DE1604758A1

DE1604758A1 - Einrichtung zum Trocknen von Schutzschichten auf metallischen oder nichtmetallischen Straengen beliebigen Querschnitts

Info

Publication number: DE1604758A1
Application number: DE19641604758
Authority: DE
Inventors: Peter Aumann
Original assignee: AUMANN KG WILLY
Current assignee: AUMANN KG WILLY
Priority date: 1964-04-21
Filing date: 1964-04-21
Publication date: 1971-02-18

Description

"Einrichtung zum Trocknen von Schutzschichten auf metallischenoder nichtmetallischenSträngenbeliebigen querschnitts." Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trocknen von Schutzschichten auf metallischenoder nichtmetallischen Strängen beliebigen %uerschnitts, beispielsweise zum Trocknen des Lackes beim Lackieren von .Drähten oder Bändern. Beim Lackieren von Draht wird der von der Ziehmaschine kommende oder von Blankdrahtvorratsrollen abgezogene Draht zunächst durch eine Lackauftrags- und -abstreifvorrichtÜng und von dort durch eine Trocknungskammer und über Umlenkrohen durch eine Rückführkammer geleitet und dann mehrere Male hintereinander den Weg durch die Lackauftragsvorrichtung, die Troeknungs- und Rückführkammer geführt, um die Lösungsmittel auszutreiben und den hack einzubrennen. 'Bei bekannten Lacktrocknungseinrichtungen wird daa Trocknen ünd.das im allgemeinen mit Einbrennen bezeichnete Vernetzen des Lackes in einer Troclmungskamer durchgeführtg die als reiner Strahlungsofen ohne zirkulierende Luftführung Torhalb des Systems ausgeführt ist. Eine katalytische Verbrennung der beim Trocknen des Zacks austretenden hösunUsmi @@ tel :trd in einem nach außen führenden Abzweig oder in einem rura11z#1-#zweig der Trockunungskammer ohne Anwendung von Umluft durchgeführt. Damit die obere Zone der jeweils aufgebrachten Lac@:-schicht nicht erhärtet, bevor die Lösungsmittel verdunstet oder verdampft sind, darf die auf den hack beim Durchlaufen der Trocknungshammer einwirkende Temperatur sich nur langsam erhöhen. Es muß. deshalb eine kleine Durchzugsgeschwindigkeit des Drahtes gewählt werden. Die Erfindung, die eine Einrichtung zum Trocknen von icrutz-' schichten auf metallischen oder nichtmetallischen Strängen beliebigen Querschnitts, insbesondere zum Trocknen des Lacks beim Lackieren von Drähten oder Bändern, mit einer Trocknungskammer und einem in einem Parallelzweig zur Trocknunbskammer angeordneten katalytischen Verbrennungsofen betrifft, bezweckt,-diese Nachteile der bekannten Einrichtungen dieser Art zu beheben, und sie erreicht dies dadurch, daß die Trocknungskammer in ein den katalytischen Verbrennungsofen enthaltendes Umluftsystem zum Austreiben und nachfolgendem Verbrennen der Lösungsmittel und in ein Strahlungssystem für das'Aushärten des Lacks durch Strahlung unterteilt ist. Bei der Erfindung werden die Lackschicht und der Draht zuerst übersrieGend durch Konvektion mit der heißen Umluft. erwärmt. Die Umluft kann so gesteuert werden, daß sie mit den Z;3sungsmitteln nur schwach gesättigt wird und infolgedessen der größte Verdunstungs- und Verdampfungswirkungsgrad erzielt t:rird. Bei gleicher Temperatur der Lackschicht wie bei der `s'roc@:nunG des Lacks durch Strahlungswärme werden also mehr Msungsmittel ausgetrieben, das bedeutet aber auch, daß bere:Lts bei einer kleineren Temperatur das Austreiben der Lösungsmittel beginnt und daß man die in der Trocknungskammer auf den Zack einwirkende Temperatur schneller steigern kann, ohne eine zu schnelle Verfestigung der oberen Lackschicht befürchten zu müssen. Die Durchzugsgeschwindigkeit des Drahtes kann erheblich gesteigert und damit die Arbeitszeit verkürzt werden. Ls kann auch die Trocknungskammerlänge bedeutend: kleiner gehalten werden als bei reiner Strahlungserwärmung. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung schließt das Umluftsjstem einen Teil der Trocknungskäimmer und den Parallelzweig hierzu mit einem Ventilator und dem katalytischen Vertrennungsofen ein. Das Strahlungssystem wird durch den sich an den Troc knungskammerteil des Umluftsystems anschließenden restlichen Teil der Troc3nungskammer gebildet. Die Frischluftzufuhr für das Umlufts-r stein zum .Ersatz der abge-1:lasenen Abluft wird überwiegend durch den Strahlungsteil der Trocknungskammer angesogen, um die im Strahlungsteil gegebenenfalls noch austretenden restlichen Lösungsmittel zum Katalysator mitnehmen zu lassen. An den Parallelweg zum Umluft-Trocknungskammerteil kann eine einstellbare Leitung zur Zuführung zusätzlicher Frischluft angeschlossen sein, die dazu dient, Überhitzungen des Katalysators zu vermeiden. Für den Betrieb der Anlage ist es wichtig, außer den beispielsweise mittels Thermoelementen gemessenen Temperatur an verschiedenen Steilen der Trocknungskammer auch die mittlere Temperatur des Umluft-Trocknungskammerteiles und des Strahlungs-Trocknungskammerteiles getrennt messen zu können. Die hierfür vorgesehene Meßeinrichtung stellt die mittlere Temperatur durch eine Messung der Wärmeausdehnung der Trocknungskammerteile fest. Eine sehr elegante Lösung, die es ermöglicht, alle Teile dieser Meßeinrichtung von der Trocknungskammer tragen zu lassen und an beiden Enden der Trocknungskammer gleich ausgebildete Meßinstrumente verwenden zu Y.ennen, besteht darin, daß die Trocknungskammer einseitig fest eingespannt ist und an der Ubergangsstelle vom Umluft-Trocknungskammerteil zum Strahlungs-Trocknungskammerteil ein Taster angebracht ist, dessen Bewegungen auf je ein am Anfang und Ende der Trocknungskammer angeordnetes und von dieser getragenes Meßinstrument übertragen werden; mit den Enden der Trocknungskammer ist zweckmäßig je ein Rohr fest verbunden, das zur Montage des zugehörigen Meßinstrumentes und zur Führung einer mit dem Taststift gekuppelten temperaturunabhängigen Übertragungsstange dient. Die Meßinstrumente können gleichzeitig auch als Regler zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten mittleren Temperatur in dem zugehörigen Trocknungskammerteil dienen, indem sie für Istwertanzeige und Sollwerteinstellung zwei Zeiger sowie einen bei Überdeckung der beiden Zeiger betätigten Schalter zur Abschaltung der Beheizung der Trocknungskammerteile enthalten.

