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Anlage zum kontinuierlichen Behandeln, z. B. Imprägnieren oder Bedampfen von bandförmigem
Material im Vakuum
Es ist bekannt, bandförmiges Material im Vakuum kontinuierlich zu behandeln, z. B.
Bänder aus Papier, Kunststoff, Textilien u. dgl. zu bedampfen, zu imprägnieren, zu trokknen usw. Bei den bisher hiefür bekannten Anlagen waren die Einzelteile starr miteinander verbunden. Wenn die Anlage fahrbar sein sollte, besass sie ein einziges grosses Untergestell für die gesamte Anlage. Im allgemeinen wurde ein einziger grosserVakuumbehälter verwendet, in welchem einzelne, oft komplizierte Mittel und Einrichtungen zum Behandeln des bandförmigen Gutes angeordnet waren.
Diese bekannten Anlagen haben u. a. den Nachteil, dass die einzelnen Behandlungsmittel und-einrichtungen nur sehr schwer zugänglich sind, insbesondere können die einzelnen Apparaturen nicht ohne weiteres in bezug aufeinander ausgerichtet werden. Hinzu kommt, dass die ein Ganzes bildenden Anlagen nur sehr schwierig und nur mit besonderen Hilfsmitteln sowie mit viel Zeitaufwand zu transportieren sind, oder aber die Einzelteile am Aufstellungsort in mühseliger Kleinarbeit zusammengebaut werden müssen.
Nach der Erfindung werden diese Mängel und Missstände in einfacher Weise vermieden und zugleich eine Reihe von weiteren sehr bedeutsamen Vorteilen gewonnen, wenn die Anlage aus bausteinartig zusammensetzbaren, jeweils einer bestimmten Einzelbehandlung oder Behandlungsstufe zugeordneten, unter Abdichtung miteinander kuppelbaren Anlagenteilen besteht.
Insbesondere können die Anlagenteile, z.
B. auf Schienen, verfahrbar sein, wobei dann jeder Anlagenteil ein eigenes fahrbares Traggestell besitzt.
Die einzelnen Anlagenteile können als vollständig selbständige Einheiten ausgebildet, also mit eigenen Vakuumpumpen und-leitungen, Ventilen, Kälteaggregaten, Transformatoren, Schaltern, Sicherungen usw. ausge- stattet sein, so dass für deren Inbetriebnahme gegebenenfalls nur das elektrische Netz und ein Kühlwasseranschluss vorhanden sein muss und der Aufbau der Gesamtanlage äusserst rasch und bequem vor sich geht. Bei entsprechend ausgebildeten Stirnflächen können diese Anlagenteile, die jeweils einer Behandlungsstufe, beispielsweise dem Imprägnieren, dem Extrahieren, dem Bedampfen, dem Trocknen od. dgl. zugeordnet sind, in beliebigen Kombinationen baukastenartig zusammengesetzt werden.
Ferner ist die Anlage leicht zu transportieren ; weil die Anlagenteile weder unzulässig gross noch unzulässig schwer sind, können sie ohne Schwierigkeiten versandt werden. Des weiteren sind keine speziellen Verklammerungselemente, Schweissungen u. dgl. zum Zusammenhalten der einzelnen Anlagenteile erforderlich, da diese beim Einsetzen des Vakuums fest aneinander haften.
Wenn kein Vakuum besteht, können die einzelnen Anlagenteile leicht auseinander gefahren werden und ihre Inneneinrichtung ist leicht von aussen zugänglich. Sind die Anlagenteile auseinandergefahren, lässt sich das bandförmige Material leicht in die einzelnen Umrollvorrichtungen und sonstigen Führungseinrichtungen einziehen, was für eine rationelle Betriebsweise von grösster Wichtigkeit ist.
Da die einzelnen Anlagenteile voneinander unabhängig sind, können sie beim Zusammenbau leicht gegeneinander justiert werden. Bei entsprechender Ausgestaltung der das Band führenden Bandumrollvorrichtungen, z. B. wenn diese von aussen her axial verschiebbar und um ihre Achse verdrehbar sind, kann eine genaue Einstellung des Bandlaufes sogar während des Betriebes erfolgen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den beiliegenden Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie der folgenden Beschreibung zu entnehmen.
