DE1577649A1

DE1577649A1 - Vorrichtung zur Beschichtung von Rohren

Info

Publication number: DE1577649A1
Application number: DE19661577649
Authority: DE
Inventors: Allen Herman Curtis
Original assignee: Bird and Son Inc
Current assignee: Bird Inc
Priority date: 1965-07-02
Filing date: 1966-06-24
Publication date: 1970-04-23
Also published as: US3404608A; GB1105685A; SE305824B

Description

P AT ENTA N W ALT E Dipl-lng. MARTI N LICHT

' PATENTANWÄLTE UCHT, HANSMANN. HERRMANN Dr. R E I N H O L D S C H M I DT

8 MDNCHEN 2 · THERESIENSTRASSE 33 . "»■„-. ,, » ^, ,. »ι » *", „,

Diph-Wirtsch.-lng. AXE L H A N S M A N N Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

P 15 77 649.5«14 «577649

______ Mönchen,den 24, NOV. J969

Ihr Zalchcn Un««r Zeichen

Ke/De Zur Offeiilegung bestimmte Unterlagen ■

BIHD & SON, INC.

East Vifalpole, Massachusetts

V. St. Λ.

"Vorrichtung zur Beschichtung von Rohren".

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung von iloliren an einer liohrerzeugungseinriehtung, mit einer auskragenden Spindel, die ein freies Ende und Mittel aufweist, mit denen ein Bandstreifenmaterial ständig um die Spindel vickelbar ist, um dadurch kontinuierlich ein aus diesem Material bestehendes Rohr zu erzeugenund über das freie Ende der Spindel hinauszubewegen, und mit einer auf dem freien Ende der Spindel gelagerten Bohrheschichtungseinrichtung, mit der auf der inneren Oberfläche des geformten llohree eine gleichmässige Schicht auftragbar ist, wenn sich das Rohr kontinuierlich über das freie Ende hinaus vorwärtsbewegt. _s ■

Die Aufgäbe der Erfindung besteht darin, eine neuartige Vorrichtung zur Beschichtung der Innenseite eines Papier-· rohres mit einem bestimmten Material zu schaffen, so daß das beschichtete Rohr beispielsweise als billige "Blechbüchse" aus Papier vervrendet werden kann. Desweiteren solltet) Mittel geschaffen werden, die sich in Verbindung

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mit einer Vorrichtung zur Herstellung der Papierrolle durch

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axe! Hansmann, Dipl.-Phys. Sebasfiafi Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · T«l«foni281202 · T»Uoramm-Adre»sti UpaHi/MBndien Bayer. Vereinibank MOnAtn, Zweigit. Oskar-Von-Millfr-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Posfschede-Konto: MOnchtn Nr. 163397

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kontinuierliches Wickeln von Papierstreifen um einen stationären Dom' einsetzen lassen und dazu dienen, die Innenseite eines Papierrohres in beliebiger Stärke mit einem Besehichtungsmaterial zu versehen. Diese neuartige Vorrichtung soll Elemente zur'Steuerung der Dicke der Beschichtung durch Veränderung des Durchmessers des Wischer— oder Abstreichelementes und Mittel aufweisen, mit Hilfe derer das Beschichtungsmaterial ständig im Kreislauf geführt und gefiltert werden kann und durch die sich die Schicht unmittelbar nach ihrem Aufbringen trocknen lässt.

