann z.B. dann erfolgen, wenn die Transfereinrichtung oder deren Endeffektor in eine Über- nahmeposition gelangen (in der sie den Tiegel und/oder einen Tiegelträger übernehmen kann) oder wenn sich die Transfereinrichtung oder deren Endeffektor auf dem Weg zur Kammer be- findet bzw. sich der Kammer nähern (Annäherungsposition). In beiden Fällen kann die Posi- tion der Transfereinrichtung oder deren Endeffektors ausschlaggebend sein. Unter dem Be- griff Position wird weiters auch eine Stellung der Transfereinrichtung oder deren Endeffektors und eine allfällige Kontaktierungsposition (Andocken im Bereich der Beschickungsöffnung der Kammer) verstanden.

Die Position der Transfereinrichtung und/oder ihres Endeffektors kann mit einem oder mehre- ren Sensoren, z.B. einem Annäherungssensor und/oder einem Berührungssensor und/oder ei- nem Bilderfassungssensor (Kamera), erfasst werden. Die Sensordaten können von der Steuer- einrichtung ausgewertet werden und die Steuereinrichtung generiert daraufhin Steuersignale für die Verschlusseinrichtung und/oder eine Entnahmeeinrichtung.

Das Entnehmen kann je nach Ausgestaltung des Ofens und der Beschickungsöffnung z.B. durch ein Absenken und/oder jede beliebige andere Bewegung bewerkstelligt werden. Bevor- zugt ist, wenn die Kammer zylinderförmig ist und der Tiegel bzw. Tiegelträger entlang der Zylinderachse in bzw. aus der Kammer bewegt werden.

Im Falle einer von der Transfereinrichtung gesonderten Entnahmeeinrichtung kann es sich z.B. um eine Absenkeinrichtung handeln (z.B. eine absenkbare Plattform, welche den Tiegel und/oder einen Tiegelträger auf ein tieferes Niveau (unterhalb der Kammer absenkt). Die Ent- nahmebewegung kann durch einen Antrieb der Entnahmeeinrichtung, z.B. durch einen Motor und/oder einen Zylinder, bewerkstelligt werden.

Die erfindungsgemäße Industrieofenanlage ist für sämtliche Arten der Behandlung von in ei- nem Tiegel bereitgestellten (Ausgangs-)Materialien geeignet. So kann es sich bei dem Ofen z.B. um einen Reaktionsofen oder einen Sinterofen handeln. Auch Reaktionssintern, bei dem ein Sintervorgang mit einer chemischen Reaktion überlagert, ist, wäre in einem erfindungsge- mäßen Industrieofen denkbar. Es handelt sich - insbesondere bei der Durchführung von Reak- tionsvorgängen - um einen Industrieofen, bei dem in der Kammer Temperaturen von über 1000°C, insbesondere auch über 2000°C oder mehr entstehen können. Es handelt sich somit insbesondere um Hochtemperaturöfen.

Die Ausgangsmaterialien wiederum können von jeglicher Beschaffenheit sein, umfassend pulverförmiges, körniges und/oder festes Material. Bevorzugte Anwendungsbeispiele sind z.B. die Herstellung von Siliziumkarbid aus Siliziumoxid und Kohlenstoff, die Herstellung von Borkarbid aus Boroxid und Kohlenstoff, grundsätzlich die Herstellung verschiedener an- derer Karbide, Nitride, Boride, usw.. Beispiele für Reaktionssintern wäre z.B. die Herstellung von Spinell aus Magnesiumoxid uns Aluminiumoxid, die Herstellung von Aluminiumtitanat aus Aluminiumoxid und Titanoxid, die Herstellung von Fluorapatit aus Fluorit und Tricalci- umphosphat, und viele mehr. Schließlich eignet sich der erfindungsgemäße Industrieofenan- lage auch zum Sintern bzw. Wärmebehandlung verschiedener Zwischenprodukte. Die grund- legenden chemischen Reaktionen sind dem Fachmann bekannt. Lediglich als Beispiel wird daher auf die EP0000661A1 verwiesen, welche die Reaktion zu Siliziumcarbid beschreibt.

Der Begriff Tiegel ist breit zu verstehen und umfasst Behältnisse, die geeignet sind, Aus- gangsmaterialien aufzunehmen. Während der Behandlung im Ofen befindet sich das/die Aus- gangsmaterial(ien) bzw. das/die entstehende(n) End- oder Zwischenprodukt(e) im Tiegel. Die Form und/oder das Material des Tiegels unterliegt keinen Beschränkungen und kann je nach Anwendung variieren. So kann der Tiegel z.B. zylinderförmig oder topfförmig oder schalen- förmig oder kistenförmig, usw. ausgebildet sein. Der Tiegel kann offen oder verschließbar sein. Ebenso kann er Öffnungen (z.B. Schlitze, Löcher, usw.) aufweisen, um eine Evakuie- rung und/oder Beaufschlagung des Tiegelinneren mit Prozessgas (z.B. inerte Atmosphäre) zu ermöglichen. Das Material des Tiegels wird so gewählt, dass es den Temperaturen, die für eine spezielle Anwendung in der (Reaktions-)Kammer erreicht werden, standhält.

