DE2543806C3

DE2543806C3 - Beheizter Rotationskörper zur Herstellung und/oder Behandlung von Bahnen, Stücken, Folien und Verbundmaterialien

Info

Publication number: DE2543806C3
Application number: DE2543806A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4925 Kalletal Schuster
Original assignee: Herbert Kannegiesser GmbH and Co
Current assignee: Herbert Kannegiesser GmbH and Co
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1975-10-01
Publication date: 1980-09-04
Also published as: JPS5242996A; US4105896A; IT1052579B; FR2326672A1; JPS5324560B2; DE2543806A1; FR2326672B1; DE2543806B2; GB1505856A; SU631079A3

Description

Die Erfindung betrifft einen beheizten Rotationskörper zur Herstellung und/oder Behandlung von Bahnen, Stücken, Folien und Verbundmaterialien, bei dem die mit dem zu behandelnden Material in Berührung kommende Außenwand mittels rückseitig an ihr kondensierenden durch Verdampfen einer Flüssigkeit im Rotationskörper erzeugten Dampfes erwärmt wird, wobei die Flüssigkeit mittels elektrischer Stabheizkörper verdampft wird, denen elektrische Energie über eine auf der Welle des Rotationskörpers angeordnete Schleifring/Bürstenkombination zugeführt wird.

Bei einem bekannten Rotationskörper vorgenannter Bauart (DE-GM 1947145), welcher sowohl als einwandiger als auch als doppelwandiger, an den Enden mittels Böden verschlossener Hohlzylinder ausgeführt sein kann, sind die Stabheizkörper, welche in Schutzrohren angeordnet sein können, durch die Böden in den Hohlzylinder eingeführt. Die Flüssigkeit wird vorzugsweise in einer solchen Menge in den Hohlzylinder eingeführt, daß mindestens der unterste Stabheizkörper von dieser vollständig umspült ist. Es können verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden. Besonders geeignet sind Wasser, thermisch stabiles öl und Flüssigkeitsgemische, wie z. B. das unter dem Handelsnamen Diphyl gehandelte eutektische Gemisch von Diphenyl und Diphenyloxyd.

Bei anderen bekannten Rotationsheizkörpern (DE-PS 833416, FR-PS 2121967) erfolgt das Verdampfen der Flüssigkeit innerhalb eines seitlich des Hohlzylinders jedoch starr mit diesen verbundenen Raum in Form einer Ringtasche, wobei die zur Verdampfung der Flüssigkeit erforderliche Wärme durch an der Außenwand der Ringtasche angeordnete Heizeinrichtungen erzeugt wird.

Des weiteren ist bekannt, bei Rotationskörpern mit in diesen eingebauten und mit diesen umlaufenden Heizeinrichtungen eine Schleifring/Bürstenkombination für die Zuführung elektrischer Energie zu diesen Heizeinrichtungen anzuordnen (DE-GM 1947145, DE-PS 1226287, DD-PS 51020), ferner, Wärmefühler, Manometer und eine elektrische Temperaturregeleinrichtung.

Die genannten, bekannten Rotationskörper haben, insbesondere wenn diese mit großen Abmessungen hergestellt werden, diverse Nachteile, und zwar insbesondere hinsichtlich nutzbarer Arbeitsfläche, Betriebssicherheit, Wartung, Temperaturverteilung an der Arbeitsfläche, Temperaturregelung sowie Herstell- und Wartungskosten. Soweit diese Nachteile auf die zu verdampfenden Flüssigkeiten zurückzuführen sind, liegt dies daran, daß diese u. a. eine geringe thermische Stabilität, eine niedrige Wärmeübertragungsdichte und hohe Dampfdrücke haben sowie brennbar und toxisch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskörper der eingangs genannten Bauart vorzuschlagen, dessen Kondensations-Heizsystem so beschaffen ist, daß dieser auch bei großen Abmessungen hinsichtlich nutzbarer Arbeitsfläche, Betriebssicherheit, Wartung, .Temperaturverteilung an der Arbeitsfläche und Temperaturregelung sowie hinsichtlich der Herstell- und Wartungskosten, besonders vorteilhaft ist.

Die Lösung dieser Aufgabe enthält der kennzeichnende Teil des Anspruchs 1.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Heizsystems ist es insbesondere möglich, Rotationskörper mit großen Abmessungen herzustellen, die optimale Werte hinsichtlich nutzbarer Arbeitsfläche, Betriebssicherheit, Wartung, Temperaturverteilung an der Arbeitsfläche, Temperaturregelung sowie Herstell- und Wartungskosten erreichen. So kann z. B. bei einem Rotationskörper, dessen Arbeitsfläche die Außenwand eines Hohlzylinders ist, die gesamte Außenwand, und zwar in jeder Richtung, als Arbeitsfläche genutzt werden, ferner diese Arbeitsfläche auch bei örtlich unterschiedlicher Wärmeabgabe auf einen bestimmten Temperaturwert gehalten werden. Durch die Anordnung einer als Schwamm wirkenden Stahlwollepackung innerhalb der Ringtaschen wird sowohl die Verdampfungsfläche für die in die Ringtaschen eingefüllte Flüssigkeit wesentlich vergrößert als auch erreicht, daß größere Mengen dieser Flüssigkeit an der Drehbewegung des Rotationskörpers teilnehmen. Dies wirkt sich günstig auf den Verdampfungsvorgang und damit die Temperaturverteilung an der Arbeits-

fläche des Rotationskörpers aus und hat ferner zur Folge, daß selbst bei Rotationskörpern mit sehr großen Abmessungen nur verhältnismäßig kleine Ringtaschen erforderlich sind.

Durch die Einbettung der elektrischen Stabheizkörper in die Stahlwollepackungeu wird infolge der Aufnahme und Speicherung der zu verdampfenden Flüssigkeit durch die Stahlwollcpackungen erreicht, daß diese stets mit Flüssigkeit benetzt sind. & kann also u. a-auchdann nicht zu einer thermischen Überbelastung der Stabheizkörper kommen, wenn der Rotationskörper einen großen Außendurchmesser hat und die Drehzahl desselben gering ist, so daß die diversen Stabheizkörper erst nach einer für diesen Anwendungsfall langen Zeit wieder in den im unteren Teil der Ringtaschen befindlichen Flüssigkeitssumpf eintauchen. Eine spezielle Absicherung eines jeden Stabheizkörpers im Hinblick auf die Vermeidung einer thermischen Überbelastung desselben ist somit nicht erforderlich.

Die Anordnung der Stabheizkörper in Schutzrohren ist von Vorteil in bezug auf die Wartung, Reparatur und Auswechselung derselben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Sinne der Aufgabe der Erfindung enthalten die Ansprüche 2 bis 4. Durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 wird insbesondere erreicht, daß die Stabheizkörper betriebssicher arbeiten sowie leicht und einwandfrei zu regeln sind. Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird insbesondere erreicht, daß der Rotationskörper noch geringere Herstell- und Wartungskosten hat, und zwar z. a. deshalb, weil die genannte Flüssigkeit thermisch sehr stabil ist und einen verhältnismäßig geringen Dampfdruck bei 250° C hat Des weiteren ist der Rotationskörper auf Grund der Verwendung der genannten Flüssigkeit betriebssicher sowie leicht und ungefährlich zu warten, und zwar u. a. deshalb, weil die Flüssigkeit nicht brennbar und nicht toxisch ist.

Der erfindungsgemäße Rotationskörper wird nachfolgend an Hand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Rotationskörper mit Ringtaschen, deren Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Teils des Rotationskörpers, der mit den herzustellenden und/oder den zu behandelnden Bahnen, Stücken, Folien und Verbundmaterialien in Berührung kommt,

Fig. 2 einen Teil des Rotationskörpers gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, jedoch mit einer Ringtasche, deren Außendurchmesser gleich dem des Teils des Rotationskörpers ist, der mit den herzustellenden und/oder zu behandelnden Bahnen, Stücken, Folien und Verbundmaterialien in Berührung kommt.

Die Bezugszeichen in den Zeichnungen bedeuten:

10 = Rotationskörper

11 = Hohlzylinder (doppelwandig)

12 = Ringtasche

13 = Scheibe

14 = Welle

15,16 = Lagerstellen

17 = Flüssigkeit

18 = Einfüllöffnung

19 = Stahlwollepackung

21 = Schleifring/Bürstenkombination
22, 23 = Leitungen
24 = Schutzschalter

25 = Wärmefühler

26 = Druckfühler

27 = Arbeitsfläche (Außenwand)

28 = Maschinenrahmen
2? = Stirnrad

30,31 = Leitungen

32 = Stabheizkörper

33 = Schutzrohr

Der in Fig. 1 dargestellte Rotationskörper 10 be-

steht aus dem doppelwandigen Hohlzylinder U, an dessen Enden die Ringtaschen 12 angeordnet sind. Der doppehvandige Hohlzylinder U ist mittels der Scheiben 13 mit eingeschweißten Naben auf der Welle 14 befestigt, die ihrerseits in an sich bekannter Weise in den Lagerstellen 15,16 eines nur teilweise dargestellten Maschinenrahmens 28 gelagert ist Angetrieben wird der Rotationskörper 10 mittels an sich bekannter Antriebselemente, von denen in den Zeichnungen lediglich das auf der Welle 14 angeordnete