In der Zeichnung-ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In Fit. 1 ist die Zacktrocknungs- und -eintroeklzungseinrich-_ tunk schematisch dargestellt. Der von der Ziehmaschine oder .von Vorratsrollen kommende Draht 't wird über eine Umlenkrolle 2 und die Lackauftrags- und -abstreifvorrichtunö 3 durch die Troclrnungskamraer 4 zu der tImlenkrolle 5 und von dort durch die Rückführkammer 6 zur Umlenkrolle 2 geleitet, von cro aus der Draht dann mehrere Male den beschriebenen V'leg geführt wird. Nach der Erfindung ist die Troclmunösl:wImer 4 in zwei Trocknungskammerteile 1!-a und 4b unterteilt, deren Temperaturen getrennt geregelt werden. Der Trocrnunbsä:ammerteil 4a besitzt einen Parallelzweig 7, der im nachfolgenden mit Umluftkanal bezeichnet wird, in dem ein Ventilator 8 und ein katalytischer Verbrennungsofen.9 angeordnet sind. Der Ventilator ist mit seiner Saugseite an den Katalysator 9 angeschlossen. Auf seiner Druckseite geht von dem Umluftkanal die Abluftleitung 11' ab, und ferner ist im Umluftkanal die Drosselklappe lo angeordnet. Ferner ist an den Umluftkanal 7 eine Zeitung 12 zur Zuführung zusätzlicher Frischluft angeschlossen. Die Frischluft wird von dem Ventilator 8 durch den Troc knungskammerteil 4b angesaugt ünd dann auf den durdh Pfeile gekennzeichneten lieg innerhalb des vom Umluftkanal 7 und den Trocknungskammerteil 4a gebildeten Umluftsystem umgewälzt, wobei immer so viel Frischluft angesaugt wird wie Abluft durch die Abluftleitung 11 über entsprechende Filter nach außen abgeführt wird. Durch die Drosselklappe 1o und eine nicht dargestellte Drosseleinrichtung in der Zeitung 11 kann

die Lu_ L-:ienge eingestellt cjerden, die im Umlufts7Fstem um-

ge:: Z L _: ird.

Im Troci-,nungskammerteil 4a werden

mit der

@ame@.:äl@tei Luft die Lösungsmittel fast vollständig ausge-

trieben und der Lack getrocknet, während im Trocknungskammer-

teil 4b das vollständige "Einbrennen" des Lackes- erfolgt.

Etwaige im Troclcnungakammerteil 4b noch austretende-Rest-

mengen von Lösungsmitteln werden mit der Frischluft 13 dem

Umluftkanal und von dort der Abluftieitung 11 zugefÜhrt.-

Durch die über die Leitung 'i2 zugeführte zusätzliche Frisch-

luft wird verhindert, daß der Katalysator 9 überhitzt wird.

Die Rückführkammer 6 kann ebenfalls mit dem Umluftkanal 7

verbunden .:lein, um auch in der Rückführkammer noch ge-

gebenenfalls auftretende restliche Lösungsmittel. abzuführen.

Aus Fig: 2, 3 und 4-ist die Konstruktion der Lacktrocknungs-

und -eintroc.nungseinrichtung zu entnehmen..Sie befindet

sich in einem Gehäuse '!4, das ringsum mittels nicht- darge-

stellter wärmedämmender Wandungen nach außen abgeschlossen

ist. Die Trocknungskammer 4 und die Zückführkammer 6 be-

sitzen Einer. länglichen Querschnitt, um gleichzeitig mehrere

Drähte __e beneinander .durch die Trocknungskammer bz,r. Rück"

fÜhri@a.-i'::er 'ihren zu können: Auf der Oberseite und auf der

@Til t ex s ei te der- Trocknungskammer sind mittels klammern 16

die zur Beheizung der Trocknungskammer dienenden Heizstäbe 15 befestigt. Die Trocknungskammer i'st nur an ihrem rechten Ende mittels des Bügels 19, der mittels Schrauben mit einem Flansch 25 am Ventilatorgehäuse verbunden ist, fest eingespannt und mittels der Laschen 26 und 27-am stirnseitigen Deckel des Gehäuses 14 befestigt. Mittels der Tasche 33 wird die Rückführkammer 6 getragen. Infolge dieser einseitigen Befestigung kann sich die Trocknungskammer auf' dem übrigen feil ihrer Länge zum freien Ende hin frei ausdehnen, und diese Ausdehnung wird in der weiter unten beschriebenen Reise dazu ausgenutzt, die mittlere. Temperatur innerhalb der beiden Trocknungskammerteile 4a und 4b zu messen. Von den beechriebenen Befestigungsmitteln für die Trocknur48keMmer wird-auch der Ventilator 8 getragen$ in dessen stirnseitigem Plansch ein Stellknopf 29 zur Einstellung der

'Drosäelkl®ppb lo gelagert ist6 Der Umluftkanal ? mit dem

#Xatg13rsator 9 wird einerseits vom Ventilator 8 und anderer-

Asits durch die durch Bolzen miteinander verbundenen

$@astexi l@ und 18 vön der trobknungskammer .getragen. Der

Kata17sator -prägt auf seinem Flansch die Anschlußklemmen

31, 32 für den zur Zündung des Katalysators dienenden

Heizstab 3ö: Die Frischluftleitung 12 ist an ihrem aus dem Gehäuse 14 hervortretenden Ende mit einer Drosselklappe 12a zur Einstellung der Frischluftmenge versehen. -

An der Übergangsstelle von-dem Trocknungskammerteil-4a zum

Trocknungskammerteil 4b ist in flöhe des Abzweiges 39 .(Fig. 4

und 5) des Umluftkanals an der Trocknungskammer mittels einer

Lasche ein Taststift 2o (Fig. 2, 5 und 6) angeschweißt, der

mit seinen freien Enden-in-je ein Rohr 21 bzw. -22 ragt; die

sich zu den Enden der Trocknungakammer hin erstrecken, An den

Enden der Trocknungskammer ist je ein größeres Rohr 23 bzw. 24

angeschweißt, in denen die Rohre 21 bzw. 22 geführt.sind. Der

Taststift ist an seinen Enden durch-Stifte 34 und 35 mit den

Rohren 2=1--bzw22 gekuppelt. Innerhalb der Rohre 21 und 22

ist je eine nahezu temperaturunabhängige Übertragungsstange

36 bzw. 37, z.B: aus Keramik, gelagert, die die Ausdehnungs-

bewegung der Tracknungskammer nach außen übertragen:

Die an den Enden der Troclnuhgskammer angeschweißten Rohre

23 und 24 ragen: zum Teil aus- dem ehäu s e 14. heraus -und diene.

dort zur Montage j e eines in Figo, ' und $ darge:steliteii ges-

instrumentes uncl#.»zur Führung des Kuppelstiftes 38. dleseseB- `

instrumentes, das mit seinem rohförmigen. Gehäusearaatz 4'i

auf das Rohr 23 bzw. 24 aufgesteckt Und festgeklemmt-wird.

Bevor auf die Beschreibung diesen Meßinstrumentes eingegangen.

wird, soll noch kurz erläutert werden, wie sich die Temperatur cier Trocknungskammerteile 4a und 4,b durch Messung der Längsausdehnung- der Trocknungskammer bestimmen läßt. Da die Trocknungskammer an ihrem rechten Ende fest eingespannt ist, kann sich die Ausdehnung der Trockgungskammer infolge Erwärmung nur nach ihrem freien Ende hin auswirken. Wenn. angenommen fird, daß sich der Taststift 2o genlau In der Mitte der Trocknungskammer befindet, dann wird sich die gesamte Tröcknungskammer 'm den doppelten Betrag 'ausdehnen wie- die halbe Trockaungskammer bei -gleicher Temperatur. Da das-Rohr 23 fest mit der Trocknungskammer verbunden ist, wird dieses Bohrbei der Ausdehnung der Trocknungskammer einen doppelt so großen Weg beschreiben wie der Taststift 2o, während das Bohr 24 keine Bewegung erfährt. Infolgedessen ist, wenn angenommen wird, daß_inder ganzen Trocknungskamner die gleiche mittlere Temperatur herrscht, der Weg, den das vom Taststift 2o abgelegene Ende der Übertragungsstange 3? gegenüber dem Bohr 24 ausführt, genau so groß wie der Weg, den das vom Tagtstift 2o abgelegene Ende der Übertragungsstange 36 segenübev dein Rohr 23. ausführt.. 1n beiden Bällen bewegen sich

bei.einer Äusdehnung der - TrQGknuaagskammer die freien Enden

der Übertragungsstangen 38 und 37, von den Kupplumgsstiften 38

:c@ar Neßinstrumente weg.