Es zeigen : Fig. 1 einen bausteinartigen zusammengesetzten Vakuumkessel, wobei jeder
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Schuss auf einem eigenen fahrbaren Untergestell angeordnet ist, Fig. 2 im vergrösserten Massstab eine Abdichtvorrichtung für die Durchführung des z. B. bandförmigen Gutes zwischen zwei Anlagenteilen, z. B. Kesselschüssen, mit einem umlaufenden Band und einer von diesem umfassten Walze, Fig. 3 in vergrössertem Massstab einer Abdichtung zweier Anlagenteile, z. B. Kesselschüsse, Fig.
4- ebenfalls in vergrössertem Massstab eine abgewandelte Ausführung einer Dichtung, insbesondere für elektrische Durchführungen, Fig. 5 eine Ansicht einer gelochten Scheibe einer Vorrichtung zum Freihalten der Innenfläche eines Kontrollfensters von MetalldampfNiederschlägen, und Fig. 6 einen Grundriss, der im wesentlichen aus zwei synchron rotierenden Scheiben bestehenden Vorrichtung nach Fig. 5, in Anordnung vor der von MeS talldampf - Nieder5chlägen freizuhaltenden Innenfläche des Kontrollfensters.
In den Anlagenteilen, z. B. Kesselschüssen 1, 2, 3 und 4 sind jeweils Behandlungsmittel, - vorrichtungen, -einrichtung od. dgl. 5 bzw. 6 bzw. 7 bzw. 8 angeordnet, z. B. Führungswalzen nebst ihren Gestellen, Bedampfungseinrichtungen, Heizvorrichtungen, Kühlmittel, Pumpen, Rohrleitungen, Ventile, Regler-, Messund Schaltmittel u. a. m. Jeder Anlagenteil sitzt auf einem fahrbaren Untergestell 9 bzw.
10 bzw. 11 bzw. 12 ; die Teile sind axial verfahrbar, so dass das bandförmige Fördergut bequem von Kammer zu Kammer durch die engen Abdichtschlitze hindurchgesteckt werden kann. Ausserdem lassen sich die Behandlungsmittel bequem überprüfen, reparieren, auswechseln usw.
Um die einzelnen Anlagenteile gegeneinander justieren zu können, tragen die Kesselschüsse nicht dargestellte Justiervorrichtungen, die z. B. aus um 1200 am Umfang versetzten Anschlägen an dem einen Kesselschuss und damit zusammenwirkenden, am Umfang des benachbarten Kesselschusses angebrachten Stellschrauben bestehen. Die Kesselschüsse erhalten dann beim Einsetzen des Vakuums eine den Stellungen der Schrauben entsprechende Lage. Die Dichtungen zwischen den einzelnen Kesselschüssen, die später noch beschrieben werden, sind so ausgebildet, dass ihre Dichtwirkung von der Justterstellung nicht abhängt.
Die Anlagenteile sollen unter Abdichtung miteinander kuppelbar sein. Das erfordert sowohl eine Abdichtung zwischen den Innenräumen der benachbarten Kesselschüsse, eine sogenannte Bandschleuse, als auch eine Abdichtung gegen die Atmosphäre.
Als Bandschleuse können beispielsweise zwei parallele Platten dienen, deren Abstand klein im Vergleich zur freien Weglänge der Gasmoleküle ist, wobei gegebenenfalls die Gesetze der Molekularbtrömung ausnutzbar sind. Der Strömungwiderstand dieser Einrichtung kann ohne weiteres so gross bemessen werden, dass die höchsten Vakua auch bei sehr grossen Druckunter, chieden zwischen den beiden Kammern aufrechterhalten werden, ohne dass das hindurchgeführte Band od. dgl. irgendwie behindert oder beeinträchtigt wird.
An Stelle dieser Abdichtplatte können auch zwei einen Schlitz'-anal bildende endlose umlaufende Bänder oder nur ein solches Band und eine von diesem über einen grösseren Teil ihres Umfanges umfasste rotierende Walze verwendet werden ; eine solche Schleuse ist in Fig. 2 gezeigt.
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Netzband aus Textilstol'f od. dgl. zunächst über die Leitrolle 14.-sodann über die in gleicher Geschwindigkei'-mit dem Gut mitlaufende, z. B. angetriebene Abdichtwalze 15, hierauf über die zweite Leitrolle 16 und danach durch den Schlitz 17 der Trennwand 18 in den Raum 19 andern Druckes.
Die Walze wird etwa über die Hälfte ihres Mantelumfanges von einem Teil eines ebenfalls in gleicher Gesch'-'.'indigkeit mitlaufenden endlosen Bandes 20 so umfasst, dass zwischen Walze und Band ein schlitzförmiger Abdichtkanal gebildet wird. Das Band läuft über Leitrollen 21, 22. 23 und 24 ; die Rolle 24 ist von einer Feder 2. ? belastet, die zweck- mässigerweise einstellbar in--.
Das vorzugsweise elastische Abdichtband 20 drückt das Fördergut 13 gegen die Walze 15, so dass auch deshalb eine das Gut ungünstig beeinflussende Relativbewegung zwischen dem Fördergut und den Abdichtmitteln nicht stattfindet.
An dem Schlitz 17 sind in Richtung zur Walze 15 Ansätze 26 und 27 vorgesehen. Der gegebenenfalls einstellbare Ansatz 27 trägt in einer Nut 28 einen z. B. leistenförmigen Abdichtkörper 29, der auf der Walze 15 schleift.
Der Ansatz 26 ist mit einem weiteren, etwas peripher zur Walze 15 und zu dem hier befindlichen Teil des Bandes 20 verlaufenden Fortsatz 30 ausgestattet, der ebenfalls eine gewisse Abdichtung bewirkt ; der Fortsatz 30 soll von der Walze 15 einen so geringen Abstand haben, dass ein schlitzförmiger Kanal gebildet wird, welcher das Fördergut eng, aber doch nicht so eng umhüllt, dass es sich am Fortsatz reibt.
Mittels der Zugfeder 25 wird das abdichdende Band 20 vorteilhafterweise so stark gespannt, dass es nicht nur das Fördergut 13 fest gegen die Walze 15 presst, sondern dass auch jeglicher überdruck zwischen der Kammer 19 und dem Raum 31, der auch eine Kammer sein kann, von den Abdichtmitteln stets voll aufgefangen wird.
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D. ie ganze Abdichtvorrichtung kann auch vollständig in der einen Kammer, z. B. in derjenigen höheren Druckes, angeordnet werden.
Bei einer solchen Anordnung werden die durchlaufenden Bänder sehr geschont. Es lassen sich auch netzartige Materialien unter Abdichtung hindurchführen ; man erzielt sogar bei perforierten Folien von nur 0, 1 mm Stärke eine einwandfreie Abdichtung. Die Dichtbänder und-Walzen können auch einen besonderen überzug, z. B. aus Kunststoff, tragen, welcher das durchzuführende Band besonders gut festhält, dessen Oberfläche vorteilhaft beeinflusst, z. B. glättet.
Die Dichtungen zwischen den Anlageteilen, z. B. zwischen den Schüssen eines Vakuum- 'kessels, gegen den äusseren Raum, z. B. die freie Atmosphäre, sind vorteilhafterweise jeweils aussen an den Mantelflächen z. B. der Kesselschüsse vorgesehen.
Zweckmässigerweise ist jeder Anlagenteil an mindestens einer Stirnseite mit einem dicht und fest angebrachten, z. B. ringsherum angeschweissten, über diese Stirnseite vorspringenden Ring od. dgl. versehen, welcher den hier angekuppelten andern Anlagenteil umfasst oder umgekehrt, wobei in mindestens einer ringsherumlaufenden Nut des Ringes oder des das Gegenstück zu diesem Ring bildenden Anlagenteils oder beider ein sich an beiden gegeneinander abzudichtende Teile anlegender elastischer Dichtungsring vorgesehen ist.
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der Schüsse 1 bzw. 2 mit Hilfe eines bei 34 an 32 angeschweissten Ringes 35 miteinander gekuppelt.