Allgemein gesprochen, wird ein aufblasbares, zylindrisches Wischer- oder Abstreichelement verwendet, das koaxialem der das Rohr erzeugenden Spindel und mit Abstand über das freie Ende ,der Spindel hinaus befestigt ist, um in der Mitte zwischen dem freJai Spindelende und dem Abstreichelement ein Reservoir zu bilden. Durch die Spindel hindurch erstreckt sich zu diesem Reservoir von einer Beschichtungsmaterialquelle eine Zulieferleitung für das Beschichtungsniaterial, damit ein Vorrat an Beschichtungsmaterial in dem Reservoir gehalten wird, der mit der inneren Oberfläche des geformten Rohres, die das Reservoir umgibt, in Berührung steht, l/emi sich das Rohr an dem Abstreicheleinent vorbeibewegt, wird seine innere Oberfläche von dem Element abgestrichen, um dadurch die Oberfläche zu glätten und die Schichtdicke einzustellen, so daß auf der inneren Oberfläche des erzeugten Rohres eine gleichmässige Beschichtung erreicht wird. Bevorzugte Ausführungsfornieri des Erfindungsgegenstandes kennzeichnen sich durch einen ₍ rund um seinen Umfang genuteten Aufbringungsring, der au dem freien Ende der stationären Spindel angebracht ist und •Mittel besitzt, mit denen das Beschichtungsmaterial unter Druck in die Umfangsnut geführt wird, ferner Mittel zur Veränderung des Innendruckes und des Durchmessers des zylindrischen Abstreichelementes, um dadurch die Beschich-

tungsdicke zu ändern, desweiteren Mittel zur kontinuierlichen Rückführung und Filterung des Beschichtungsmaterials, mit Hilfe derer alle Klumpen, Fasern oder andere Verunreinigungen aus dem Besehichtungsmaterial entfernt werden, bevor dieses mit dein .-Papierrohr in Berührung kommt; und schließlieh Mittel zur Trocknung der Schicht, nachdem diese aufgebracht ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit.'der Zeichnung, in der Ausfiihrungsbeispiele schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung sind?

Fig. 1 und 2 Ansichten typischer Vorrichtungen zur Her-» stellung von Rohren mit Einrichtungen zur Ilohrbeschichtung, gemäß einer bevorzugten Ausführungsfonii des Erfindungsgegenstandes und

Fig. 3 und k Ausschnitte von Draufsichten der in Fig. 1 dargestellten llohrbeschichtungseinrichtungen in größerem Maßstab.

Die in Fig. 1 gezeigte, allgemein-mit. 10 bezeichnete Einrichtung zur Beschichtung der inneren Umfangeflache eines Papierrohres 12 mit einem Beschichtungsma-turinl, beispielsweise einem organischen Kunststoff, arbeitet so, daß die Beschichtung sofort nach ügv Uohrherstellung (Uu^-Oh Wicklung des Papierstreifens Ui in einer .schraubenförmigen Form um eine stationäre rohrformende .Spindel Ib erfolgt. Die BeschichtungseiiU'iclituiTC ist koaxial zu den freien Ende der Spindel 16 an dieser befor-tigt-, so daß sie eine VolUngerung der Spindel bildet, nie den Fi/ζ. 1 uiitl 2 zu'.entnehuen ist, sind gewöhnliche Mittel zum Wickeln des Papierstreifens J4 in die Form eines llohres I^ vorgesehoi:, die znsä.tzlich zu der glatten, das Rohr erzeugenden Spindel l6 zwei mit Abstand auf:, gegenüberliegenden Seiten der Spindel Ib ange-

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OBlGiNAL

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ordnete Spindeln 10 aufweisen, die mit ihren Achsen senkrecht zu der Achse der Spindel l6 liegen, wobei ein unendlicher Riemen 20 um die Spindel ±6 und die seitlichen Spindeln 18 gezogen ist und Mittel (nicht dargestellt) vorhanden sind, iuit denen zumindest eine der Spindeln in Drehung versetzt werden kann. Der Kienen ist in einem Winkel zur Spindelachse um die Spindel 16 geschalgen, der gleich demjenigen Winkel ist, unter dem dac Rohr schraubenförmig gewickelt worden soll. Der Papierstreifen wird zwischen dem Kiemen und der Spindel 16 unter eben diesen linke1 zugeführt und spiralförmig in nebeneinanderliegenden, entweder aneinanderstossenden oder sich überlappenden, schraubenförmigen Windungen mit Hilfe des sich bewegenden Riemens um die Spindel l6 gewickelt. In gleicher Weise können eine oder mehrere übere'inanderliegende Papierschachtel] gewickelt werden,, um dadurch ein vielschichtiges Rohr zu erzeugen, wobei es einleuchtet, daß jede solche zusätzliche Schicht so gewickelt wird, daß sie mit der darunterliegenden Schicht "unterbrochene Verbindungen" bildet. Wenn das Rohr 12 aus dem Streifen lh hergestellt wird, rotiert es und bewegt sich axial entlang der Spindel 16, d.h. von dem Riemen und den Spindeln 18 fort und über die üeschichtungseiiirichtimg 12 hinweg. Zwischen dem mit 22 bezeichneten "rückwärts" laufenden Teil des Riemens ist ein kleiner 5-]pal.t gelassen, um sicherzustellen, daß diese Axialbewegung nicht behindert wird. . - ■