Der Zupp1ungestift 38 des MeBihstrumentes ($ig. 7 und 8) ist

mit dem Hebel 46 des letwertzeigers gelenkig gekuppelt,, und

zwar mittels der hagerböckchen 42, die mit ihren freien

Schenkeln in -Schlitzen 43 der Seitenwandungen des im Quer-

schnitt U-förmigen lstwerthebels geführt sind.-Die Iager-

bÖckchen mit dem angelenkten Kuppelstift 38 können in den

Schlitzen 43. gegenüber dem Sollwerthebel verstellt werden, um-

den Hebelarm, mit dem der Kuppelatift -38 auf den Sollwert-

hebel einwirkt, verändern zu .können -und hierdurch das )deß-

instrument verschieden langen Trocknungskammern anzupassen,

deren absolute Längenänderung bei gleicher@Temperatur und damit

gleicher prozentualer l,agenänderung verschieden iet: Der

Sollwerthebel wird mit seinem Koppelstift 38 mittels einer

Feder 4?, die sich einerseits äu einem vom SAllwerthebel ge-

tragenen Stift.48 und andererseits an einem am .Meßinstrwenten-

gehäuse befestigten Stift 49 abstutzt,, :gegen die Übertragungs-

stange 36 bzw-. 3? (Figä 5 ünd g) gezogen. ,Der gollwerthebel

trägt an seinem freien Ende zwei Zeiger 5o bzwä 51, #e sich

gegeniiber den ebenfalls doppelt vorgesehenen' Skalen 3äbzw. 53

bewegen. jtan kann daher das Meßinetrument äowohl von der Vor-

der- als auch von der Wolkseite .aus ablesen. Der Sollwertzeiger

trägt ferner den Anschlag 54 für den- Betätigungsstift 53 .

eines idikraschalters 569 -der ,-vom S®llwerthebel 57 getragen -

wird. Der Smllwerthsbel-. ist als Doppelhebel '.ausgeführt und -

innerhalb des U=f®raig*n Istwerthbbels gelagerte -lgr st

ebenfalls mit zwei Zeigern 58 und 59 ausgeri_stet. Der Sollwerthebel 5? kann mittels des Stellknopfes 6o und der Schraubspindel 61 von außen her auf einen gewünschten Temperaturwert eingestellt werden. Der Sollwert- und der IS-#A7erthebel sind mit ihrem gemeinsamen Drehpunkt.62 auf eine: Sch«enkteil 6? gelagert, der zur Nulleinstellung des Iuleßinstrumente's mittels einer Schraubspindel 64 von außen her vers.chwenkt vierden kann. Vor Inbetriebnahme der Anlage wird der Solluertzeiger auf die gev:enschte Temperatur mittels des Stellknopfes 6o eingestellt. Wenn nun der Zeiger des Istwerthebels mit den Zeiger des Sollwerthebels zur Deckung kommt, kommt der Anschlag 54 zur Anlage mit dem Be'cätigungsstift 55 des Likroschalters 56 und hierdurch wird der Heizstromkreis für die Trocknungskammer unterbrochen. Wenn daraufhin die mittlere Temperatur in dem von dem Meßinstrument überwachten Trocknungskammerteil zurückgeht, wird der Mikroschalter wieder geschlossen usw., so daP die eingestellte Temperatur durch abwechselndes Öffnen und Schließen des Mikroschalters eingehalten wird. Wenn die Erfassung der mittbren Temperatur in einem bestimmten Abschnitt des einen oder anderen Kammerteiles besonders wichtig ist,. kann die Befestigungsstelle des Rohres 23 bzw. 24 an

