Werte pyrometrischer Kegel: Die vollständige Kegeltabelle & alles, was du als Töpfer wissen musst

Du programmierst deinen Brennofen auf 1220 °C, drückst auf Start und verlässt dich darauf, dass der Regler das Richtige tut. Aber was passiert wirklich im Inneren des Ofens? Erreicht die Hitze tatsächlich alle Ecken gleichmäßig? Und ist „1220 °C angezeigt" dasselbe wie „1220 °C Wärmewirkung auf deinen Ton"? Die Antwort ist: nicht zwingend. Genau hier kommen pyrometrische Kegel ins Spiel, ein Werkzeug, das viele Töpfer kennen, aber nur wenige wirklich verstehen.

In diesem Artikel erklären wir dir alles, was du als fortgeschrittene Töpferin oder fortgeschrittener Töpfer über pyrometrische Kegel wissen solltest: wie sie funktionieren, was die Kegelwerte bedeuten, welche Systeme es gibt und wie du Kegel sinnvoll in deiner Brennpraxis einsetzt.

 

Dieser Artikel wurde von Formwerk Berlin geschrieben.
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Inhaltsverzeichnis

• Was sind pyrometrische Kegel?
• Warum Kegel keine Temperatur messen, sondern Wärmearbeit
• Ortonkegel, Segerkegel und Co.: Die verschiedenen Systeme
• Die Kegeltabelle verstehen: Werte von 022 bis 13
• Heizgeschwindigkeit: Warum sie den Kegelwert beeinflusst
• Kegel richtig ablesen: Was dir das Biegeverhalten verrät
• Das Dreierset: Vorwarn-, Ziel- und Sicherheitskegel
• Positionierung im Ofen: Wo du Kegel aufstellst
• Normalkegel, selbststehende Kegel, Kilnsitterkegel: Was ist der Unterschied?
• Praxistipps für den Einsatz im Atelier

 

Warum Kegel keine Temperatur messen, sondern Wärmearbeit

Das ist der entscheidende Unterschied, den viele unterschätzen. Ein Thermoelement, also der Sensor in deinem Ofenregler, misst die Lufttemperatur an einem bestimmten Punkt im Ofen. Was es nicht erfasst: wie lange der Ofen auf dieser Temperatur verweilt, ob die Wärme gleichmäßig verteilt ist und wie Scherben und Glasur tatsächlich auf die gesamte Hitzebelastung über die Zeit reagieren.

Kegel erfassen genau das. Ein Ofen, der drei Stunden bei 1222 °C gehalten wird, beeinflusst Ton und Glasuren anders als ein Ofen, der nur kurz 1222 °C berührt und sofort abkühlt. Der Regler zeigt in beiden Fällen dieselbe Zahl an, das Brennergebnis ist ein anderes.

Für die Keramik ist genau das relevant. Ton sintert nicht, weil ein Thermometer eine bestimmte Zahl anzeigt, sondern weil er über eine bestimmte Zeit ausreichend Energie aufgenommen hat. Glasuren fließen nicht bei einem Momentanwert, sondern als Reaktion auf die Summe der thermischen Arbeit. Kegel bilden genau diese Summe ab.

 

Ortonkegel, Segerkegel und Co.: Die verschiedenen Systeme

Historisch gibt es drei verbreitete Kegelsysteme, die du kennen solltest:

Segerkegel (SK) sind das älteste System. Sie wurden 1885 vom Keramiker Hermann Seger für seine Untersuchungen zur Feuerfestigkeit verschiedener Materialien entwickelt. In Deutschland waren sie lange der Standard, seit 2005 werden sie nicht mehr produziert. Wenn du ältere Fachliteratur oder Rezepte aus dem deutschsprachigen Raum liest, wirst du ihnen dort begegnen. Für neue Käufe greifst du praktisch immer zum Ortonkegel.

Ortonkegel sind der heutige Standard im internationalen und deutschen Töpferbedarf. Sie sind präzise, gut dokumentiert und in einem breiten Temperaturbereich von rund 590 °C (Kegel 022) bis etwa 1370 °C (Kegel 14) erhältlich. Auf diesem System basiert auch die Tabelle weiter unten.

Originale Kegel des US-amerikanischen Herstellers Orton gibt es hier: Ortonkegel

Harrison-Kegel (HPC) stammen aus Großbritannien und spielen im deutschen Markt eine untergeordnete Rolle.

 

Die Kegeltabelle verstehen: Werte von 022 bis 13

Die Nummerierung des Orton-Systems folgt einer ungewöhnlichen, aber einmal verstandenen logischen Reihe. Die Kegel beginnen bei 022 (der niedrigsten Temperatur, ca. 590 °C) und zählen rückwärts bis 01, dann vorwärts von 1 bis 14. Das „0" vor der Zahl signalisiert den Niedrigtemperaturbereich. Es ist kein Fehler, es ist das System.

Hier die Tabelle nach dem Orton-Standard für selbststehende Kegel. Angegeben sind beide Referenzgeschwindigkeiten, also 60 °C/h und 150 °C/h in den letzten 100 °C des Brandes. Welche Spalte für dich gilt, erklärt der nächste Abschnitt.

Kegel Nr.	°C bei 60 °C/h	°C bei 150 °C/h	Bereich
022	586	590	Dekor-, Lüster- und Aufglasurbrand
021	600	617
020	626	638
019	678	695
018	715	734
017	738	763
016	772	796
015	791	818
014	807	838
013	837	861
012	861	882	Schrühbrand Schwerpunkt in deutschen Werkstätten: 08 bis 07
011	875	894
010	903	915
09	920	930
08	942	956
07	976	987
06	998	1013	Glattbrand Irdenware und Steingut viele Niedrigbrandglasuren liegen bei 06 bis 04
05½	1015	1025
05	1031	1044
04	1063	1077
03	1086	1104
02	1102	1122
01	1119	1138	Übergangsbereich, harte Irdenware
1	1137	1154
2	1142	1164
3	1152	1170
4	1162	1183	Steinzeug, unterer und mittlerer Bereich viele Steinzeugmassen beginnen erst bei Kegel 6
5	1186	1207
5½	1203	1225
6	1222	1243
7	1239	1257
8	1249	1271	Steinzeug hoher Bereich, Reduktionsbrand
9	1260	1280
10	1285	1305
11	1294	1315	Porzellan und Sondermassen
12	1306	1326
13	1331	1346

Quelle: Orton, Temperaturäquivalente für selbststehende Kegel (Self-Supporting Cones) bei 60 und 150 °C/h Aufheizgeschwindigkeit in den letzten 100 °C. Für klassische Normalkegel liegen die Werte rund 2 bis 5 °C niedriger.

Zwei Einordnungen zu den Bereichen: Die Spalte ganz rechts ist eine Orientierung, keine Vorschrift. Maßgeblich ist immer die Brennempfehlung deines Massen- und Glasurherstellers, und die Bereiche überlappen sich.

Und ein Hinweis für alle, die mit Porzellan arbeiten: Klassisches Hartporzellan wird bei 1380 bis 1420 °C gebrannt und liegt damit oberhalb dieser Tabelle, im Bereich der Kegel 14 bis 16. Die Massen, die im Atelierbetrieb als Porzellan verkauft werden, sind dagegen meist auf 1260 bis 1300 °C eingestellt und damit im Bereich der Kegel 9 bis 13 zu Hause.

 

Heizgeschwindigkeit: Warum sie den Kegelwert beeinflusst

Das ist einer der am häufigsten unterschätzten Aspekte beim Arbeiten mit Kegeln. Die Orton-Werte beziehen sich auf zwei Standardgeschwindigkeiten: Der Ofen wird in den letzten 100 °C vor der Endtemperatur mit 60 oder mit 150 °C pro Stunde aufgeheizt und danach ohne Haltezeit abgeschaltet. Diese zwei Geschwindigkeiten sind der Referenzrahmen, auf den sich alle Kegelwerte beziehen.

In der Praxis bedeutet das: Kegel 6 fällt bei 60 °C/h schon bei 1222 °C, bei 150 °C/h erst bei 1243 °C. Es ist derselbe Kegel und dieselbe Wärmearbeit, nur auf unterschiedlichen Wegen erreicht. Der Kegel reagiert dabei vor allem in der Endphase des Brandes, ungefähr in den letzten 100 °C.

Welche Spalte gilt für dich? Ein voll besetzter Elektroofen schafft in der Endphase selten mehr als 60 bis 100 °C pro Stunde. Für die meisten Atelierbrände ist deshalb die Spalte mit 60 °C/h die richtige Orientierung, und auf diese Werte beziehen sich auch die Angaben in unserem Shop. Die 150-°C/h-Spalte brauchst du, wenn du am Ende sehr schnell hochfährst, etwa bei kleinen, gering besetzten Öfen oder bei Rakubränden.

Haltezeiten wirken zusätzlich. Wer die Endtemperatur hält, gibt weiter Wärmearbeit ins Brenngut, ohne dass der Regler eine höhere Temperatur anzeigt. Als grobe Faustregel entsprechen etwa 15 bis 20 Minuten Haltezeit einem halben Kegel, rund 30 bis 40 Minuten etwa einem ganzen Kegel. Wer also auf Kegel 6 mit einer halben Stunde Haltezeit brennt, landet in der Wärmearbeit schnell bei Kegel 7, obwohl der Regler nie mehr als 1222 °C angezeigt hat. Der genaue Effekt hängt von Ofen, Besatz und Brennkurve ab, weshalb du ihn am besten einmal mit Kegeln selbst ausmisst.

 

Kegel richtig ablesen: Was dir das Biegeverhalten verrät

Nach dem Brand verrät dir die Form des Kegels, was wirklich im Ofen passiert ist. Entscheidend ist die Endstellung der Spitze im Verhältnis zum Fuß.

• Kegel steht aufrecht, keine Verformung: Der Ofen hat die Wärmearbeit dieses Kegels nicht erreicht, also Unterfeuerung.
  
  
• Kegel leicht geneigt, etwa 45 Grad: Die Wärmearbeit nähert sich dem Zielwert, ist aber noch nicht vollständig erreicht.
  
  
• Kegel um etwa 90 Grad gebogen, Spitze auf Höhe des Fußes: Idealer Brennpunkt. Die Wärmearbeit dieses Kegels wurde genau erreicht.
  
  
• Spitze berührt den Boden, Kegel liegt flach oder ist zerlaufen: Überfeuerung, der Ofen ist über das Ziel hinausgegangen.

Der häufigste Ablesefehler ist die Annahme, der Kegel müsse den Boden berühren. Das ist bereits zu viel. Der Fallpunkt ist erreicht, wenn die Spitze so weit abgesunken ist, dass sie ungefähr auf Höhe der Fußoberkante steht, ohne sie zu berühren.

Für eine noch präzisere Auswertung gibt es die Orton-Messlehre, ein Referenzblatt, auf dem du den Biegewinkel des Kegels ablesen kannst. Das ist besonders hilfreich, wenn du deinen Regler kalibrieren oder verschiedene Brennkurven vergleichen möchtest.

 

Das Dreierset: Vorwarn-, Ziel- und Sicherheitskegel

Professionell arbeitende Töpferinnen und Töpfer setzen selten nur einen einzelnen Kegel ein. Das sogenannte Dreierset gibt dir deutlich mehr Information über den Zustand deines Brands. Alle Kegel, die du zur Brandkontrolle in den Ofen stellst, heißen im Deutschen Kontrollkegel, im Englischen wirst du ihnen als „Witness Cones" begegnen. Das Set besteht aus:

• Vorwarnkegel: Der nächstniedrigere Kegel in der Temperaturreihe, bei Zielkegel 6 also Kegel 5. Er fällt als erster und signalisiert dir, dass sich der Brand dem Ziel nähert. Ideal, wenn du einen Gas- oder Holzbrandofen manuell kontrollierst.
  
  
• Zielkegel: Der Kegel, dessen Wärmearbeit du anstrebst. Wenn seine Spitze auf Höhe des Fußes steht, ist der Brand abgeschlossen.
  
  
• Sicherheitskegel: Der nächsthöhere Kegel, bei Zielkegel 6 also Kegel 7. Wenn er sich deutlich verformt, ist dein Ofen zu weit gegangen, das ist dein Signal für Überfeuerung.

Achtung bei der 0er-Reihe: Dort läuft die Zählung rückwärts. Zu Zielkegel 04 gehören also Vorwarnkegel 05 und Sicherheitskegel 03, nicht umgekehrt. Wer sich unsicher ist, orientiert sich einfach an den Temperaturen in der Tabelle statt an den Nummern.

Es lohnt sich, dieses Trio in verschiedenen Bereichen des Ofens zu wiederholen, also oben, mitte, unten oder links, mitte, rechts, um die Wärmeverteilung zu kartieren. Das macht besonders bei größeren Öfen oder nach einem Wechsel der Heizwendel Sinn.

 

Positionierung im Ofen: Wo du Kegel aufstellst

Damit der Kegel zuverlässige Informationen liefert, muss er richtig platziert sein. Einige wichtige Punkte:

• Sichtbarkeit durch das Schauloch: Wenn du den Brand manuell beobachtest, muss der Kegel durch das Schauloch sichtbar sein. Platziere ihn dafür etwas dahinter, nicht direkt davor.
  
  
• Abstand zu den Heizelementen: Stelle Kegel nicht direkt neben die Heizwendel, dort herrschen lokale Temperaturspitzen, die zu falschen Ablesungen führen.
  
  
• Stabiler Stand: Der Kegel muss exakt im richtigen Winkel aufgestellt sein, bei Normalkegeln typischerweise 8 Grad Neigung zur Fallseite hin. Selbststehende Kegel nehmen dir diese Arbeit ab.
  
  
• Genug Platz zum Fallen: Lass vor der Fallseite einige Zentimeter frei, damit sich der Kegel ungehindert biegen kann und nicht an Brenngut oder Stützen hängen bleibt.
  
  
• Mehrere Positionen: Um die Temperaturverteilung im Ofen zu kartieren, platziere Kegelsätze oben, in der Mitte und unten. Unterschiede von einem halben Kegelwert zwischen den Ofenbereichen sind nicht ungewöhnlich, alles darüber sollte dich zum Nachjustieren des Besatzes motivieren.

 

Pyrometrische Kegel stehen aufrecht im laufenden Brand, die Wärmearbeit hat ihren Höhepunkt noch nicht erreicht

 

Normalkegel, selbststehende Kegel, Kilnsitterkegel: Was ist der Unterschied?

Du wirst im Handel auf verschiedene Kegelformen stoßen. Hier der Überblick:

Normalkegel (Large Orton Cones) sind die klassischen, rund 6 cm hohen Kegel. Sie müssen in einen Standfuß aus Ton eingesetzt oder in eine feuerfeste Kegelaufnahme gesteckt werden, damit sie im richtigen Winkel stehen. Der Winkel ist entscheidend für die korrekte Ablesung. Ihre Falltemperaturen liegen rund 2 bis 5 °C unter denen der selbststehenden Kegel.

Selbststehende Kegel (Self-Supporting Cones) haben eine integrierte Basis und stehen ohne Hilfsmittel im korrekten Winkel. Weiterer Vorteil ist die exakte Fallpunktmessung, weil der Fuß als fester Bezugspunkt dient. Sie sind für die meisten Atelierbrände die praktischere Wahl, einfacher aufzustellen und einfacher abzulesen. Die Werte in der Tabelle oben gelten für diesen Typ.

Kilnsitterkegel (Small Cones und Kegelstäbchen) sind kleine Kegel oder Stäbchen für mechanische Abschaltsysteme, den sogenannten Kiln Sitter. Solche Systeme sitzen fast ausschließlich an älteren amerikanischen Öfen. Wer in Deutschland mit einem Ofen von Rohde, Nabertherm, Kittec oder einer vergleichbaren Marke arbeitet, hat stattdessen einen elektronischen Regler und braucht diese Bauform nicht. Für die Brandkontrolle setzt du dort normale Kontrollkegel ein.

Ein verwandtes Werkzeug, das nach demselben Prinzip arbeitet, sind PTCR-Temperaturmessringe. Auch sie erfassen Wärmearbeit statt reiner Temperatur, liefern das Ergebnis aber nicht als sichtbaren Fallpunkt, sondern als messbaren Zahlenwert: Der Ring schrumpft im Brand, und aus seinem Enddurchmesser lässt sich über eine Tabelle die nominelle Temperatur ablesen. Für die schnelle, sichtbare Brandkontrolle bleibt der Kegel erste Wahl, für die genaue Vermessung und Kartierung des Temperaturfelds ergänzen die Ringe ihn gut.

PTCR-Temperaturmessringe werden in Packungen zu 15 Stück geliefert, jeder Ring schrumpft im Brand proportional zur aufgenommenen Wärmearbeit.

 

Praxistipps für den Einsatz im Atelier

Ein paar Punkte aus der Praxis, die du kennen solltest:

Kalibriere deinen Regler regelmäßig. Thermoelemente altern und zeigen mit der Zeit niedrigere Temperaturen an, als tatsächlich im Ofen herrschen. Ein Kegelbrand alle paar Monate hilft dir, den Drift zu erkennen, bevor er deine Glasuren ruiniert.

Dokumentiere jeden Brand. Notiere Kegelnummer, Aufheizgeschwindigkeit, Haltezeit und Kegelergebnis. Nach einigen Bränden erkennst du, wo dein Ofen systematisch abweicht, und kannst gezielt gegensteuern.

Neue Öfen unbedingt kalibrieren. Kein Regler ist ab Werk perfekt eingestellt. Führe in den ersten Bränden immer Kontrollkegel mit, in mehreren Ofenbereichen, und gleiche dann dein Brennprogramm an.

Alte Kegel können weiterverwendet werden. Kegel haben kein Verfallsdatum. Wenn sie in gutem Zustand sind, trocken gelagert wurden und nicht leicht brechen, kannst du sie weiterhin einsetzen. Einmal gebrannte Kegel dagegen sind verbraucht.

Bei Glasurrezepten aus dem Englischen aufpassen: Englischsprachige Rezepte verwenden das Orton-System mit einfachen Zahlen wie „Cone 6" oder „Cone 10". Das entspricht exakt den Ortonkegeln ohne führende Null. Cone 6 ist also 1222 °C bei 60 °C/h beziehungsweise 1243 °C bei 150 °C/h. Steht dagegen „SK" davor, ist ein Segerkegel gemeint, und die Zahlen sind nicht übertragbar.

Elektro- und Gasofen sind nicht dasselbe, auch für Kegel. In einer reduzierenden Atmosphäre (Gasofen, Holzbrand) reagiert der Kegel anders als im Elektroofen mit oxidierender Atmosphäre, weil das enthaltene Eisenoxid unter Reduktion das Schmelzverhalten verändert. Für Reduktionsbrände gibt es deshalb eisenfreie Kegel. Wer zwischen Elektro- und Gasofen wechselt, sollte die ersten Brände immer mit Kontrollkegeln begleiten.

 

 

Häufige Fragen zu pyrometrischen Kegeln

Was ist der Unterschied zwischen Seger- und Ortonkegeln?
Beide sind pyrometrische Messsysteme, aber mit unterschiedlichen Nummernkreisen und abweichenden Falltemperaturen. Segerkegel wurden in Deutschland bis 2005 produziert und sind heute kaum noch erhältlich. Ortonkegel sind der aktuelle Standard und werden im Handel oft weiterhin als Segerkegel bezeichnet. Die Nummern sind nicht eins zu eins übertragbar, Segerkegel 1a liegt zum Beispiel bei rund 1125 °C, Ortonkegel 1 bei 1137 °C.

Wie viele Kegel brauche ich pro Brand?
Mindestens einen Zielkegel. Für eine präzisere Kontrolle empfiehlt sich das Dreierset aus Vorwarn-, Ziel- und Sicherheitskegel, idealerweise an mehreren Positionen im Ofen (oben, mitte, unten).

Woran erkenne ich, dass der Kegel genau gefallen ist?
Wenn die Spitze so weit abgesunken ist, dass sie ungefähr auf Höhe der Fußoberkante steht. Berührt sie den Boden, war der Brand zu heiß oder zu lang. Steht der Kegel noch fast aufrecht, wurde die Wärmearbeit nicht erreicht.

Kann ich pyrometrische Kegel mehrfach verwenden?
Nein. Einmal gebrannte Kegel haben ihre Wärmewirkung bereits umgesetzt und können nicht ein zweites Mal zuverlässig eingesetzt werden. Unverwendete Kegel hingegen sind nahezu unbegrenzt lagerfähig, sofern sie trocken aufbewahrt werden.

Welchen Kegel brauche ich für den Schrühbrand?
Der Schrühbrand liegt in deutschen Werkstätten meist zwischen 900 und 1000 °C, also im Bereich der Kegel 010 bis 06 mit Schwerpunkt bei 08 und 07. Entscheidend ist, was der Hersteller deiner Tonmasse angibt.

Warum zeigt mein Regler eine andere Temperatur an als der Kegel vermuten lässt?
Das ist häufiger, als du denkst. Thermoelemente altern, messen nur an einem Punkt und erfassen keine Haltezeiten in ihrer Summe. Der Kegel misst die tatsächliche Wärmewirkung im Ofenraum und ist damit der verlässlichere Indikator für den Brennzustand.

Ab welchem Kegel sollte ich Steinzeug brennen?
Die meisten deutschen Steinzeugmassen sind auf 1220 bis 1280 °C ausgelegt, also auf Kegel 6 bis 10. Massen für den unteren Bereich beginnen bei Kegel 4, sind hierzulande aber seltener. Studioporzellan liegt meist bei Kegel 9 bis 13, klassisches Hartporzellan mit 1380 bis 1420 °C noch darüber. Prüfe immer die Angaben deines Massenherstellers und stimme sie mit deiner Glasur ab.

Muss ich Kegel auch bei einem programmierbaren Digitalregler einsetzen?
Ja, gerade dann. Ein digitaler Regler programmiert eine Zieltemperatur, keine Wärmearbeit. Kegel verraten dir, ob dein Ofen das leistet, was du eingestellt hast, und helfen dir, systematische Abweichungen zu erkennen, etwa durch ein gealtertes Thermoelement oder einen ungleichmäßigen Besatz.

 

Viel Spaß beim Brennen wünscht das Formwerk Berlin Team