DE1529948C - Vorrichtung zum Aufbringen ejnes ther moplastischen Überzuges auf langgestreckte Gegenstande - Google Patents

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 Fig. 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

_i 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- 3° 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 beispielsder 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 Gegenstände 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 4° gewandelter Weise können auch langgestreckte Gegeneine Flüssigkeit, so daß sich rund um das zu beschich- stände z. B. in Form von rechteckigen oder dreieckigen tenide 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, beispiels₇ Austrittsöffnungen für den zu beschichtenden Gegen- 50 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- behältern 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 Überziigswerkstoffes 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 Drückein 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 Übcrztigs-

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 Haftmitlels 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

in der Größenordnung von 85 bis 92%, und etwa 8 bis 15% eines Harzes.

Die verwendeten Harze können Vinylchlorid, oder Phenolformaldehyd oder eine Mischung dieser beiden Werkstoffe sein. Die verwendeten Lösungsmittel können Toluol, Methylisobutylketon oder Xylol sein.

Das Rohr 8 wird dann durch eine Hochfrequenz-Induktionsheizspule 20 auf mindestens die Schmelztemperatur des verwendeten thermoplastischen Überzugs Werkstoffes erhitzt. Die Temperatur des Rohres 8 beträgt beim Austritt aus der Heizspule für die verschiedenen thermoplastischen Werkstoffe etwa zwischen 65,5 und 93,3°C für Epoxyharze, 135 bis 163°C für thermoplastische Werkstoffe auf Zellulosebasis, 149 bis 175°C für Polyäthylene und 260 bis 315°C für Polyamide.

Das erhitzte Rohr gelangt dann in eine Kammer 22, in der es mit einem thermoplastischen Überzugswerkstoff in Pulverform bekleidet wird. Hierfür kommt eine große Anzahl von thermoplastischen Überzugswerkstoffen in Betracht, beispielsweise organische Polymere, wie Zelluloseester, Polyamide, Epoxyharze, Jj) Polyäthylene, Acryle, Butyrate, Vinyle und Azetate. In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, eine pulvrige Mischung eines organischen Polymers und eines Metalls zu verwenden. Werden derartige Mischun£e:i verwendet, so ist es notwendig, die Schmelzpunkte der in der Mischung enthaltenen Pulver zu berücksichtigen.

Zufriedenstellende Überzüge wurden mit einer Mischung aus 75% Polyamidharz und 25% Aluminiumpulver erzielt. Es ist ferner möglich, andere Chemikalien in kleinen Anteilen dem thermoplastischen Pulver zuzufügen, um weitere erwünschte Eigenschaften des Überzuges zu erhalten. Als Beispiel kann angegeben werden, daß Molybdändisulfidpulver mit einem Polyamidharz gemischt wird. Das Zufügen von Molybdändisulfid verbessert die Formhaltigkeit des Überzuges, ergibt eine zusätzliche Schlüpfrigkeit und verbessert die Abriebfestigkeit des Überzuges. _: Der thermoplastische Werkstoff kann zu einer Korngröße pulverisiert werden, die im Bereich zwischen 100 Maschen bis zu 500 Maschen je lfd. Zoll liegt. Das Ver-■fc fahren ist besonders vorteilhaft, wenn mit sehr kleiner * Korngröße der Pulver bearbeitet wird, beispielsweise im Bereich von 500 Maschen.

Das beschichtete Rohr durchläuft dann eine Kühleinrichtung 24, in der es mit heißem Wasser gekühlt wird. Die Kühleinrichtung 24 ist ein Behälter von etwa 1830 mm Länge, der von heißem Wasser mit einer Temperatur von 88°C durchströmt wird. Man hat festgestellt, daß der Überzug besser an dem Rohr 8 haftet, wenn heißes Wasser an Stelle von kaltem Wasser zur Kühlung verwendet wird. Anschließend wird das Wasser durch einen Luftwischer 26 entfernt, worauf das mit dem Überzug versehene Rohr 8 auf eine Haspel 28 aufgewickelt wird.

