DE1529948B1

DE1529948B1 - Vorrichtung zum Aufbringen eines thermoplastischen UEberzuges auf langgestreckte Gegenstaende

Info

Publication number: DE1529948B1
Application number: DE19651529948D
Authority: DE
Inventors: Burch Richard Carter
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1964-08-27
Filing date: 1965-07-30
Publication date: 1970-09-03
Also published as: US3389010A; GB1065586A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- schlitz für den Überzugswerkstoff vorgesehen ist, und bringen eines thermoplastischen Überzuges auf lang- die Zuspeisung des Überzugswerkstoffes zum Behälter, gestreckte Gegenstände, wie Rohre oder Stangen, wo- der Winkel zwischen den Seitenwänden des Troges und bei der erhitzte Gegenstand horizontal durch einen den die Größe des Auslaßschlitzes aufeinander abstimmbar Überzugsstoff in Pulverform enthaltenden Behälter 5 sind, so daß bei gleichmäßiger Zuspeisung des Überbewegt wird. zugswerkstoffes dieser rund um den Gegenstand eine Das grundsätzliche Problem beim Aufbringen eines im wesentlichen gleiche Dichte aufweist. Unter diesen thermoplastischen Überzuges besteht darin, eine im Bedingungen ergibt sich ein Strom des Überzugswerkwesentlichen gleichmäßige Dicke des Überzuges zu er- Stoffes an dem zu beschichtenden Gegenstand vorbei, zielen. Dies kann durch Strangpressen erfolgen, jedoch io wobei unterhalb dieses Gegenstandes eine ausreichende ist hier der Energiebedarf verhältnismäßig groß, und es Dichte aufrechterhalten wird, die die Ausbildung eines müssen auch andere Nachteile in Kauf genommen Überzuges gleichmäßiger Stärke gewährleistet,
werden. Ferner ist es bekannt, thermoplastische Über- Bei einer abgewandelten Ausführungsform der züge auf Rohre dadurch aufzubringen, daß das Rohr Erfindung ist vorgesehen, daß der Trog zwischen seinen durch einen den geschmolzenen Überzugswerkstoff 15 geneigten Seitenwänden einen inneren Behälter mit enthaltenden Behälter hindurchgezogen wird. Bei nach unten verjüngtem V-förmigem Querschnitt und einem anderen Verfahren (französische Patentschrift eine Auslaßöffnung am Scheitel enthält. Diese Bau-1 316 725) wird der erhitzte Gegenstand durch einen form ist besonders dann zu bevorzugen, wenn thermo-Behälter bewegt, in dem der Überzugsstoff als feines plastische Werkstoffe verwendet werden, die nur eine Pulver enthalten ist. Bei den beiden letzterwähnten 20 geringe Durchströmgeschwindigkeit haben.
Verfahren ist von_ Nachteil, daß eine unterschiedliche In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Verteilung des Überzuges eintritt und damit eine Vorrichtungen nach der Erfindung zum Aufbringen gleichmäßige Dicke nicht erzielt werden kann. Selbst, eines thermoplastischen Überzuges auf langgestreckte wenn ein gleichmäßiger Druck des Überzugswerk- Gegenstände dargestellt. In der Zeichnung ist
stoffes rund um das Rohr vorliegt, unterliegt der sich 25 F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorabsetzende Überzugswerkstoff, der noch im viskosen richtung,

Zustand ist, der Schwerkraft, so daß sich ein Überzug F i g. 2 ein Querschnitt durch einen Behälter und

bildet, der zur Unterseite des Rohres hin laufend eine Kammer, in der der Überzug gebildet wird,
dicker wird. F i g. 3 ein Querschnitt durch eine abgewandelte

Bei der einen Ausführungsform nach der obener- 30 Bauart der Kammer, in der der Überzug gebildet wird, wähnten französischen Patentschrift wird der zu be- F i g. 4 eine geschnittene Stirnansicht zu F i g. 2 und

schichtende Gegenstand von einer Haspel abgezogen, F i g. 5 eine der F i g. 4 entsprechende geschnittene

sodann in einer Heizvorrichtung erhitzt und an- Stirnansicht einer abgewandelten Ausführungsform, schließend durch eine Vorrichtung hindurchbewegt, in Wie F i g. 1 zeigt, ist ein Stahlrohr 8 von beispiels-