Uie aus den Fig. 3 und h klarer hervorgeht, ist die Deschichtungseinrichtung 10 üiit einem rings um den Umfang genuteten Aufbrinprimgsring -6, einem aufblasbaren, zylindrischen Wischer- oder Abstrcicheleuient 28, das auf der Seite, auf der es von der Spindel 16 den größten Abstand hat, von dem Iting nur um eine kleine Strecke- entfernt ist, um dadurch in der Mitte zwischen dem Ring 26 und dem Abstrcichelement 28 ein Reservoir 30 zu bilden. Bcsv.citereii ist die Beschichtungs-

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eimrichtiing iO mit einer Vorrichtung ausgerüstet, die das Beschichtungsinaterial liefert und iui Kreislauf führt und schliesslich mit einer Vorrichtung, die das Beschichtungsmaterial, nachdem es auf das Rohr aufgebracht worden ist, trocknet. Die ganze Beschichtungseinrichtung ist an einem allgemein mit 32 bezeichneten Einbaue lement innerhalb des Rohres 16 befestigt.

Der Aufbringungsring 26 besitzt eine um seinen Umfang laufende Nut 34j die von zwei in axialer'Richtung, mit Abstand angeordneten, sich radial erstreckenden Umfangsflanschen und 38 gebildet wird. Der Flansch 36, von dem das eine axiale Ende uiit dem freiai Ende der Spindel 16 in Berührung steht, hat eineB Durchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des Itohres 12 entspricht. Der Flansch 38 auf der anderen Seite der Nut 34 hat einen etwas kleineren Durchmesser, wodurch zwischen dem Flansch und der Innenseite des Rohres ein Spalt geschaffen wird. Die Spaltweite, die etwas größer sein sollte als die gewünschte Enddicke der Beschichtung, hängt hauptsächlich von der Viskosität des für die Beschichtung im Einzelfall verwendeten Materials..q/b,; Die typische Spaltweite beträgt annähernd 0,127

Das ringförmige Abstreiche lenient 28 ist auf eine Nabe montiert, die an dem Trägerelement 32 befestigt ist und Luftleitungen 42 enthält, mit Hilfe derer Druckluft zum Aufblasen des Abstreifelementes auf die gewünschte Größe und den gewünschten Druck zugeführt wird. Die gegenüberliegenden axiailen Enden des Abstreifeleraeiites werden mittels einer angeflanschten, gegenüberliegenden Platte 44 und eines zylindrischen, in axialer Richtung von dem Ring 16 hochstehenden Flansches .46 dicht gegen die benachbarten Enden der Nabe gedrückt, wodurch die erforderliche,* im wesentlichen luftdichte Abdichtung geschaffen wird. Lie deutlicher aus Fig. 4 hei-vorgeht, bildet der Flansch 46 den Boden des Reservoir 30, dessen Seitenwände die angrenzenden Oberflächen

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BAD

- 6 des Abstreifelementes 28 und des Ringes 26 darstellen.

Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, enthalten die Umfangsnut 34 und das Reservoir 30 mehrere Einström- und Rückströmöffnungen für das Beschiclitungüiuaterial, um die gewünschte Zirkulation des Beschichtungsmaterials sicherzustellen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind in der Nut 34 zwei Einströmöffnungen 48 und zwei Rückströmöffnungen 50 vorgesehen. Zusätzliche Ruckströmöffnungen 52 befinden sich im Reservoir 30. Wenn wie bei einigen Ausführungsformen die Vorbefeuchtung und die zusätzliche Steuerung durch den Aufbringungsring 26 nicht erforderlich sind, kann der Ring weggelassen werden. Bei solchen Ausführungsformen muß sowohl die Einst,röm- als auch die Rüekstrüraöffnung im Reservoir 30 vorgesehen werden.

Wie schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Besdichtungsmaterial zunächst in einem Speicherbehälter 5'* vorbereitet und darauf unter Druck aus dem Behälter durch eine Zuführungsleitung 56, die durch die Spindel 16 führt, durch die Einströmöggnungen 48 in die Umfangsnut 3^ ini Ring 26 gefördert. Eine Pumpe 58 erzeugt den erforderlichen Druck, der gewöhnlich bei 0,07 bis 0,35 kp/cm liegt. Aufgrund dieses Druckes in Verbindung mit der Bewegung des hergestellten Rohres 12., wenn es sich in axialer Richtung von der formenden Spindel 16 wegschiebt, strömt das Bescliichtungsniaterial in das Reservoir 30 ein und füllt dieses. Wie oben schon ausgeführt wurde, enthalten ctie JTut 5^lt und das Reservoir 30 Ruckströmöffnunger 50 und 52, durch die das Beschichtungsniaterial in die Rückxülir leitungen bO und 62 gedrückt und zum Speicherbehälter 54 zurückgefördert wird, wodurcl^ die gewünschte ständige Umwälzung des Beschichtungsmaterials erreicht wird. Die verschiedenen Einzelteile der Besehich,-tungseinrichtungen können im Betrieb ziemlich warm werden und dadurch gewisse Mengen an Beschichtungsmaterial unbrauchbar machen oder in den Fällen, in denen organische Beschich-

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tungsniaterialien Verwendung finden, zur teilweisen Polymerisation führen, wodurch unerwünschte Klumpen, Fasern oder andere Verunreinigungen entstehen. Deshalb ist die Pumpe 58 mit einem Filter ausgerüstet, das beim Umwälzen des Beschichtungsmaterials alle diese Verunreinigungen aus dem Material entfernt und dadurch die Hcinhcit und damit die Qualität der_schliesslich vorhandenen Beschichtung sehr erhöht.

Die Vorrichtung zur Steuerung des Innendruckes des Ab-Streichelementes 28 ist mit einer Luftleitung 6.4 ausgerüstet, die von einer nicht-ge'zeigten Lieferquellc zu den Luftleitungen 42 in der Nabe 40 führt. Ferner weist die Drucksteuervorrichtung einen Mengenregler G6 zur Steuerung des Luft-Stromes von der Quelle und eine Anzapfvorrichtung 68. auf, die hydrostatisch genau den gewünschten Druck hält. Gewöhnlich wird der Innendruck des Abstreifelementes 28 auf einer bestimmten Höhe zwischen 0,0? und 1,41 kp/cm" gehalten.

Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, weist die Frontplatte hh mehrere in axialer Richtung verlaufende Luftöffnungen 70 auf, durch die ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit in den beschichteten Teil des Rohres Ii: gedrückt werden kann, um dadurch die Trocknungsgeschwindigkeit des Beschichtungsiuaterials zu steigern, in dem die Dämpfe und'anderen Gase, die sich innerhalb des Rohres-gebildet haben, ausgestossen werden. Die dafür benötigte Luft wird von 'einer .zweiten, nicht dargestellten quelle und einer Luftzufuhrleitung 72' geliefert, die sich von dieser Quelle durch die Spindel i6, das Halterungselement 32 und die Nabe 40 hindurch erstreckt und in den Käfig 7k mündet, der zwischen ^:der Frontplat.te 44 und der Nabe 40 gebildet wird. Ein System von Reglern, die nicht gezeigt sind, dient zur riielic rs te. llung, daß die aus dem Käfig 74 durch die''Öffnungen 70'und in das■ lio'a-r Vl strömende Luft eine ausreichende Gcsclu.i :digkeit besitzt und iue--iig.emnas.sig groß gemig ist, um die (.Vase aus dem Inneren des

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beschichteten Rohres zu vertreiben. Falls gewünscht, kann diese Trocknungsluft vorgewärmt werden, um dadurch eine hohe Trockungsgeschwindigkeit des Beschichtungsmaterials zu erzeugen.

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Claims

ι κ 7 7 c / Q ""™"™————————— Ihr Zeichen Unser Zeichen Bird & Son, Ine. Ke/üe Zur OffenlegunK bestimmte Unterlagen PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Beschichtung von Rohren an einer Rohrerzeugungseinrichtung, mit einer auskragenden Spindel, die ein freies Ende und Mittel aufweist, mit denen ein Bandstreifenmaterial ständig um die Spindel wickelbar ist, um dadurch kontinuierlich ein aus diesem Material bestehendes Rohr zu erzeugen und über das freie Ende der Spindel hinauszubewegen, und mit einer auf dem freien Ende der Spindel gelagerten Rohrbeschichtungseinrichtung, mit der auf der inneren Oberfläche des geformten Rohres eine gleichmässige Schicht auftragbar ist, wenn sich das Rohr kontinuierlich über das freie Ende hinaus vorwärtsbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbeschichtungseinrichtung (lO) mit einem mit Abstand jenseits des freien Endes angeordneten Abstreichelement (28.) versehen ist, das die innere Ober- . fläche des Rohres (12) bestreicht, sobald das Rohr an ihm vorbeiläuft, daß sich zwischen dem freien Ende und dem Abstreichelement (28) ein Reservoir (3O) befindet, dass eine öeschichtungsmaterialzuführungsvorrichtung (58) vorhanden ist, die in dem Reservoir einen Beschichtungsmaterialvorrat aufrechterhält, und daß die Vorrichtung mit einer Luftzuführung seinrichtung und einer Luftleitung (6%) versehen ist,-

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon:281202 · Talegramm-Adraim Lipatli/München Bayer. Vereinibank MOnchen, Zweigit. Oikar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 892495 · Poiticheck-Konto: München Nr. 163397

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Oro. PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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die sich von der Luftzuführungseinrlchtung aus durch die Spindel (±6) über das Abstreichelement (28) hinauserstreckt Und Trockungsluit in das Innere des beschichteten Rohres (12) jenseits des· Abstreichelementes (28) leitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungseinrichtung mit Mitteln zur Vorwärmung der Trocknungsluft versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmaterialzuführungsvorrichtung (58) eine Beschichtungsmaterialquelle (5⁷O > eine Beschichtungsmaterialzuf ührungs leitung, eine Beschicatungsmaterialrückführungsleitung (60, 62) und eine lieschiclitungsmaterialumwälzvorrichtung aufweist, mit der BeFchichtungsmaterial durch die Zuführungsleitung (56), das uoservoir (30) und die BeschichtungsmaterialrückfUhrungsleitung (60, 62) umgewälzt wird, wobei sich jede Leitung durch die Spindel (l6.) erstreckt und zwischen dem üeservoir (30) und der Materialquelle (5²O liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen deiu Reservoir (30) und dem Abstreichelement (28) ein eine Umfangsnut (34) aufweisender Aufbringungsring (26) vorgesehen ist, daß die Beschiclitungsinaterialzuführungsleitung (56) mit der Umfangsnut dieses Ringes in Verbindung steht, um eine Beschichtungsmaterialzufuhr in der Xut (3²O aufrechtzuerhalten, die mit der inneren Oberfläche des Rohres (12) in Berührung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3. oder 4, dadurch gekennr zeichnet, daß die Beschichtungsmaterialzuführungsvorrichtung (58) einen Beschichtungsmaterialfilter aufweist, mit dem das Beschichtungsmaterial während seiner Umwälzung filtrierbar ist.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» gekennzeichnet durch eine Luftzuführungseinrichtung mit einer Luftzüführungsleitung (64), die sich durch die Spindel (l6) hindurch und über sie hinaus erstreckt und dazu dient, einen Trocknungsluftstrom in das Innere des Beschichteten Rohres (l2) jenseits des Abstreiehelementes (28) zu leiten.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreichelement (28) aufblasbar ist, und daß Mittel zur Veränderung des Innendruckes des Abstreicheleuientes vorgesehen sind, um die Dicke des Überzuges zu , steuern.

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