Wie die F i g. 2 und 4 zeigen, ist der pulverförmige thermoplastische Werkstoff 30, beispielsweise PoIyamidharz, in einem länglichen Trichter 32 enthalten, in dem«r durch die Schwere nach unten zu einem kegligen Fülltrichter gelangt. Der Fülltrichter endet in einem engen Schlitz 34 (F i g. 4). Die Breite des Schlitzes 34 kann durch einen nicht dargestellten Meßschieber eingestellt werden. Es ist wesentlich, daß durch den Schlitz 34 eine konstante Ausströmgeschwindigkeit des thermoplastischen Werkstoffs eingehalten wird, um einen gleichmäßigen Überzug zu erhalten. Der Schlitz 34 liegt einige Zentimeter über einem Behälter 35, der einen nach unten konvergierenden V-förmigen Querschnitt hat. Während des Falles in diesen Behälter kann sich das Pulver auflockern und mit Luft mischen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers in dem Behälter 36 erzielt wird. Mit anderen Worten heißt das, daß das Polyamidpulver 30 nach dem Verlassen des Schlitzes mit Luft angereichert wird, bevor es in den Behälter 36 gelangt. Bei gewissen Pulvern, insbssondere bei solchen, die längere Zeit verpackt waren, ist es notwendig, einen Vibrator an der Seite des Fülltrichters 32 vorzusehen, um das Pulver aufzulockern und.zu vergleichmäßigen. Das in den Behälter 35 fallende Polyamidpulver bildet dort eine flockige Masse, die das Rohr 8 in einer Dicke von etwa 76 mm allseitig umgibt. Das überschüssige Polyamidpulver verjäßt den Behälter 36 an dem unteren Ende des Behälters 36 durch einen engen Schlitz 40.
Der Trog 36 V-förmigen Querschnitts hat von oben gesehen rechteckige Gestalt und erstreckt sich unterhalb des Schlitzes 34 des Fülltrichters 32. Der Auslaßschlitz 40 des Troges befindet sich im Scheitelpunkt des V-förmigen Querschnitts des Troges 36. Die Länge des Troges 36 beträgt etwa 3000 mm. Damit das Rohr 8 von allen Seiten gleichmäßig von der Pulvermasse umgeben ist, wird es im Bereich der Mitte des Troges 36 durch diesen hindurchbewegt.

Der für die Bildung eines einwandfreien Überzuges notwendige Strom des Polyamidpulvers 30 hängt von der gleichmäßigen Zuspeisung des Pulvers 30 in den Behälter 36 aus dem Schlitz 34 des Fülltrichters 32, der geometrischen Gestalt des V-förmigen Behälters 36, der Bemessung der Auslaßäffnung 40 des Behälters 36 sowie von der Schwerkraft ab, die die Abwärtsbe,vegung des Polyamidpulvers 30 bewirkt. Der Schlitz 34 wird, wie bereits erwähnt, so eingestellt, daß ein gleichmäßiger Zustrom des Pulvers zum Behälter 35 erfolgt, das dort an den geneigten Seitenwinden abgestützt wird. Erfolgt eine zu geringe Zuspeisung von Pulver durch den Schlitz 34, so ist die Dichte des Pulvers 30 im Behälter 36 auf der dem Scheitel des Behälters zugewandten Seite zu gering, so daß sich an dieser Seite ein zu dünner Überzug bilden würde.

Die geneigten Wände des Behälters 35 bewirken eine Bewegung des Pulvers 30 zur Mitte des Behälters auf das Rohr 8 zu und besonders auf die Seite des Rohres 8, die dem Scheitel des Behälters 35 gegenüberjiegt. Die geneigten Seitenflächen des Behälters bewirken eine größere Verdichtung des Pulvers an'den Seiten des Rohres 8 als dies bei giraden Seitenwinden des Behälters der Fall wäre. Die gewählte Form das Behälters gewährleistet, daß das Rohr 8 an allen Seiten mit pulverförmigem thermoplastischem Werkstoff annähernd gleicher Dichte umgeben ist, sa da3 die V-förmige Gestalt des Behälters*, wesentlich ist, um einen gleichmäßigen Überzug über den ganzen Umfang des Rohres 8 zu erzielen.

Der erforderliche'Durchstrom des Pulvers durch din V-förmigen Behälter 36 erfordert eine genaue Einstcllung des Auslaßschlitzes 40 des Behälters. Ist die Geschwindigkeit durch diesen Alislaßschlitz 40 zu gering, so verdichtet sich das Pulver in diesem Bereich, und es besteht die Gefahr, daß der Überzug an der dem Scheitel des Behälters zugewandten Seite das Rohres 8 7.11 dick wird. Die richtige Durchströingeschwindigkeit des thermoplastischen Pulvers durch den Behälter36 kann aber in einfacher Weise durch Einstellung der 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 (F i g. 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 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-isobutyronitril. Das Aufschäummittel kann dem Polyamidpulver in solcher Menge zugesetzt werden, daß die Stärke des Überzuges 20 bis 100 °/o 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 Ausseifen 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 Auslaßschützes 40 des Behälters 35 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

ίο 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 400 Maschen je lfd. Zoll verwendet wird. Bei Verwendung eines thermoplastischen Pulvers kleinerer Korngröße als 400 Maschen bestände die Gefahr, daß die gasdurchlässige Trennwand 60 durch das sehr feine Pulver verstopft wird. .

Claims (2)

Patenta nsprüche:

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 Seitenwändei des Trogss und die Größe des Auslaßschlitzes aufeinand er abstimmbar sind, so daß bei gleichmäßiger Zu speisung des

ÜberzugswerkstoiTes dieser rund um den Gegenstand eine im wesentliche.! gleiche Dichte aufweist.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen