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Die Erfindung betrifft eine eingängige oder mehrgängige Fertigungsanlage zur Isolierung von Drähten sowie von andern Formsträngen mit hochprozentigen Lacken od. ähnl. Stoffen-insbesondere mit lösungsmittelfreien, polymeren Kunststoffen-in dünnen Auftragsstärken, welche Anlage im wesentlichen aus Blankdrahtablauf, allenfalls einer Drahtvorwärmeeinrichtung, ferner aus Blankdrahtglühofen, Lackauftrags-Organen, Einbrenn- aggregaten, einer geschwindigkeitsregelnden Abzugsvorrichtung sowie aus einer Spulen- oder Behälter-Wickelei besteht.
In solchen Fertigungsanlagen zur Herstellung sogenannter Lackdrähte wird im allgemeinen in der
Auftragsvorrichtung auf den zu überziehenden Draht od. dgl. Lack oder ein ähnlicher Stoff in dünnen
Schichten-vorzugsweise mehrmals-aufgebracht und anschliessend in einer oder mehreren Retorten jede einzelne dieser dünnen Lackschichten getrocknet und ausgehärtet ; diesem eigentlichen Arbeitskreis ist nun einerseits der Blankdrahtablauf-und allenfalls vor dem ersten Lackauftrags-Organ zusätzlich ein Blankdrahtglühofen-vorgeschaltet und anderseits die Abzugsvorrichtung, welche die Arbeitsgeschwindigkeit regelt sowie die Aufwickelei zum Aufspulen der fertigen, lackisolierten Drähte nachgeschaltet.
Bei derartigen Fertigungsanlagen für Lackdrähte bzw. bei den mit denselben durchgeführten
Isolierverfahren bedeutet stets der in den Überzugsstoffen enthaltende Lösungsmittel-Anteil eine Belastung, weil sowohl für die Abführung der verdunsteten Lösungsmittel aus der Retorte vorgesorgt als auch die durch dieselben bedingte Luftverschlechterung verhindert werden muss. Es wurden daher bereits verschiedene
Einrichtungen entwickelt, mittels welcher zwar die Lösungsmittel mindestens teilweise vernichtet wurden-jedoch die finanzielle Belastung weitgehend aufrecht erhalten blieb. Es wurde daher schon seit langem die Entwicklung von Fertigungsanlagen für Lackdrähte angestrebt, bei welchen im verwendeten Lack der
Lösungsmittel-Anteil so klein als möglich gehalten oder ein solcher überhaupt vermieden werden kann.
Bei
Lösung dieses Problems treten nun verschiedenartige Schwierigkeiten auf : Je höher nämlich im Lack der Festkörper-Anteil-bei den bekannten Kunststofflacken normalerweise etwa 12 bis 35%-ansteigt, desto dünner, zentrischer und massgenauer muss der Einzelauftrag auf dem Draht aufgebracht werden, um einen innerhalb der zwangsläufig geforderten Durchmesser-Toleranzen liegenden Lackdraht mit guten elektrischen
Eigenschaften zu erhalten ; dies ist einerseits von der Form des Auftrags-Organs abhängig und anderseits von der
Einhaltung möglichst genauer Arbeitstemperaturen, wobei insbesondere auch etwa Schädigungen des Auftragsstoffes-sei es hochkonzentrierter Lack oder lösungsmittelfreie Schmelze-vermieden werden müssen.
Es sind auch bereits Drahtlackieranlagen bekannt, bei welchen von einem Vorratsbehälter aus der Lack zu einer derart ausgebildeten Auftragsstelle geleitet wird, an welcher er der umgebenden Luft eine minimale
Verdunstungs-Oberfläche darbietet ; dadurch wird jedoch bei dem verwendeten Lack praktisch nur der
Verdunstungs-Verlust des Lösungsmittels verringert-nicht aber der Lösungsmittel-Anteil selbst.
Bei andern bekannten Fertigungsanlagen für Lackdrähte wurde mit Einrichtungen zur dauernden Anwärmung des dem Auftrags-Organ zugeführten Lackes-allenfalls bei gleichzeitiger Regelung der Lösungsmittelkonzentration - zwar bereits eine Einsparung von Lösungsmittel erzielt ; in den Lacken treten jedoch bei dieser dauernden Erwärmung-insbesondere bei zu hoch eingestellten Temperaturen-Aushärtungs- erscheinungen auf, so dass der theoretisch erzielbare Erfolg wieder weitgehend herabgesetzt wird.