Im Falle einer Induktionsheizung ist der Tiegel vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Mate- rial, wie z.B. Graphit, gebildet. Die von einer Induktionsspule ausgehende elektromagnetische Energie wird durch das Material des Tiegels in Wärme, die an das im Tiegel befindliche ma- terial übertragen wird, umgewandelt. Unter Belade-, Entlade- bzw. Übergabestationen sind Stationen der Industrieofenanlage ge- meint, in denen der Tiegel mit Ausgangsmaterial befüllt wird oder entladen wird (z.B. bei pul- verförmigem Gut vorzugsweise durch Absaugen) oder an einen Zwischenspeicher oder eine weiterführende Transporteinrichtung (z.B. Shuttles, Fließband, od. dgl.) übergeben wird.

Selbstverständlich kann der Ofen auch eine Kühleinrichtung zum Kühlen bestimmter Kompo- nenten, insbesondere einer äußeren Umhüllung der Kammer, mit einem Kühlmedium, insbe- sondere Wasser, aufweisen.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlusseinrichtung zumindest einen - vorzugsweise pneumatischen oder hydraulischen - Aktuator, der durch die Steuereinrichtung betätigbar ist, aufweist. In dieser Ausführungsform ist die Verschlussein- richtung selbst aktiv und wird von der Steuereinrichtung ansteuert, um von der geschlossenen Stellung in die freigebende Stellung zu gelangen und vice versa. Die Transfereinrichtung dient in diesem Fall als Trigger, derart, dass bei Erreichen einer bestimmten Position (relativ zur Kammer bzw. Beschickungsöffnung) die Aktivierung der Verschlusseinrichtung von der geschlossenen in die freigeben der Stellung ausgelöst wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlusseinrichtung in der geschlossenen Stellung und/oder in der freigebenden Stellung selbstarretiert ist. Die einzelnen Stellungen zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit aus, d.h. ein unbeabsichtigtes Überspringen von einer Stellung in die andere wird effektiv vermieden. Die Selbstarretierung kann dabei derart verwirklicht sein, das zwei stabile Zustände (geschlossene Stellung einer- seits und freigebende Stellung andererseits) durch Überwindung eines (Betätigungs-)Wider- standes ineinander übergeführt werden können.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlusseinrichtung zumindest einen Kniehebelmechanismus aufweist, der durch den zumindest einen Aktuator betätigbar ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zur Entnahme eines Tiegels aus der Kammer die Verschlusseinrichtung durch Betätigung des zumindest einen Aktuators in die freigebende Stellung zu bringen, wenn ein Endeffektor der Transfereinrichtung vor und/oder unterhalb der Beschickungsöffnung ange- ordnet ist und/oder wenn ein Endeffektor der Transfereinrichtung den Ofen im Bereich der Beschickungsöffnung kontaktiert und/oder wenn ein Endeffektor der Transfereinrichtung ei - nen - sich in der Kammer befindlichen Tiegel tragenden - Träger von außen kontaktiert. Die Transfereinrichtung dient als Trigger für das Auslösen des Öffnens bzw. Freigebens der Kam- mer bzw. des darin befindlichen Tiegels. Dadurch wird die freigebende Stellung der Vers- Schlusseinrichtung erst angenommen, wenn sich die Transfereinrichtung in einer Position be- findet, in der sie bereit ist, den Tiegel oder einen Tiegelträger aufzunehmen und/oder in weite- rer Folge zu handhaben.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Ofen zumindest einen Sensor, vorzugsweise einen Berührungssensor und/oder Annäherungssensor, zur Detektion der Position der Transfereinrichtung und/oder der Position eines Endeffektors der Transfer- einrichtung aufweist, wobei vorzugsweise der Sensor im Bereich der Beschickungsöffnung angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird die Zuverlässigkeit weiter erhöht, weil sicherge- stellt ist, dass die Position auch detektiert wird. Die Detektion der Position durch einen Sensor kann zusätzlich zu einer Übertragung und/oder Registrierung von Bewegungsdaten der Trans- fereinrichtung (an oder durch die Steuereinrichtung) erfolgen. Die Prozesssicherheit wird dadurch stark erhöht.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, Daten über die Position der Transfereinrichtung und/oder die Position eines Endeffektors der Transfereinrichtung von einem Sensor und/oder von der Transfereinrichtung selbst zu empfangen, und/oder dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, Daten von ei- nem Temperatursensor des Ofens zu empfangen und in Abhängigkeit der Daten des Tempera- tursensors die Transfereinrichtung und/oder die Verschlusseinrichtung anzusteuern. Diese Ausführungsformen sind bevorzugt, weil die Steuereinrichtung zuverlässige Positionsdaten erhält, in deren Abhängigkeit sie die Verschlusseinrichtung und/oder eine (von der Transfer- einrichtung gesonderte) Entnahmeeinrichtung ansteuert.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Ofen einen - vorzugs- weise sockelartigen - Träger zum Tragen eines in der Kammer befindlichen Tiegels aufweist, wobei der Träger in seiner Betriebsposition die Beschickungsöffnung (vorzugsweise luftdicht) verschließt und durch die Verschlusseinrichtung fixiert ist und wobei der Träger bei freige- bender Stellung der Verschlusseinrichtung aus seiner Betriebsposition von der Kammer - vor- zugsweise durch die Transfereinrichtung - entnehmbar, insbesondere absenkbar, ist. Der Trä- ger dient einerseits zum Tragen des Tiegels, sodass beim Entnahmevorgang nicht der (mög- licherweise noch zu heiße) Tiegel selbst kontaktiert werden muss, und andererseits zum Ver- schließen der Beschickungsöffnung. Der Träger bildet somit gleichzeitig den Verschluss der Kammer. Dadurch, dass der Träger diese beiden Funktionen aufweist, sind die Schritte zur Handhabung des Tiegels im Zuge der Entnahme besonders einfach.