der ein thermoplastischer Überzugswerkstoff als 35 weise 4,76 mm Außendurchmesser auf eine Haspel 10 Wirbelschicht enthalten ist. Der zu beschichtende aufgewickelt. Statt eines Stahlrohres kann ein belie-Gegenstand tritt dann durch weitere Heizeinrichtungen biger langgestreckter Gegenstand 8 aus beliebigem und wird nach Abkühlen in einem Kühlapparat auf Werkstoff, z. B. Stahl, Kupfer, Stahllegierungen, eine Haspel aufgewickelt. Der in einer Wirbelschicht Messing, Zinn oder Nickel, verwendet werden. In abbefindliche Überzugswerkstoff verhält sich genau wie 40 gewandelter Weise können auch langgestreckte Gegeneine Flüssigkeit, so daß sich rund um das zu beschich- stände z. B. in Form von rechteckigen oder dreieckigen tende Rohr ein gleichmäßiger Druck in dem Über- Stangen, die nicht auf eine Haspel aufgewickelt sind, zugswerkstoff einstellt. Jedoch ist die eingangs er- mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung wähnte ungleichmäßige Bildung des Überzuges infolge mit einem Überzug versehen werden,
der nicht ausgeglichenen Schwerkraft gegeben. Nach- 45 Im Ausführungsbeispiel wird das von der Haspel 10 teilig ist ferner, daß zur Aufrechterhaltung der Wirbel- abgezogene Rohr 8 in einen Reinigungsbehälter 12 beschicht des Überzugswerkstoffes ein Gebläse erforder- wegt, um Verunreinigungen zu entfernen. Der Reinilich ist und daß ferner Auffangvorrichtungen vorge- gungsbehälter 12 hat ungefähr eine Länge von 1830 mm sehen werden müssen, die Leckagen an den Ein- und und enthält ein geeignetes Lösungsmittel, beispiels-Austrittsöffnungen für den zu beschichtenden Gegen- 5° weise Trichloräthylen, das unter Druck auf das Rohr 8 stand auffangen. gerichtet wird. Das Lösungsmittel löst einen Teil der

Bei einer anderen Ausführungsform der erwähnten Verunreinigungen und spült andere Verunreinigungen französischen Patentschrift wird ein Draht durch ein vom Rohr ab. Nach dem Verlassen des Reinigungs-Bett aus thermoplastischem Überzugswerkstoff hin- behälters 12 wird das Rohr 8 mittels eines Luftwischers durchbewegt, wobei der Draht durch Schlitze des Be- 55 14 luftgetrocknet und dann in einem Rollenrichtwerk hälters ein- und austritt. In diesem Falle ist keine 16 gerichtet.

Wirbelschicht des Überzugswerkstoffes gebildet, so Das Rohr gelangt dann in einen Spritzbehälter 18,

daß je nach der Höhe der Schicht des Überzugswerk- in dem auf das Rohr ein Haftmittel aufgebracht wird, stoffes unterschiedliche Drücke in ihm herrschen. Auch das die Haftung zwischen dem thermoplastischen in diesem Falle ergibt sich eine ungleichmäßige Dicke 60 Werkstoff und dem Rohr unterstützt und das dem bedes Überzuges. sonderen verwendeten thermoplastischen Überzugs-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese werkstoff angepaßt ist. Der Spritzbehälter 18 hat eine Nachteile zu überwinden und eine gleichmäßige Dicke Länge von etwa 1830 mm. Das Haftmittel wird in dem des Überzuges mit einfachen Mitteln zu erzielen. Behälter 18 unter Druck auf das Rohr 8 geleitet. Die

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der 65 Aufbringung eines Haftmittels ist notwendig, um eine Behälter als nach unten verjüngter V-förmiger Trog gute Haftung zwischen dem thermoplastischen Überausgebildet ist, längs dessen unterhalb der Bewegungs- zug und dem Rohr zu erzielen. Diese Haftmittel entbahn des Gegenstandes liegenden Scheitel ein Auslaß- halten einen hohen Anteil an Lösungsmitteln, häufig

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in der Größenordnung von 85 bis 92 %> und etwa 8 bis 34 liegt einige Zentimeter über einem Behälter 36, der

15% ^ei^nes Harzes. einen nach unten konvergierenden V-förmigen Quer-

Die verwendeten Harze können Vinylchlorid oder schnitt hat. Während des Falles in diesen Behälter kann Phenolformaldehyd oder eine Mischung dieser beiden sich das Pulver auflockern und mit Luft mischen, wo-Werkstoffe sein. Die verwendeten Lösungsmittel 5 durch eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers in dem

können Toluol, Methylisobutylketon oder Xylol sein. Behälter 36 erzielt wird. Mit anderen Worten heißt das,

Das Rohr 8 wird dann durch eine Hochfrequenz- daß das Polyamidpulver 30 nach dem Verlassen des Induktionsheizspule 20 auf mindestens die Schmelz- Schlitzes mit Luft angereichert wird, bevor es in den temperatur des verwendeten thermoplastischen Über- Behälter 36 gelangt. Bei gewissen Pulvern, insbesonzugswerkstoffes erhitzt. Die Temperatur des Rohres 8 io dere bei solchen, die längere Zeit verpackt waren, ist es beträgt beim Austritt aus der Heizspule für die ver- notwendig, einen Vibrator an der Seite des Fülltrichschiedenen thermoplastischen Werkstoffe etwa zwi- ters 32 vorzusehen, um das Pulver aufzulockern und zu sehen 65,5 und 93,3°C für Epoxyharze, 135 bis 163°C vergleichmäßigen. Das in den Behälter 36 fallende für thermoplastische Werkstoffe auf Zellulosebasis, Polyamidpulver bildet dort eine flockige Masse, die das 149 bis 175°C für Polyäthylene und 260 bis 315⁰C für 15 Rohr 8 in einer Dicke von etwa 76 mm allseitig umPolyamide, gibt. Das überschüssige Polyamidpulver verläßt den

Das erhitzte Rohr gelangt dann in eine Kammer 22, Behälter 36 an dem unteren Ende des Behälters 36

in der es mit einem thermoplastischen Überzugswerk- durch einen engen Schlitz 40.

stoff in Pulverform bekleidet wird. Hierfür kommt eine Der Trog 36 V-förmigen Querschnitts hat von oben große Anzahl von thermoplastischen Überzugswerk- 20 gesehen rechteckige Gestalt und erstreckt sich unterstoffen in Betracht, beispielsweise organische Poly- halb des Schlitzes 34 des Fülltrichters 32. Der Auslaßmere, wie Zelluloseester, Polyamide, Epoxyharze, schlitz 40 des Troges befindet sich im Scheitelpunkt des Polyäthylene, Acryle, Butyrate, Vinyle und Azetate. V-förmigen Querschnitts des Troges 36. Die Länge des In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, eine Troges 36 beträgt etwa 3000 mm. Damit das Rohr 8 pulvrige Mischung eines organischen Polymers und 25 von allen Seiten gleichmäßig von der Pulvermasse umeines Metalls zu verwenden. Werden derartige Mi- geben ist, wird es im Bereich der Mitte des Troges 36 schun£e.i verwendet, so ist es notwendig, die Schmelz- durch diesen hindurchbewegt.

punkte der in der Mischung enthaltenen Pulver zu be- Der für die Bildung eines einwandfreien Überzuges

rücksichtigen. notwendige Strom des Polyamidpulvers 30 hängt von

Zufriedenstellende Überzüge wurden mit einer 30 der gleichmäßigen Zuspeisung des Pulvers 30 in den

Mischung aus 75 % Polyamidharz und 25 % Alumi- Behälter 36 aus dem Schlitz 34 des Fülltrichters 32, der

niumpulver erzielt. Es ist ferner möglich, andere geometrischen Gestalt des V-förmigen Behälters 36,

Chemikalien in kleinen Anteilen dem thermoplasti- der Bemessung der Auslaßöffnung 40 des Behälters 36

sehen Pulver zuzufügen, um weitere erwünschte Eigen- sowie von der Schwerkraft ab, die die Abwärtsbewe-

schaften des Überzuges zu erhalten. Als Beispiel kann 35 gung des Polyamidpulvers 30 bewirkt. Der Schlitz 34

angegeben werden, daß Molybdändisulfidpulver mit wird, wie bereits erwähnt, so eingestellt, daß ein gleich-

einem Polyamidharz gemischt wird. Das Zufügen von mäßiger Zustrom des Pulvers zum Behälter 36 erfolgt,

Molybdändisulfid verbessert die Formhaltigkeit des das dort an den geneigten Seitenwänden abgestützt

Überzuges, ergibt eine zusätzliche Schlüpfrigkeit und wird. Erfolgt eine zu geringe Zuspeisung von Pulver

verbessert die Abriebfestigkeit des Überzuges. Der 40 durch den Schlitz 34, so ist die Dichte des Pulvers 30

thermoplastische Werkstoff kann zu einer Korngröße im Behälter 36 auf der dem Scheitel des Behälters zuge-

pulverisiert werden, die im Bereich zwischen 100 Ma- wandten Seite zu gering, so daß sich an dieser Seite ein

sehen bis zu 500 Maschen je lfd. Zoll liegt. Das Ver- zu dünner Überzug bilden würde,

fahren ist besonders vorteilhaft, wenn mit sehr kleiner Die geneigten Wände des Behälters 36 bewirken

Korngröße der Pulver bearbeitet wird, beispielsweise 45 eine Bewegung des Pulvers 30 zur Mitte des Behälters

im Bereich von 500 Maschen. auf das Rohr 8 zu und besonders auf die Seite des

Das beschichtete Rohr durchläuft dann eine Kühl- Rohres 8, die dem Scheitel des Behälters 36 gegenübereinrichtung 24, in der es mit heißem Wasser gekühlt liegt. Die geneigten Seitenflächen des Behälters bewird. Die Kühleinrichtung 24 ist ein Behälter von etwa wirken eine größere Verdichtung des Pulvers an den 1830 mm Länge, der von heißem Wasser mit einer 50 Seiten des Rohres 8 als dies bei geraden Seitenwänden Temperatur von 88⁰C durchströmt wird. Man hat des Behälters der Fall wäre. Die gewählte Form des festgestellt, daß der Überzug besser an dem Rohr 8 Behälters gewährleistet, daß das Rohr 8 an allen Seiten haftet, wenn heißes Wasser an Stelle von kaltem mit pulverförmigem thermoplastischem Werkstoff anWasser zur Kühlung verwendet wird. Anschließend nähernd gleicher Dichte umgeben ist, so daß die wird das Wasser durch einen Luftwischer 26 entfernt, 55 V-förmige Gestalt des Behälters wesentlich ist, um worauf das mit dem Überzug versehene Rohr 8 auf einen gleichmäßigen Überzug über den ganzen Umfang eine Haspel 28 aufgewickelt wird. des Rohres 8 zu erzielen.

Wie die F i g. 2 und 4 zeigen, ist der pulverförmige Der erforderliche Durchstrom des Pulvers durch den

thermoplastische Werkstoff 30, beispielsweise Poly- V-förmigen Behälter 36 erfordert eine genaue Einstel-

amidharz, in einem länglichen Trichter 32 enthalten, in 60 lung des Auslaßschlitzes 40 des Behälters. Ist die Ge-

dem er durch die Schwere nach unten zu einem kegligen schwindigkeit durch diesen Auslaßschlitz 40 zu gering,

Fülltrichter gelangt. Der Fülltrichter endet in einem so verdichtet sich das Pulver in diesem Bereich, und es

engen Schlitz 34 (F i g. 4). Die Breite des Schlitzes 34 besteht die Gefahr, daß der Überzug an der dem

kann durch einen nicht dargestellten Meßschieber ein- Scheitel des Behälters zugewandten Seite des Rohres 8

gestellt werden. Es ist wesentlich, daß durch den 55 zu dick wird. Die richtige Durchströmgeschwindigkeit

Schlitz 34 eine konstante Ausströmgeschwindigkeit des thermoplastischen Pulvers durch den Behälter 36

des thermoplastischen Werkstoffs eingehalten wird, um kann aber in einfacher Weise durch Einstellung der

einen gleichmäßigen Überzug zu erhalten. Der Schlitz Schlitze 34 und 40 eingeregelt werden. Ein Vibrator 50

(F i g. 3 und 4) gewährleistet, daß das Pulver 30 durch den V-förmigen Behälter in homogenem Zustand frei durchströmt.

Das überschüssige Pulver 30 fällt aus dem V-förmigen Behälter 36 auf den Boden der Kammer 22, von wo es durch eine Fördereinrichtung 42 in den Fülltrichter 32 zurückgefördert wird (Fig. 4). Dies kann durch ein Förderband oder, wie in Fig. 4 gezeigt, durch einen Schraubenförderer erfolgen. Ein Luftwischer 44 (F i g. 2) bläst einen geringen Überschuß an xo thermoplastischem Werkstoff von der Oberseite des Rohres 8 ab, wenn dieses aus dem V-förmigen Behälter 36 austritt. Hierdurch wird gleichzeitig eine Kühlung des aufgebrachten Films aus thermoplastischem Werkstoff bewirkt.

Die Dicke des Überzuges hängt von der Zusammensetzung des Pulvers, der Korngröße des Pulvers, der Länge des Behälters 36, der Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers und der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 8 durch den Behälter 36 ab. Das Rohr 8 kann mit einem Überzug aus einem Polyamidharz in einer Dicke von 0,152 mm versehen werden. Überzüge mit geringerer Dicke als 0,152 mm zeigten Unregelmäßigkeiten. Eine Dicke von 0,152 mm wurde erreicht, indem das Rohr 8 durch den V-förmigen Behälter 36 mit einer Geschwindigkeit von 36,6 m/Min, bewegt wurde. Diese Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 8 durch den Behälter 36 bestimmt auch die Durchlaufgeschwindigkeit des thermoplastischen Pulvers durch den Behälter 36.

Die normalerweise nach diesem Verfahren erzielbaren Stärken der Überzüge können vergrößert werden, wenn zusätzlich Aufschäum- oder Blähmittel verwendet werden. Ein geeignetes Aufschäummittel ist beispielsweise 2,2-Azo-isobutyronitriI. Das Aufschäummittel kann dem Polyamidpulver in solcher Menge zugesetzt werden, daß die Stärke des Überzuges 20 bis 100% erhöht wird. Ein normalerweise erzielbarer Überzug von 0,127 mm Stärke kann auf diese Weise eine Stärke von 0,152 bis 0,254 mm erhalten. Ein auf diese Weise erzielter Überzug von 0,152 mm Stärke entspricht im äußeren Aussehen einem Überzug normaler Art, während ein Überzug von 0,254 mm Schaumstoff ähnliches Aussehen erhält. Diese durch Aufschäummittel erzielten Überzüge weisen eine geschlossene selbsttragende Struktur auf und sind nicht porös.

In F i g. 3 ist eine abgewandelte Bauform des Behälters 36 dargestellt, bei dem innerhalb der Seitenwände ein innerer Behälter 48 V-förmiger Gestalt angeordnet ist. Dieser weist im Scheitel einen engen Auslaßschlitz 39 auf, der oberhalb des Auslaßschlitzes 40 des Behälters 36 liegt. Diese Bauform ist besonders vorteilhaft, um einen gleichmäßigen Überzug zu erhalten, besonders, wenn thermoplastische Werkstoffe verwendet werden, die nur eine geringe Durchströmgeschwindigkeit haben.

In Fig. 5 ist eine abgewandelte Bauform dargestellt, bei der das thermoplastische Pulver 30 aus der Kammer 22 durch eine Förderschnecke 52 in eine Kammer 54 gefördert wird. Die Kammer 54 hat am unteren Ende einen Stutzen 58 zur Zufuhr von Luft aus einem nicht dargestellten Behälter, die durch eine gasdurchlässige Trennwand 60 tritt und das zugeförderte Pulver nach oben fördert. Das Pulver gelangt dann über eine Öffnung 56 der Kammer 54 wieder in den V-förmigen Behälter 36. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das thermoplastische Pulver vollständig mit Luft gemischt wird, so daß es eine homogene Zusammensetzung aufweist. Bei Verwendung dieser Einrichtung wurde als zweckmäßig festgestellt, wenn eine Korngröße des Pulvers zwischen 200 und 4C0 Maschen je lfd. Zoll verwendet wird. Bei Ver- M wendung eines thermoplastischen Pulvers kleinerer ™ Korngröße als 400 Maschen bestände die Gefahr, daß die gasdurchlässige Trennwand 60 durch das sehr feine Pulver verstopft wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufbringen eines thermoplastischen Überzuges auf langgestreckte Gegenstände, wie Rohre oder Stangen, wobei der erhitzte Gegenstand horizontal durch einen den Überzugsstoff in Pulverform enthaltenden Behälter bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als nach unten verjüngter V-förmiger Trog (36) ausgebildet ist, längs dessen unterhalb der Bewegungsbahn des Gegenstandes (8) liegenden Scheitel ein Auslaßschlitz (40) für den Überzugswerkstoff vorgesehen ist, und die Zuspei sung des Überzugswerkstoffes zum Behälter, der Winkel zwischen den Seitenwänden des Troges und die Größe des Auslaßschlitzes aufeinander abstimmbar ^ sind, so daß bei gleichmäßiger Zuspeisung des % Überzugswerkstoffes dieser rund um den Gegenstand eine im wesentlichen gleiche Dichte aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (36) zwischen seinen geneigten Seiten wänden ei nen inneren Behälter (48) mit nach unten verjüngtem V-förmigem Querschnitt und eine Auslaßöffnung (39) am Scheitel enthält.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen