DE2043880A1 - Verfahren zur Wärmebehandlung von auf der Oberflache mit z B Farbe, Lack od dgl behandelten Gegenstanden, insbesondere aus Holz, und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl. -Ing. W. Beyer

Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem

6000 Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str.

Aktiebolaget Electrolux Luxbacken 1 Stockholm / Schweden

Verfahren zur Wärmebehandlung von auf der Oberfläche mit z.B. Farbe, Lack od.dgl. behandelten Gegenständen, insbesondere aus Holz, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Priorität der schwedischen Patentanmeldung No. 12385/69 vom 9. September 1969 und

Priorität der schwedischen Patentanmeldung No. 13796/69 vom 7. Oktober 1969

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von auf der Oberfläche mit z.B. Farbe, Lack od.dgl. behandelten Gegenständen, insbesondere aus Holz, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der industriellen Oberflächenbehandlung von Gegenständen wird häufig ein Überzug oder Film aus Farbe, Lack, Kitt od. dgl. auf den in Frage kommenden Gegenständen aufgetragen, die danach einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um den aufgetragenen Überzug zu trocknen und auszuhärten. Um hierbei ein gute* Arbeitsergebnis zu erhalten, wurde es bisher

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als notwendig angesehen, die Gegenständen während einer vernaltnismässig langen Zeit, beispielsweise einer halben., bis zu einer ganzen Stunde, bei Temperaturen zwischen 4o und loo°C zu halten. In diesem Rahmen richteten sich Temperatüren und Zeit natürlich nach dem jeweiligen Artikel. Eine Abkürzung der Behandlungsdauer erschien nicht möglich, denn es hatte sich gezeigt, daß dann unter Einhaltung der

angegebenen Temperaturgrenzen der Oberflächenfilm nicht ordentlich geriet. Obgleich sich die Behandlungsdauer abkürzen lässt, wenn die Behandlungstemperatur erhöht wird, t wurde es bisher für unmöglich gehalten, so zu verfahren,

weil die normalerweise wärmeempfindlichen Gegenstände, z.B. aus Holz, durch die höheren Temperaturen beschädigt würden. So fand man beispielsweise heraus, daß insbesondere Gegenstände mit Klebestellen, .z.B. angeklebten Kanten, während der Wärmebehandlung an den Verbindungsstellen beschädigt werden. Man fand sogar, daß ähnliche Probleme auch bei einer verhältnismässig lange dauernden Wärmebehandlung bei niedrigerer Temperatur auftreten, denn die Gegenstände werden dabei durch und durch erwärmt. Im Falle ' hölzerner Gegenstände kann das Holz schwellen und sich verwerfen, Harz kann austreten, und manchmal entsirefieh"~auch Risse. Diesen Schwierigkeiten gesellt sich der weitere Nach- ψ teil der bekannten Behandlungsmethode hinzu, daß bei konti- ; nuierlicher Fertigungsweise und dem Transport der zu be- > handelnden Gegenstände während der Wärmebehandlung auf einem Förderband die lange Behandlungsdauer auch eine große Länge des Förderbandes und der ganzen Heizanlage bedingt, wenn eine wirtschaftlich vernünftige Kapazität erreicht werden soll. Zu den notwendigen fixen Kosten sind dabei auch die erhöhten Gebäudekosten zu zählen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Dauer der Wärmebe handlung^ abzukürzen und hierfür eine geeignete Vorrichtung zu schaffen_t welche eich gegenüber bekannten Vorrichtungen

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durch geringeren Umfang und Aufwand auszeichnet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenstände so kurzzeitig einer Temperatur im Bereich von 100 bis 300° C ausgesetzt werden,· daß die Temperatur des Materials des Gegenstandes selbst auf einem zulässigen Wert bleibt. Die Wärme entfaltet also ihre Wirkung nur an der Oberfläche, wo die gewünschten Reaktionen stattfinden, während Beschädigungen des Trägermaterials vermieden werden.

Da die Behändlungsdauer wegen der hohen Temperatur nur sehr kurz sein kann, häufig zu kurz, um die angestrebte Wirkung zu erhalten, ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die kurzzeitige Erhitzung mehrmals wiederholt wird. Insgesamt ergibt sich dabei immer noch eine Behandlungsdauer, welche wesentlich kurzer ist als bei den bekannten Verfahren mit niedrigerer Behandlungstemperatür.

Als Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anlage vorgeschlagen, bei welcher die Gegenstände auf einem durchlaufenden Förderband durch eine oder mehrere Heizkammern, von denen wenigstens eine im Inneren eine Temperatur zwischen 100 und 300⁰C hat, transportierbar sind. Zweckmässigerweise dienen als Heizkammern einzeln stehende Öfen, so daß die Gegenstände auf dem Transport von einem Ofen zum nächsten an der Umgebungsluft, eventuell Unterstützt durch zusätzliche Kühlvorrichtungen, alpkühlen können. Die Erwärmung in den Heizkammern wird vorzugsweise dadurch gefördert, daß mittels eines Gebläses ein umlaufender Heißluft strom erzeugt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung einer -Vorrichtung zur Wärmebehandlung empfindlicher Gegenstände näher erläutert. Es zeigen: _i5

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Pig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach—-^::- _ Fig. 1, -

Fig. 3 den Teil III der Vorrichtung nach Fig. 1 im grösseren Maßstab,

Fig. 4 einen senkrechten Längsschnitt durch einen

Einzelofen der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 einen waagerechten Querschnitt durch den Ofen nach Fig. 4, .

Fig. 6 eine Stirnansicht des Ofens nach Fig. 4 und 5.

■Durch-die in Fig. 1 und 2 dargestellte "Anlage zur Oberflächenbehandlung läuft ein Förderband Io, welches ±TT~geeigne£er Ausführung für sich bekannt, ist und mit einer Steuereinrichtung für die Bandgeschwindigkeit versehen ist. Wegen seiner verhältnismässig großen Länge wird das Förderband vorzugsweise in mehrere miteinander verbundene Teile aufgeteilt. Die zu behandelnden Gegenstände werden mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren von links in die Anlage eingeführt und gelangen dabei zunächst zu einem Einzelofen 11, wo sie vorgewärmt werden. Danach durchlaufen sie eine Sprühkammer 12, in ider sie mit einer Oberflächenschicht aus Farbe, Lack, Kitt od.dgl.~versehen werden. Die Oberflachenbeschichtung kann in irgendeiner bekannten Weise vorgenommen werden, z.B. indem die Gegenstände einen Sprühvorhang durchlaufen, mit Einzeldüsen eingesprüht oder getaucht werden, durch Flüssigkeitsauftrag usw. Nach dieser Behandlung laufen die Gegenstände weiter zu einem Ofen 13, wo'durch Erwärmung auf niedrige Temperatur Luftblasen beseitigt werden und sich der aufgetragene Überzug schließt und setzt. In Förderrichtung folgt dann ein Trockenofen 14, der ebenfalls noch bei nie-

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driger Temperatur arbeitet, z.B. unterhalb 60⁰C. Auf einen solchen Ofen kann jedoch oft verzichtet werden. Auf den Trockenofen 14 folgen eine Anzahl von Hochtemperaturöfen 15, 16, 17, 18,. 19. In diesen werden Temperaturen zwischen 100 und 300⁰C_r vorzugweise zwischen 150 und 225°C, aufrechterhalten. Jeder dieser Öfen ist mit Bezug auf die Bandgeschwindigkeit so kurz, daß die Verweildauer der Gegenstände -

ebenfalls nur kurz ist und vorzugsweise nicht mehr als 5

bis 15 Sekunden beträgt. Diese Zeitangabe kärürPirn~Einzelfall aber auch unter- oder überschritten werden. Durch die Anordnung der Einzelöfen 15 bis 19 jeweils mit einem gewissen Zwischenabstand befinden sich die Gegenstände nach dem Durchlaufen eines Ofens jeweils eine gewisse Zeit im Freien, wo sie durch die dort herrschende Umgebungstemperatur abgekühlt werden. Falls dies für vorteilhaft oder notwendig erachtet werden sollte, könnte im Bereich der Hochtemperaturöfen 15 bis 19 mittels eines Sauggebläses auch einl Kühl luftstrom aufrechterhalten werden, in ähnlicher Weise könnte äuchTFrischluft zwischen die Öfen geblasen werden. In beiden Fällen lässt sich dadurch die Kühlstrecke zwischen den Öfen und damit der Raumbedarf der gesamten Anlage.reduzieren. Nachdem die Gegenstände die Hochtem-"peraturöfen 15 bis 19 durchlaufen haben, gelangen sie in eine Kühlzone 2o, wo sie mit Kühlluft wirksam abgekühlt werden. Danach folgt noch eine Maschinell zur Oberflächen-Feinbearbeitung. Am Ende des Förderweges werden die Gegenstände gestapelt,um auf Lager genommen oder abtransportiert zu werden. Es ist auch möglich, parallel zu der beschriebenen Anlage ein weiteres, in entgegengesetzter Richtung laufendes Förderband anzuordnen, entlang dem. nachfolgende Behandlungsverfahren ausgeführt werden. Beispielsweise könnte in der ersten Anlage die Grundierung und während des Rücklaufs der Gegenstände in der zweiten Anlage die Deckschicht aufgebracht werden. Sofern die Fertigung»gebäude es erlau-

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ben, wird man zweckmässigerweise die Anlagen in Reihe hintereinander schalten, um seitliche Überführungen zu vermeiden.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist der Abstand zwischen den beiden Hochtemperaturöfen 15 und 16 geringer als zwischen den Ofen 18 und 19 in derselben Reihe. Hierdurch soll angedeutet werden, daß auch durch unterschiedliche Zwischenabstände Einfluß auf den Ablauf der Wärmebehandlung genommen werden kann, und auf der anderen Seite je nach Möglichkeit

,durch "unterschiedliche Zwischenabstände auch die Länge der

W Anlage verkürzt werden kann, was wiederum Einfluß auf die Kosten und die Kapazität der Anlage hat. Um die Aufstellung der Öfen zu erleichtern und gegebenenfalls zu verändern, stehen gemäß Fig. 3 alle oder einzelne Öfen 15, 16, 17,auf Rollen oder Rädern 22, so daß sie ohne Schwierigkeit auf einem Fundament 23 in Richtung des Förderbandes Io jeweils in die je nach der Art des Gegenstandes, der Art der Oberflächenbehandlung, der Behandlungstemperatur usw. am basten geeignete Stellung verfahren werden können. Diese hängt auch von der Bandgeschwindigkeit ab.

Einer der Öfen der Anlage nach Fig. 1 bis 3 ist in den Fig. k 4 bis 6 näher im Detail dargestellt. Er hat einen Innenraum 24, den die zu behandelnden Gegenstände 26, beispielsweise Schreinerwaren, auf einem Förderband 25 kontinuierlich durchlaufen. Um dabei die Grosse der Einlauföffnung 27 und der Auslauföffnung 28 des Ofens auf das je nach der Art der Gegenstände unterschiedliche Kleinstmaß zu begrenzen,, ist auf beiden Seiten eine jeweils in senkrechten Führungen 3o, 31 geführte Schiebetür' 29 vorgesehen, die sich in beliebiger Höhe arretieren lässt.

An der Decke des Ofens, welche ebenso wie die Seitenwände aus einer wärmeisolierenden Wand 32 besteht, ist ein Gebläse 33 mit einem Antriebsmotor 34 angebracht· Das Gebläse

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33 erzeugt einen Strömungskreislauf der Luft im Ofen, wobei die Luft vom Gebläse zunächst durch einen Kanal 35 in waage-* rechter Richtung zu einer Anzahl elektrischer Heizelemente 36 geleitet wird, die zwischen einem Halter 37 an der Ofendecke und Haltegliedern an der Innenseite der Vorderwand 38 des Ofens befestigt sind, wo auch die elektrischen Anschlüße angebracht sein können. Die aufgeheizte Luft wird dann nach unten zu einer Einlaßöffnung 39 einer Zwischendecke 4o des Ofens geleitet, welche die Decke des Innenraumes 24 bildet, den die Gegenstände durchlaufen. Die Einlaßöffnung 39 kann mit Leitblechen versehen sein, um der hindurchströmenden Luft mit Bezug auf die zu behandelnden Gegenstände eine bestimmte Strömungsrichtung zu geben. Wie in Pig. 4 durch Pfeile angedeutet, geht eine gewisse kleine Menge der Heißluft durch die EinlaufÖffnung 27 verloren. Der grosste Teil der hei Oen Luft durchströmt jedoch den Innenraum 24 in derselben Richtung wie die Gegenstände und wird an dessen Auslaufende durch das Gebläse über eine SaugÖffnung 41 in der Zwischendecke 4o wieder angesaugt, so daß sich im wesentlichen ein geschlossener Kreislauf ergibt. Da ein kleiner Teil der heißen Luft durch die Einlauföffnung 27 nach aussen geblasen wird, wird zu deren.Ersatz eine entsprechend kleine Menge frischer Luft durch die AuslaufÖffnung 28 eingesaugt. Diese geringfügige Kühlluftströmung dient bereits in gewissem Ausmaß dazu, die den Ofen verlassenden Gegenstände zu kühlen. Eine kleine Menge frischer Luft wird auch von oben durch eine Öffnung 42 entlang der Gebläsewelle 43 eingesaugt.

Im Inneren des Ofens ist oberhalb der Zwischendecke 4o ein geneigtes Blech 44 angeordnet, welches sich in FÖrderrichtung -der Gegenstände schräg von oben nach unten erstreckt. Ausser der Einlaßöffnung 39 ist die* Zwischendecke 4o unterhalb des Bleches 44 mit einer Anzahl schmaler Schlitze 45 versehen, damit im wesentlichen über die gesamte Länge des Innenraums 24 Heißluft auf die Gegenstände geblasen wird.

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Durch die Neigung des Bleches 44 wird eine gleichmäßige Luftverteilung auf die hintereinander angeordneten Schlitze

45 erreicht. Diese können zwar in einigen Fällen entbehrlich sein, in anderen wiederum sind sie vorteilhaft oder notwendig. .

In Fig. 4 und 5 sind auch eine Anzahl Rohre oder Kanäle

46 in den Seitenwänden des Ofens gezeigt, in denen Meß- und Anzeigevorrichtungen für die Innentemperatur, Strömungsgeschwindigkeit der Luft, usw. angebracht sein können.

Es hat sich herausgestellt, daß gute Ergebnisse bei der Wärmebehandlung erzielt werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der heißen Luft hinter der Einlaßöffnung 39 im Bereich von 15 bis 2o m/sek liegt. Natürlich haben diese Zahlenwerte nur beispielhafte Bedeutung. Die Luftgeschwindigkeit richtet sich natürlich nach verschiedenen Faktoren, beispielsweise der Form des Innenraumes des Ofens und der Kapazität des Gebläses, sie kann jedoch auch beispielsweise durch Richtbleche 47 an der Saugöffnung 41 unterhalb des Gebläses beeinflußt werden.

Ansprüche

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1.1 Verfahren zur Wärmebehandlung von auf der Oberfläche mit z.B. Farbe, Lack, Kitt od.dgl. behandelten Gegenständen, insbesondere aus Holz, dadurch gekennzeichn et, daß die Gegenstände (26) so kurzzeitig einer Temperatur im Bereich von 100 bis 300⁰C ausgesetzt werden, daß die Temperatur des Materials der Gegenstände selbst aufeinem zulässigen Wert bleibt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e kennzeichne t, daß die kurzzeitige Erhitzung mehrmals wiederholt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wiederholten kurzzeitigen Erhitzungen die Gegenstände in .einer Atmosphäre unterhalb ,5o C abgekühlt werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

   g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Zeit zwischen zwei

   Erhitzungen derart lang bemessen ist,~daß"~~sich die Temperatur des aufgebrachten Überzugs ausgleicht^— "

   5. Verfahren nach Anspruch 4, ,dadurch g e ■ kennzeichnet, daß das Zeitintervall zwischen ! der wiederholten Erhitzung 5 bis 15 Sekunden beträgt.

   El W 191*194 / 3.9.197ο -,.-..