Stirnrad 29 dargestellt ist

Die an den Enden des doppelwandigen Hohlzylinders 11 angeordneten Ringtaschen 12 sind bis zu der mit einem Dreieck gekennzeichneten Linie mit der zu verdampfenden Flüssigkeit 17 gefüllt. Das Einf üllen der Flüssigkeit 17 in die Ringtaschen 12 erfolgt durch die gasdicht verschließbaren Einfüllöffnungen 18, welche jedoch erst verschlossen werden, nachdem der Raum bzw. die Ringtaschen 12, in welchem die Flüssigkeit 17 eingefüllt worden ist und in dem sie

so verdampft, ferner der Raum des doppelwandigen Hohlzylinders 11, in dem der Dampf kondensiert, evakuiert worden sind.

An den Innenseiten der äußeren Wandung der Ringtaschen 12 ist eine als Schwamm wirkende Stahl-

j> wollepackung 19angeordnet Die in Schutzrohren 33 befindlichen, von den Stirnseiten des Hohlzylinders 11 aus in die Ringtaschen 12 eingeführten Stabheizkörper 32 sind von der Stahlwollepackung 19 in etwa gleichmäßig umgeben bzw. in diese eingebettet. Den Stabheizkörpern 32 wird elektrische Energie über einen Teil der Leitungen 22, die Schleifring/Bürstenkombination 21 sowie Leitungen 23, in welche Schutzschalter 24 eingebaut sind, zugeführt. Die Schutzschalter 24 schalten bei Überschreiten der zulässigen Temperatur des Rotationskörpers 10 die elektrische Energie ab.

Mittels der Schleifring/Bürstenkombination 21 erfolgt auch die Übertragung der Meßwerte des in einem Schutzrohr angeordneten Wärmefühlers 25 sowie des

■)<> ebenfalls in einem Schutzrohr angeordneten Druckfühlers 26 zu der außerhalb des Rotationskörpers 10 sowie ortsfest angeordneten, jedoch nicht dargestellten Temperaturregeleinrichtung. Der Wärmefühler 25 und der Druckfühler 26 sind hierzu mittels der Lei-

v> tungen 30, 31 mit der Schleifring/Bürstenkombination 21 verbunden sowie letztere mittels eines Teils der Leitungen 22 mit der außerhalb sowie ortsfest angeordneten Temperaturregeleinrichtung.

An Stelle der Leitungen 22, 30,31 und der Schleif -

M) ring/Bürstenkombination 21 kann auch eine an sich bekannte, in den Zeichnungen nicht dargestellte berührungslos arbeitende Meßwertübertragungseinrichtung für die Übertragung der Meßwerte verwendet werden.

b5 Der Rotationskörper 10 hat ferner alle an sich bekannten, in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellten Elemente, die für eine einwandfreie Arbeitsweise desselben erforderlich sind.

Bei dem in Fig. 2 nur teilweise dargestellten Rotationskörper ist der Außendurchmesser der Ringtasche 12 nicht größer, sondern gleich dem Außendurchmesser des Teils des Rotationskörpers 10, der mit den herzustellenden Bahnen, Stücken, Folien und Verbundmaterialien, also der Außenwand bzw. Arbeitsfläche 27, in Berührung kommt. Zu verdampfende Flüssigkeit 17 wird in diesem Fall bis zu der mit einem Dreieck gekennzeichneten Linie in die Ringta^hen 12 und den mit diesen in offener Verbindung stehenden Teil des doppelwandigen Hohlzylinders 11 gefüllt.

Das Heizsystem arbeitet wie folgt:

Wird den Stabheizkörpern 32 der Ringtaschen 12 des in Drehung versetzten, waagerecht angeordneten Rotationskörpers 10 über die Schleifring/Bürstenkombination 21 elektrische Energie zugeführt, dann werden die Ringtaschen 12 und die in diesen befindlichen Stahlwollepackungen 19 und damit auch die zu verdampfende Flüssigkeit 17 erwärmt. Die Erwärmung der Flüssigkeit 17 erfolgt in besonders vorteilhafter Weise, weil sich diese beim Drehen des Rotationskörpers in den Stahlwollepackungen in etwa gleichmäßig verteilt. Hat die Flüssigkeit 17 ihre Verdampfungstemperatur erreicht, dann füllt sich auf Grund der bereits genannten Evakuierung der nicht mit Flüssigkeit 17 gefüllte Raum der Ringtaschen 12 sowie der mit diesen in Verbindung stehende Raum des doppelwandigen Hohlzylinders 11 mit Dampf, welcher sodann an den noch kalten Wandungen des doppelwandigen Hohlzylinders 11 unter Abgabe einer entsprechenden Wärmemenge kondensiert. Das dabei anfallende Kondensat fließt in die Ringtaschen 12 und der Kreislauf beginnt wieder von vorn. Die Erwärmung der Außenwand bzw. der Arbeitsfläche 27 des doppelwandigen Hohlzylinders 11 des Rotationskörpers 10 erfolgt somit durch kondensierenden Dampf. Der erfindungsgemäße Rotationskörper ist einsetzbar im Bereich der Konfektion zum Verkleben textiler Bahnen und Stücke, z. B. solcher für Oberbekleidung, ferner sowohl in der Konfektion als auch in der Ausrüstung zum Bedrucken textiler Bahnen und Stücke, insbesondere synthetische Fasern enthaltender Maschenware, nach dem Transferverfahren, bei welchem ein mit bei Temperaturen von etwa 180 bis 220° C sublimierbaren Farbstoffen beschichtetes Trägermaterial, z. B. eine Papierbahn, mit der zu bedruckenden Bahn in Kontakt gebracht wird.

is Im Bereich der Kunststoffverarbeitung ist der erfindungsgemäße Rotationskörper besonders vorteilhaft einsetzbar bei der Herstellung von Verbundmaterialien, die durch Kaschieren einer Bahn aus geschäumten Kunststoff mit einer oder mehreren Bahnen aus Papier od. dgl. hergestellt werden, wobei eventuell auch ein weiteres Aufschäumen des Kunststoffes erfolgen kann. Möglich ist in diesem Fall aber auch, an Stelle einer bereits geschäumten Bahn vorgeschäumtes Kunststoffgranulat zu verwenden und dieses in einem Arbeitsgang aufzuschäumen und zu kaschieren.

Bei den vorgenannten Anwendungsfällen wird das zu behandelnde Material mit der Außenwand bzw. der Arbeitsfläche 27 des Hohlzylinders 11 des Rotationskörpers 10 in Kontakt gebracht und läuft mit diesem teilweise um. Die hierzu erforderlichen Zu- und Abi Uhrungseinrichtungen für die Materialien sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, weil bekannt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Beheizter Rotationskörper zur Herstellung und/oder Behandlung von Bahnen, Stücken, Folien und Verbundmaterialien, bei dem die mit dem zu behandelnden Material in Berührung kommende Außenwand mittels rückseitig an ihr kondensierenden durch Verdampfen einer Flüssigkeit im Rotationskörper erzeugten Dampfes erwärmt ι ο wird, wobei die Flüssigkeit mittels elektrischer Stabheizkörper verdampft wird, denen elektrische Energie über eine auf der Welle des Rotationskörpers angeordnete Schleifring/Bürstenkombination zugeführt wird, gekennzeichnet durch is Ringtaschen (12) an den Enden des Rotationskörpers (10) für die zu verdampfende Flüssigkeit (17) mit je einer als Schwamm wirkenden Stahlwollepackung (19) und durch eine solche Lage der Stabheizkörper (32) mit Schutzrohren (33) in den x Ringtaschen, daß diese von der Stahlwollepackung (19) etwa gleichmäßig umgeben sind.

2. Beheizter Rotationskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung der Stabheizkörper (32) und damit die Temperatur 2^r> der Außenwand (27) des Rotationskörpers (10) geregelt wird mittels einer außerhalb des Rotationskörpers (10) ortsfest angeordneten Regeleinrichtung, deren von Schutzrohren umgebener Wärme- (25) und/oder Druckfühler (26) mit dem jo Raum, in dem die Flüssigkeit (17) verdampft und/oder dem Raum, in dem der Dampf kondensiert, in Verbindung steht.

3. Beheizter Rotationskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte des r> Wärmefühlers (25) und/oder des Druckfühlers (26) mittels der Schleifring/Bürstenkombination (21) auf die außerhalb des Rotationskörpers (10) ortsfest angeordnete Temperaturregeleinrichtung übertragen werden.

4. Beheizter Rotationskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zu verdampfende Flüssigkeit (17) eine Kohlenwasserstoffverbindung, vorzugsweise eine Fluor-Kohlenwasserstoffverbindung mit etwa 6,0 ata Dampfdruck bei « 250° C verwendet wird.