Der von der Stirnseite des Mantels 32 zum Mantel 33 des andern Schusses 2 hin vorspringende Ring 35 umfängt diesen Mantel unter Belassung eines kleinen Abstandes 36 und weist eine rundherumlaufende innere Nut 37 auf, in der ein hohler Dichtungsring 38 angeordnet ist, der z. B. mittels Pressluft oder-öl so aufgeweitet werden kann, dass er die beiden Schüsse vollkommen und zuverlässig abdichtet, wobei noch eine gewisse Gelenkigkeit zwischen ihnen gewahrt bleibt.
Die Nut zum Festhalten des Schlauches kann auch schwalbenschwanzförmig oder ähnlich gestaltet sein. Ferner kann der Schlauch auch mit Hilfe von Sprengringen oder durch Klebung festgehalten sein.
Wenn besondere Vakuumleitungen ausserhalb der Kesselschüsse verlaufen, kann man sie an der Trennstelle mit zwei Tellern versehen, von welchen der eine plangeschliffen ist, während der andere eine schwalbenschwanzförmige Nut mit einem Gummiring aufweist. Dies ermöglicht eine gewisse gegenseitige Verschiebung der Rohre an der Trennstelle, die vorteilhafterweise so angeordnet wird, dass beim Zusammenfahren der Anlageteile die beiden Teller selbsttätig gegeneinander gepresst werden.
Die aus den unter Vakuum stehenden Behandlungsräume nach aussen führenden Mittel, Vorrichtungen usw., wie z. B. die Stützen für die Bandumrollvorrichtungen, elektrische Durchführungsleiter u. dgl. werden am besten so abgedichtet, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. An der Wandung 39 z. B. des Kesselschusses ist mittels einer Schweissnaht 40 der Stutzen 41 fest und dicht angebracht, der am Ende einen Bund 42 mit innerer umlaufender Nut 43 aufweist, welche den hohlen, aufweitbaren Dichtungsring 44 umfasst, der seinerseits den Bund 45 des z. B. hohlen, mit Wasser kühlbaren kupfernen Bolzen 46 einer elektrischen Anschlussleitung eng umfasst.
Es empfiehlt sich, dass zumindest die Bandumrollvorrichtungen einer jeden Inneneinrichtung einzeln oder gruppenweise auf einem oder mehreren vom Anlagenteil unabhängig verstellbaren Trägern angeordnet sein, die für eine Justierung des Bandlaufes von aussen auch während des Betriebes geeignet sind. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Träger Stützen sind, die unter Abdichtung durch den Mantel des betreffenden Kesselschusses hindurchgeführt und in axialer Richtung verschiebbar, sowie um einen Winkel um ihre Mittelachse verdrehbar sind. Dabei ergibt such neben der Justiermöglichkeit während des Betriebes noch der zusätzliche Vorteil, dass die Kesselschüsse von den eingebauten Behandlungsmitteln vollständig entlastet sind ; diese können z. B. unmittelbar am Traggestell befestigt sein.
Mehreren aneinandergereihten, durch Trennwände gegeneinander abgeteilten Anlagenteilen wird zweckmässigerweise eine gemeinsame Pumpe zugeordnet, wobei in den Trennwänden zwischen diesen Anlagenteilen vorzugsweise Drosselventile, ûberströmklap- pen od. dgl. vorgesehen werden. Hiedurch wird vermieden, dass jeder abgeteilten Anlageeinheit ein eigener Vakuumpumpensatz zugeordnet werden muss, ausserdem wird mit den Drosselventilen od. dgl. eine Querströmung zwischen den Kammern und damit eine bessere Ausnützung der gesamten Pumpeneinrichtung ermöglicht, z. B. werden die Pumpzeiten kürzer.
Zweckmässigerweise werden, bezogen auf den Verfahrensablauf, nachgeschaltete Anlagenteile, z. B. Vakuumkammern, von einer im niedrigen Druckbereich wirtschaftlichen Vakuumpumpe, vorzugsweise Treibdampfpumpe, versorgt, während an die vorgeschaltete Kammer die gemeinsame Vakuumhauptpumpe angeschlossen wird ; zwischen diesen beiden Kammern, z. B. in der Trennwand,
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befindet sich vorteilhafterweise ein Drosselventil oder eine ûberströmklappe. Beispielsweise ist ferner die Kammer mit dem schlechteren Vakuum über eine besondere mittels eines Drosselventils absperrbare Rohrleitung mit der Vorvakuumseite der Treibdampfpumpe verbunden.
Sobald mit der Treibdampfpumpe das erforderliche Grob- oder Vorvakuum im nachgeschalteten Anlagenteil erreicht ist, wird das Ventil geschlossen und die Vorvakuumseite dieser Pumpe parallel zum andern, vorgeschalteten Anlagenteil an die gemeinsame Vakuumhauptpumpe angeschlossen.
In den Fig. 5 und 6 ist ein Kontrollfenster gezeigt, das u. a. den Bandlauf im Innern der Anlage zu überwachen erlaubt, und durch eine sinnreiche Vorrichtung davor geschützt wird, dass sich innerhalb kürzester Zeit Metalldampf darauf niederschlägt wodurch die Hindurchsicht beeinträchtigt oder unterbunden werden würde.
Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um eine Scheibe 47 mit radial verlaufenden Reihen, z. B. 48, 49 von Durchtrittsöffnungen, z. B. 50, 51, 52. Zwischen den Reihen sind radiale, einzelne Schotten bildende Trennwände, z. B. 53,54 angebracht, die zugleich an einer andern Scheibe 55 angebracht sind und beide Scheiben zu einer baulichen Einheit fest miteinander verbinden. Beide Scheiben und die Trennwände werden über die gemeinsame Nabe 56 und die Welle 57 angetrieben, so dass die Scheiben 47 und 55 synchron laufen. Der Antrieb kann beliebig z. B. elektromotorisch sein.
Die Scheibe 55 ist der aus durchsichtigem Werkstoff, z. B. Glas bestehenden Fensterscheibe 58 des Kontrollfensters, die andere Scheibe 47 der Bedampfungskammer 59 zugekehrt. Die Kammer ist von einem Gehäuse umschlossen, von welchem ein Teil, z. B. 60 veranschaulicht ist. Das Gehäuse ist mit einem Stutzen 61 versehen, an dessen freier Stirnseite die Fensterscheibe 58 unter Abdichtung befestigt ist.
Der Durchtrittsöffnung z. B. 51 in der Scheibe 47 entspricht die Durchtrittsöffnung
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Ein in Richtung des Pfeiles 64 durch die Öffnung 51 der Scheibe 47 hindurchgeflogenes Metallpartikelchen gelangt wegen der während seines Weiterfluges erfolgenden synchronen Weiterdrehung der andern Scheibe 55, z. B. in Richtung des Pfeiles 65, nicht auch durch die fluchtrecht liegende Öffnung 62 in dieser Scheibe, sondern z. B. bei 66 auf die volle, d. h. lochfreie Wandung dieser Scheibe ; die Öffnung 62 befindet sich, punktiert dargestellt zu dieser Zeit an der Stelle 67. Die Durchtrittsöffnungen, die gegenseitigen Abstände und die Drehgeschwindigkeit der Scheiben sind entsprechend auf die Fluggeschwindigkeit der Partikelchen des Metalldampfes abgestimmt.
Bei der neuen Anlage können die einzelnen Anlagenteile zu beliebigen Kombinationen zusammengesetzt werden. Insbesondere können vor oder hinter einem Anlagenteil zum Bedampfen eine Behandlungseinheit zum Lackieren oder Imprägnieren oder Trocknen oder Kalandrieren oder mehrere dieser Behandlungseinheiten angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anlage zum kontinuierlichen Behandeln, z. B. Imprägnieren oder Bedampfen, von bandförmigem Material im Vakuum, gekennzeichnet durch bausteinartig zusammensetzbare, jeweils einer bestimmten Einzelbehandlung oder Behandlungsstufe zugeordnete, unter Abdichtung miteinander kuppelbare Anlagenteile (1, 2,3, 4) (Fig. 1, 3).