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Endeffektor der Trans- fereinrichtung ausgebildet ist, den Träger im Bereich seiner Unterseite aufzunehmen und/oder einen auf dem Träger befindlichen Tiegel aufzunehmen, vorzugsweise mittels eines Greifers. Der Endeffektor kann z.B. ein ( Parallel- -/Greif er sein, der entweder den Träger und/oder den Tiegel selbst greifen und in weiterer Folge an eine andere Stelle bewegen kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Träger in seiner Be- triebsposition in das Innere der Kammer ragt. Auf diese Weise dient er auch der Positionie- rung des Tiegels innerhalb der Kammer, sodass sich der Tiegel auf der richtigen Stelle in Be- zug zur Heizeinrichtung (z.B. Induktionsheizung) befindet.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Träger an seiner Unter- seite durch eine Bodenplatte abgeschlossen ist. Die Bodenplatte dient als Verschluss der Be- schickungsöffnung und wird durch die Verschlusseinrichtung gegen den Rand der Beschi- ckungsöffnung gedrückt. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Träger an seiner Unter- seile nach unten ragende Füße aufweist. Diese Füße haben den Zweck, dass beim Abstellen des Trägers durch die Transfereinrichtung (auf dem Boden oder auf einer Zwischenplattform) der Endeffektor (ähnlich der Gabel eines Gabelstaplers) problemlos unter dem Träger heraus- bewegt werden kann. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in oder an dem Träger zu- mindest ein Temperatursensor, vorzugsweise in Form eines Thermoelements, zur Messung einer Temperatur in der Kammer angeordnet ist. Dieser Temperatursensor kann mit der Steu- ereinrichtung verbunden sein, sodass dessen Temperaturdaten ebenfalls zur Steuerung der Verschlusseinrichtung und/oder der Transfereinrichtung verwendet werden können. Durch die weiteren Ausführungsformen des Trägers werden diese weitere Funktionen übertra- gen: Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Träger zumindest ein Wärmeschild, welches in einem Hohlraum des Trägers angeordnet ist, aufweist. Eine be- vorzugte .Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Träger zumindest ein Hohlraum, vorzugsweise in Form eines Kanals oder einer Wassertasche, zum Aufnehmen und/oder zur Durchführung eines Kühlmittels ausgebildet ist. Eine bevorzugte Ausführungs- form zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Träger eine Durchführung für eine Gasleitung und/oder Vakuumleitung und/oder elektrische Leitung und/oder ein Thermoelement ausgebil- det ist. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Industrieofenanlage zu- mindest zwei, zu einer Einheit zusammengefasste und durch die Steuereinrichtung steuerbare Öfen aufweist, und dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, einen Ofen der Einheit durch Ansteuerung der Transfereinrichtung und/oder Ansteuerung der Verschlusseinrichtung zu ent- laden und/oder zu reinigen und/oder neu zu beschicken, während sich ein anderer Ofen der Einheit im Produktionsmodus befindet. Dadurch können die Taktzeiten reduziert und Leerläu- fer vermieden werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Industrieofenanlage zu- mindest zwei, zu einer Einheit zusammengefasste und durch die Steuereinrichtung steuerbare Öfen aufweist, wobei die Einheit eine gemeinsame - vorzugsweise elektrische - Versor- gungseinrichtung, vorzugsweise in Form eines Induktionsgenerators, für die - vorzugsweise in Form von Induktionsspulen ausgebildeten - Heizeinrichtungen aufweist, welche Versorgungs- einrichtung zwischen den Heizeinrichtungen der Öfen umschaltbar ist, und/oder die Einheit eine gemeinsame, zwischen den Kammern umschaltbare Pumpen- und/oder Gasbeschi- ckungseinrichtung aufweist. Der Konstruktionsaufwand wird dadurch verringert, da be- stimmte Komponenten nur einmal verbaut werden müssen.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Transfereinrichtung auf einer Führungsbahn geführt ist und/oder dass die Transfereinrichtung zumindest einen Robo- terarm umfasst und/oder dass ein Endeffektor der Transfereinrichtung einen Greifer, vorzugs- weise einen Parallel greifer, umfasst und/oder dass ein Endeffektor der Transfereinrichtung eine Reinigungseinrichtung umfasst und/oder trägt, wobei vorzugsweise die Reinigungsein- richtung eine - vorzugsweise (durch einen Antrieb) in Rotation versetzbare - Bürste und/oder eine Absaugeinrichtung und/oder eine Druckluftzufuhr und/oder eine Abdeckung, durch wel- che die Beschickungsöffnung verschließbar ist, umfasst. Die Transfereinrichtung erlangt dadurch eine weitere Funktion, nämlich die Reinigung der Kammer nach einem Reaktions- bzw. Behandlungsprozess. Dadurch wird die Automatisierung weiter erhöht und ist es im Be- trieb nicht mehr erforderlich, dass Bedienpersonen im Bereich der Öfen bzw. deren Beschi- ckungsöffnung hantieren müssen. Das Gefahrenpotential für Personen wird dadurch erheblich reduziert.

Das Ziel wird auch erreicht mit einem Verfahren zum Betreiben einer Industrieofenanlage, insbesondere zur Herstellung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere Siliziumkarbid, wobei die Industrieofenanlage - zumindest einen Ofen, insbesondere Reaktionsofen, mit einer - vorzugsweise evaku- ierbaren und/oder mit inerter Atmosphäre beaufschlagbaren - Kammer, insbesondere Reakti- onskammer, die eine, vorzugsweise an ihrer Unterseite angeordnete, Beschickungsöffnung zum Beschicken der Kammer mit einem mit - vorzugsweise pulverförmigem - Ausgangsmate- rial befüllten Tiegel aufweist, einer Heizeinrichtung, vorzugsweise in Form einer Induktions- spule und/oder Induktionsheizung, zum Erwärmen eines in die Kammer eingebrachten Aus- gangsmaterials und einer Verschlusseinrichtung für die Beschickungsöffnung, welche Ver- schlusseinrichtung zwischen einer geschlossenen Stellung und einer freigebenden Stellung be- tätigbar ist, - eine Steuereinrichtung zum Steuern des zumindest einen Ofens und - eine Transfereinrichtung, vorzugsweise in Form eines Roboters, zum Transferieren ei- nes durch die Beschickungsöffnung in die Kammer einbringbaren Tiegels zu dem und/oder von dem Ofen, vorzugsweise zwischen dem Ofen und einer Belade- und/oder Entladestation zum Be- und/oder Entladen eines Tiegels oder einer Übergabestation, wobei zur Entnahme eines Tiegels aus der Kammer die Verschlusseinrichtung - durch Betätigung der Transfereinrichtung und/oder in Abhängig- keit von der Position der Transfereinrichtung und/oder der Position eines Endeffektors der Transfereinrichtung - in die freigebende Stellung gebracht wird und/oder bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung ein Tiegel - durch Betätigung der Trans- fereinrichtung und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrich- tung und/oder der Position eines Endeffektors der Transfereinrichtung durch Betätigung einer von der Transfereinrichtung gesonderten Entnahmeeinrichtung, insbesondere Absenkeinrich- tung - durch die Beschickungsöffnung aus der Kammer entnommen, insbesondere abgesenkt, wird.

Die Vorteile und Weiterbildungen der oben beschriebenen Ausführungsformen gelten gleich- ermaßen auch für die nachfolgenden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und sind daher auch auf diese übertragbar.

Eine bevorzugte Ausführungsfonn des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Indust- rieofenanlage gemäß der Erfindung bzw. einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Verbringen des Tiegels aus der Kammer die Kammer mittels der Transfereinrichtung gereinigt wird, wobei vorzugsweise ein Endeffektor der Transfereinrichtung eine Reinigungseinrichtung umfasst und/oder während der Reinigung eine Reinigung seinrichtung trägt, wobei vorzugsweise die Reinigungseinrichtung eine Bürste und/oder einen Sauger und/oder eine Druckluftzufuhr um- fasst.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Industrieofenanlage zu- mindest zwei, zu einer Einheit zusammengefasste und durch die Steuereinrichtung steuerbare Öfen aufweist und dass ein Ofen der Einheit durch Ansteuerung der Transfereinrichtung und/oder Ansteuerung der Verschlusseinrichtung entladen und/oder gereinigt und/oder neu beschickt wird, während sich ein anderer Ofen der Einheit im Produktionsmodus befindet.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Industrieofenanlage eine Vielzahl von Öfen aufweist, wobei vorzugsweise jeweils zwei Öfen zu einer Einheit zu- sammengefasst sind, und dass die Öfen durch dieselbe Transfereinrichtung entladen und/oder gereinigt und/oder beschickt werden, wobei die Öfen jeweils zeitversetzt zueinander, vorzugs- weise durch Evakuierung der Kammer und/oder durch Einbringen einer inerten Atmosphäre und/oder durch Aktivierung der Heizeinrichtung, in den Produktionsmodus gebracht werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zur Entnahme eines Tie- gels aus der Kammer die Transfereinrichtung mit einem Endeffektor an die Beschickungsöff- nung heranfährt und die Verschlusseinrichtung - durch die Transfereinrichtung und/oder zu- mindest einen Aktuator der Verschlusseinrichtung - in eine freigebende Stellung gebracht wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Transfereinrichtung den Tiegel aus der Kammer entnimmt, insbesondere absenkt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Ofen einen - vorzugs- weise sockelartigen - Träger zum Tragen eines in der Kammer befindlichen Tiegels aufweist, wobei der Träger in seiner Betriebsposition die Beschickungsöffnung verschließt und durch die Verschlusseinrichtung fixiert ist und wobei die Transfereinrichtung den Tiegel aus der Kammer entnimmt, indem die Transfereinrichtung den Träger zusammen mit dem Tiegel aus seiner Betriebsposition von der Kammer entnimmt, insbesondere absenkt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Endeffektor der Trans- fereinrichtung den Tiegel von dem entnommenen, insbesondere abgesenkten, Träger ent- nimmt, wobei vorzugsweise die Transfereinrichtung den entnommenen Träger zu einer Be- lade- und/oder Entladestation zum Be- und/oder Entladen des Tiegels oder einer Übergabesta- tion transferiert.

Das Ziel wird auch erreicht mit einem Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstof- fen und/oder Karbiden, insbesondere zur Herstellung von Siliziumkarbid aus Siliziumoxid und Kohlenstoff, durch exotherme Reaktion und/oder zum Sintern von Werkstoffen, wobei vorzugsweise pulverförmige Ausgangsmaterialien, insbesondere ein Oxid und Kohlenstoff, in einen Tiegel gefüllt werden, wobei der befüllte Tiegel in einen Ofen einer Industrieofenanlage verbracht wird, wobei die Industrieofenanlage gemäß der Erfindung bzw. einer der oben be- schriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist und/oder dass die Industrieofenanlage gemäß einem Verfahren gemäß der Erfindung bzw. einer der oben beschriebenen Ausführungsfor- men betrieben wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Industrieofenanlage von oben; Fig. 2 zwei Öfen einer Einheit der Industrieofenanlage in aufgeschnittener Darstellung;

Fig. 3 zwei Öfen einer Einheit, wobei bei einem Ofen der Tiegel und der Tiegelträger abgesenkt sind;

Fig. 4 die Unterseite einer Kammer im Detail;

Fig. 5 zwei Öfen einer Einheit der Industrieofenanlage in perspektivischer Darstellung;

Fig. 6 die Transfereinrichtung mit Endeffektor in einer Übernahmeposition relativ zur

Kammer;

Fig. 7 die Transfereinrichtung mit Endeffektor in einer abgesenkten Position:

Fig. 8 die Transfereinrichtung mit Endeffektor in einer den Tiegel greifenden Stellung;

Fig. 9 die Steuereinrichtung sowie die mit der Steuereinrichtung verbundenen Kompo- nenten;

Fig. 10 die Transfereinrichtung mit einer Reinigungseinrichtung bei der Reinigung der Kammer;

Fig. 11 eine Ausführungsform mit von der Transfereinrichtung gesonderter Entnahmeein- richtung (hier Absenkeinrichtung) ;

Fig. 12 eine Ausführungsform, bei der die Transfereinrichtung die Verschlusseinrichtung betätigt.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer- den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei- che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer- den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un- ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be- merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel- ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh- rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals- kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer- den.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge- stellt wurden.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Industrieofenanlage 1 von oben. Eine solche kann insbesondere zur Herstellung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere Siliziumkarbid, verwendet werden, eignet sich aber grundsätzlich für jegliche Art von Reakti- ons- und/oder Sintervorgängen. Wie aus den Fig. 2-4 zu sehen umfasst ein Ofen 2, insbesondere Reaktionsofen, der Industrie- ofenanlage 1 eine - vorzugsweise evakuierbare und/oder mit inerter Atmosphäre beaufschlag- bare - Kammer 3, insbesondere Reaktionskammer, die eine (in der dargestellten Ausfüh- rungsform an ihrer Unterseite angeordnete) Beschickungsöffnung 4 zum Beschicken der Kammer 3 mit einem befüllten Tiegel 5 aufweist. Eine Heizeinrichtung 9, vorzugsweise in Form einer Induktionsheizung, dient zum Erwärmen eines in die Kammer 3 eingebrachten Ausgangsmaterials. Der Ofen 2 weist auch eine Verschlusseinrichtung 6 für die Beschi- ckungsöffnung 4 auf. Die Verschlusseinrichtung 6 ist zwischen einer geschlossenen Stellung und einer freigebenden Stellung betätigbar. Eine Steuereinrichtung 10 steuert den Ofens 2 bzw. seine Komponenten. Die Industrieofenanlage 1 weist weiters eine Transfereinrichtung 11, vorzugsweise in Form eines Roboters, auf zum Transferieren eines durch die Beschickungsöffnung 4 in die Kammer 3 einbringbaren Tiegels 5 zu dem und/oder von dem Ofen 2. Der Transfer erfolgt vorzugs- weise zwischen dem Ofen 2 und einer Belade- und/oder Entladestation 12 zum Be- und/oder Entladen eines Tiegels 5 oder einer Übergabestation 13 zum Zwischenlagern und/oder Wei- tertransport (Fig. 1 ).

Die Steuereinrichtung 10 ist dazu eingerichtet ist, zur Entnahme eines Tiegels 5 aus der Kam- mer 3 die Verschlusseinrichtung 6 in die freigebende Stellung zu bringen.

Dies kann dadurch erfolgen, dass die Steuereinrichtung die Transfereinrichtung 11 derart an- steuert, dass die Transfereinrichtung 11 die Verschlusseinrichtung betätigt (also die Ver- schlusseinrichtung von der geschlossenen Stellung in die freigebende Stellung bringt). Z.B. kann in dieser Ausführungsform eine Endeffektor an die Verschlusseinrichtung 6 andocken bzw. diese in die freigebende Stellung bewegen. Mit anderen Worten: die Transfereinrichtung wirkt hier als Betätiger einer (passiven, d.h. selbst nicht aktiven) Verschlusseinrichtung. Eine solche Variante ist in Fig. 12 schematisch dargestellt.

Dis kann aber auch dadurch erfolgen, dass die Steuereinrichtung die Verschlusseinrichtung ansteuert und zwar in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung 11 und/oder der Position eines Endeffektors 14 der Transfereinrichtung. Die Transfereinrichtung bzw. deren Position wirkt hier lediglich als Trigger. Die Verschlusseinrichtung weist zumindest einen ei- genen Aktuator, der von der Steuereinrichtung (z.B. bei Erreichen einer bestimmten Position der Transfereinrichtung) angesteuert wird, sodass die Verschlusseinrichtung aus der geschlos- senen in die freigebende Stellung gelangt.

Ist die Verschlusseinrichtung nun freigebender Stellung erfolgt die Entnahme des Tiegels 5 durch die Beschickungsöffnung 4 aus der Kammer 3 nach ähnlichem Prinzip: entweder durch Betätigung der Transfereinrichtung 11 (siehe den Übergang von Fig. 6 zu Fig. 7) und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Transfereinrichtung 11 und/oder der Posi- tion eines Endeffektors 14 der Transfereinrichtung 11 durch Betätigung einer von der Trans- fereinrichtung 11 gesonderten Entnahmeeinrichtung 26, insbesondere Absenkeinrichtung (siehe Fig. 11). Die Entnahmeeinrichtung 26 kann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 10 kommunikationsverbunden und durch letztere ansteuerbar sein (Fig. 9). Aus den Fig. 4, 6-7 und 9 ist ersichtlich, dass die Verschlusseinrichtung 6 zumindest einen - vorzugsweise pneumatischen oder hydraulischen - Aktuator 15, der durch die Steuereinrich- tung 10 betätigbar ist, aufweisen kann. Die Steuereinrichtung 10 kann dann dazu eingerichtet ist, zur Entnahme eines Tiegels 5 aus der Kammer 3 die Verschlusseinrichtung 6 durch Betäti- gung des zumindest einen Aktuators 15 in die freigebende Stellung zu bringen, wenn ein End- effektor 14 der Transfereinrichtung 11 vor und/oder unterhalb der Beschickungsöffnung 4 an- geordnet ist und/oder wenn ein Endeffektor 14 der Transfereinrichtung (11) den Ofen 2 im Bereich der Beschickungsöffnung 4 kontaktiert und/oder wenn ein Endeffektor 14 der Trans- fereinrichtung 11 einen - sich in der Kammer 3 befindlichen Tiegel 5 tragenden - Träger 7 von außen kontaktiert (Fig. 6).

Wie aus den Fig. 6-11 ersichtlich kann der Ofen 2 zumindest einen Sensor 8, vorzugsweise einen Berührungssensor und/oder Annäherungssensor, zur Detektion der Position der Trans- fereinrichtung 11 und/oder der Position eines Endeffektors 14 der Transfereinrichtung 11 auf- weisen. Der Sensor 8 ist vorzugsweise im Bereich der Beschickungsöffnung 4 angeordnet ist. Die Steuereinrichtung 10 kann nun dazu ausgelegt sein, Daten über die Position der Transfer- einrichtung 11 und/oder die Position eines Endeffektors 14 der Transfereinrichtung 11 von ei- nem Sensor 8 und/oder von der Transfereinrichtung 11 selbst zu empfangen. In Abhängigkeit dieser Sensordaten kann nun die Transfereinrichtung 11 und/oder die Verschlusseinrichtung 6 angesteuert werden. Der Ofen 2 kann weiters einen Temperatursensor 16 aufweisen (siehe Fig. 2, 3 und 9). Die Steuereinrichtung 10 kann dazu ausgelegt sein, Daten von dem Temperatursensor 16 zu emp- fangen und in Abhängigkeit der Daten des Temperatursensors 16 die Transfereinrichtung 11 und/oder die Verschlusseinrichtung 6 anzusteuern. Z.B. kann die Steuerung ausgelegt sein, dass die Transfereinrichtung 11 erst dann zum Ofen 2 bewegt wird und/oder die Verschluss- einrichtung 6 erst dann in die freigebende Stellung gebracht wird, wenn die Temperatur in der Kammer unter einen kritischen Wert abgekühlt ist.

Wie aus den Figuren ersichtlich kann der Ofen 2 einen - vorzugsweise sockelartigen - Träger 7 zum Tragen eines in der Kammer 3 befindlichen Tiegels 5 aufweisen, wobei der Träger 7 in seiner Betriebsposition die Beschickungsöffnung (4) verschließt und durch die Verschlussein- richtung (6) fixiert ist (siehe rechter Ofen in Fig 3) und wobei der Träger 7 bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung 6 aus seiner Betriebsposition von der Kammer 3 - vor- zugsweise durch die Transfereinrichtung 11 - entnehmbar, insbesondere absenkbar, ist (siehe linker Ofen in Fig. 3). Ein Endeffektor 14 der Transfereinrichtung 11 kann ausgebildet sein, den Träger 7 im Bereich seiner Unterseite aufzunehmen (siehe Fig. 6) und/oder einen auf dem Träger 7 befindlichen Tiegel 5 aufzunehmen, vorzugsweise mittels eines Greifers (siehe Fig.

8).

Der Träger 7 kann in seiner Betriebsposition in das Innere der Kammer 3 ragen (siehe Fig. 2, 3und 6). Weiters kann der Träger 7 an seiner Unterseite durch eine Bodenplatte 17 abge- schlossen sein (siehe Fig. 4 und 6). Die Bodenplatte 17 dichtet in der Betriebsposition die Kammer 3 ab und liegt an dem Rand der Beschickungsöffnung 4 an. Wie bereits erwähnt kann in oder an dem Träger 7 zumindest ein Temperatursensor 16, vorzugsweise in Form ei- nes Thermoelements, zur Messung einer Temperatur in der Kammer 3 angeordnet sein (Fig. 2 und 3). Der Träger 7 könnte auch zumindest ein Wärmeschild, welches in einem Hohlraum des Trägers (7) angeordnet ist, aufweisen (nicht dargestellt). In Fig. 2 ist angedeutet, dass in dem Träger 7 zumindest ein Hohlraum 18, vorzugsweise in Form eines Kanals oder einer

Wassertasche, zur Aufnahme und/oder Durchführung eines Kühlmittels ausgebildet ist. Wei- ters könnten in dem Träger 7 zumindest eine Durchführung für eine Gasleitung und/oder Va- kuumleitung und/oder elektrische Leitung und/oder ein Thermoelement ausgebildet sein (nicht dargestellt). Bereits aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Industrieofenanlage 1 jeweils zumindest zwei, zu ei- ner Einheit 20 zusammengefasste und durch die Steuereinrichtung 10 steuerbare Öfen 2 auf- weist. Dabei ist die Steuereinrichtung 10 vorzugsweise derart ausgelegt, einen Ofen 2 der Ein- heit 20 durch Ansteuerung der Transfereinrichtung 11 und/oder Ansteuerung der Verschluss- einrichtung 6 zu entladen und/oder zu reinigen und/oder neu zu beschicken (linker Ofen in Fig. 3), während sich ein anderer Ofen 2 der Einheit 20 im Produktionsmodus befindet (rech- ter Ofen in Fig. 3).

Die Einheit 20 kann eine gemeinsame - vorzugsweise elektrische - Versorgungseinrichtung

21, vorzugsweise in Form eines Induktionsgenerators, für die Heizeinrichtungen 9 aufweisen, welche Versorgungseinrichtung 21 zwischen den Öfen 2 bzw. zwischen den Heizeinrichtun- gen 9 der Öfen 2 umschaltbar gestaltet sein kann. Im Falle einer Induktionsheizung wird - in

Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel - unter Heizeinrichtung die Induktionsspule (gegebenenfalls zusammen mit dem Außenschwingkreis) verstanden. Als Versorgungsein- richtung dient dann ein Induktionsgenerator und/oder eine Wechselstromquelle.

Ebenso kann die Einheit 20 oder mehrere Einheiten 20 eine gemeinsame Pumpen- und/oder Gasbeschickungseinrichtung 22, 23 aufweisen (siehe ebenfalls Fig. 1). Alternativ könnte jeder Ofen 2 oder jede Einheit 20 eine eigene Pumpen- und/oder Gasbeschickungseinrichtung auf- weisen.

Die Transfereinrichtung 11 kann auf einer Führungsbahn 25, z.B. auf Schienen, geführt sein, zumindest einen Roboterarm umfassen und/oder einen Endeffektor 14 in Form eines (Parallel- )Greifers umfassen.

Fig. 10 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform, bei der die Transfereinrichtung bzw. deren Endeffektor 14 eine Reinigungseinrichtung 19 umfasst und/oder trägt, wobei vor- zugsweise die Reinigungseinrichtung 19 eine Bürste und/oder einen Sauger und/oder eine Druckluftzufuhr umfassen kann. Die Reinigungseinrichtung 16 könnte einen zusätzlichen, vom Greifer gesonderten Endeffektor der Transfereinrichtung 11 darstellen, oder als Hilfsein- richtung bei Bedarf vom Endeffektor gegriffen und gehalten werden. In letzterem Fall könnte die Reinigungseinrichtung 19 in einer Parkposition geparkt werden und bei Bedarf von der Transfereinrichtung aufgenommen werden. Allen diesen Varianten ist gemein, dass die Trans- fereinrichtung zusätzlich zu ihrer Funktion der Entnahme des Tiegels 5 aus der Kammer 3 die Funktion der Reinigung der Kammer übernimmt.