dem Trocln?:ungshammerteil 4a bzwo 4b entsprechend gewählt

werden. _

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Trocknen von Schutzschichten auf metallischen oder nichtmetallischen Strängen beliebigen Querschnitts, insbesondere zum Trocknen des.hackes beim Lackieren von Drähten oder Bändern mit einer Trocknungskammer und einem in einem Parallelzweig zur Trocknungskammer angeordneten katal;;tischen Verbrennungsofen für die ausgetriebenen Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungskammer in ein den katalytischen Verbrennungsofen'enthaltendes Umluftsystem zum Austreiben und Verbrennen der Lösungsmittel und in ein Strahlungssystem für das Aushärten des Lacks durch Strahlung unterteilt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daB das UmluftsZntem aus einen Teil der Trocknungskammer und einem Parallelzweig hierzu besteht, welch letzterer einen Ventilator und den katalytischen Verbrennungsofen enthält. 3 10 -Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungssystem durch den sich an. den Trocknungskammer= teil des Umluftsystems anschließenden restlichen Teil der Trocknungskammer gebildet wird. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluftzufuhr für das Umluftsystem durch den Strahlungsteil der Trocknungskammer geführt ist. ,-. Einrichtung nach Anspruch 1 bis-4, dadurch gekennzeichnet, daß an _ den Parallelzweig zum Umlufttrockenkammerteil eine einstellbare Zeitung zur Zuführung zusätzlicher Frischluft angeschlossen ist. 6.-Einrichtung-nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator mit'seiner Saugseite an den Katalysator angeschlossen ist und auf seiner Druckseite die Abluftleitung und eine Drosselklappe im Parallelzweig angeordnet sind. `I. Lii:ricätung' nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

cal? eine Ihe!@einrichtung zur getrennten Messung der mittleren Temperatur des Umlufttrocknungskammerteils und des Strahlungs-

trocknun gskammerteils oder- eines Abschnittes eines Kammerteiles, vorgesehen ist. ö. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine die mittlere-Temperatur durch Messung der Wärmeausdehnung der Trocknungskammerteile- bestimmende Meßeinrichtung. 9. Einrichtung nach Anspruch ?.und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungskammer eiüseitig fest eingespannt ist und 1 an der Übergangsstelle vom Umlufttrocknungskammerteil zum Strahlunt-strocknungskammerteil ein Taster angebracht ist, dessen be::egungen auf je ein am Anfang°und Ende der Trocknungs- i kammer tzr. eines Kammerabschnittes angeordnetes und von dieser getragenes b%Dinstrument übertragen werden.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Enden der Trocknungskammer oder eines Trocknungskammerabschnittes je ein Rohr fest verbunden ist, das zur Montage des zugehörigen Meßinstrumentes und zur Führung einer mit dem Taststift gekuppelten temperaturunabhängigen Übertragungsstange dient. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die NeBinstrumente für die Istwertanze.ige und für die Sollwerteinstellung zwei Zeiger sowie einen be-i Überdeckung der Zeiger betätigten Schalter zur Abschaltung der Beheizung der zugehörigen Trocknungskammeraberschnitte enthalten. 12. Binrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertzeiger zur Einstellung auf verschieden lange Trocknungskammern über eine einstellbare Übersetzung mit einem sich gegen das freie Ende der Übertragung.sstange anlegenden Kuppelstif t gekuppelt ist. 13. Einrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet3 daß zur Nullpunkteinstellung der Drehpunkt beider Zeiger von außen mittels einer Schwenkvorrichtung verlagerbar ist. 14. Einrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeich- net-, daß das it=eßinstxument mit je z;-:ei Ist- und Sollvertan- - zegern zum Ablesen der Zeigerstelhunger vcn der Vorder- des Yeßingtru-.enteS 'per v°r-..@hen ist.