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   - Io -

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zeitintervalle zwischen den wiederholten Erhitzungen während djer Dauer der Behandlung zunimmt.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet^ daß die Dauer der ersten Erhitzung länger ist als bei nachfolgenden Erhitzungen.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung und Erhitzung der Gegenstände im zirkulierenden Heißluftstrom erfolgt.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, . daß die Gegenstände in einem Heißluftstrom erhitzt werden, dessen Geschwindigkeit am Anfang zwischen 15 und 2o m/sek liegt.

   Io. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (26) auf einem durchlaufenden Förderband (lo) durch eine; oder mehrere Heizkammern (11 bis 19), von denen wenigstens eine im Inneren ein«
   hat, transportierbar sind.

   stens eine im Inneren eine Temperatur zwischen loo und 3oo°C

   11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, 'daß die Temperatur in der' Heizkammer zwischen 150 und 225°C liegt.

   12» Vorrichtung nach Anspruch Io oder 11, dad urch gekennzei chne t, daß di· Heizkammern aus einzeln

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   stehenden Öfen (11 bis 19) bestehen, deren Zwischenabstand verändest* . ,

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche Io bis 12, d a d u r c .. h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Geschwindigkeit des Förderbandes (lo) veränderbar ist.

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche Io bis 13,

   d a d u r c h g e k e η η zeichnet, daß zum Trocknen und Erwärmen von mit einem Farbauftrag versehenen Gegenständen in einem Heißluftstrom die Gegenstände (26) durch einen Innenraum (24) eines Ofens transportierbar sind, in den die heiße Luft durch eine Einlaßöffnung (39) nahe demjenigen Ende des Ofens, an welchem die Gegenstände in diesen einlaufen, mit einer -Geschwindigkeit von 15 bis 2o m/sek einblasbar ist.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d ad u r c h g e k en η ζ ei c h η e t, daß die in den innenraum (24) eingeblasene Luft durch eine Auslaßöffnung {41) nahe dem Ende des Ofens, an welchem die Gegenstände diesen verlassen, aus dem innenraum £4) absaugbar ist.

   16--· Vorricntung nach Anspruch 14 oder 15, d a ^ d u r ch g e k e η η ζ e i --C h η e t, daß sieh ÄLe Einlaßöffnung (39) und die Auslaßöffnung (41) für die Heißluft in der iJecke (4o) des Innenraumeis (24)

   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d ad u r. c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß ein Teil der Heißluft durch eine EinlaufÖffnung (27) des Ofens ausblasbar und Frischluft von aussen durch eine Auslauföffnung (28) in das Innere des Ofens ansaugbar ist, wobei die angesaugte Frischluft zur Kühlung der den Ofen verlassenden Gegenstände dient.

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   18· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß im oberen Bereich des Ofens ein Gebläse (33) und Heizelemente (36) zum Aufheizen der Luft angebracht sind und die erhitzte Luft am Einlaufende des Ofens von oben nach unten auf die zu behandelnden Gegenstände leitbar ist.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (4o) des Innenraumes

   fc (24) mit einer Vielzahl von Lufteinlaßöffnungen (39, 45)

   versehen ist.

   20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Decke (4o) des Innenraumes (24) ein sich in Längsrichtung des Ofens vom Bereich der Heizelemente (36) in Förderrichtung der Gegenstände (26) schräg nach unten zur Decke (4o) hin erstreckendes Blech (44) angeordnet ist, welches für eine gleichmäßige Verteilung der Luft auf die Öffnungen (45) in der Decke (4o) sorgt.

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 2o, ψ dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Geschwindigkeit der Luftströmung an der Saugöffnung (41), über welche die Luft aus dem Innenraum (24) abgesaugt wird, Leitbleche angebracht sind.

   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Öffnungsweite der EinlaufÖffnung (27) und der AuslaufÖffnung (28) an diesen jeweils in senkrechter Richtung einstellbare Schiebetüren (29)' angebracht sind.

   23. Vorrichtung nach einem derAnsprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Gebläse (33) versehenen Öfen eine Einlaßöffnung El W 191+194 / 3.9.197ο 109811/1855

   (42) für Frischluft in der Decke des Ofens besitzen, durch welche Öffnung (42) sich die Gebläsewelle (43) erstreckt.

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