In der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform umfasst die Reinigungseinrichtung 19 neben einer rotierenden Bürste eine Abdeckung 19a in Form einer Bodenplatte, welche im Reini- gungsmodus die Beschickungsöffnung 4 abdeckt bzw. verschließt, und eine Absaugeinrich- tung 19b, welche die Rückstände (Staub, Ruß, etc.) aus der Kammer aussaugt. Durch die Ab- deckung 19a wird während der Reinigung der Kammer verhindert, dass die Rückstände un- kontrolliert aus der Kammer fallen und die Industrieofenanlage verschmutzen.

Fig. 9 zeigt schließlich in schematischer Weise, dass die Steuereinrichtung 10 mit einzelnen Komponenten der Industrieofenanlage 1 kommunikationsverbunden ist und diese ansteuert und/oder von diesen (Sensor-)Daten empfängt. Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer Industrie- ofenanlage 1, insbesondere zur Herstellung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere Siliziumkarbid, wobei zur Entnahme eines Tiegels 5 aus der Kammer 3 die Verschlusseinrichtung 6 - durch Betätigung der Transfereinrichtung 1 1 und/oder in Ab- hängigkeit von der Position der Transfereinrichtung 11 und/oder der Position eines Endeffek- tors 14 der Transfereinrichtung 11 - in die freigebende Stellung gebracht wird und/oder bei freigebender Stellung der Verschlusseinrichtung 6 ein Tiegel 5 - durch Betätigung der

Transfereinrichtung 11 und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Transfer- einrichtung 11 und/oder der Position eines Endeffektors 14 der Transfereinrichtung 11 durch Betätigung einer von der Transfereinrichtung 11 gesonderten Entnahmeeinrichtung, insbeson- dere Absenkeinrichtung - durch die Beschickungsöffnung 4 aus der Kammer 3 entnommen, insbesondere abgesenkt, wird.

Wie bereits erwähnt kann nach dem Verbringen des Tiegels 5 aus der Kammer 3 die Kammer 3 mittels der Transfereinrichtung 11 gereinigt werden, wobei vorzugsweise ein Endeffektor

14 der Transfereinrichtung 11 eine Reinigungseinrichtung 19 umfasst und/oder während der Reinigung eine Reinigungseinrichtung 19 trägt, wobei vorzugsweise die Reinigungseinrich- tung 19 eine Bürste und/oder einen Sauger und/oder eine Druckluftzufuhr umfasst.

In einer besonderen ausführungsform weist die Industrieofenanlage 1 eine Vielzahl von Öfen 2 auf, wobei vorzugsweise jeweils zwei Öfen 2 zu einer Einheit 20 zusammengefasst sind, und die Öfen 2 durch dieselbe Transfereinrichtung 11 entladen und/oder gereinigt und/oder beschickt werden, wobei die Öfen 2 jeweils zeitversetzt zueinander durch Aktivierung der Heizeinrichtung 9 in den Produktionsmodus gebracht werden.

Zur Entnahme eines Tiegels 5 aus der Kammer 3 fährt die Transfereinrichtung 11 mit einem Endeffektor 14 an die Beschickungsöffnung 4 heran und die Verschlusseinrichtung 6 wird - durch die Transfereinrichtung 11 und/oder zumindest einen Aktuator 15 der Verschlussein- richtung 6 - in eine freigebende Stellung gebracht. Anschließend kann die Transfereinrichtung 11 den Tiegel 5 aus der Kammer 3 entnehmen, insbesondere absenken. Der Industrieofen und das Verfahren zu dessen Betrieb eignet sich insbesondere zur Herstel- lung von keramischen Werkstoffen und/oder Karbiden, insbesondere zur Herstellung von Sili- ziumkarbid aus Siliziumoxid und Kohlenstoff, durch exotherme Reaktion und/oder zum (Re- aktions-)Sintem.

Bezugszeichenaufstellung 1 Industrieofenanlage 2 Ofen 3 Kammer 4 Beschickungsöffnung 5 Tiegel 6 Verschlusseinrichtung 7 Träger 8 Sensor 9 Heizeinrichtung 10 Steuereinrichtung 11 Transfereinrichtung 12 Belade- und/oder Enladestation 13 Übergabestation 14 Endeffektor 15 Aktuator 16 Temperatursensor 17 Bodenplatte 18 Hohlraum 19 Reinigungseinrichtung 19a Abdeckeinrichtung 19b Absaugeinrichtung 20 Einheit 21 Versorgungseinrichtung 22 Pumpeneinrichtung 23 Gasbeschickungseinrichtung 24 Füße 25 Führungsbahn 26 Entnahmeeinrichtung (Absenkein- richtung)