Weiters ist in der deutschen Patentschrift Nr. 820456 eine Apparatur beschrieben-insbesondere zur Herstellung von Aufträgen aus Schmelze polymerer Kunststoffe-welche mit einem genau kalibrierten Abstreifnippel ausgerüstet ist, welcher zu dem aus der Lackschmelze vertikal aufwärts auslaufenden Draht quer beweglich-und vorzugsweise noch elektrisch beheizt ist ; hiebei tritt der Draht von unten in den Schmelzbehälter ein ;
die Querbeweglichkeit des Abstreifnippels kann durch Lagerung mit Kugeln am Behälterdeckel oder durch Aufliegen des Nippels auf einen auf dem Flüssigkeitsspiegel liegenden Schwimmkörper erzielt werden} oder es wird ein zweiteiliger, aus Führungs- und Abstreif-Teil bestehender Nippel verwendet, welche beide Teile mit einem Gestänge fest verbunden und im Lackbehälter auf der Einführungsöffnung des Drahtes pendelnd gelagert sind, so dass sich die gemeinsame Achse der fest verbundenen Nippel-Teile der Drahtachse anpassen kann.
Mit dieser Apparatur sollte bei konstanter Viskosität der Lackschmelze oder-lösung und bei der ungewünschten Abzugsgeschwindigkeit des Drahtes in einer dem Auftrags-Organ nachgeordneten Retorte durch entsprechende Energiezufuhr nach Trocknung und Aushärtung des Lackes ein gleichmässig zentrierter Auftrag erreicht werden.
Mit dieser Anlage können jedoch die erwarteten Ergebnisse nicht erreicht werden : nur bei vertikaler Drahtführung werden nämlich annähernd zentrische Lack-Aufträge erhalten ; bei für dünne Drähte bevorzugten Lackier-Anlagen mit horizontaler Drahtführung ist dies jedoch nicht möglich, weil hiebei der im Lackbehälter zur Konstanthaltung der Viskosität dauernd erwärmte, hochkonzentrierte Lack oder geschmolzene, polymere Kunststoff bei der hiezu notwendigen höheren Temperatur allmählich seine Lösungsmittel-Konzentration bzw. seinen Polymerisationsgrad verändert-und damit aber die wichtigste Voraussetzung für die konstante Viskosität bzw. den gleichmässigen Lack-Auftrag. Die Anordnung des nur quer zur Draht-Richtung beweglichen Abstreifnippels allein reicht also zur Herstellung von zentrischen Lack-Aufträgen nicht aus.
Es wurde daher der in der österr. Patentschrift Nr. 211888 beschriebene konische, keramische Abstreifnippel entwickelt, bei welchem durch raumbewegliche Lagerung, durch den speziellen konstruktiven Aufbau und
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geringes spezifisches Gewicht eine Selbst-Zentrierung erzielt und dadurch die oben erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten beseitigt werden sollen. Bei stehender Ofenanlage hat sich der Einsatz dieser keramischen Abstreifnippel auch durchaus bewährt, und ebenso bei Behandlung von dünneren Drähten, bei denen sich bei horizontaler Arbeitsweise das Eigengewicht noch nicht auswirkt ; in horizontalen Drahtlackieranlagen konnten jedoch stärkere Drähte auch mit diesen Abstreifnippeln nicht zentrisch überzogen werden.
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Auftrages von Lacken od. ähnl. Stoffen gelöst.
In der brit. Patentschrift Nr. 1, 094, 907 ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Lackdrähten geoffenbart, bei welchem die in hochkonzentrierten Lösungen bzw. in Festharz-Schmelzen polymerer Kunststoffe durch
Dauererwärmung entstehenden Schäden möglichst ausgeschaltet werden. Hiebei wird in einem sogenannten
Arbeitstank die Schmelze eines bestimmten Kunststoffes auf einer für die notwendige niedrige Viskosität erforderliche hohe Temperatur erhitzt und der Draht aus dieser Schmelze vertikal herausgezogen, wonach der auf diese Weise erhaltene dünne Lackauftrag in einer nachgeordneten Retorte entsprechend ausgehärtet wird ; dieser
Arbeitstank ist mit einem Vorratsbehälter verbunden, in welchem der Kunststoff knapp über seinem Tropfpunkt erwärmt wird ;
vom Vorratsbehälter wird die Kunststoff-Schmelze über ein Ventil in den Arbeitstank jeweils nur so lange einfliessen gelassen, als der eingezogene Draht in Bewegung gehalten ist. Bei dieser Arbeitsmethode wird die nachteilige Wärmeentwicklung auf die Kunststoff-Schmelze bereits auf ein Minimum reduziert-trotzdem waren die Ergebnisse auch noch nicht vollständig befriedigend ; der im Arbeitstank vorhandenen
Kunststoff-Schmelze wird nämlich durch den durchlaufenden Draht selbst mit Veränderung seiner
Geschwindigkeit eine veränderliche Wärmemenge entzogen-und ausserdem kann die aus dem Vorratsbehälter nachfliessende, veränderliche Menge an Kunststoff-Schmelze auch nicht rasch genug auf gleichmässige
Arbeitstemperatur gebracht werden, wodurch ungleichmässige Auftragsstärken des Lackes entstehen.
Auch dieses
Verfahren kann nur für vertikalen Drahtlauf angewendet werden-also auf sogenannten stehenden
Drahtlackieranlagen ; ausserdem verbleiben im Arbeitstank kleine Schmelz-Rückstände, welche-wenn auch nicht örtlich-durch die länger dauernde Wärmeeinwirkung durch partielle Aushärtung den Arbeitsvorgang schädigend beeinflussen.
Nach der Erfindung werden nun bei eingängigen oder mehrgängigen Fertigungsanlagen zur Isolierung von Drähten sowie anderer Formstränge mit hochprozentigen Lacken od. ähnl. Stoffen alle diese oben erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten in befriedigender Weise dadurch behoben, dass in der Anlage mindestens ein heizbarer Vorratsbehälter für Lack od. ähnl.
Stoffe mit automatischer Temperaturregelung eingesetzt ist, welcher über wärmeisolierte-vorzugsweise gleichfalls heizbare-Leitungen mit einem oder mehreren Lackauftrags-Organen verbunden ist, deren Arbeitsbehälter einen im Verhältnis zum Vorratsbehälter sehr kleinen Inhalt hat bzw. haben, und dass diese Lackauftrags-Organe mit einer unabhängig vom Vorratsbehälter automatisch regelbaren Heizung und ferner an ihrer Drahteinlaufseite mit einem oder mehreren auswechselbaren Zentriernippeln sowie an der Auslaufseite mit einem oder mehreren, die Stärke des Lackauftrages bestimmenden Abstreifnippeln versehen sind.
Bei dieser Anordnung werden durch das ersichtliche Zusammenspiel von Zentriernippel und Abstreifnippel einerseits auch bei stärkeren Drähten und anderseits bei Lackieranlagen mit horizontaler Arbeitsweise einwandfrei zentrische Lackaufträge erhalten.
Bei dieser Fertigungsanlage sind zweckmässig mehrere Vorratsbehälter mit dem Arbeitsbehälter jedes einzelnen Lackauftrags-Organs verbunden. Die Arbeitsbehälter können mit regelbaren Kühleinrichtungen versehen sein, wodurch bei Verarbeitung von Mehrkomponenten-Kunststoffen eine etwaige vorzeitige Aushärtungsreaktion vermieden werden kann.
In der Fertigungsanlage sind zweckmässig die an den Arbeitsbehältern der Lackauftrags-Organe angesetzten Abstreifnippel mit vom betreffenden Arbeitsbehälter unabhängig regelbaren Heiz- oder Kühl-Einrichtungen ausgerüstet ; dadurch wird im Lackauftrags-Organ am Austritt des oder der Abstreifnippel ein Abreissen des Isolier-Filmes-insbesondere bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit-verhindert. Die Abstreifnippel der Arbeitsbehälter können innen ganz oder teilweise aufgerauht sein. Weiters sollen die Abstreifnippel zweckmässig quer zu ihrer Achse schwenkbar gelagert sein, so dass sich dieselben in Richtung des auslaufenden Drahtes einstellen können.
Bei Anlagen zur Verarbeitung von Mehrkomponenten-Kunststoffen ist in vorteilhafter Weise der Auftragsbehälter mit getrennten Zuführungen für die einzelnen Komponenten ausgerüstet, um ein sonst bei Vereinigung der Komponenten vorzeitiges Einsetzen des Aushärtungsprozesses zu vermeiden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Fertigungsanlage sind zwischen Vorratsbehälter und Arbeitsbehälter der Lackauftrags-Organe Dosiergeräte bekannter Art für die in der Zeiteinheit zugeführte Lackmenge od. dgl. eingebaut-vorzugsweise Dosierpumpen, Dosierventile od. dgl., was besonders bei Verwendung von Mehrkomponenten-Kunststoff wichtig sein kann ; durch diese Dosiergeräte kann auch bei entsprechender Einstellung noch eine nachträgliche Korrektur des Lackauftrages innerhalb enger Grenzen vorgenommen werden, und ausserdem wird dadurch der ganze im Auftragsorgan auf Arbeitstemperatur gebrachte Isolierstoff sofort restlos weggearbeitet und damit von unerwünschten Wärmeschädigungen geschützt.
Ausserdem kann der-vorzugsweise unter Gasdruck stehende-Vorratsbehälter mit Regelgliedern für Druck und Geschwindigkeit des den Arbeitsbehältern zuzuführenden Lackes od. dgl. ausgerüstet sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fertigungsanlage ergibt sich dadurch, dass jedem Lackauftrags-Organ eine regelbare Heizeinrichtung für den zuzuführenden Draht vorgeschaltet ist-welche vorzugsweise mit dem Blankdrahtglühofen baulich vereinigt ist und mit die Oxydation des Drahtes verhinderndem Schutzgas arbeitet.
Bei solchen Anlagen zur Aufbringung mehrerer Lackschichten auf die zu isolierenden Drähte ist die Heizeinrichtung für den folgenden Lackauftrag zwischen Einbrennaggregat der zuerst durchlaufenen Stufe und dem nachgeordneten Lackauftrags-Organ der nächsten Stufe eingesetzt und mit dem davorliegenden Einbrennaggregat durch wärmeisolierende Schutzrohre baulich vereinigt ; hiebei laufen der oder die Drähte in den Auftrags-Organ mit einer gewünschten Temperatur ein, wobei die Schutzrohre ebenfalls mit der Schutzatmosphäre versehen sind, um ein Anlaufen des Blankdrahtes zu verhindern.
Die Fertigungsanlage kann weiters derart ausgebildet sein, dass das an die Lackauftrags-Organe anschliessende Einbrennaggregat-als deren Wärmequelle beispielsweise Heissluft-Umlauf, Infrastrahlen oder Induktionsspulen dienen können-aus einer kürzeren Trockenstrecke und einer längeren Aushärtungsstrecke besteht, deren Temperaturen unabhängig voneinander regelbar sind. Diese Anordnung ist insbesondere zur Verarbeitung von lösungsmittelfreien Schmelzen geeignet, wobei die vorgesehene einzige Aushärtungsstrecke umso kürzer gehalten sein kann, je intensiver die Wärmeübertragung erfolgt.
Nach dem Einbrennaggregat kann zusätzlich auch eine Einrichtung zum Sammeln und Abführen von bei der Aushärtung frei werdenden Spaltprodukten sowie Geräte zu deren Unschädlichmachung-beispielsweise durch katalytische Verbrennung-angeordnet sein. Schliesslich ist vorgesehen, dass nach dem Einbrennaggregat-und insbesondere vor Draht-Umlenkungen, Abzugsvorrichtungen bzw. vor der Spulen-oder Behälter-Wickelei-eine Kühlstrecke mit künstlich erhöhter Wirksamkeit eingesetzt ist, beispielsweise durch Aufblasen von Kühlluft auf den dieselbe durchlaufenden Draht.
In der erfindungsgemäss aufgebauten Fertigungsanlage können nun nach der zuletzt genannten Kühlstrecke weitere Lackauftrags-Organe und Aushärtungsstrecken der oben beschriebenen Art eingesetzt sein, durch welche der Draht über entsprechende Umlenkungen hindurchgeführt und mit mehreren konzentrischen Lackaufträgen bis zur Erreichen der gewünschten Gesamt-Auftragsstärke versehen wird ; diese eingängigen oder mehrgängigen Fertigungsanlagen können sowohl horizontal arbeitend als auch vertikal arbeitend ausgelegt sein. Der auf diese Weise fertig isolierte Draht wird dann-wie üblich-über die Abzugsvorrichtung, mittels welcher die Arbeitsgeschwindigkeit geregelt wird, der Aufwickelspule oder dem Wickelbehälter zugeführt.
In den Zeichnungen ist der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemässen Fertigungsanlage zur Isolierung von Drähten od. dgl. mit hochprozentigen Lacken in Fig. 1 schematisch veranschaulicht ; weiters zeigen Fig. 2 bis 4 drei Ausführungsbeispiele des in dieser Fertigungsanlage eingesetzten Lackauftrags-Organs-im vertikalen Mittelschnitt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Fertigungsanlage für lackisoliert Drähte führt der Weg des Drahtes vom
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anschliessende Kühlstrecke -8-- schliesslich zur geschwindigkeitsregelnden Abzugsvorrichtung mit den Aufwickelspulen-9, 9--.
Fig. 2 zeigt nun ein in dieser Fertigungsanlage eingesetztes Lackauftrags-Organ --4-- in seinem konstruktiven Aufbau, u. zw. einlaufseitig eingesetzter, auswechselbarer Zentriernippel -10-, an der Austrittsseite angeordneter Abstreifnippel--11--, Heizung bzw. Kühlung--12--, welche den eigentlichen
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--6-- herkann ; die Variante gemäss Fig. 4 ist lediglich mit zwei Lackzuführungsanschlüssen -14a und 14b-- sowie zwei Dosierventilen--15a, 15b--zur Verarbeitung von Zweikomponenten-Kunstharzen versehen.
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